ATLAS SOLLICH INSTRUKCJA OBSŁUGI PRZYRZĄDU POMIAROWA STACJA OCHRONY KATODOWEJ ATLAS 0903 PULSE CURRENT GALVANOSTAT GDAŃSK 2009-2012
SPIS TREŚCI 1. Przeznaczenie... 3 2. Budowa... 3 3. Opis i funkcje urządzenia... 4 4. Wykonanie pomiaru... 8 5. Dane techniczne... 11 6. Obsługa i konserwacja... 12 7. Uwagi końcowe... 13-2 -
1. Przeznaczenie Pomiarowa stacja ochrony katodowej jest stałoprądowym precyzyjnym zasilaczem prądu stałego (galwanostatem) przystosowanym do pracy impulsowej, stąd po konsultacjach uznano, że najlepiej oddaje funkcję tego przyrządu nazwa fabryczna: ATLAS 0903 PULSE CURRENT GALVANOSTAT Urządzenie przeznaczone jest do prac w terenie i w warunkach laboratoryjnych jako regulowane i sterowane czasowo przełączane źródło prądu stałego. W szczególności funkcje urządzenia dopasowane zostały do potrzeb oceny jakości powłok izolacyjnych na instalacjach podziemnych takich jak zbiorniki paliw i gazu czy gazociągi podziemne. Znajduje szerokie zastosowanie w badaniach ochrony katodowej jako przenośne źródło prądu polaryzacji we wszelkiego rodzaju testach i badaniach testujących na podziemnych konstrukcjach metalowych. Impulsowa praca galwanostatu programowana jest w szerokim zakresie czasowym i jest synchronizowana zarówno w stosunku do zegara wewnętrznego jak i impulsów zewnętrznych. 2. Budowa Przyrząd ATLAS 0903 PCG jest zmontowany w obudowie walizkowej, łatwej do przenoszenia i transportu, wraz z wewnętrznym źródłem prądu (akumulatory). Na wyposażeniu znajduje się także kabel pomiarowy 2 x 10 m oraz stalowa szpilka uziemiająca o długości 60 cm. Sposób montażu elementów wewnętrznych urządzenia gwarantuje wymaganą odporność na wstrząsy, co pozwala na swobodne posługiwanie się nim w warunkach pomiarów terenowych. Zasadniczym elementem urządzenia jest stabilizowane źródło prądu galwanostat, pracujący z bardzo dużą dokładnością (rozdzielczość nastaw 0,1%) w pięciu podzakresach do wartości 200 ma. Galwanostat zasilany jest z wewnętrznych akumulatorów (10 szt. akumulatorów NiMH). Prąd wyjściowy z galwanostatu może być w określonym programowo reżimie taktowany (praca ON/OFF) okresy ON i OFF regulowane w przedziale od 0 do 99,9 sekund z rozdzielczością 0,1 sekundy. W czasie trwania cyklu OFF prąd wyjściowy z galwanostatu może osiągać wartość 0 (technika wyłączeniowa) lub wartość dowolnie ustawioną (technika przełączeniowa). Obie wielkości mogą przybierać dowolne wartości w całym zakresie prądowym. Przyrząd wyposażony jest w miernik cyfrowy pozwalający zmierzyć i odczytać aktualne wartości prądu polaryzacji. Początek cyklu ON/OFF synchronizowany jest wewnętrznie z początkiem każdej minuty zegara astronomicznego znajdującego się wewnątrz urządzenia lub wyzwalany ręcznie za pomocą przycisku lub z zewnętrznego urządzenia synchronizującego. Zewnętrzne urządzenie synchronizujące zarządza całym cyklem ON/OFF. Urządzenie posiada wbudowany wewnątrz układ synchronizujący pracę układów elektronicznych z odbiornika sygnału GPS lub z urządzenia zewnętrznego (np. stałej stacji ochrony katodowej, generatora DCVG itp. Odbiornik GPS montowany jest jako opcja wykonania i nie jest montowany w wykonaniu standardowym. - 3 -
