室外油冷型恒电位仪(10A/30V)通过负反馈闭环控制原理,结合油冷散热技术,实现金属构筑物(如储罐、管道)的精准防腐保护。其工作原理可拆解为以下核心环节:
一、系统架构:三电极体系与油冷散热的融合
- 三电极体系
- 工作电极:连接被保护金属(如储罐),作为阴极接收保护电流,抑制阳极溶解反应(如Fe→Fe²⁺+2e⁻)。
- 参比电极:埋设于被保护物附近,提供稳定电位参考(如饱和硫酸铜电极),实时监测金属表面电位。
- 辅助阳极:通过油冷型恒电位仪输出直流电流,在土壤或水中形成半球面电场,将电流传导至被保护金属。
- 油冷散热设计
- 散热原理:采用导热油循环系统,通过油泵将热量从功率器件(如可控硅、IGBT)传递至散热器,再由风扇强制对流散热。
- 优势:相比风冷,油冷可降低设备内部温度10-15℃,延长功率器件寿命30%以上,适应-40℃~+60℃室外环境。
二、工作原理:负反馈闭环控制的四步循环
- 电位采样
- 参比电极实时测量被保护金属电位(如-0.85V至-1.2V),将信号传输至恒电位仪控制单元。
- 信号比较与误差放大
- 控制单元将采样电位与设定值(如-0.95V)比较,通过深度负反馈差动放大器(如OP07芯片)放大误差信号(误差=设定值-采样值)。
- 放大后的误差信号(0-10V)驱动移相触发器。
- 电流调节与输出
- 移相触发器:根据误差信号电压调整触发脉冲相位,控制可控硅导通角(0°-180°),从而调节输出电流(0-10A)和电压(0-30V)。
- 极化回路:输出电流经辅助阳极流入土壤,再传导至被保护金属,形成闭合回路,使金属电位负移至保护范围。
- 动态平衡与保护
- 当采样电位等于设定值时,误差信号趋近于零,输出电流稳定,实现恒电位保护。
- 若环境变化(如土壤电阻率降低)导致电位偏移,系统自动重复上述过程,确保电位波动≤±5mV。
三、关键技术参数与性能保障
- 输出特性
- 额定输出:10A/30V,满足中小型储罐(直径10-30m)的防腐需求。
- 响应时间:≤0.1秒,快速应对电位突变(如雷击干扰)。
- 效率:油冷设计使整流效率达92%以上,较风冷型节能15%。
- 保护机制
- 过流保护:当输出电流超过12A时,自动限流并报警,防止辅助阳极烧毁。
- 过压保护:输出电压超过33V时,切断电源,避免被保护物过保护。
- 参比失效保护:若参比电极断路,自动切换至恒电流模式(如2A),维持基础保护。
