Устройство для моделирования протяжных сооружений Советский патент 1975 года по МПК G06G7/68 

1

Устройство для моделирования протяженных сооружений может найти применение при исследовании в лабораторных условиях распределения электрического тока и потенциала на этой модели в автоматическом режиме его работы.

Известно устройство для моделирования протяженных сооружений, например подводных, подземных, изолированных и неизолированных трубопроводов, кабелей связи и силовых, предназначенное для исследования распределения электрического тока и потенциала на нем при непрерывной катодной поляризации металлических образцов, расположенных в электролитических ячейках в его поперечных цепях, от внешнего источника поляризующего тока.

Однако такое устройство не позволяет исследовать распределение электрического тока и потенциала на нем при автоматическо-прерывистом режиме поляризации металлических образцов, расположенных в электрохимических ячейках в его поперечных цепях.

Целью изобретения является расширение области применения, т. е. создание такого устройства для моделирования протяженных сооружений, которое позволяло бы в лабораторных условиях вести исследования распределения электрического тока и потенциала на нем как в непрерывном, так и автоматическо-прерывистом режиме электрической поляризации металлических образцов, расположенных в электролитических ячейках в его поперечных цепях.

Автоматизация устройства для моделирования протяисепных сооружений основывается на положительном эффекте электрохимической защиты - восстановления на защищаемом соорул ении катодных осадков, которые позволяют отключать цепь тока поляризации на определенное время, не ухудшая эффективности, а также на возмол ности увеличения электрического потенциала в точке отсоса (соединения токопровода от отрицательного полюса

катодной станции к защищаемому сооружению).

Предложенное устройство содержит сосуд с насыщенным хлористым калием, в который погружены электрод сравнения и закрепленный в одной из электролитических ячеек ионный мостик, и последовательно включенные высокоомный потенциометр и электронно-дисковый потенциометр с двухпозиционным регулятором, контакты которого включены в цепи

питания обмоток электромагнитного -пускателя. Входы высокоомного потенциометра подключены к электроду сравнения и электроду соответствующей электролитической ячейки. Па чертеже показана схема предлагаемого

устройства.

Оно содержит внешний источник полярнзу1он;его тока 1, потенциометрический делитель напряжения 2, электромагнитный нускатель 3 с и. о. контактом 4 для вкл Очения и отключения цени тока поляризации, электрохимическую модель, содержащую продольные 5 и поперечные 6 резисторы, имитирующие продольные и поперечные сопротивления модели, и электролитические ячейки 7 с испытуемыми металлическими образцами и средами.

Электрический ток, протекающий в поперечных ценях устройства, измеряют при по1мощи измерительного нрибора, например микроамперметра, включенного в разрыв 8, а потенциал металлического образца, расположенного в электролитической ячейке 7 - при помощи электрода сравнения 9 и ионного мостика 10, также входящих в электрохимическую модель. Последний создает электрическую цепь между электролитической ячейкой 7 и сосудом 11 с раствором, паиример хлористым калием.

Устройство содержит также высокоомный лабораторный потенциометр 12, злектроинодисковый потенциометр 13 с двухпозициоииым регулятором, в который входят электромеханические контакты 14 и 15, диски 16 и 17 и шарнирпо-качающиеся механизмы 18 и 19.

В цепь регулирования двухпозиционного регулятора входит н. о. контакт 20 электромагнитного пускателя 3.

Устройство работает следующим образом.

При подаче иа вход высокоомиого потенциометра 12 раз:ности потенциалов между катодно поляризуемым металлическим образцом, расположенным в электролитической ячейке 7 со средой, и электродом сравнения 9, изменяется выходное напряжение на низкоомном выходе (иа млв) этого потенциометра соответствешю входному напряжению и подается на вход электронно-дискового потенциометра 13 в виде некоторого напряжения постояниого тока, которое преобразуется и усиливается до величины, достаточной для приведения в действие асинхронного реверсивного двигателя РД-09, вращающегося в ту или иную сторону до тех пор, пока существует сигнал, свидетельствующий об отсутствии равновесия схемы.

