阴极保护智能恒电位仪是一种基于负反馈闭环控制原理设计的外加电流阴极保护电源设备，通过精确控制被保护金属的电位，有效防止金属腐蚀，延长设备使用寿命。

一、核心原理

智能恒电位仪通过“电位监测-信号比较-电流调节-闭环稳定”四步动态平衡，确保被保护金属电位稳定在防腐所需的最佳范围：

1.电位测量：参比电极（如铜/硫酸铜、银/氯化银电极）实时监测被保护金属的通电点电位，将电位信号作为反馈输入恒电位仪。

2.信号比较与放大：内置比较放大器将反馈电位与预设保护电位（如-0.95V vs CSE）进行差值比较，放大差值信号以驱动后续控制电路。

3.电流调节：通过移相触发器调整可控硅导通角，精确控制输出电流大小和方向。若监测电位高于设定值（保护不足），则增大输出电流；反之则减小电流。

4.闭环稳定：当外部环境（如土壤电阻率、供电波动）或内部参数变化导致电位偏离时，系统自动调整输出，形成动态平衡，确保电位稳定在±5mV误差范围内。

二、功能特点

1.高精度控制：电位控制精度达±5mV（部分型号可提升至±1mV），避免过保护（导致金属脆化）或欠保护（防腐失效）。

2.多模式切换：支持恒电位/恒电流/恒槽压多模式切换，响应时间<0.1秒，可应对涂层破损、雷击、交直流干扰等突发场景。

3.数据采集与分析：实时监测输出电流、输出电压、保护电位等关键参数，支持远程通信（如4G、Modbus协议），方便用户远程查看运行状态、排查故障。

4.自适应调节：根据环境变化（如土壤电阻率波动、温度变化、涂层破损程度）自动调整输出参数，确保保护效果稳定可靠。

5.系统协同：与智能测试桩联动，接收电位分布数据，动态调整各区域输出电流，实现管网全域均衡保护；排流系统集成，自动识别杂散电流干扰强度，触发固态去耦合器或排流柜动作。

6.冗余设计：双电源热备份+模块化插拔结构，故障修复时间<15分钟；关键元件MTBF（平均无故障时间）>10万小时，设计寿命超20年。

7.远程监控：支持4G/5G/NB-IoT多模通信，实现云端实时调控与数据回传，运维响应速度提升10倍。

8.能效优化：高频开关电源技术转换效率>92%，较传统线性电源节能40%；内置能耗监测模块，单台设备年均可减少CO₂排放1.2吨。

三、技术参数

1.交流供电电源：通常支持单相220(1±15%)V，频率50(1±5%)Hz；或三相380(1±15%)V，频率50(1±5%)Hz。

2.直流供电电源：一般为87.5% EdN至117.5EdN。

3.输出电压范围：可调范围不窄于1% UdN(V)至100% UdN(V)，部分可定制额定输出电压为DC0至100V。

4.输出电流范围：可调范围不窄于1% IdN(A)至100% IdN(A)，部分可定制额定输出电流为DC0至100A。

5.交流纹波系数：恒电位仪处于额定状态工作时，电压输出纹波系数不大于2%，部分型号半载输出纹波系数可低至≤1%。

6.恒电位精度：当负载变化、电网电压在规定范围变化时，恒通电电位工作方式下，通电点的通电电位值变化小于5mV；恒断电电位工作方式时，通电点的断电电位值变化小于10mV。

7.恒电流精度：恒电流模式工作时，电流设定值在1% IdN至100% IdN内连续可调，输出电流的控制精度为±1%。

8.工作环境温度：一般为-25℃至+55℃（部分型号可达-30℃至+60℃）。

9.相对湿度：通常为20%至90%。

四、应用场景

智能恒电位仪广泛应用于长输管道、海洋工程、城市管网、储罐、桥梁钢结构、氢能设施、电厂设施（如凝汽器、循环水管道）、变电站接地网等金属防腐领域。例如：

1.长输管道：通过智能恒电位仪自动将管道电位稳定在-0.95V vs CSE，腐蚀速率降低至0.01mm/a以下。

2.海洋工程：在海底管道项目中，电位波动压缩至±15mV，过保护风险降低90%，阳极消耗减少35%。

3.城市管网：与智能测试桩联动，实现管网全域均衡保护，电位梯度从5mV/km降至0.8mV/km。

五、安装调试

1.安装位置：确保恒电位仪安装位置无妨碍通风、影响散热的设备。在危险区域（如罐区）应使用防爆型整流电源。

2.接线检查：根据接线图进行接线，确保输出电源极性正确，并在接线端子上注明“+”、“-”等标识。使用万用表检查接线柱是否正确，经试通电后方可封装电缆接头。

3.设备调试：将恒电位仪面板上的“手动”、“自动”电位器逆时针旋到尽头。合上电源开关，此时电源指示灯应点亮。将“手动-自动”开关打在“手动”挡，顺时针旋动“手动”电位器，仪器输出电压将逐渐增大。测量参比电极对零位电位值，以确定输出电压大小。将“手动-自动”开关打在“自动”挡，顺时针旋动“自动”电位器，给定电位表将逐渐增大，输出电压和参比电位也随之增加。根据用户需要的参比电位（如Cu/CuSO4电极，-0.95V至-1.30V之间），确定给定电位大小。调节稳压电源面板上限流电位器至所需稳流值。

4.运行观察：完成上述操作后至少观察0.5小时，确认设备无异常发热、无报警现象。记录输出电流、输出电压和保护电位等参数。在通电情况下，测量被保护金属结构的极化电位，确保其达到保护标准（如-850mV或更负）。检查系统的稳定性和可靠性，确保恒电位仪能够持续提供有效的阴极保护。