1. 負反饋控制機制

電位閉環(huán)調(diào)節(jié)：通過參比電極實時監(jiān)測被保護金屬電位（如埋地管道的管地電位），將信號反饋至比較放大器，與設(shè)定值（如 - 1.5V）進行對比。若存在偏差（ΔV），系統(tǒng)自動調(diào)整晶閘管整流電路的導(dǎo)通角，改變輸出電流（I），直至電位穩(wěn)定在目標值。

誤差控制精度：采用深度負反饋差動放大器（如集成運算放大器），配合高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，控制誤差可穩(wěn)定在 ±5mV 以內(nèi)，滿足 API RP 690 等國際標準要求。

2. 核心組成模塊

電源模塊：支持 AC220V/380V 輸入，通過晶閘管整流（可控硅）或高頻開關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)換為 0-30V DC 輸出，功率范圍 500W 至 10kW，適配不同規(guī)模的陰極保護系統(tǒng)。

電位控制器：內(nèi)置微處理器（如 ARM Cortex-M4），實現(xiàn) PID 算法、故障診斷及數(shù)據(jù)存儲，支持本地 LCD 屏或遠程上位機參數(shù)配置。

電極接口：

工作電極：連接被保護金屬（如管道、儲罐）。

輔助電極：連接深井陽極或分布式陽極地床。

參比電極：采用長效liusuan銅（CSE）或銀 / 氯化銀（Ag/AgCl）電極，精度 ±1mV。

3. 雙模式運行能力

恒電位模式：優(yōu)先通過電位反饋調(diào)節(jié)電流，確保金屬電位穩(wěn)定在保護區(qū)間（如 - 0.85V 至 - 1.2V vs CSE）。

恒電流模式：當(dāng)參比電極失效或信號干擾時，自動切換為固定電流輸出，避免保護中斷

智能化升級方向

邊緣計算：內(nèi)置 AI 芯片（如 NVIDIA Jetson Nano），實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)預(yù)處理和故障預(yù)測，減少云端負載。

能源優(yōu)化：采用柔性太陽能板（轉(zhuǎn)換效率 22%）與超級電容儲能，在 - 30℃至 + 50℃極端環(huán)境下續(xù)航≥30 天。

多參數(shù)監(jiān)測：集成土壤電阻率（精度 ±5%）、溫濕度傳感器，通過云端平臺生成腐蝕風(fēng)險熱力圖。

3. 綠色技術(shù)創(chuàng)新

太陽能供電：新疆某油田管道項目采用光伏 + 鋰電池系統(tǒng)，年發(fā)電量 3,650kWh，減少碳排放 2.8 噸。

低功耗設(shè)計：待機功耗＜1W，相比傳統(tǒng)設(shè)備節(jié)能 70%。

典型應(yīng)用場景與工程案例

1. 長輸油氣管道保護

復(fù)雜地質(zhì)適應(yīng)性：在西氣東輸二線工程中，針對新疆戈壁（土壤電阻率＞100Ω?m）和長江穿越段（高含水量黏土），恒電位儀通過動態(tài)調(diào)整輸出電流（0-15A），確保沿線電位偏差＜±10mV。

雜散電流抑制：在京廣高鐵沿線輸油管道，采用同步通斷技術(shù)（斷流器）與恒電位儀聯(lián)動，將交流干擾電壓從 15V 降至 0.5V 以下，滿足 GB/T 50698-2011 標準。

2. 海洋工程防護

跨海大橋鋼結(jié)構(gòu)：港珠澳大橋海底隧道段采用鈦基混合金屬氧化物（MMO）陽極與恒電位儀組合，在氯離子濃度＞20,000mg/L 的海水中，將鋼筋電位穩(wěn)定在 - 1.1V，設(shè)計壽命延長至 120 年。

海上風(fēng)電基礎(chǔ)：江蘇如東 H4 風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)部署智能恒電位儀，通過 4G 網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控，實時調(diào)整輸出電流（0-5A），應(yīng)對潮汐周期導(dǎo)致的電位波動。

3. 市政與工業(yè)設(shè)施

污水處理廠：北京某污水處理廠氧化溝鋼襯里采用防爆型恒電位儀，在 pH=3-11 的強腐蝕環(huán)境中，將電位控制在 - 0.95V，腐蝕速率從 0.2mm/a 降至 0.01mm/a。

核電站管道：大亞灣核電站循環(huán)水管道使用定制化恒電位儀，通過雙冗余電源（市電 + 太陽能）和抗輻射設(shè)計，在放射性環(huán)境中連續(xù)運行 15 年無故障。