埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置及方法

2023-09-27 07:08:45 2

專利名稱：埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置及方法
技術領域：
本發明涉及埋地管道系統監測領域，特別是一種埋地管道地》茲感應電流 和管地電位的測量裝置及方法。
背景技術：
太陽黑子、耀斑和日冕等一系列太陽活動會產生磁暴，磁暴幹擾地磁場 的變化。由電磁感應原理可知，埋地管道(埋地導體中的一種)會產生感應電
流，即地磁感應電流(簡稱GIC)。由於太陽風流動的方向較固定(多為東-西 向)，因此由地磁暴引起的埋地管道的地磁感應電流具有較強的方向性， 一般 而言，東-西走向的埋地管道線路中可能產生較大的地磁感應電流。該地磁 感應電流的存在加大了雜散電流對埋地管道陰極保護的幹擾，並且破壞了埋 地管道防腐陰極保護負電位，嚴重地影響了陰極保護的效果，甚至還會導致 陰極保護失效。
另外，由於人口密度、土地資源、電力行業和石化行業對傳輸路徑的擇 優原則相近等原因，使得高壓輸電線與埋地管道長距離平行建設的情況時有 發生。當高壓輸電線與埋地管道平行時，由於高壓輸電線產生的交變電磁場 的影響，在埋地管道上將會感應出交流電壓和電流，引起管道腐蝕。目前高 壓輸電線對埋地管道腐蝕的機理和防護是一直未能很好解決的問題。研究表 明，高壓輸電線對埋地管道的影響與空間天氣對埋地管道的影響具有相同的 特性，因此為了對管道腐蝕和管道維護進行進一步的分析和研究，埋地管道 地磁感應電流和管地電位的測量極為重要，是研究管道腐蝕保護的重要參數。
目前，還沒有專門測量埋地管道地磁感應電流和管地電位的裝置和方法， 只是現有埋地管道陰極保護測量裝置中採用兩種方式測量埋地管道中的電
流軟測量方法和一般測量方法。軟測量方法是根據線電流理論及 Biot-Savart定律I=2ttRB/jli，其中，I為線電流，R為電流到測量點的距 離，B為/f茲感應強度，jLl為》茲導率。通過在對應埋地管道正上方的地面上測量 管道電流產生的磁感應強度B、埋地管道中軸線到測量點的距離R和空氣中的 磁導率H (磁導率iLi假定為真空磁導率ja。)，就可計算出埋地管道中的電流。 一般測量方法是利用陰極保護評價中使用的常規電位降法，利用歐姆定律測 量管道電流，通過在長度已知的管道上，在有兩個測試樁的地方測量該管段 上的電位降和該管段的電阻，利用歐姆定律就可求得管道中流動的電流。
在軟測量方法中，應該考慮三個因素磁感應強度B的測量、磁導率u 的測量和電流到測量點距離R的測量。對於磁感應強度B的測量，目前在國 外雜散電流測繪儀中應用的高靈敏磁感應強度感應器只能感應0. 1Hz以上頻 率範圍的磁感應強度，例如目前普遍用於管道電流測量的雜散電流測繪儀 SCM(英國雷迪/〉司製造，其說明書見網站www. radiodetection. com),其響應 頻率範圍為0. lHz 80Hz。而磁暴發生時，產生地》茲感應電流的頻率在 0. 001 ~ 1 Hz之間(參見Antti Pulkkinen, Geomagnetic Induction During Highly Disturbed Space Weather Conditions: Studies Of Ground Effects, Finnish Meteorological Institute Contributions No. 42 , pplO, Aug, 2003),所以現有的雜散電流測繪儀不能用於管道地磁感應電流和管地電位的 測量。雖然有些大型高精度的磁感應設備能實現此頻率範圍段的電流測量，
但是性能價格比太低，無法在實際生產中應用。對於磁導率JLl的測量，因為
管道電流產生的磁場要穿過土壤，因此實際的磁導率in與真空磁導率n 。有差 別，應該利用土壤和空氣的混合磁導率，但是混合磁導率的測量又是一個尚 未克服的難題。對於電流到測量點距離R的測量，由於埋地管道並不是線電 流理論中的導線，管道與磁場強度測量點的距離相對較近，所以測量中就不 能簡單地將圓環形管道作為理想導線進行分析求解。由此可見，利用軟測量 方法尚不能獲得準確的電流。
