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埋地钢制管道防腐蚀恒电位仪的研究

作　者: 蔡婷婷
导　师: 汪盛烈
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 阴极保护恒电位仪参比电极 DC-DC变换器 ATmega16单片机
分类号: TM933
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
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内容摘要

随着现代化建设的脚步的加快，现代工业以及居民生活对能源的需求量也与日俱增。因此为了防止能源的浪费以及能源泄露造成的环境污染和人力消耗，对于用于能源运输的埋地钢制管道的保护至关重要。现在，我们通常采用外加电流阴极保护系统实现对埋地钢制管道的防腐蚀保护。恒电位仪是外加电流阴极保护系统的核心部件，恒电位仪的稳定性和可靠性直接决定了阴极保护的效果。目前，市面上的恒电位仪的种类从原理上来划分主要包括磁饱和式、可控硅式、大功率晶体管式、高频开关式等不同形式的恒电位仪。国内外应用较多的为磁饱和放大式恒电位以及可控硅式恒电位仪，这种类型的恒电位仪都有体积大、效率低、控制精度不高的缺点。因此，本论文应用电力电子等先进技术设计了一款新型智能数字恒电位仪，该款恒电位仪实现了恒电压输出与可调电压输出两种不同的输出方式。结合阴极保护电源的设计需求，设计出了恒电位仪系统的实现框图，并根据功能设计的要求将硬件电路划分为DC-DC变换器、AD转换、DA转换、RS485通信等多个不同的子模块，进而对各功能子模块的具体电路进行了分析与设计。其中，主电路主要讨论了基于SG3525的DC-DC直流变换器的设计；控制电路采用8位AVR微处理器ATmega16为主控芯片，实现了采样、自动报警等功能的智能控制，无需人工干预，达到了更好的保护效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题的研究背景  8-9
  1.2 课题的国内外研究概况及发展趋势  9-11
  1.3 课题的研究意义与内容安排  11-12
  1.4 本章小结  12-13
2 阴极保护恒电位仪主电路的研究  13-25
  2.1 阴极保护的原理  13-14
  2.2 恒电位仪的系统实现框图  14-15
  2.3 主电路开关电源的研究  15-18
  2.4 基于SG3525的DC-DC直流变换器的设计  18-23
  2.5 辅助电源设计  23-24
  2.6 本章小结  24-25
3 埋地钢质管道阴极保护恒电位仪控制电路方案  25-41
  3.1 恒电位仪主控制芯片ATmega16概述  25-28
  3.2 恒电位仪控制系统的数据采集及A/D转换电路的设计  28-33
  3.3 恒电位仪控制系统的报警功能电路的设计  33-35
  3.4 恒电位仪控制系统设定电压的D/A转换电路的设计  35-36
  3.5 恒电位仪控制系统的通信电路的设计  36-40
  3.6 本章小结  40-41
4 埋地钢制管道的防腐恒电位仪的软件设计  41-50
  4.1 恒电位仪主程序设计流程图  41-42
  4.2 恒电位仪控制系统A/D转换电路程序设计  42-46
  4.3 恒电位仪控制系统D/A转换电路程序设计  46-47
  4.4 恒电位仪控制系统通信电路程序设计  47-49
  4.5 本章小结  49-50
5 恒电位仪的测试与分析  50-55
  5.1 恒电位仪系统构成器件  50-52
  5.2 实验结果  52-53
  5.3 实验分析  53-55
6 总结与展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

埋地钢制管道防腐蚀恒电位仪的研究

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