3. Opis i funkcje urządzenia Płyta czołowa urządzenia przedstawiona jest na rys. 1. Rys. 1. Płyta czołowa ATLAS 0903 PCG wraz z elementami regulacji i sterowania urządzeniem: RTC CLOCK SYNC RELAY TIME SETTINGS POWER CURRENT SETTINGS OUTPUT blok synchronizacji wewnętrznego zegara czasu astronomicznego. Gniazdo CLOCK / RELAY - wyprowadzone styki zwierne i rozwierne izolowanego przekaźnika, przełączanego synchronicznie z czasami Time ON oraz Time OFF. nastawy cyklu pracy ON/OFF oraz jego synchronizacji, gniazdo SYNC do sygnałów zewnętrznych, przełącznik synchronizacji wewnętrznej i zewnętrznej włącznik zasilania, bezpiecznik i wejścia źródeł prądu ładującego akumulatory oraz zasilającego urządzenie, np. z akumulatora samochodowego wyświetlacz miernika prądu, przełącznik zakresów, potencjometr regulacji prądu ON i OFF galwanostatu, lampka sygnalizacji maksymalnego napięcia 48 V zaciski wyjściowe urządzenia, zabezpieczone bezpiecznikiemprzeciążeniowym zwłocznym T250 ma START/STOP Włącznik/wyłącznik pracy galwanostatu - 4 -
Na płycie głównej galwanostatu zaznaczone są główne bloki funkcyjne urządzenia: POWER START/ STOP OUTPUT CURRENT SETTINGS Blok zasilania urządzenia w energię elektryczną zawiera: 2 pozycyjny włącznik: 0 wyłączony, I załączony i zasilany z wewnętrznego akumulatora, lub z zewnętrznego źródła zasilającego, przez gniazdo zasilające 12-15 Vdc lampka sygnalizująca podanie napięcia zasilającego do urządzenia (jednocześnie zapala się pole odczytowe prądu), Charge wejście ładowarki uniwersalnej MW 6168V, gniazdo przez które ładowane są akumulatory wewnętrzne, 12-15 Vdc wejście zewnętrznego zasilania, np. z akumulatora samochodowego lub zasilacza sieciowego, bezpiecznik topikowy T2A zabezpieczający zewnętrzne wejście napięć zasilających i ładowarki. Przycisk (czerwony) rozpoczynający kontrolę przepływu prądu w obwodzie pomiarowym. Praca galwanostatu sygnalizowana jest świeceniem lampki Work. Praca w stanie STOP umożliwia precyzyjne nastawienie natężeń prądu płynącego z galwanostatu w obu elementach cyklu ON i OFF Zaciski wyjściowe prądu polaryzacji Out I(+) (czerwony) oraz Out I (-) (czarny) do odpowiedniego podłączenia przewodów pomiarowych. Wyjście zabezpieczone jest bezpiecznikiem topikowym T250 ma. Zaciski wyjściowe prądu polaryzacji wyprowadzone są również na zewnątrz przyrządu, z prawej strony obudowy, poniżej pokrywy, odpowiednio: Out I(+) (czerwony) oraz Out I (-) (czarny) Blok nastawiania i pomiaru prądu wyjściowego galwanostatu. Prąd wyjściowy można ustawiać w 5 zakresach: 20 ua, 200 ua, 2 ma, 20 ma i 200 ma, które wybiera się pokrętłem CURRENT RANGE. Natężenie prądu odczytuje się na wyświetlaczu. Dla lepszej widoczności pole odczytowe jest podświetlane w kolorze niebieskim. Wybór nastaw prądu wyjściowego dla poszczególnych elementów cyklu ON/OFF wybiera się za pomocą precyzyjnych potencjometrów wieloobrotowych Current ON i Current OFF. W trybie pracy STOP galwanostatu po naciśnięciu odpowiedniego przycisku Set umieszczonego pod oboma potencjometrami precyzyjnymi na polu odczytowym prądu uwidacznia się wartość prądu nastawiana za pomocą odpowiedniego potencjometru. Jednocześnie w bloku TIME SETTINGS zapalają się lampki przy nastawach czasu odpowiednio Time ON lub Time OFF. Położenie pokręteł potencjometrów precyzyjnych może być utrzymane za pomocą blokady. Ponieważ przy skrajnym położeniu potencjometru w pozycji minimum może być generowany szczątkowy prąd, różny od zera, zastosowano dodatkowo przełącznik dźwigienkowy umiejscowiony obok przycisku Set w nastawie Current OFF, a oznaczony Curr=0. Ustawienie tego przełącznika w pozycji Curr=0 generuje prąd Current OFF = 0, niezależnie od - 5 -
