【技术实现步骤摘要】
一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，用于牺牲阳极状态监测及寿命预测，属于牺牲阳极状态监测及寿命预测。
技术介绍
1、现代军用通信系统中通常采用快速调频扩频提高抗干扰能力，此时，收发机工作频率较宽，如108m～400m内变化。在跳频电台组网中，由于收发机距离太近而形成的射频干扰会造成电台性能的显著恶化。
2、船舶的阴极保护中常见的是牺牲阳极保护法，cn202110858616.2一种用于船舶压载舱的牺牲阳极在线监测及寿命预测装置公开了通过对电流和电位长时间进行间隔采集，可以将折线图和折线图显示在显示屏上，使人员能够了解牺牲阳极的状态，并且经过装置的计算后，可以将牺牲阳极剩余质量和牺牲阳极剩余寿命显示在显示屏上，为人员监测牺牲阳极的工作状态、及时更换牺牲阳极提供指导，装置可实现长期监测，减少人员的工作量，通过设置断电标志位，装置可在意外断电后对已有的牺牲阳极数据进行保存，并于重新连接后继续根据原数据进行监测，可应对因断电、死机等意外因素造成的数据采集暂停，装置的智能化和可靠性均较强，非常利于船舶压载舱牺牲阳极技术的发展。但存在如下技术问题：
3、在腐蚀初期，牺牲阳极产生的阳极保护电流可低至pa级别，在实际环境中存在强干扰的情况下(如舰船应用中存在强干扰)，现有牺牲阳极检测技术性能无法适应高精度的检测要求，从而无法满足对牺牲阳极寿命预测的需求，以及无法满足早期腐蚀趋势判定的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于船舶阴极保护的牺
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，包括如下步骤：
4、多个节点监检测箱分别用于检测与阴极相连接的牺牲阳极的阳极电位、并通过多量程检测阴极与牺牲阳极之间的保护电流并存储的步骤；
5、监测分站用于用于基于多个节点监检测箱检测的阳极电位和保护电流进行牺牲阳极状态监测及寿命预测的步骤。
6、进一步，所述节点监检测箱包括壳体，设置在壳体内的电流检测模块和电位检测模块；
7、电流检测模块包括电流传感器，与电流传感器相连接的多量程放大器，与多量程放大器的输出端相连接的ad采样电路a、与ad采样电路a的输出端相连接的滤波电路a，与滤波电路a的输出端相连接的32位单片机a，与32位单片机a相连接、将32位单片机a输出的保护电流进行存储的非易失存储器a，和与32位单片机a相连接、将检测的非易失存储器a存储的保护电流传输给监测分站的485转换器a，32位单片机a接收来自监测分站的查询报文、并根据多量程放大器中任一量程输出的电流信号判断是否在对应量程内，并根据判断结果控制多量程放大器选择对应量程增益，需要采样时，32位单片机a控制电源向多量程放大器、ad采样电路a、非易失存储器a和485转换器a供电；
8、电位检测模块包括放大器，与放大器的输出端相连接的ad采样电路b、与ad采样电路b的输出端相连接的滤波电路b，与滤波电路b的输出端相连接的32位单片机b，与32位单片机b相连接、将32位单片机b输出的阳极电位进行存储的非易失存储器b，和与32位单片机b相连接、将检测的非易失存储器b存储的阳极电位传输给监测分站的485转换器b，需要采样时，32位单片机b控制电源向放大器、ad采样电路b、非易失存储器b和485转换器b供电。
9、进一步，所述多量程放大器至少包括一组对10pa-25ua的保护电流进行增益的增益量程电路a，和一组对20ua-2ma的保护电流进行增益的增益量程电路b；
10、以及对增益量程电路a和增益量程电路b中的各路量程进行增益的切换开关；或
11、多量程放大器至少包括一组对10pa-25ua的保护电流进行增益的增益量程电路a，一组对20ua-2ma的保护电流进行增益的增益量程电路b，和一组对2ma以上的保护电流进行增益的增益量程电路c；
12、以及对增益量程电路a、增益量程电路b和增益量程电路c中的各路量程进行增益的切换开关。
13、进一步，所述增益量程电路a包括两个继电器开关k3和继电器开关k2，分别与两个继电器开关k3和k2相连接、对10pa-16.66na和16na-25ua区间断内的保护电流进行增益的跨阻放大器a和跨阻放大器b；
14、增益量程电路b为一路时，包括一个继电器开关k1，与继电器开关k1相连接、将20ua-2ma的保护电流转换为电压的采样电阻和将转换后的电压进行放大的反相放大器c；或
15、增益量程电路b为两路时，包括一个继电器开关k1，与继电器开关k1相连接、将1ma-200ma的保护电流转换为电压的采样电阻和将转换后的电压进行放大的反相放大器c，和与反相放大器c相连接、将20ua-2ma的区间断内的电压进行增益的反相放大器d；
16、所述增益量程电路c，包括一个继电器开关k4，与继电器开关k4相连接、将2ma以上的电流转换为电压的电流传感器和将电流传感器转换后的电压进行放大的反相放大器e。
