腐蚀速率测试仪的研究

【摘要】腐蚀是金属材料和周围环境发生化学或电化学反应而被破坏的现象，石油和天然气开发与加工行业历来是腐蚀比较严重的几个行业之一。从石油勘探、开采到油气生产加工都使用大量钢管和容器，如油气输送和储存用的各种管道和贮罐等。这些钢质材料在使用过程中会接触到各种腐蚀性环境和介质，产生腐蚀，由此造成的各种损失是十分惊人的，可以说腐蚀问题是制约石油工业发展的重要因素之一。因此如何对腐蚀速率进行监测，准确预测设备的腐蚀程度，为避免突发安全事故及合理安排设备检修提供保证也就一直是石油工业的重要课题。
本文主要介绍了以80C52单片微机为核心的腐蚀速率测试仪的研制，该测试仪采用重量损失取样片法，测试管线的腐蚀速率，并辅以温度，压力，转速控制系统装置，其中温度，压力，转速的控制系统用来模拟导致金属腐蚀的恶劣环境。整个装置为准确的测出金属腐蚀的速率并最终预测出设备的腐蚀速度提供了精确的实验条件和科学依据。
论文首先阐述课题选题的背景、目的和意义。详尽介绍常用的腐蚀评定方法及腐蚀速率测试仪的测试原理和测试方法。其次在此基础上提出基于重量损失取样片法的腐蚀测试仪整体结构设计及基于80C52单片机的测试仪测控方案设计。并依据高可靠性、稳定性的原则，合理设计了温度，压力，转速控制系统硬件结构。在对温度控制系统的设计中，针对系统加热过程中的时变特性和时滞特性，采用PD控制，并使用MATLAB仿真软件对控制性能进行仿真取得满意结果。其次在对直流伺服电机的调速控制中，提出了基于PWM的电机转速控制原理，在分析电机动态数学模型的基础上，给出了电机转速控制原理框图，并根据电机调速性能及要求，采用了PID控制方式，通过MATLAB仿真软件对控制器进行仿真，取得了满意的结果。论文最后叙述基于PC机的腐蚀仪操作管理平台设计。借助PC机强大的绘图、数据处理功能，采用VB6.0为用户编写了一个实时性好、界面直观、使用方便的操作管理平台。用户可通过该平台非常清晰地掌握整个系统运行的情况；可方便、及时地对实验过程中的各项参数进行调整，并对数据进行分析。 [来源：http://www.think58.com]
论文详细介绍了以80C52单片机为核心的控制系统硬件方案设计及相应的数据采集通道等具体电路设计，为控制算法的实现提供了良好的硬件平台。在电机驱动电路的设计中，结合IGBT和MOSFET的驱动特性和要求。最后通过系统调试和实验结果分析，表明所设计的腐蚀测试仪能够满足现场测试需要，基本达到了要求的技术性能指标。
【关键词】腐蚀率测试，温度控制，电机控制，单片微机

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目 录
中文摘要 I
英文摘要 III
1 引言 1
 1.1 本文研究的目的和意义 1
 1.2 国内外研究现状 2
 1.3 本文主要工作 2
2 腐蚀测试仪的测试原理和总体方案设计 3
 2.1 腐蚀测试仪的测试原理设计 3
 2.2 腐蚀测试仪整体构造方案 6
 2.3腐蚀测试仪测控方案设计 7
3 腐蚀速率测试仪控制系统实现 9
 3.1 外围器件选型 9
 3.2 硬件电路的实现 15
 3.3 控制算法实现 23
4 腐蚀速率测试仪上位机软件的设计 29
 4.1 软件功能与结构 29
 4.2 人机交互界面设计 30
 4.3 软件串口通讯设计 32
5 总结 35
参考文献 36
致  谢 37 [来源：http://www.think58.com]