TIME SETTINGS RTC CLOCK SYNC położenia suwaka potencjometru Current OFF. Aby ustawić prąd Current OFF różny od zera, należy przełącznik Curr=0 ustawić w pozycji Set. Jeśli utrzymanie przez galwanostat ustalonego natężenia prądu w trybie pracy START nie jest możliwe ze względu na osiągnięcie maksymalnego napięcia wyjściowego = 48V, zapala się lampka Volt Limit. Sytuacja ta wymaga skorygowania nastaw prądu polaryzującego (zmniejszenia). Jeśli lampka Volt Limit w czasie załączenia prądu (ON) nie zapala się, pomiar wykonany jest prawidłowo. Ze względu na to, że w niektórych pomiarach potrzebna jest regulacja prądu wyjściowego podczas pracy galwanostatu, można to wykonać poprzez zmiany położenia odpowiednich pokręteł potencjometrów precyzyjnych Current ON i Current OFF. Blok nastawiania obu elementów cyklu ON/OFF składa się z dwóch zadajników cyfrowych, każdy umożliwiający dowolne ustawienie czasu od 0 do 99,9 sekund z rozdzielczością 0,1 s. Nastawy te są odczytane w momencie uruchomienia cyklu START i wpisywane do rejestru sterującego cyklem pomiarowym. Moment załączenia przycisku START przygotowuje przyrząd do pracy, zapala się czerwona lampka Start, lecz żaden prąd w obwodzie pomiarowym jeszcze nie płynie. Cykl pomiarowy zaczyna się w momencie pojawienia się impulsu synchronizującego, od wymuszenia prądu wyłączenia Current OFF (element OFF cyklu ON/OFF). Od tego momentu następuje przełączanie cyklu ON/OFF zgodnie z nastawami Time ON i Time OFF, czemu towarzyszy zapalanie się odpowiednich lampek sygnalizacyjnych przy odpowiednich zadajnikach. Po czasie wymuszenia prądu Current OFF na zaciskach pomiarowych wymuszony zostanie prąd Current ON. Jeśli nastawa Time OFF wynosi 0, to galwanostat pracuje w sposób ciągły z prądem wyjściowym Current ON. Urządzenie przystosowane jest do współpracy z zewnętrznym generatorem cyklu pomiarowego - urządzeniem taktującym. Do przełączania z synchronizacji wewnętrznej Sync Int na zewnętrzną Sync Ext służy przełącznik. Źródło sygnału synchronizującego doprowadzone jest do gniazda SYNC, zaś moment pojawienia się zewnętrznego sygnału synchronizującego sygnalizowany jest lampką Ext Sync Pulse. Sposób podłączenia zewnętrznego sygnału synchronizującego przedstawiony jest na rysunku. Blok synchronizacji wewnętrznej składa się z kwarcowego zegara czasu astronomicznego, a moment synchronizacji wybierany jest przyciskiem Set. 1. Synchronizacja manualna. Wykonywana jest przyciskiem Set, w położeniu przełącznika Sync Int / Sync Ext = Sync Int. Naciśnięcie przycisku Set ustawia początek każdej następnej minuty zegara. - 6 -
2. Synchronizacja automatyczna zegarem GPS. W przyrządach w których zamontowano odbiornik GPS synchronizacja ta odbywa się w sposób automatyczny. W położeniu przełącznika Sync Int / Sync Ext = SyncExt należy przycisnąć przycisk Set. Zostanie załączone zasilanie odbiornika GPS. Do czasu uzyskania sygnału z odbiornika GPS, lampka Set Clock mruga z częstotliwością 2x/sek. Po uzyskaniu przez przyrząd sygnału z odbiornika GPS, lampka Set Clock mruga z częstotliwością 1x/sek. Po zsynchronizowaniu zegara przyrządu z czasem GPS lampka Set Clock mruga z częstotliwością 1x/min. Po uzyskaniu synchronizacji należy ustawić przełącznik Sync Int / Sync Ext = Sync Int. Brak możliwości uzyskania sygnału z