17、进一步，所述跨阻放大器选用输入偏置电流i bs和失调电流ios都为fa级别的超精密运算放大器。
18、进一步，所述ad采样电路a采用16bit的ad转换器。
19、进一步，所述32位单片机a和32位单片机b中有系统编程isp功能。
20、进一步，所述壳体为ip65防护壳，且壳体上设置有触摸屏；
21、所述节点监检测箱采用l inux操作系统；
22、节点监检测箱还包括用于预警牺牲阳极金属即将失效的失效模型，即根据不同的牺牲阳极金属材料以及海水状况，设定不同的余量值，监测分站将电流检测模块和电位检测模块数据转化为牺牲阳极的消耗量，根据牺牲阳极的质量总量与消耗量计算余量值低于设定值时，反馈给对应节点监检测箱进行预警。
23、进一步，所述监测分站通过rs485采用查询方式从各节点监检测箱获取检测的保护电流和阳极电位；
24、一个监测分站配置不超过20个节点监检测箱；
25、监测分站采用轮询方式从各监检测箱读取检测的保护电流和阳极电位或设置采样间隔读取检测的保护电流和阳极电位。
26、进一步，监测分站是基于检测的阳极电位和保护电流进行牺牲阳极寿命预测的预测步骤为：
27、首先，判断当前的阳极电位相较于牺牲阳极未发生腐蚀的情况下的阳极电位与是否发生变化；
28、当阳极电位有变化，则表示牺牲阳极发生了腐蚀，牺牲阳极的状态监测及寿命预测的公式为：
29、
30、m消耗＝kq消耗
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述节点监检测箱包括壳体，设置在壳体内的电流检测模块和电位检测模块；
3.根据权利要求2所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述多量程放大器至少包括一组对10pA-25uA的保护电流进行增益的增益量程电路A，和一组对20uA-2mA的保护电流进行增益的增益量程电路B；
4.根据权利要求3所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述增益量程电路A包括两个继电器开关K3和继电器开关K2，分别与两个继电器开关K3和K2相连接、对10pA-16.66nA和16nA-25uA区间断内的保护电流进行增益的跨阻放大器A和跨阻放大器B；
5.根据权利要求4所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述跨阻放大器选用输入偏置电流Ibs和失调电流Ios都为fA级别的超精密运算放大器。
6.根据权利要求5所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述AD采样电路A采用16bit的AD转换器。
7.根据权利要求6所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述32位单片机A和32位单片机B中有系统编程ISP功能。
8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述壳体为IP65防护壳，且壳体上设置有触摸屏；
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述监测分站通过RS485采用查询方式从各节点监检测箱获取检测的保护电流和阳极电位；
10.根据权利要求1-7所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：监测分站是基于检测的阳极电位和保护电流进行牺牲阳极寿命预测的预测步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述节点监检测箱包括壳体，设置在壳体内的电流检测模块和电位检测模块；
3.根据权利要求2所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述多量程放大器至少包括一组对10pa-25ua的保护电流进行增益的增益量程电路a，和一组对20ua-2ma的保护电流进行增益的增益量程电路b；
4.根据权利要求3所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述增益量程电路a包括两个继电器开关k3和继电器开关k2，分别与两个继电器开关k3和k2相连接、对10pa-16.66na和16na-25ua区间断内的保护电流进行增益的跨阻放大器a和跨阻放大器b；
5.根据权利要求4所述的一种用于船舶阴极保护的牺牲阳极状态监测及寿命预测方法，其特征在于：所述跨阻放大器选...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建春，叶宁皓，姜大军，许志雄，赵三飞，许杰，程剑，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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