АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ Советский патент 1995 года по МПК C23F13/00 

Изобретение относится к судостроению, в частности к системам протекторной защиты корпуса от коррозии, и может использоваться на морских судах с подводными крыльями (СПК).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является бесконтактное устройство автоматического поддержания защитного тока при катодной защите металлических сооружений от коррозии. Оно управляет защитным током (величиной защитного потенциала) с помощью управляемого полупроводникового вентиля, который, в свою очередь, управляется бесконтактным сопротивлением на составном транзисторе.

Однако такое устройство достаточно сложно, требует дополнительного мощного источника электроэнергии, имеет высокое напряжение на регулирующем органе, а также обладает большими весом и габаритами, что практически исключает их применение для СПК. Кроме того, для СПК характерно скачкообразное изменение режима защищаемой конструкции корпуса (например, выход на крылья, посадка на воду), требующее учет постоянной времени установления защитного потенциала, что не обеспечиваетcя известным устройством.

Цель изобретения повысить точность поддержания величины защитного потенциала в заданных пределах и увеличить срок службы защищаемой конструкции.

Это достигается тем, что устройство, содержащее протекторы защиты конструкции, измерительное устройство защитного потенциала с электродом сравнения и бесконтактный регулирующий орган в цепи протектор-корпус, дополнительно содержит блок автоматической установки ступеней защитного тока, вход которого соединен с электродом сравнения, а выход с бесконтактным регулирующим органом. Блок автоматической установки ступеней защитного тока состоит из источника опорного напряжения, устройства сравнения, тактового генератора, логических схем И, реверсивного счетчика и диодной матрицы формирования управляющего тока, причем выходы электрода сравнения и источника опорного напряжения соответственно соединены с первым и вторым входами устройства сравнения, выход которого соответственно соединен с каждым первым входом логических схем И, каждый второй вход которых соединен с тактовым генератором, а выходы логических схем И через реверсивный счетчик соединены с диодной матрицей управляющего тока, выход которой соединен с бесконтактным регулирующим органом.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из включенного между корпусом 1 и протектором 2, вблизи которых расположен электрод 3 сравнения, бесконтактного регулирующего органа 4. Между электродом 3 и бесконтактным регулирующим органом 4 включен блок 5 автоматической установки ступеней защитного тока, состоящий из источника 6 опорного напряжения, соединенного вместе с электродом 3 сравнения с устройством 7 сравнения (компаратором). Временные интервалы работы устройства задаются тактовым генератором 8, разнополярные выходы а и б импульсов которого соединены через логические схемы И 9 и 10 с реверсивным счетчиком 11, выход которого соединен с диодной матрицей 12. Выходы крайних ступеней матрицы 12 через логические схемы НЕТ 13 и 14 имеют обратную связь с управляющим триггером 15 счетчика 11. Все выходы матрицы 12 соединены через диодные вентили 16 и эмиттерный повторитель 17 с регулирующим органом 4.

В устройстве показаны дополнительные связи и вспомогательные элементы: дифференцирующая цепь 18 между генератором 8 и реверсивным счетчиком 11, фазоинвертор 19 между логической схемой 10 и управляющим триггером 15 реверсивного счетчика 11, тактовый генератор 8, состоящий из задающего генератора 20, дифференцирующей цепи 21, ждущего мультивибратора 22, эмиттерного повторителя 23, фазоинвертора 24 и кнопки "Сброс" 25.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания кнопкой 25 устанавливается исходное состояние элементов схемы и реверсивным счетчиком 11 через матрицу 12, вентили 16 и эмиттерный повторитель 17 регулирующий орган 4 устанавливает начальное значение защитного тока. Одновременно начинает работать тактовый генератор 8. На устройство 7 сравнения подаются напряжение опорного источника 6 и текущее значение защитного потенциала от электрода 3 сравнения. Если потенциал электрода 3 больше величины опорного напряжения, на выходе устройства 7 сравнения образуется отрицательное напряжение, если потенциал меньше, напряжение на выходе устройства 7 будет положительным.

Напряжение с устройства 7 сравнения поступает на схемы 9 и 10; на эти же схемы подаются импульсы тактового генератора 8 с заданным периодом повторения, причем на схему 9 подаются положительные импульсы, а на схему 10 отрицательные. Период повторения импульсов тактового генератора 8 определяется задающим генератором 20. Эти импульсы через дифференцирующую цепь 21 поступают на ждущий мультивибратор 22 и запускают его. Ждущий мультивибратор 22 вырабатывает отрицательные импульсы длительностью 20 м сек с периодом повторения равным периоду повторения отрицательных импульсов дифференцирующей цепи 21. Импульсы с мультивибратора 22 поступают на эмиттерный повторитель 23, а с последнего на фазоинвертор 24. Отрицательные импульсы с эмиттерного повторителя 23 и положительные импульсы с фазоинвертора 24 являются выходными импульсами тактового генератора 8.