odbiornika GPS przez okres 1,5 min, przyrząd sygnalizuje sygnałem dźwiękowym synchronicznym z lampką Set Clock. Oznacza to że sygnał nadajników GPS nie dociera do odbiornika GPS zainstalowanego w przyrządzie i należy przeprowadzić synchronizację manualną, jak w p.1. Aby wyłączyć sygnalizację braku sygnału GPS należy ustawić przełącznik Sync Int / Sync Ext = Sync Int, a następnie przycisnąć przycisk Set Clock. Impuls synchronizujący pojawia się zawsze na początku każdej pierwszej sekundy w minucie, co oznacza, że impulsy sterujące generowane są dokładnie co minutę. Impuls synchronizujący zawsze inicjuje cykl pomiarowy od wyłączenia prądu (Time OFF), po czym rozpoczyna się ustalony nastawami cykl ON/OFF. Stąd, w celu zachowania rytmu pomiarów wielkości czasów Time ON i Time OFF cyklu ON/OFF powinny być dobrane w taki sposób, aby ich suma zawsze była dzielnikiem 60 sekund. W gnieździe CLOCK / RELAY - wyprowadzone są styki zwierne i rozwierne izolowanego przekaźnika wbudowanego w przyrząd, a sterowanego synchronicznie sygnałami TimeON i TimeOFF. Położenie styków przekaźnika, pokazane na załączonym rysunku, odpowiadają okresowi czasu TimeON kiedy płynie prąd CurrentON. Obciążalnośc styków przekaźnika wynosi max 1 A, przy U max = 48 V - 7 -
Rys. 2. Podłączenie styków przekaźnika na gnieździe RELAY: Rys. 3. Podłączenie kabla do synchronizacji urządzenia zewnętrznego z przyrządu ATLAS 0903PCG przez gniazdo SYNC: - 8 -
Rys. 4. Podłączenie kabla do synchronizacji przyrządu ATLAS 0903PCG z urządzenia zewnętrznego przez gniazdo SYNC: 4. Wykonanie pomiaru 4.1 Po włączeniu zasilania przyrządu włącznikiem POWER powinna zapalić się lampka POWER oraz oświetlić wskaźnik cyfrowy (wyzerowany wartość 000). 4.2 Wykonać procedurę synchronizacji wewnętrznego zegara czasu astronomicznego. Synchronizacji wewnętrznego zegara czasu astronomicznego można dokonać dwoma sposobami; 1. Dla przyrządów w których nie zainstalowano systemu GPS należy przeprowadzić synchronizację manualną. Należy ustawić przełącznik Sync Int /Sync Ext w położeniu SyncInt. Moment synchronizacji wybierany jest przyciskiem Set. Naciśnięcie przycisku Set ustawia początek każdej następnej minuty zegara. 2. Synchronizacja automatyczna przyrządów z zegarem GPS. W przyrządach w których zamontowano odbiornik GPS synchronizacja ta odbywa się w sposób automatyczny. W położeniu przełącznika Sync Int / Sync Ext = Sync Ext należy przycisnąć przycisk Set. Zostanie załączone zasilanie odbiornika GPS. Do czasu uzyskania sygnału z odbiornika GPS, lampka Set Clock mruga z częstotliwością 2x/sek. Po uzyskaniu przez przyrząd - 9 -
sygnału z odbiornika GPS, lampka Set Clock mruga z częstotliwością 1x/sek. Po zsynchronizowaniu zegara przyrządu z czasem GPS lampka Set Clock mruga z częstotliwością 1x/min. Po uzyskaniu synchronizacji należy ustawić przełącznik Sync Int / Sync Ext w pozycji Sync Int. Brak możliwości uzyskania sygnału z odbiornika GPS przez okres 1,5 min, przyrząd sygnalizuje sygnałem dźwiękowym synchronicznym z lampką Set Clock. Oznacza to że sygnał nadajników GPS nie dociera do odbiornika GPS zainstalowanego w przyrządzie i należy przeprowadzić synchronizację manualną, jak w p.1. Aby wyłączyć sygnalizację braku sygnału GPS należy ustawić przełącznik Sync Int / Sync Ext = Sync Int, a następnie ponownie przycisnąć przycisk Set Clock. Impuls synchronizujący pojawia się zawsze