防腐监测仪的设计与应用
0 引言
本文介绍的腐蚀仪是为了监测野外输油管道腐蚀度而设计的，由于输油管道的腐蚀度影响到石油的生产，会造成经济损失和安全事故，故对其腐蚀度的监测是非常必要的。本系统中，可以通过检测管道里的微电流，然后通过输入经验参数来换算出管道当前的腐蚀度，并通过上位机程序把数据存档，绘制腐蚀度变化曲线图，以便操作人员可以直观的了解输油管道的腐蚀变化情况。
1 总体方案设计
1.1 设计总体构成方案
设计主要由下位机和上位机两个部分组成。下位机以单片机为核心，运用程序控制来进行电流的采集、处理、显示，并将有关数据存储到IC卡。上位机则是通过计算机与Q系列接触式IC卡读写器之间进行的串口通信，将IC卡里的数据导入计算机。
其下位机系统框图如图1所示。
图1 下位机系统框图
其上位机系统的系统框图如图2所示。
图2 上位机系统框图
1.2 下位机电路的设计
本系统的设计过程中，主要元件包括12位并行模/数转换芯片AD1674、扩展多功能接口芯片8155、时钟日历芯片DS12887、AT89C52单片机。无忧
放大芯片采用了AD524放大器。考虑到腐蚀电流的取值范围为0uA~100uA，故选取固定增益值GAIN=1000，使放大后的电流量满足AD1674的输入端要求。
模拟电流量通过AD1674后转换成对应的数字量。本系统中AD1674与AT89C52的硬件接口电路如图3:采用+12V、-12V双电源供电，单极输入方式，模拟量从10VIN输入。其中CS接GAL16V8的18号管脚,它的启动地址为4000H,高八位地址为4002H,低八位地址为4003H。转换结束信号STS接到INT0上，AT89C52的读写信号W/R、RD通过与非门接到AD1674的操作使能端CE来控制AD1674的读/转换操作。可用中断方式，也可用查询方式。本系统中采用查询方式，其流程如图4所示。
图3 AD1674与AT89C52的硬件接口电路
图4 AD1674转换流程图
其对应的C51语言程序如下所示：
#define ADSEL XBYTE[0x4000] //AD1674相关定义
#define HIGH_READ XBYTE[0x4002]
#define LOW_READ XBYTE[0x4003]无忧
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"; //启动12位转换
while(STS==1) ; //等待AD转换完毕
high="HIGH"_READ; //读高八位数据
low="LOW"_READ; //读低四位数据
low>>=4;
ad_value1=high*256+low; //合并12位二进制数为十进制数
ad_value2=ad_value1*0.0002442*10;
//1/0XFFF=0.0002442，这里取单位为mA级
ad[j]=ad_value2;
}
for(j=0;j<10;j++) sum+=ad[j]; //对10次采集值求平均值
sum/=10;
return (sum);
}
AT89C52有256B的内部RAM，满足本系统对数据存储器的需求；内部有8KB的可编程只读存储器，构成应用系统时，不需要外扩程序存储器[3]。