Схема 9 пропускает положительный импульс только тогда, когда устройства 7 сравнения поступает положительное напряжение, что соответствует случаю, когда величина напряжения электрода 3 сравнения меньше величины напряжения опорного источника 6. Схема 10 пропускает отрицательный импульс только тогда, когда с устройства 7 сравнения поступает отрицательное напряжение (при величине напряжения электрода сравнения выше опорного). Импульсы со схем 9 и 10 поступают на управляющий триггер 15 реверсивного счетчика 11, причем на выходы схемы 10 импульс предварительно преобразуется в отрицательный фазоинвертором 19, так как управляющий триггер 15 запускается только импульсами отрицательной полярности.

Управляющий триггер 15 определяет работу реверсивного счетчика 11 так, что если импульсы поступают с логической схемы 9, реверсивный счетчик суммирует импульсы, поступающие с тактового генератора 8 через дифференцирующую цепь 18.

Дифференцирующая цепь 18 формирует отрицательные импульсы для работы реверсивного счетчика 11 и осуществляет задержку сигнала на длительность импульса для исключения ложного срабатывания реверсивного счетчика 11 при подготовке его к сложению или вычитанию. Импульсы с выходов реверсивного счетчика 11 поступают на диодную матрицу 12 формирования управляющего тока, выполняющую функции преобразователя кода в напряжение. Диодная матрица 12 имеет пять выходов, напряжение на которых соответствует установке определенных значений сопротивлений бесконтактного регулирующего органа 4 в цепи проектор 2 корпус 1.

Напряжение с выходов диодной матрицы 12 поступает на вентили 16 и далее через эмиттерный повторитель 17 на базу сдвоенного регулирующего транзисторов (бесконтактного регулирующего органа 4), включенного в цепь протектор 2 корпус 1, изменяя соответственно ее сопротивление, а следовательно, и ток в цепи протекторной защиты. Если реверсивный счетчик 11 работает в режиме сложения импульсов, напряжение на базах транзисторов регулирующего органа 4 и ток между протектором 2 и корпусом 1 ступенчато увеличиваются, в режиме вычитания напряжение на базах транзисторов регулирующего органа 4 и соответственно ток в цепи защиты ступенчато уменьшаются. Переход от одной ступени к другой происходит при поступлении очередного импульса, вырабатываемого тактовым генератором 8 с заданным периодом повторения. Таким образом, если напряжение на электроде 3 сравнения больше опорного, сопротивление регулирующего органа 4 увеличивается, что приводит к уменьшению защитного потенциала корпуса 1, и наоборот.

При включении питания устройства разряды триггеров реверсивного счетчика 11 могут занимать произвольное положение. Для исключения этого в схему введена кнопка "Сброс" 25, при нажатии которой разряды счетчика 11 устанавливаются в исходное состояние, обеспечивающее наименьший ток в цепи защиты, если напряжение на электроде сравнения больше опорного, и наибольший ток если напряжение электрода сравнения меньше опорного.

Схемы НЕТ 13 и 14 останавливают реверсивный счетчик 11 при достижении наибольшего или наименьшего тока в цепи защиты.

Устройство может обеспечить работу одного или группы протекторов, соединяемых параллельно, автоматически поддерживая значение величины защитного потенциала.

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ, содержащее протекторы защиты конструкции, измерительное устройство защитного потенциала с электродом сравнения и бесконтактный регулирующий орган в цепи протектор-корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания величины защитного потенциала в заданных пределах и увеличения срока службы защищаемой конструкции, оно дополнительно содержит блок автоматической установки ступеней защитного тока, вход которого соединен с электродом сравнения, а выход с бесконтактным регулирующим органом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок автоматической установки ступеней защитного тока состоит из источника опорного напряжения, устройства сравнения, логических схем И, тактового генератора, реверсивного счетчика и диодной матрицы формирования управляющего тока, причем выходы электрода сравнения и источника опорного напряжения соответственно соединены с первым и вторым входами устройства сравнения, выход которого соответственно соединен с каждым первым входом логических схем И, каждый второй вход которых соединен с тактовым генератором, а выходы логических схем И через реверсивный счетчик соединены с диодной матрицей управляющего тока, выход которой соединен с бесконтактным регулирующим органом.