恆電位儀

恆電位儀整體說是一個負反饋放大——輸出系統，與被保護物（如埋地管道）構成閉環調節，通過參比電極測量通電點電位，作為取樣信號與控制信號進行比較，實現控制並調節極化電流輸出，使通電電位得以保持在設定的控制電位上。

基本介紹

• 中文名：恆電位儀
• 外文名：Potentiostatic apparatus
• 作用：負反饋放大——輸出系統
• 功能：具有恆電位，恆電流功能
• 電源：所有能發出直流電的電源

簡介

恆電位儀本身就是一台整流器下的一個分支，具有恆電位，恆電流功能。恆電位指的是，將參比電極反饋作為恆定標準，來控制整理器的輸出。如果一旦恆電位出現問題，比如說干擾，參比電極損壞等，這時恆電位儀怎么工作呢？這時需要恆電流功能，恆定電流輸出，也就是說，電流輸出不變，電壓變化。

定義

只要儀器的放大倍數計算設計得正確，取樣信號特性與儀器輸入輸出特性有足夠的線性一致，並且調整良好，恆電位儀在額定工作範圍內可使被保護物通電點的電位與設定的控制電位一致，誤差一般在5mV以下。正因其有使通電點電位保持近於恆定的性質，因此稱為恆電位儀。

運行機理

陰極保護法是輸氣管道腐蝕防護的有效方法，恆電位儀是陰極保護系統的控制中心和電源。通過恆電位儀的正極電纜與輔助陽極相連線，通電後在地下形成一個半球面電場，負極接在被保護管道上，參比電極接線柱與參比電極相連線，參比電極埋設在管道附近，測量輸氣管道電位，監測保護效果。恆電位保護開啟後，保護電流從恆電位儀正極流出，經過輔助陽極進入土壤，再流到管道上，又沿陰極導線回到電源負極，從而起到保護管道的作用。

結構組成

理想的三電極恆電位儀電路主要由運算放大器、三電極體系、樣品溶液、反饋電阻四部分構成。其中三電極體系由工作電極、參比電極、輔助電極組成。工作電極的作用是在外加電位條件下，使待測溶液發生電化學反應，從而測定該電極上產生的電流；輔助電極和工作電極組成一個導通迴路；而參比電極作為工作電極和輔助電極的基準電極。反饋電阻主要將工作電極產生的電流轉換成電壓，以符合後端採集輸入的要求。

恆電位儀

恆電位儀的核心是比較放大器，由深度負反饋的差動放大器構成，一般採用性能優良的集成運算放大器擔任，其輸入是控制和參比（取樣）電路，輸出到跟隨放大、控制移相、振盪等電路生成觸發脈衝，極化電源由晶閘管整流電路構成，通過改變導通角實現調節輸出。

操作步驟

（1）開機

a.將恆電位儀“手動給定”旋鈕、“自動給定”旋鈕逆時針調到底，將“手動/自動”開關扳到“自動”位置，將“測量選擇”開關扳到“給定”位置。

b.接通總電源，設備電源開關扳到“開機”位置，此時恆電位儀接通電源。

c.將“停止/運行”旋鈕轉到“運行”，此時恆電位儀電源接通。

d..慢慢調節恆電位儀的“自動調節”旋鈕，觀察電位表指示，達到設定值時停止調節。

f.將設備的“測量選擇”開關扳到“C1”位置，此時毫伏表指示管道保護電位。如設備跳到“故障”可按“復位”按鍵開關恢復運行狀態。

g.完成上述操作後至少觀察0.5小時，設備無異常發熱無報警現象後，從電流表記錄輸出電流，從電壓表記錄輸出電壓，從電位表記錄保護電位。

（2）停機

將恆電位儀設備電源開關扳到“關機”位置，自動調節旋鈕逆時針調到底。

（3）手動運行

在設備故障情況下經電器工程師確認恆電位儀可在手動狀態運行。

安裝恆電位儀的地方應該適合通風、散熱，設備應該輕拿輕放，在安裝接線時，應該檢查電源是不是適合恆電位儀的規定電壓值。

在附近有油罐的的地方安裝恆電位儀，應該使用防爆類型的整流電源，大多數時候，都是將整流電源安裝在儀表間裡面的。

安裝時一定要根據接線示意圖接線，這樣才能保證輸出的電源極性正確。而且在接線的地方都有明確的標示符“+”“—”，首先使用萬用表來測試接線柱是否準確，然後嘗試通電後再將電纜的接頭密封起來裝好，設備安裝完成後機殼要保證持續的良好的接地性能。

在給安裝好的恆電位儀通電使用之前，必須先測量出管道的自然電位，而且電位值應該在-0.6V左右，這裡指的注意的是，如果管道上帶有臨時使用的陰極保護設備，這裡測試的電位儀有可能會在-1.10V或者更低。接著要測量陽極地床的電位情況，還有焦炭回填料包裹的陽極這裡的電位值一般會在+0.20V~+0.30V CSE之間，注意：如果填料使用鍍鋅鐵板圓筒。

維護保養

1、每天到陰保間觀察設備運行狀況，記錄恆電位儀的輸出電流、輸出電壓、給定電位(給定電位本工程確定為-1.50v)、測量電位。

恆電位儀

2、設備運行正常時，定期通過測試樁測量管道保護電位，並做好記錄，如發現管道保護電位值正於-850mv時，應通知專業人員。

3、隨時察看設備有無異常。如設備出現設備出現故障或異常現象如：噪音增大；輸出出現較大擺動；箱體溫度超過75℃或嗅到設備過熱引起的異味，應及時關閉該設備。

4、恆電位儀應連續不間斷運行，在設備自動狀態出現故障時，可切換到手動狀態運行。

5、設備出現故障時，應由電氣專業維修人員檢修。

常見故障

一、電源指示不亮

故障原因： 主電源斷路器跳閘；電源熔斷器熔斷；指示燈損壞

處理方法：檢查設備是否有短路，然後合閘；更換熔斷器或指示燈

輸出電壓、電流達到最大；C1電位指示下降

故障原因：絕緣法蘭短路；或與其它地下金屬結構物短路；參比電極損壞

處理方法：修復短路的絕緣法蘭，斷開地下金屬結構物；檢查參比電極測量線或更換參比電極

二、噪聲增大

故障原因：機箱放置不平；主繼電器接觸不良；主變壓器、濾波電抗器螺栓鬆動

處理方法：機箱墊平；更換主繼電器；擰緊鬆動螺栓

三、故障燈亮

故障原因：測試轉換跳動；陽極或陰極匯流電纜開路；參比電極電纜開路或參比電極失效

處理方法：按復位按鈕；檢查陽極或陰極匯流電纜；檢查參比電極電纜或更換參比電極

操作規定

1、安裝、接線等作業，請務必在切斷全部電源後進行；
2、清掃及擰緊端子須在關閉電源後進行，以防短路及觸電；
3、更換控制板或元器件時須在關閉電源後進行，以防損壞設備。