防腐監(jiān)測儀的設(shè)計與應(yīng)用

　　0 引言

　　本文介紹的腐蝕儀是為了監(jiān)測野外輸油管道腐蝕度而設(shè)計的，由于輸油管道的腐蝕度影響到石油的生產(chǎn)，會造成經(jīng)濟(jì)損失和安全事故，故對其腐蝕度的監(jiān)測是非常必要的。本系統(tǒng)中，可以通過檢測管道里的微電流，然后通過輸入經(jīng)驗參數(shù)來換算出管道當(dāng)前的腐蝕度，并通過上位機(jī)程序把數(shù)據(jù)存檔，繪制腐蝕度變化曲線圖，以便操作人員可以直觀的了解輸油管道的腐蝕變化情況。

　　1  總體方案設(shè)計

　　1.1  設(shè)計總體構(gòu)成方案

　　設(shè)計主要由下位機(jī)和上位機(jī)兩個部分組成。下位機(jī)以單片機(jī)為核心，運用程序控制來進(jìn)行電流的采集、處理、顯示，并將有關(guān)數(shù)據(jù)存儲到IC卡。上位機(jī)則是通過計算機(jī)與Q系列接觸式IC卡讀寫器之間進(jìn)行的串口通信，將IC卡里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機(jī)。

　　其下位機(jī)系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　                                                        圖1  下位機(jī)系統(tǒng)框圖

　　其上位機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖2所示。

　　                                          圖2  上位機(jī)系統(tǒng)框圖

　　1.2  下位機(jī)電路的設(shè)計

　　本系統(tǒng)的設(shè)計過程中，主要元件包括12位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD1674、擴(kuò)展多功能接口芯片8155、時鐘日歷芯片DS12887、AT89C52單片機(jī)。無憂

　　放大芯片采用了AD524放大器。考慮到腐蝕電流的取值范圍為0uA~100uA，故選取固定增益值GAIN=1000，使放大后的電流量滿足AD1674的輸入端要求。

　　模擬電流量通過AD1674后轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量。本系統(tǒng)中AD1674與AT89C52的硬件接口電路如圖3:采用+12V、-12V雙電源供電，單極輸入方式，模擬量從10VIN輸入。其中CS接GAL16V8的18號管腳,它的啟動地址為4000H,高八位地址為4002H,低八位地址為4003H。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號STS接到INT0上，AT89C52的讀寫信號W/R、RD通過與非門接到AD1674的操作使能端CE來控制AD1674的讀/轉(zhuǎn)換操作。可用中斷方式，也可用查詢方式。本系統(tǒng)中采用查詢方式，其流程如圖4所示。

　　                       圖3  AD1674與AT89C52的硬件接口電路

　　                 圖4  AD1674轉(zhuǎn)換流程圖

　　其對應(yīng)的C51語言程序如下所示：

　　#define ADSEL    XBYTE[0x4000]      //AD1674相關(guān)定義

　　#define HIGH_READ    XBYTE[0x4002]

　　#define LOW_READ    XBYTE[0x4003]無憂

　　unsigned int ad1674()

　　{  uchar high,low,j=0;

　　    unsigned  int   ad_value1;

　　   unsigned  int ad_value2,ad[20],sum=0;

　　 for(j=0;j<10;j++)

　　   { ADSEL="0x00";               //啟動12位轉(zhuǎn)換

　　   while(STS==1) ;           //等待AD轉(zhuǎn)換完畢

　　   high="HIGH"_READ;            //讀高八位數(shù)據(jù)

　　   low="LOW"_READ;                //讀低四位數(shù)據(jù)

　　   low>>=4;

　　   ad_value1=high*256+low;         //合并12位二進(jìn)制數(shù)為十進(jìn)制數(shù)

　　   ad_value2=ad_value1*0.0002442*10;

     //1/0XFFF=0.0002442，這里取單位為mA級