na początku każdej pierwszej sekundy w minucie, co oznacza, że impulsy sterujące generowane są dokładnie co minutę. Impuls synchronizujący zawsze inicjuje cykl pomiarowy od wyłączenia prądu (OFF), po czym rozpoczyna się ustalony nastawami cykl ON/OFF. Stąd, w celu zachowania rytmu pomiarów wielkości czasów Time ON i TimeOFF w cyklu ON/OFF powinny być dobrane w taki sposób, aby ich suma zawsze była dzielnikiem 60 sekund. Synchronizacji zegara dokonuje się 1 raz, na początku sesji pomiarowej 4.3 Aby zaprogramować czasy TimeON i TimeOFF należy ustawić przyciskami umieszczonymi nad i pod każdą z cyfr zadajnika, żądaną wartość. 4.4 Aby ustawić prąd CurrentON należy wybrać zakres prądowy przyrządu przełącznikiem CURRENT RANGE. Następnie przyciskając przycisk Set/CurrentON regulować wartość prądu potencjometrem CurrentON. Wartość prądu należy odczytywać na wyświetlaczu. 4.5 Aby ustawić prąd CurrentOFF należy na wybranym wcześniej zakresie prądowym, przyciskając przycisk Set/CurrentOFF ustawić wartość prądu potencjometrem CurrentOFF. Wartość prądu należy odczytywać na wyświetlaczu. 4.6 Podłączyć badany obiekt do zacisków Out I(+) anoda (sonda stalowa) oraz OUT I(-) gazociąg. 4.7 Naciskając przycisk START/STOP uruchomić przepływ prądu. 4.8 Uruchomienie cyklu pomiarowego ON/OFF nastąpi w momencie rozpoczęcia pierwszej sekundy w minucie zegara. W czasie kiedy płynie prąd CurrentOFF świeci się lampka TimeOFF a wyświetlacz pokazuje wartość płynącego prądu CurrentOFF. W czasie kiedy płynie prąd CurrentON świeci się lampka TimeON a wyświetlacz pokazuje wartość płynącego prądu CurrentON. 4.9 Świecenie lampki Volt Limit informuje Operatora, że została wymuszona polaryzacja napięciem większym niż 48V. Oznacza to, że przyrząd pracuje w zakresie ograniczania prądu polaryzacji i zaprogramowane wcześniej wartości nie mogą zostać uzyskane. - 10 -
Niezbędne jest zmniejszenie rezystancji obwodu pomiarowego lub zmniejszenie prądu polaryzacji. 4.10 Naciskając kolejny raz przycisk START/STOP wyłącza się przepływ prądu polaryzacji i galwanostat. 4.11 Wyłączenie zasilania przyrządu następuje wyłącznikiem POWER ustawionym w pozycji O. 5. Dane techniczne Parametr Napięcie wyjściowe (liniowy zakres pracy) Maksymalny prąd wyjściowy Szybkość narastania napięcia na wyjściu Zakres regulacji czasu cyklu ON i OFF Synchronizacja zegara wewnętrznego Pojemność akumulatorów zasilania wewnętrznego Czas pracy na akumulatorach wewnętrznych: - dla akumulatora 2400 mah i prądu polaryzacji 10 ma - dla akumulatora 2400 mah i prądu polaryzacji 200 ma - dla akumulatora 4500 mah i prądu polaryzacji 10 ma - dla akumulatora 4500 mah i prądu polaryzacji 200 ma Wymiary (szer x głęb x wys): Masa: Wartość 48 V 200 ma min. 0,1 V/µs 0 99,9 s Ręczna lub GPS 2400 lub 4500 mah średnio 5 godz. średnio 2 godz. średnio 10 godz. średnio 4 godz. 270x250x120 mm 3 kg Zakres Niedokładność ustawienia i regulacji Rozdzielczość pomiaru Niedokładność pomiaru miernikiem wbudowanym 200 ma <1 % 200 µa < 1% + 10 digit 20 ma <1 % 10 µa < 1% + 10 digit 2 ma <1 % 1 µa < 1% + 10 digit 200 µa <1 % 200 na < 1% + 15 digit 20 µa <2 % 20 na < 2% + 20 digit - 11 -
