防腐監測儀的設計與應用

　　0 引言

　　本文介紹的腐蝕儀是為了監測野外輸油管道腐蝕度而設計的，由于輸油管道的腐蝕度影響到石油的生產(chǎn)，會(huì )造成經(jīng)濟損失和安全事故，故對其腐蝕度的監測是非常必要的。本系統中，可以通過(guò)檢測管道里的微電流，然后通過(guò)輸入經(jīng)驗參數來(lái)?yè)Q算出管道當前的腐蝕度，并通過(guò)上位機程序把數據存檔，繪制腐蝕度變化曲線(xiàn)圖，以便操作人員可以直觀(guān)的了解輸油管道的腐蝕變化情況。

　　1  總體方案設計

　　1.1  設計總體構成方案

　　設計主要由下位機和上位機兩個(gè)部分組成。下位機以單片機為核心，運用程序控制來(lái)進(jìn)行電流的采集、處理、顯示，并將有關(guān)數據存儲到IC卡。上位機則是通過(guò)計算機與Q系列接觸式IC卡讀寫(xiě)器之間進(jìn)行的串口通信，將IC卡里的數據導入計算機。

　　其下位機系統框圖如圖1所示。

　　                                                        圖1  下位機系統框圖

　　其上位機系統的系統框圖如圖2所示。

　　                                          圖2  上位機系統框圖

　　1.2  下位機電路的設計

　　本系統的設計過(guò)程中，主要元件包括12位并行模/數轉換芯片AD1674、擴展多功能接口芯片8155、時(shí)鐘日歷芯片DS12887、AT89C52單片機。無(wú)憂(yōu)

　　放大芯片采用了AD524放大器?？紤]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(mǎn)足AD1674的輸入端要求。

　　模擬電流量通過(guò)AD1674后轉換成對應的數字量。本系統中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(dòng)地址為4000H,高八位地址為4002H,低八位地址為4003H。轉換結束信號STS接到INT0上，AT89C52的讀寫(xiě)信號W/R、RD通過(guò)與非門(mén)接到AD1674的操作使能端CE來(lái)控制AD1674的讀/轉換操作?？捎弥袛喾绞?，也可用查詢(xún)方式。本系統中采用查詢(xún)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轉換流程圖

　　其對應的C51語(yǔ)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(wú)憂(yōu)

　　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(dòng)12位轉換

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

　　   high="HIGH"_READ;            //讀高八位數據

　　   low="LOW"_READ;                //讀低四位數據

　　   low>>=4;

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

　　   ad_value2=ad_value1*0.0002442*10;

     //1/0XFFF=0.0002442，這里取單位為mA級