在一般測量方法中，雖然可以測出管道中流動的電流，而卻忽略了》茲暴
發生時在管道上產生的等效電場強度E。，而電場強度E。是求解管道地磁感應 電流和管地電位必須考慮的核心內容，所以一般測量方法也不能獲得準確的 電流。
綜上所述，現有技術的測量方法都不能用來準確地測量埋地管道的地》茲 感應電流和管地電位。

發明內容
本發明的目的是提供一種埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置 及方法，有效解決現有技術不能準確地測量埋地管道的地,茲感應電流和管地 電位等技術缺陷。
為了實現上述目的，本發明提供了一種埋地管道地》茲感應電流和管地電 位的測量裝置，包括
數個管道測試樁和數個參比電極，數個管道測試樁和數個參比電極分別 設置在數個測量點，每個管道測試樁的一端與埋地管道連接，另一端伸出地 面，每個參比電極的一端埋設在土壤中，另一端伸出地面，用於獲得數個測 量點處的管地瞬時電位；
數個GPS同步記錄裝置，分別設置在數個測量點，每個GPS同步記錄裝 置分別與每個測量點處的所述管道測試樁和參比電極連接，用於記錄具有時 標的管地瞬時電位數據；
一個數據處理裝置，分別與數個GPS同步記錄裝置通信連接，接收每個 GPS同步記錄裝置發送的管地瞬時電位數據，根據所述管地瞬時電位數據獲 得地表電場強度、管道參數、地磁感應電流和管地電位，以及地磁感應電流 和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分布和在同 一 時刻不同地點的空間分 布。
所述GPS同步記錄裝置包括信號處理模塊，分別與所述管道測試樁和參比電極連接，用於從管道測
試樁和參比電4及獲得管地瞬時電位，並處理；
AD數據採集模塊，與所述信號處理模塊連接，用於從所述信號處理模塊 採集經過處理的數據；
中心處理模塊，與所述AD數據採集模塊連接，用於記錄經過處理的管地 瞬時電位數據和同步時間，並控制各^t塊運行；
GPS天線，通過GPS模塊與所述中心處理模塊連接，用於向中心處理模 塊提供同步啟動時間，使中心處理模塊控制AD數據採集模塊按照設定的同步 啟動時間進行數據採集和記錄；
通信天線，通過通信模塊與所述中心處理模塊連接，用於向中心處理模 塊發送所述數據處理裝置的請求，將管地瞬時電位數據向所述數據處理裝置 發送。
所述數據處理裝置包括
天線通信模塊，分別與數個GPS同步記錄裝置通信連接，向每個GPS同 步記錄裝置發送數據請求，並從每個GPS同步記錄裝置接收管地瞬時電位數 據；
數據計算模塊，用於根據所述管地瞬時電位數據獲得地表電場強度、管 道參數、地磁感應電流和管地電位，以及地磁感應電流和管地電位在同 一地 點不同時刻的時間分布和在同 一 時刻不同地點的空間分布； 存儲模塊，用於存儲所述地磁感應電流和管地電位數據； 顯示模塊，用於顯示所述地磁感應電流和管地電位數據； 中心控制模塊，分別與所述天線通信模塊、數據計算模塊、存儲模塊和 顯示模塊連接，用於控制各模塊的工作。 所述數據處理裝置還包括
數據查詢模塊，與所述中心控制模塊連接，用於數據查詢處理； 報警模塊，與所述中心控制模塊連接，用於報警處理。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種埋地管道地,茲感應電流和管地
電位的測量方法，包括
步驟1、測量數個測量點處埋地管道的管地瞬時電位；
步驟2、根據數個測量點處同一時刻的管地瞬時電位獲得地表電場強度
和管道參數；
步驟3、根據所述地表電場強度和管道參數獲得埋地管道的地磁感應電 流和管地電位，以及地磁感應電流和管地電位在同一地點不同時刻的時間分 布和在同 一 時刻不同地點的空間分布。
所述步驟1具體為通過設置在數個測量點的管道測試樁和參比電極測 量數個測量點處的管地瞬時電位。
