恒电位仪在20V/50A输出规格下的阴极保护工作原理，基于“电位监测-信号比较-电流调节”的闭环控制机制，通过精确控制输出电流使被保护金属结构的电位稳定在预设范围内，从而抑制电化学腐蚀。以下从核心组件、工作流程及技术优势三方面展开说明：

一、核心组件与功能

恒电位仪本体

作为系统的“控制中枢”，提供稳定的直流电源（输出电压20V、电流50A），具备恒电位/恒电流双模式切换功能。

内置比较放大器，将参比电极反馈的电位信号与预设保护电位（如钢铁在土壤中为-0.85V~-1.20V vs. CSE）进行差值比较，生成控制信号。

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，实现电位动态调节。

参比电极

采用铜/硫酸铜电极（CSE）或高纯锌电极，作为电位测量的基准。其电位稳定，不随被保护金属结构电位变化，确保测量准确性。

埋设在被保护金属结构附近，实时监测电位变化，并将信号传输至恒电位仪。

辅助阳极

连接恒电位仪正极，通过电解质（如土壤、海水）向被保护金属输送保护电流。

常用材料包括高硅铸铁、铂钌合金等，具备耐腐蚀性和长寿命特点。

被保护金属结构

如海洋平台导管架、储罐底板等，通过阴极极化（获得多余电子）抑制阳极溶解反应，从而减缓腐蚀。

二、工作流程

电位测量

参比电极实时采集被保护金属结构的电位信号（如-0.8V vs. CSE），作为反馈信号传输至恒电位仪。

信号比较与放大

恒电位仪内的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控制电路。

电流动态调节

控制电路根据比较结果，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（如从30A增至50A）；

若监测电位低于设定值（过保护），则减小输出电流。

最终形成动态平衡，确保电位稳定在±5mV误差范围内。

电位维持

输出电流经辅助阳极流入电解质（如土壤），再流至被保护金属结构，最终返回恒电位仪负极，形成闭合回路。

通过持续反馈调节，使金属结构电位始终维持在保护电位区间内，阻断腐蚀反应。