本发明涉及腐蚀检测领域,特别涉及了一种空调冷凝管束及换热系统腐蚀检测方法。
背景技术:
1、换热系统腐蚀泄漏是空调系统运行故障的问题之一。空调换热系统包括换热管线、翅片及蒸发器等,长期处于高-低温变换环境,表面容易生成薄液膜及凝液等结露,大气环境中的氯离子、硫化物等容易溶解在表面凝露中,加速腐蚀。同时空调外挂机的箱体及内部电子元件长期处于大气腐蚀环境下,空调关键零部件及材料会容易发生不同程度的腐蚀和老化现象,从而致使关键零部件及材料腐蚀失效,严重影响空调的外观、耐候性和使用寿命。国外对空调产品的耐候性都十分重视,且随着用户对空调耐腐蚀性的要求日益严格,促使空调企业针对空调腐蚀过程及腐蚀行为开展监测与检测方面的研究。
2、目前针对空调腐蚀行为的监测与检测技术较少,多数都是采用常规的检测方法,如“cn 112543865b腐蚀环境监测方法及腐蚀环境监测系统评价”,针对电气电子装置的设备框体的内部狭小的场所内,不需要商用电源、蓄电池等的电源,能够从短期到长期地识别腐蚀性气体的种类。腐蚀环境监测方法使用腐蚀传感器,透过透明基板观测金属薄膜的变色程度,根据预先观测到的金属薄膜的变色程度与腐蚀性气体的种类的关系,识别腐蚀性气体的种类。检测精度及准确性均无法保证。“cn 11514388 a一种电化学腐蚀传感器及其制备方法”涉及一种电化学腐蚀传感器及其制备方法,电化学腐蚀传感器包括金属基板、叠加在基板上的绝缘层及叠加在绝缘层上的电极层;所述绝缘层和电极层的厚度为微米级;制备方法为通过超声喷涂在金属基板表面喷涂uv胶形成绝缘层,然后通过超声喷涂在绝缘层表面喷涂纳米碳层或纳米金层形成电极层。电化学腐蚀传感器结构简单,加工工艺先进,适合批量生产。但该专利成本相对较高,且采用原理为电偶腐蚀原理,无法监测准确的电化学信号。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:设计了简单高效的模块化传感器,采用矢量伏安法检测测量试片的腐蚀情况,进而表征试片安装部位的腐蚀情况,实现了高效、精准的空调系统腐蚀检测工作。
2、本发明采用矢量伏安法监测空调冷凝、换热环境中的腐蚀行为,利用激励电压和响应电流的关系进行阻抗值测量,由电压和电流矢量之比计算被测对象的阻抗值,其电路设计简单,适合各种环境下腐蚀行为的检测,且测量精度较高。
3、一种空调冷凝管束及换热系统腐蚀检测方法,采用腐蚀传感器电化学复阻抗测量系统,腐蚀传感器在不同频率下的电化学复阻抗,构建电化学扰动图谱,从而分析空调系统的整体腐蚀情况;复阻抗是一个描述系统输入和输出之间的关系的物理量,它包括实部和虚部;实部表示系统的电阻部分,虚部表示系统的电抗部分;
4、电信号的采集与激励均采用矢量伏安法,矢量伏安法是现阶段最常用一种的电化学复阻抗测量方法,利用激励电压和响应电流的关系进行阻抗值测量,由电压和电流矢量之比计算被测对象的阻抗值,其电路设计简单,测量精度较高;因此本系统选用上述方法进行腐蚀传感器电化学复阻抗测量系统整体设计;
5、所述的腐蚀传感器电化学复阻抗测量系统包括主控芯片、阻抗谱测量电路、激励信号发生电路、数据采集电路以及数据存储部分;具体具体结构如附图1所示;
6、主控芯片采用一种基于arm的cortex-m4架构内核的嵌入式-微控制器的集成电路(ic),是32位的risc处理器,具有较高的代码效率,在通常8和16位系统的存储空间上能够充分发挥arm核心的高性能特点,并且采取多时钟源的方法解决了复杂的mcu时钟越快功耗越大与抗电磁干扰能力越弱的问题;
