一种电偶间绝缘状态的监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电偶间绝缘状态的监测装置，其与待监测的异种金属电偶结构连接，监测装置包括：切换单元，其使各个检测电阻分别切换地连接于第一金属元件和第二金属元件之间；检测单元，其检测通过检测电阻的电流；处理单元，其接收电流值，并根据对应的检测电阻的电阻值以及电流值获得等绝缘值曲线，处理单元将该等绝缘值曲线与预存的临界等绝缘值曲线进行比对，并根据比对结果判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态。本发明专利技术还提供了相应的监测方法。本发明专利技术能监测异种金属电偶结构的绝缘状态，为电偶间绝缘材料的维护和更换提供依据，本发明专利技术与异种金属电偶间电绝缘工艺的结合使用，能够有效减少和防止异种金属电偶结构的电化学腐蚀。

Monitoring device and method for galvanic insulation state

The invention provides a device for monitoring the insulation condition of galvanic between the dissimilar metal galvanic connected with the structure to be monitored, the monitoring device comprises a switching unit, the switching of each detecting resistance respectively connected between the first metal element and second metal components; detection unit, the detected by the current detection resistance; treatment the receiving unit, current value, and according to the resistance detection resistor values corresponding to the current value and obtain the insulation value curve, processing unit the insulating value of critical insulation value curve curve and stored for comparison, and according to the judgment of insulation between the first metal element and second metal element results. The invention also provides a corresponding monitoring method. The invention can monitor insulation state of dissimilar metal galvanic insulation material structure, maintenance and replacement to provide the basis for use in conjunction with galvanic between dissimilar metal galvanic electrical isolation technology of the invention, can effectively reduce and prevent galvanic electrochemical corrosion of dissimilar metal structure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘状态的监测装置和方法，尤其涉及一种电偶间绝缘状态的监测装置和方法。
技术介绍
舰船设备、管系的异种金属连接部位，例如铜质阀门通过法兰盘和螺栓与钢质船体固定连接，在海水等电解质作用下构成电偶结构，在直接连接的情况下形成电偶电流，产生电化学腐蚀。舰船船体及阀门、管系等设备结构中异种金属材料的紧固结合部之间通常采用绝缘材料隔绝，该技术最初被用于舰船的电场防护，在实践中，该技术又是防止和减少异种金属间电化学腐蚀的有效方法，能够隔绝电偶电流，减少和避免金属间的电化学腐蚀，因此在舰船建造及海洋工程设备的建造中日渐得到重视。由于某些异种金属结构件长期处于金属结构应力变化及海水介质的恶劣工况条件下，安装于异种金属之间的绝缘材料可能产生意外损坏，或绝缘材料老化导致绝缘性能失效，进而导致异种金属结构件产生严重的电化学腐蚀。