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        行業(yè)資訊

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        船載陰極保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
        時間:2025-05-14?? 瀏覽:247次

          船舶、橋梁等的鋼質(zhì)材料與海水接觸,極易受海水強烈的化學(xué)腐蝕以及海洋生物附著的污損,降低了使用壽命,增加了維護(hù)、維修的費用,并有可能造成嚴(yán)重危害 。陰極保護(hù)技術(shù)的原理就是給被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面提供大量電子,被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極,抑制金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移,避免或減弱腐蝕的發(fā)生 。

          陰極保護(hù)通常有兩種方法:犧牲陽極和外加電流兩種 。犧牲陽極方法由于簡單、經(jīng)濟(jì),被廣泛采用,但效果欠佳,焊在船體外表面的鋅塊也會增加船體阻力。使用永 久性外加電流的陰極保護(hù)裝置是目前控制鋼質(zhì)船體在海水中腐蝕的蕞有效方法 。本文采用的即為外加電流陰極保護(hù)的方法。

          陰極保護(hù)技術(shù)在 70 年代開始被美國、日本等各國船體保護(hù)中應(yīng)用并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。在 20 世紀(jì) 70-80年代,我國陰極保護(hù)技術(shù)的引進(jìn)、消化和二次開發(fā)才取得了實質(zhì)性的進(jìn)展,也就是在這個時期,研制了一批陰極保護(hù)的材料和設(shè)備,打下了陰極保護(hù)在行業(yè)市場供需鏈的基礎(chǔ)。近年來,該技術(shù)在多個場合如碼頭工程鋼管樁、埋地管道、海洋平臺 等也有應(yīng)用。

          李言濤等在《中國海洋腐蝕科研選題與發(fā)展戰(zhàn)略》 中指出,隨著計算機(jī)與自動化技術(shù)的發(fā)展 ,陰極保護(hù)電位的監(jiān)測逐步從以前定期人工檢測發(fā)展到通過對電位的模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換和邏輯運算。電位監(jiān)測由原來的對單一點、線的監(jiān)測,逐漸實現(xiàn)對整個系統(tǒng)綜合的監(jiān)控。通過應(yīng)用于局域網(wǎng)的 Intranet 技術(shù)和應(yīng)用于廣域網(wǎng)的 Internet 技術(shù)或電信通信線路 ,可以在整個作業(yè)海域或企業(yè)內(nèi)甚至于全國各地乃至全球的相關(guān)機(jī)構(gòu)方便地實現(xiàn)監(jiān)測信息共享 、系統(tǒng)評價控制和遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。本項目中對多個(四個)艦載陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控,可以認(rèn)為是對該預(yù)測方向的小規(guī)模嘗試。

          目前陰極保護(hù)項目的計算機(jī)監(jiān)控研究項目已經(jīng)在開展,然而關(guān)于在線監(jiān)測的相關(guān)報道較少。孫虎元對長江二橋的陰極保護(hù)電路項目論述了監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。該項目屬于國家依托類項目,對于小型陰極保護(hù)項目的監(jiān)控設(shè)計來說并不實用。

          本文依托某公司的艦體外加電流陰極保護(hù)監(jiān)控設(shè)計,實現(xiàn)對陰極保護(hù)系統(tǒng)的實時監(jiān)控及人機(jī)交互。其核心是通過陰極保護(hù)系統(tǒng)主控板 ARM 嵌入式處理器和觸摸屏進(jìn)行傳感器信號和輸入控制信號的傳遞。

          下文首先介紹了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,給出了系統(tǒng)主控板和硬件總體設(shè)計方案。之后重 點闡述了然后介紹了主控板 ARM 芯片的通訊過程和人機(jī)界面觸摸屏的軟件設(shè)計。文末對本文的設(shè)計過程進(jìn)行總結(jié),并給出了下一步的設(shè)計思路。

          1 外加電流 陰極保護(hù)測控系統(tǒng)總體構(gòu)造

          陰極保護(hù)測控系統(tǒng)為船載檢測系統(tǒng),由多個系統(tǒng)構(gòu)成??傮w結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。

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          其中圖 1 左邊的 Marimpress 框代表的是多個艦載外加電流陰極保護(hù)裝置。圖 1 右側(cè)的虛線框內(nèi)是遠(yuǎn)程監(jiān)控單元。系統(tǒng)總體設(shè)計通過遠(yuǎn)程監(jiān)控單元可實現(xiàn)多個艦載陰極電流保護(hù)裝置的電流電壓監(jiān)控。

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          單個外加電流陰極保護(hù)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示,其中蕞主要的部分有輔助陽極,參比電極,直流大電流發(fā)生器,高電壓變壓裝置以及控制電路板。


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