7、该芯片拥有4个16位通用定时器,三路uart通讯口,两个i2c接口,两个spi接口,一个can接口等多种资源,为实现多种数据通信提供了保证;
8、每个io可以配置成8种模式,可以作为外部中断的中断输入口,其中断控制器支持19个外部中断/事件请求,并且具有独立的触发和屏蔽设置;
9、直接存储器访问(dma)可以跳过cpu直接进行控制传输,省去中断处理方式中保留现场和恢复现场的复杂过程,有效地提高cpu的效率;
10、数字模拟转换器(dac)可以与dma控制器配合使用,并且可以配置为8位或12位数字输入模式,2个通道都有单独的转换器;在双dac模式下,2个通道可以同时转换输出并进行同步更新;
11、所述的阻抗谱测量电路包括阻抗匹配电路、激励信号发生器和差分放大等信号处理电路;由主控芯片对整个腐蚀传感器进行控制;工作时,主控芯片控制阻抗测量电路产生不同频率的电压信号,发生电路产生频率为f正弦电压信号作为系统的输入信号ui,将被测对象zx两端的电压利用快速运放进行差分放大运算,然后将差分放大后的信号加上直流偏置,最后将带直流偏置的正弦输出信号uo进行ad采样,同时将输入信号进行同步采样,将输入信号与输出信号进行矢量求比值进行运算,即可以得到被测对象在频率为f时的复阻抗;
12、将产生的信号施加到测量试片上,测量试片采用梳齿电极,现场检测时将封装好的梳齿电极安装在空调外挂机或其他易腐蚀部位;同时本发明在传感器中内置一个参考电阻,将产生的信号同频施加到参考电阻上,可以实现对安装环境的温度、湿度等的初步评估;测量试片与参考电阻经过扰动后产生的信号都由数据采集单元进行收集、处理;在信号采集之前由差分放大器对低频信号进行放大,便于采集;
13、数据采集单元负责采集阻抗谱测量电路输出的模拟电压信号并转换成数字信号传输,并将测量结果记录在数据存储单元内;数据采集单元及数据存储单元均由主控芯片控制转换、存储、记录数据的过程。
14、本发明的有益效果为:采用矢量伏安法检测测量试片的腐蚀情况。主控芯片具有高性能特点,采取多时钟源的方法解决了复杂的mcu时钟越快功耗越大与抗电磁干扰能力越弱的问题。传感器内部设置参考电阻,可以根据激励信号施加在参考电阻上的基本参数,对环境的温度、湿度等进行初步评估。保证了最终施加在测量试片上的信号稳定性和准确性。
1.一种空调冷凝管束及换热系统腐蚀检测方法,其特征在于:采用腐蚀传感器电化学复阻抗测量系统,腐蚀传感器在不同频率下的电化学复阻抗,构建电化学扰动图谱,从而分析空调系统的整体腐蚀情况;复阻抗是一个描述系统输入和输出之间的关系的物理量,它包括实部和虚部;实部表示系统的电阻部分,虚部表示系统的电抗部分;
2.根据权利要求1所述的空调冷凝管束及换热系统腐蚀检测方法,其特征在于:所述的腐蚀传感器电化学复阻抗测量系统包括主控芯片、阻抗谱测量电路、激励信号发生电路、数据采集电路以及数据存储部分;
3.根据权利要求1所述的空调冷凝管束及换热系统腐蚀检测方法,其特征在于:所述的阻抗谱测量电路包括阻抗匹配电路、激励信号发生器和差分放大等信号处理电路;由主控芯片对整个腐蚀传感器进行控制;工作时,主控芯片控制阻抗测量电路产生不同频率的电压信号,发生电路产生频率为f正弦电压信号作为系统的输入信号uo,将被测对象zx两端的电压利用快速运放进行差分放大运算,然后将差分放大后的信号加上直流偏置,最后将带直流偏置的正弦输出信号uo进行ad采样,同时将输入信号进行同步采样,将输入信号与输出信号进行矢量求比值进行运算,即可以得到被测对象在频率为f时的复阻抗;