因此，在大量的设备和管系之间安装这些电绝缘保护结构的材料之后，在设备运行期间，有必要对异种金属结构件中安装的绝缘材料的绝缘状态进行连续的在线监测或定期巡回监测，对电绝缘保护结构的完好性，尤其是绝缘材料的性能状态进行评估和判定，以在绝缘材料受损导致绝缘值下降至某一设定数值时报警提示，进而采取修复或更换绝缘材料的措施，以避免异种金属结构由于电化学腐蚀导致的损毁故障。在电场防护应用中，监测异种金属之间的绝缘材料的绝缘状态通常采用异种金属间的电位监测和交流电阻监测的方法，在实际使用中，当绝缘结构发生破坏性损伤时，金属结构接近于直接短路，监测电位急剧下降，电阻值接近于零，此种方法可以得到明显的监测结果。但在防止异种金属间电化学腐蚀应用中，目前还没有用于对异种金属间绝缘结构的状态监测的有效的监测仪器。实践证明，对异种金属间绝缘材料绝缘状态的监测尤其是长期监测，以及对在海水介质中绝缘材料的缓慢老化损坏至绝缘失效的监测，电位监测的方法可以测得并记录电位差数据的变化趋势，但由于数据过于宽泛难以得到准确的判据；而由于海水介质的作用，交流电阻监测方法也无法准确测量绝缘材料的阻值。由于上述缺陷，仅依靠现有的电位监测方法和交流电阻监测方法，无法对异种金属间绝缘材料进行有效的状态监测和绝缘性能判定。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种电偶间绝缘状态的监测装置，其能监测异种金属电偶结构中异种金属电偶之间的绝缘状态，为异种金属电偶之间的绝缘维护提供依据，从而有效减少和防止异种金属电偶结构的电化学腐蚀。为了达到上述专利技术的目的，本专利技术提供了一种电偶间绝缘状态的监测装置，其与待监测的异种金属电偶结构连接，所述异种金属电偶结构包括第一金属元件，与第一金属元件连接的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；所述监测装置包括：切换单元，其包括若干个检测电阻，所述切换单元使该若干个检测电阻中的各个检测电阻分别切换地连接于第一金属元件和第二金属元件之间；检测单元，其检测各个检测电阻对应的电回路中通过各个检测电阻的电流；处理单元，其与所述检测单元连接，所述处理单元接收检测单元传输的电流值，并根据与该电流值对应的检测电阻的电阻值以及电流值获得等绝缘值曲线，所述处理单元将该等绝缘值曲线与预存的临界等绝缘值曲线进行比对，并根据比对结果判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态。本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置基于检测的等绝缘值曲线和预存的临界等绝缘值曲线对电偶间绝缘状态进行判断。其基本原理将在具体实施方式部分结合附图进行详细描述。本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置可用于船舶及海洋工程领域。本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置中：在船舶建造中常用的待监测的异种金属电偶结构通常由20号低碳钢、青铜(ZCuSn10Zn2)、TP2Y铜合金、B10铜镍合金、B30铜合金、921A钢、HDR双相不锈钢、316L不锈钢、304不锈钢等十多种材料互相组合构成。所述检测电阻通常根据第一金属元件和第二金属元件的材料对应地选择。所述处理单元可以是监测微机，其接收检测单元上传的电流值，并根据预置程序对所述电流值进行计算并进行曲线拟合得出等绝缘值曲线。所述等绝缘值曲线通常指对同一待监测的异种金属电偶结构，对应于一个确定的等效绝缘电阻R，将不同检测电阻RX逐次接入待监测的异种金属电偶结构时，测量每个检测电阻支路电流值IX，结合相应的检测电阻阻值RX，在RXIX坐标上拟合连接形成的曲线。在例如海水等液态电解质中，被监测的异种金属电偶结构产生临界电化学腐蚀电流时所对应的临界绝缘阻值R，在工程应用中，临界绝缘阻值R通常取1kΩ至2kΩ。按照上述等绝缘值曲线测量及计算方法可以得到所述预存的临界等绝缘值曲线。需要说明的是，所述处理单元还可以包括数据库，其可以存储异种金属电偶结构的等绝缘值曲线历史数据，为异种金属电偶结构的绝缘体的性能趋势分析提供依据，帮助相关部门掌握异种金属电偶结构使用状况，为维修部门提供可靠依据，从而大幅度降低例如船体、阀件、泵体、管道、法兰盘等异种金属间的电化学腐蚀，显著降低例如舰船的维护成本，提高例如船用系统的安全性。本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置工作时，通常切换单元每切换一个检测电阻，检测单元就检测一次相应的电流，处理单元就记录一个相应的等绝缘值点，如此循环，处理单元得到与所有检测电阻对应的所有等绝缘值点，并基于该所有等绝缘值点得到等绝缘值曲线。然后处理单元将该等绝缘值曲线与预存的临界等绝缘值曲线进行比对，并根据比对结果判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态，即异种金属电偶之间的绝缘状态。因此，本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置能监测异种金属电偶结构中异种金属电偶之间的绝缘状态，为异种金属电偶之间的绝缘维护提供依据，从而有效减少和防止异种金属电偶结构的电化学腐蚀。