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基于CAN总线的井下高温腐蚀监测仪的设计
资料介绍
油气管道的腐蚀是一种常见的损耗,而由此造成的事故和损失在石油行业中的比例非常大,这些损失造成的代价难以估量。因此,为了更好的减少这种损失,对于腐蚀的预测、测量和控制成为包括石油行业在内的各行各业的迫切需求。
通过电化学腐蚀相关原理,综合了线性极化法和交流阻抗法的优点,本文讨论了一种简单快速的腐蚀测量方法,并结合电子、计算机和网络技术的应用,介绍了一种基于CAN总线的井下高温腐蚀监测仪的设计。仪器以C8051F系列单片机为核心,通过对待测体系施加以不同频率的正弦信号,利用MCU片内AD转换器采样得到待测体系的电流和电位信息,再根据电路和化学的相关计算公式,得到待测体系的极化电阻和溶液电阻,从而分析腐蚀情况。仪器工作于井下的高温高压环境,通过CAN总线与地面上的监控中心进行实时通信,实时监测井下的腐蚀情况。
文中详细介绍了本仪器的硬件电路设计和下位机控制程序的设计,并通过常温环境和实验室模拟高温环境的测试,得到了较为准确的测量结果。
此外,本仪器的设计不同于普通的仪器,为了适应其恶劣的工作环境,从外部机壳到内部电路等都进行了特殊的设计。为了让仪器适合下井,机壳必须设计成长柱体的形状,外壳选用不锈钢材料,线缆接口通过金属滑环来实现。内部电路必须适应高温环境工作,因此选用了特殊的耐温器件及相关设计。
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