192097. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés katódos korrozióvédelemhez
1 192.097 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés katódos korrózióvédelemhez, elsősorban föld alatt elhelyezett fémszerkezetek esetében, ahol védő tápegység negatív pólusára a védendő műtárgy, pozitív pólusára pedig foelektróda kapcsolódik, és a kapcsolási elrendezés referenselektródát, valamint mérő áramkört tartalmaz. Mint ismeretes föld alatti fémszerkezetek, pl. vascsövek korróziójának csökkentésére ún. katódos korrózióvédelmet szokás alkalmazni. Olaj és gázvezetékek esetében különösen fontos, hogy e védelmet kialakítsák. A korrózióvédelem céljából szokás szerint egy földben elhelyezett főelektróda és a védendő műtárgy közé egy védőtápegységről bizonyos nagyságú feszültséget kapcsolnak, amelynek mindenkori értékét egy referenselektróda és a védendő műtárgy között mérhető feszültséggel kontrollálnak, és ez alapján szabályoznak. E feszültség mérhető a főáramkör (védendő műtárgy + főelektróda + védő tápegység) megszakítása nélkül, ez azonban az ohmos ellenállásokon folyó áramok miatt pontatlan eredményt ad (polarizációs eltolódás), a főáramkor megszakítása viszont hátrányos egyrészt az alkatrészmeghibásodás, másrészt a védelem időszakonkénti szüneteltetése miatt. Találmányunk célja .olyan megoldás biztosítása, amely ún. polarizációs potenciál pontos mérést teszi lehetővé a főáramkor megszakítása nélkül. E célt úgy érjük el, hogy egy segédelektródát helyezünk a földbe, és a védendő műtárgy helyezett a segédelektróda és a referenselektróda közti feszültségkülönbséget mérjük egy e célra kialakított mérőáramkör segítségével, mintavételezéses módszerrel. Találmányunk kapcsolási elrendezés katódos korrózióvédelemhez, elsősorban föld alatt elhelyezett fémszerkezetek esetében, ahol védőtápegység negatív pólusára védendő műtárgy, pozitív pólusára pedig főelektróda kapcsolódik. A kapcsolási elrendezés referenselektródát, valamint mérőáramkört tartalmaz. A kapcsolási elrendezés egy segédelektródát is tartalmaz, amely a műtárggyal kapcsolóáramkörön keresztül össze van kötve. A segédelektróda valamint a referenselektróda közé mérőáramkör van csatlakoztatva. A mérőáramkör differenciaerősítőből, mintavételező tartó áramkörből, időzítő áramkörből és kapcsoló áramkörből áll úgy, hogy a differenciaerősítő bemenetelre a referenselektróda és a segédelektróda csatlakozik, kimenete pedig a mintavételező tartó áramkör bemenetével van összekötve. A mintavételező tartó áramkör kimenete a védőtápegységre csatlakozik. A kapcsolóáramkör vezérlő bemenete, továbbá amintavételező tartó áramkör kapcsolóelemének vezérlő bemenete az időzítő áramkör egy-egy kimenetére van csatlakoztatva. A kapcsolóáramkört, továbbá a kapcsolóelemet célszerűen térvezérlésű tranzisztorból alakítjuk ki. Az időzítő áramkört előnyösen monostabil multivibrátorokból építjük fel. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy folyamatos és pontos mérést tesz lehetővé. Találmányunkat a továbbiakban ábránk segítségével kiviteli példa kapcsán mutatjuk be részletesebben. t. ábra: A találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokksémája. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés 1 védőtápegység negatív pólusa kapcsolódik a védendő, föld alatti 3 műtárgyra, pl. olajvezetére, pozitív pólusa pedig az ugyancsak föld alatt elhelyezett 2 föelektródára. A kapcsolási elrendezés ezen része alkotja a föáramkört. A mérőáramkört a 8 differenciaeiősitő, az ennek kimenetére kapcsolódó 4 mintavételező tartó áramkör, továbbá a 10 időzítő áramkör és ennek egyik kimenetére vezérlőjel bementével kapcsolódó 9 kapcsolóáramkör alkotja. A 10 időzítő áramkör másik kimenete a 4 mintavételező tartó áramkör 7 kapcsolóelemének vezérlő bementére kapcsolódik. A 8 differenciaerősítő bemeneteire az 5 segédelektróda, ül. a réz/rézszulfát 6 referenselektróda kapcsolódik, melyek szintén föld alatt kerülnek elhelyezésre. Az 5 segédelektróda a védendő 3 műtárggyal a 9 kapcsolóáramkörön keresztül van összekötve, és a védendő 3 műtárgytól néhányszor tíz cm-re kerül elhelyezésre. Anyagát tekintve az 5 segédelektróda azonos anyagból készül, mint a 3 műtárgy, és a 3 műtárgy felé eső része elektromosan szigetelt a 3 műtárgyhoz hasonlóan. A 4 mintavételező tartó áramkör kimenete az 1 védőtápegységre kapcsolódik. A 10 időzítő áramkört két monostabil multivibrator alkotja, míg a 9 kapcsolóáramkör FET tranzisztorból épül fel. A 4 mintavételező tartó áramkör fő részeit egy FET tranzisztorból álló 7 kapcsolóelem, a 11 műveleti erősítő, valamint a 12 kondenzátor alkotja. A kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: A polarizációs feszültség mérése szakaszosan történik. A mérés idejére a 10 időzítő áramkör egyik kimenőjele a 9 kapcsolóáramkört vezérelve megszakítja az elektromos összeköttetést az 5 segédelektróda és a 3 műtárgy, azaz 1 védőtápegység között, ugyanakkor a 10 időzítő áramkör másik kimenőjele által a 4 mintavételező tartó áramkör korábban megszakított 7 kapcsolóelemét vezérelve, az vezetővé válik, és továbbítja a 6 referenselektróda és 5 segédelektróda 8 differenciaerősítővel felerősített különbségijeiét az 1 védőtápegység szabályozásához, amely biztosítja a korrózióvédelem céljára a 2 főelektróda és a 3 műtárgy közé kapcsolt megfelelő értékű feszültséget. A 10 időzítő áramkör monostabü multivibrátorait úgy méretezzük, hogy 10 ms-onként veszünk mintát, és maga a mintavételezés 0,1 millisec ideig tart. A feltöltődött 12 kondenzátor tárolja a legközelebbi mintavételezésig a jelet. Ugyanakkor a 2 főelektróda és a 3 műtárgy között a mérés ideje alatt is folyamatos az áramkör. Mint ismeretes, vascsövek esetében a korrózióvédelem akkor megfeleld, ha a polarizációs potenciál értéke 0,85-1,5 V. Szababadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés katódos korrózióvédelemhez, elsősorban föld alatt elhelyezett fémszerkezetek esetében, ahol védőtápegység negatív pólusára védendő műtárgy, pozitív pólusára pedig foelektróda kapcsolódik, továbbá a kapcsolási elrendezés referenselektródát valamint mérőáramkört tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a kapcsolási elrendezés segédelektródát (5) is tartalmaz, amely a műtárggyal (3) kapcsolóáramkörön (9) keresztül össze van kötve, és a segédelektróda (5\ valamint a referenselektróda (6) közé van a mérőáramkör csatlakoztatva, amely differenciaerősitőből (8), mintavételező tartó áramkörből (4), időzítő áramkörből (10) és a kapcsolóáramkörből (9) áll úgy, hogy a differenciaerősítő (8) be-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
