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原文传递一种磨损腐蚀监测传感器及监测方法

专利名称：	一种磨损腐蚀监测传感器及监测方法
摘要：	本发明提供一种磨损腐蚀监测传感器及监测方法。本发明传感器，包括：封装在下壳体内部的磨损腐蚀探头；磨损腐蚀探头包括工作电极元件、温度参比电极元件、电位参比元件、对电极元件，其中工作电极元件与温度参比电极元件可形成电阻探针测试体系，工作电极元件、电位参比元件、对电极元件可构成三电极测试体系；通过电阻探针测试体系测得工作电极元件的金属总损失速率，通过三电极体系测得工作电极元件的腐蚀速率，利用金属总损失速率减去腐蚀速率得到金属的磨损速率。本发明可对油气管道、油田回注水管道进行磨损腐蚀预警，实时监测腐蚀速率与磨损速率，适用于流速较高且具有电解质的介质环境中，解决了现有技术不能同时监测磨损速率与腐蚀速率的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	黄一;刘梁;徐云泽;王晓娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910728419.1
公开号：	CN110455705A
代理机构：	大连东方专利代理有限责任公司
代理人：	姜玉蓉;李洪福
分类号：	G01N17/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N17
申请人地址：	116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号
主权项：	1.一种磨损腐蚀监测传感器，其特征在于，包括：磨损腐蚀探头(1)、下壳体(2)、耐压水密连接器(3)、PCB电路板(4)、上壳体(5)、电源(6)和信号收发器(7)；所述磨损腐蚀探头(1)安装在下壳体(2)中，且与下壳体(2)之间通过绝缘层(12)保持电绝缘；所述上壳体(5)通过耐压水密连接器(3)连接下壳体(2)；所述PCB电路板(4)、电源(6)和信号收发器(7)安装在上壳体(5)中；所述磨损腐蚀探头(1)包括对电极元件(13)、工作电极元件(14)、温度参比元件(15)、电位参比电极(16)和聚醚醚酮(18)，所述工作电极元件(14)的材质与目标管道的材质相同，所述工作电极元件(14)、电位参比电极(16)、对电极元件(13)暴露在管内介质中，所述温度参比元件(15)埋在聚醚醚酮(18)材料中，不与管道内腐蚀介质直接接触；所述PCB电路板(4)集成有微电阻计(41)，单刀双掷继电器(42)，波形发生器(43)，高精度电流表(44)，数字电压表(45)，A/D转换器(46)，单片机(47)，数据存储器(48)，实时时钟(49)；所述工作电极元件(14)和温度参比元件(15)分别从两端各引出两根导线连接所述微电阻计(41)，其中，从所述工作电极元件(14)引出的一根导线(17)先连接所述单刀双掷继电器(42)的公共触点，再通过单刀双掷继电器(42)的常闭触点连接微电阻计(41)，所述单刀双掷继电器(42)的常开触点依次连接所述波形发生器(43)、高精度电流表(44)、对电极元件(13)；所述电位参比电极元件(16)依次连接所述数字电压表(45)、单刀双掷继电器(42)的常开触点。 2.根据权利要求1所述的磨损腐蚀监测传感器，其特征在于，所述单刀双掷继电器(42)用于切换电阻测量与线性极化测量，当所述单刀双掷继电器(42)处于常闭端时，所述工作电极元件(14)与所述温度参比电极元件(15)构成电阻探针体系；当所述单刀双掷继电器(42)处于常开端时，所述工作电极元件(14)、参比电极元件(15)、对电极元件(13)构成三电极体系，组成线性极化探针体系。 3.根据权利要求1所述的磨损腐蚀监测传感器，其特征在于，所述微电阻计(41)、单刀双掷继电器(42)、波形发生器(43)、高精度电流表(44)、数字电压表(45)由均所述单片机(47)控制。 4.根据权利要求1所述的磨损腐蚀监测传感器，其特征在于，所述下壳体(2)外部还设有螺纹以及密封端面，通过螺纹将下壳体(2)连接在管道上，并通过密封端面保证安装部位不发生泄漏。 5.根据权利要求1所述的磨损腐蚀监测传感器，其特征在于，所述耐压水密连接器(3)的耐压端与所述下壳体(2)通过螺纹连接并形成端面密封，所述上壳体(5)与耐压水密连接器(3)的非耐压端通过螺纹连接，以固定上壳体(5)的位置。 6.一种基于上述磨损腐蚀监测传感器实现磨损腐蚀预报并实时监测管道磨损腐蚀的方法，包括以下步骤： S1、将磨损腐蚀监测传感器(25)通过螺纹连接插入管道(23)中，下壳体(2)与管道上的安装接口(24)通过螺纹连接并形成端面密封，磨损腐蚀探头(1)的端面与管道内壁平齐，工作电极元件(14)与电位参比电极元件(16)、对电极元件(13)暴露在管内介质中。 S2、设定所述单刀双掷继电器(42)的切换次序，每一个测试周期为3.3h，其中3h内单刀双掷继电器(42)处于常闭端，剩余0.3h内单刀双掷继电器(42)处于常开端； S3、当单刀双掷继电器(42)处于常闭端时，微电阻计每隔10min测量一次工作电极元件(14)与温度参比元件(15)的电阻值并进一步计算工作电极元件(14)的腐蚀深度随时间变化曲线，得到工作电极元件(14)的总损失速率Vt； S4、当单刀双掷继电器(42)处于常开端时，工作电极元件(14)接入三电极体系，三电极体系对工作电极元件(14)进行1次线性极化测量，进一步通过线性极化电阻计算腐蚀速率Vc； S5、依据所测得的总损失速率Vt，计算磨损速率Ve，Ve＝Vt-Vc，从而实现实时监测磨损速率Ve与腐蚀速率Vc，当磨损速率Ve大于0时，则触发磨损腐蚀预警。
所属类别：	发明专利