На ось реверсивного двигателя насажен двухлозиционный дисковый регулятор. При изменении входного напряжения потенциометра 13 в сторону увеличения или уменьшения замыкаются соответствующие контакты, включенные в цепь управления регулирующего устройства.

В данном случае при изменении входного напряжения потенциометра 13 реверсивный двигатель приводит в диски 16 и 17 двухпозиционного регулятора.

Диски имеют по окружности впадины, в которые западают шарнир-но-качающиеся механизмы 18 и 19, замыкающие при этом электрические цепи управления регулирующего устройства.

При достижении щарпирно-качающимся механизмом 19 впадины диска 17 п. о. контакт 15 позиционного регулятора замыкается. По обмотке электромагнитного пускателя 3 протекает ток, и он, сработав, самоблокируется через н. о. контакт 20. При этом замыкается и. о. коптакт 4 электромагнитного пускателя 3 в разрыве цепи тока поляризации металлических образцов, расположеииых в электролитических ячейках 7 со средой в поперечных цепях модели, и металлические образцы, расположенные в электролитических ячейках 7, поляризуются. Электродные потенциалы их смещаются в отрицательную сторону (если образцы подключены к отрицательному полюсу виещнего источника поляризующего тока 1). С увеличением отрицательного потенциала металлического образца увеличивается постоянное напряжение, подаваемое на вход электронно-дискового потенциометра 13, который приводит в движение реверсивный двигатель в том же направлении. При этом щарнирно-качающийся механизм 19 диска 17 выходит из впадины этого диска и размыкается и.о. контакт 15.

Когда потенциал на металлическом образце электролитической ячейки 7достигаетири помощи расположения впадин дисков 16и 17 относительно щарнирно-качающихся механизмов 18 и19.верхнего установленного значения, щарнирно-качающийся механизм 18 диска 16 западает во впадину этого диска, и размыкается н.з.коетакт 14. Обмотка электромагнитного пускателя 3 обесточивается, размыкаются н. о. контакты 4 и 20. При этом разрывается цепь тока поляризации модели протяженпого сооружения пр-и помощи н. о. контакта 4. Потенциалы поляризуемых металлических образцов умеыьщаются, соответственно уменьщается постоянное напряжение, подаваемое на вход потенциометра 13. При уменьшении напряжения на входе потенциометра 13 реверсивный двигатель движется в обратном направлении. Шарнирно-качающийся мехаилзчм 18 диска 16 выходит из впадины, и замыкается н. 3. контакт 14.

При достижении потенциалом на металлическом образце электролитической ячейки 7 установленного нижнего значения щарнирнокачающийся механизм 19 диска 17, западая во впадину этого диска, замыкает н. о. контакт 15. Срабатывает электромагнитный пускатель 3, и цикл работы повторяется.

Устанавливая различные верхние и нижние

значения потенциалов включения и отключения цепи тока поляризации на исследуемом металлическом образце, расположенном в электролитической ячейке со средой, можно исследовать распределение электрического тока и потенциала на устройстве для моделирования протяженных сооружений в автоматическо-прерывистом режиме работы его и выбрать оптимальные значения потенциалов включения и отключения цепи тока для реальных сооружений, где наблюдаются изменения jnHx и внутренних коррозионных факторов ример, уровня, солености, аэрации, влажи, плотности грунтов). . 5 Предмет изобретения ;тройство для моделирования протяженсооружений, содержащее источник нитак которому через потенциометрический 10 1тель напряжения и нормально разомкнуконтакт электромагнитного пускателя ;лючена электрохимическая модель, сощая из продольных и поперечных резистои электролитических ячеек, включенных 15 ду точками соединения продольных резисторов и соответствующими поперечными резисторами, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит сосуд с насыщенным хлористым калием, в который погружены электрод сравнения и закрепленный в одной из электролитических ячеек ионный мостик, и последовательно включенные высокоомный потенциометр и электронно-дисковый потенциометр с двухнозиционным регулятором, контакты которого включены в цепи питания обмоток электромагнитного пускателя; входы высокоомного потенциометра подключены соответственно к электроду сравнения и к электроду соответствующей электролитической ячейки.