本發明提供了一種埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置及方 法，通過將DSTL理論應用於埋地管道的地^磁感應電流和管地電位測量中，因
此不僅克服了現有技術測量管道電流需要測量地磁感應強度的技術缺陷，而 且採用GPS同步測量裝置記錄的管地瞬時電位可以獲得準確的現場管道參數 和地面電場強度，進而得到準確的地磁感應電流和管地電位以及其時間和空 間分布，對於埋地管道存在彎管、分支等各種類型都可實現測量，不僅可用 於由地磁暴在埋地管道引發的地磁感應電流和管地電位的測量，也可用於由 交流高壓輸電線在埋地管道引發的地磁感應電流和管地電位的測量，具有多 功能、高精度等優點。通過測得的地磁感應電流和管地電位的時空分布可以 評估由空間天氣引起的管道腐蝕和人身安全，可以評估由空間天氣對管道輔 助設備(如陰極保護和儀表等)的影響。由於本發明埋地管道地磁感應電流和 管地電位的測量裝置所測量出的地磁感應電流和管地電位是分析地磁感應電 流對埋地管道安全運行影響的重要依據，因此本發明意義重大，應用價值高。 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明埋地管道i^茲感應電流和管地電位的測量裝置的結構示意圖； 圖2為本發明GPS同步記錄裝置的結構示意圖； 圖3為本發明數據處理裝置的結構示意圖4為本發明埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量方法的流程圖。 附圖標記說明
l一管道測試樁；
4一數據處理裝置；
32—AD數據採集模塊;
35—GPS天線；
41一天線通信糹莫塊；
44一中心控制模塊；
47—報警模塊。
2—參比電極； 5—埋地管道； 33—中心處理模塊； 36—通信模塊； 42—數據計算模塊； 45—顯示模塊；
3—GPS同步記錄裝置； 31—信號處理模塊； 34—GPS模塊； 37—通信天線； 43—存儲模塊； 46—數據查詢模塊；
具體實施例方式
圖1為本發明埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置的結構示意 圖。如圖1所示，本發明埋地管道地^t感應電流和管地電位的測量裝置包括 數個管道測試樁1、數個參比電極2、數個GPS同步記錄裝置3和一個數據處 理裝置4，其中每個管道測試樁l、參比電極2和GPS同步記錄裝置3作為一 個組件設置在每個測量點處。具體地，對於每個測量點， 一個管道測試樁1 的一端與埋地管道5連接，另一端伸出地面， 一個參比電極2的一端埋設在 土壤中，另一端伸出地面，管道測試樁1和參比電極2用於共同獲得某一時 刻該測量點處的管地瞬時電位； 一個GPS同步記錄裝置3分別與該測量點處 伸出地面的管道測試樁1和參比電極2的另一端連接，從管道測試樁1和參 比電極2獲得該測量點處的管地瞬時電位，並且記錄具有時標的管地瞬時電 位數據，並通過天線向數據處理裝置4發送；數據處理裝置4分別與數個GPS 同步記錄裝置3通信連接，接收每個GPS同步記錄裝置3發送的管地瞬時電位數據，獲得地表電場強度、埋地管道的管道參數、地磁感應電流和管地電 位，以及地》茲感應電流和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分布和在同一 時刻不同地點的空間分布(即同一時刻隨管道距離變化的空間分布)。
圖2為本發明GPS同步記錄裝置的結構示意圖。如圖2所示，本發明GPS 同步記錄裝置包括信號處理模塊31、 AD數據採集模塊32、中心處理模塊33、 GPS模塊34、 GPS天線35、通信模塊36和通信天線37,其中，信號處理模 塊31分別與管道測試樁1和參比電極2連接，用於從管道測試樁1和參比電 極2獲得管地瞬時電位，並處理；AD數據採集模塊32與信號處理模塊31連 接，用於從信號處理模塊31採集經過處理的數據；中心處理模塊33與AD數 據採集模塊32連接，用於記錄經過處理的管地瞬時電位數據和同步時間，並 控制各模塊的運行；GPS天線35通過GPS模塊34與中心處理模塊33連接， 用於向中心處理模塊33提供同步啟動時間，使中心處理模塊33控制AD數據 採集模塊32按照設定的同步啟動時間進行數據採集和記錄；通信天線37通 過通信模塊36與中心處理模塊33連接，用於向中心處理模塊33發送數據處 理裝置4的請求，中心處理模塊33將管地瞬時電位數據通過通信模塊36和 通信天線37向ft據處理裝置4發送。