尤其是能有效地判断处于海水等液态电解介质中的异种金属电偶之间的绝缘是否失效，由此保证在船体、阀件、泵体、管道、法兰盘等异种金属间安装了电绝缘保护结构以后，能够有效地监测这些结构中绝缘材料的完好性，由此达到减少和防止舰船设备、管系的异种金属连接部位的电化学腐蚀的目的。进一步地，本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置中，所述等绝缘值曲线位于一坐标系内，所述坐标系的横轴表征电阻值，所述坐标系的纵轴表征电流值，当等绝缘值曲线在该坐标系内位于所述临界等绝缘值曲线上方时，处理单元判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态良好；否则，处理单元判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态已经失效或即将失效。上述方案中，当等绝缘值曲线在该坐标系内位于所述临界等绝缘值曲线下方时，处理单元可以判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态已经失效。此外，还可以设置临界绝缘阻值更小的临界等绝缘值曲线，以进一步细分失效程度，判断原则是临界绝缘阻值越小的临界等绝缘值曲线，即越下方的临界等绝缘值曲线，其下方的等绝缘值曲线失效程度越大。进一步地，本专利技术所述的电偶间绝缘状态的监测装置还包括显示单元，其与所述处理单元连接，所述显示单元显示处理单元传输的数据和信号。上述方案中，所述数据和信号可以是对所述绝缘状态的直观的显示和报警，可以包括所述等绝缘值曲线和所述预存的临界等绝缘值曲线。更进一步地，上述电偶间绝缘状态的监测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电偶间绝缘状态的监测装置，其与待监测的异种金属电偶结构连接，所述异种金属电偶结构包括第一金属元件，与第一金属元件连接的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；其特征在于，所述监测装置包括：切换单元，其包括若干个检测电阻，所述切换单元使该若干个检测电阻中的各个检测电阻分别切换地连接于第一金属元件和第二金属元件之间；检测单元，其检测各个检测电阻对应的电回路中通过各个检测电阻的电流；处理单元，其与所述检测单元连接，所述处理单元接收检测单元传输的电流值，并根据与该电流值对应的检测电阻的电阻值以及电流值获得等绝缘值曲线，所述处理单元将该等绝缘值曲线与预存的临界等绝缘值曲线进行比对，并根据比对结果判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态。

【技术特征摘要】
1.一种电偶间绝缘状态的监测装置，其与待监测的异种金属电偶结构连接，所述异种金属电偶结构包括第一金属元件，与第一金属元件连接的第二金属元件，以及设于第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘体，所述第一金属元件和第二金属元件分别由不同的金属制成；其特征在于，所述监测装置包括：切换单元，其包括若干个检测电阻，所述切换单元使该若干个检测电阻中的各个检测电阻分别切换地连接于第一金属元件和第二金属元件之间；检测单元，其检测各个检测电阻对应的电回路中通过各个检测电阻的电流；处理单元，其与所述检测单元连接，所述处理单元接收检测单元传输的电流值，并根据与该电流值对应的检测电阻的电阻值以及电流值获得等绝缘值曲线，所述处理单元将该等绝缘值曲线与预存的临界等绝缘值曲线进行比对，并根据比对结果判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态。2.如权利要求1所述的电偶间绝缘状态的监测装置，其特征在于，所述等绝缘值曲线位于一坐标系内，所述坐标系的横轴表征电阻值，所述坐标系的纵轴表征电流值，当等绝缘值曲线在该坐标系内位于所述临界等绝缘值曲线上方时，处理单元判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态良好；否则，处理单元判断第一金属元件和第二金属元件之间的绝缘状态已经失效或即将失效。3.如权利要求1所述的电偶间绝缘状态的监测装置，其特征在于，还包括显示单元，其与所述处理单元连接，所述显示单元显示处理单元传输的数据和信号。4.如权利要求3所述的电偶间绝缘状态的监测装置，其特征在于，所述信号包括报警信号。5.如权利要求1所述的电偶间绝缘状态的监测装置，其特征在于，还包括报警装置，其与所述处理单...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国安，张晓东，杨银清，邱斌，杜章林，李竹影，刘袁康，
申请(专利权)人：上海磊华船舶工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31