6. Obsługa i konserwacja Galwanostat impulsowy ATLAS 0903 PULSE CURRENT GALVANOSTAT nie jest skomplikowany w obsłudze i nie wymaga szczególnych czynności konserwacyjnych. Przyrząd należy utrzymywać w czystości i w szczególności unikać jego zamoczenia (uwaga dotyczy wszystkich urządzeń elektronicznych). Przed przechowywaniem w postaci zamkniętej koniecznie należy zadbać o dokładne wysuszenie przyrządu po pomiarach. Gwarantem dobrej pracy przyrządu jest jego właściwe zasilanie. Należy zawsze przed pomiarami naładować wewnętrzne akumulatory. Do urządzenia dołączona jest automatyczna inteligentna ładowarka MW 6168V, która umożliwia właściwe dbanie o źródło prądu. Prąd ładowania powinien być ustawiony: 1. dla akumulatorów o pojemności do 2500 mah na 500 ma. 2. dla akumulatorów o pojemności od 2500 mah do 5000 mah na 1000 ma. Uwaga! W przypadku głębokiego wyładowania akumulatorów i ładowania prądem 1000mA, ładowarka w krótkim czasie po podłączeniu, może samoczynnie kończyć ładowanie. Należy wówczas ustawić prąd ładowania na 500 ma, rozpocząć ładowanie, a po ok. 1 godzinie przełączyć na prąd ładowania 1000 ma. Należy kontrolować proces ładowania akumulatorów, gdyż chwilowy zanik zasilania sieci może spowodować wyłączenie procesu ładowania. Ładowarka akumulatorów rozłącza się automatycznie po naładowaniu akumulatorów. Naładowanie akumulatorów wykrywane jest poprzez detekcję spadku napięcia ( U) na akumulatorach w trakcie procesu ładowania, dlatego nie można włączać urządzenia podczas ładowania, ponieważ włączenie urządzenia powoduje spadek napięcia na akumulatorach i ładowarka wykrywa to jako stan naładowania akumulatorów powodując przy tym zakończenie procesu ładowania. Z tego powodu w czasie ładowania akumulatorów urządzenie nie powinno być włączone i jest to gwarancją pełnego naładowania akumulatorów. W pełni naładowane baterie 4500[mAh] powinny zapewnić ciągłą pracę przyrządu przy obciążeniu około 80[mA] przez okres 8 godzin. Jeżeli tak nie jest to znaczy że baterie nie są do końca naładowane. Zaleca się zakup dodatkowego, zewnętrznego pakietu akumulatorów NiMH jako zasilania rezerwowego dla przyrządu. Pobór energii z akumulatorów uzależniony jest od wielkości wymuszanych prądów polaryzacji w galwanostacie. Sredni czas pracy galwanostatu wyliczony dla polaryzacji prądem 10 ma został podany w tabeli Dane Techniczne. W przypadku stosowania prądów polaryzacji rzędu 200 ma, czas pracy przyrządu na akumulatorach wewnętrznych skraca się nawet trzykrotnie. Jako źródło zasilania w pracach terenowych można stosować akumulator samochodowy, a w pracach laboratoryjnych zasilacz sieciowy na napięcie 12V prądu stałego i wydajności min 2,5 A. - 12 -
7. Uwagi końcowe Galwanostat impulsowy ATLAS 0903 PULSE CURRENT GALVANOSTAT jest urządzeniem prototypowym, które powstało z myślą o zaspokojeniu potrzeb służb wykonujących czynności odbiorowe przy budowie nowych gazociągów. Stąd też będzie on udoskonalany w miarę napływu informacji o jego zaletach i wadach ujawnionych w warunkach polowych. SPZP CORRPOL zastrzega sobie prawo do wprowadzania zmian i ulepszeń, których celem będzie rozszerzenie zakresu zastosowania urządzenia oraz podniesienie jego walorów użytkowych. Wytwórca: ATLAS - SOLLICH ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH ul. Złota 9, 80-297 Banino - Rębiechowo tel/fax +48 58 349 66 77 e-mail: sollich@atlas-sollich.pl Dystrybutor: CORRPOL Sp. z o.o. SPECJALISTYCZNE PRZEDSIĘBIORSTWO ZABEZPIECZEŃ PRZECIWKOROZYJNYCH ul. Elbląska 133a, 80-718 Gdańsk tel. +48 58 300 9000 fax +48 58 300 9009 e-mail: info@corrpol,pl Wszelkie prawa zastrzeżone - 13 -