圖3為本發明數據處理裝置的結構示意圖。如圖3所示，本發明數據處 理裝置包括天線通信模塊41、數據計算模塊42、存儲模塊43、中心控制模 塊44和顯示模塊45,其中，天線通信模塊41與中心控制模塊44連接，用 於根據中心控制模塊44的指令向每個GPS同步記錄裝置3發送數據請求，並 從每個GPS同步記錄裝置3接收管地瞬時電位數據向中心控制模塊44發送； 數據計算模塊42與中心控制模塊44連接，用於對中心控制模塊44接收到的 管地瞬時電位數據進行計算，獲得地表電場強度、管道參數、地磁感應電流 和管地電位，以及地》茲感應電流和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分布 和在同 一時刻不同地點的空間分布，並將地-磁感應電流和管地電位數據發送 給中心控制模塊44;存儲模塊43與中心控制模塊44連接，用於存儲地磁感
應電流和管地電位數據；顯示模塊45與中心控制模塊44連接，用於顯示地 磁感應電流和管地電位凝:據。此外，本發明數據處理裝置還包括與中心控制 模塊44連接的數據查詢模塊46和報警模塊47,用於數據查詢處理和報警處 理；中心控制模塊44用於控制天線通信模塊41、數據計算模塊42、存儲模 塊43、顯示模塊45、數據查詢模塊46和報警模塊47工作。
下面以n臺GPS同步記錄裝置的工作過程為例進一步說明本發明的技術 方案。當磁暴發生時，地磁場受到幹擾，於是在埋地管道地表面上產生電場 強度，由此在埋地管道上引起感應電流和管地電位。在一定範圍內假定在單 位長度管道上產生的等效電場強度為E。(x)且大小相等和方向處處相同，即 E。(x)=EQ。對於埋地管道是一段完整的或者兩端帶有絕緣法蘭的管道，選取其 一端作為坐標的原點，坐標原點為管道初始位置x = O，x = L為終點(L即為 管道長度)，在管道上n個測量點處分別安裝n個管道測試樁和參比電極，每
個測量點離原點距離為x，即x,、 x2........ Xn分別表示安裝在管道上n個測
量點(坐標點)處的n臺GPS同步記錄裝置，每臺GPS同步記錄裝置分別與 各測量點處的管道測試樁和參比電極連接，分別記錄下該測量點的管地瞬時 電位和時間，將所記錄的數據利用無線通訊方式傳輸給數據處理裝置，數據 處理裝置利用分布電源傳llT線理"i侖(Distributed Source Transmission Line 簡稱DSTL)進行分析和處理，實現埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量。
根據戴維南理論和DSTL理論，可得出管道數學模型的數學解析式為
血2
-,/(x) = -ra0(x) (1)
C/W-"^— (2) 血
對解析式(1)和(2)進行求解，電壓和電流的解分別如下
-說-飼) (3)
/(x) = (1 + f + 5e-) (4)
其中，
- Z0 )(Z2 + Z0 + "2) - (Z0 + Z2 )(Z, - Z0 + ", )e" h-^~~^-^~~ (5)
(Z2 - Z0 )(Z, - Z0 + 〃, ) - (Z0 + Z, )(Z2 + Z0 + "2), 5 =-^^-^_ (6)
(Z0 + ;)(20 + z2), -z0)(z2 -z。)一
r-厄是傳播常數，z。-V^77是特徵阻抗，Z表示單位長度管道的等效 阻抗，Y表示單位管道塗層的導納，單位長度管道的等效阻抗Z和單位管道 塗層的導納Y屬於管道參數，g(x)是發生磁暴時在單位長度管道上的等效電 場強度，、 f/2 、 Z,和^是邊界條件。對於一段管道，其邊界條件為M=f/2 =0 , 4=4—00。利用特徵阻抗Z。、傳播常數r、電場強度￡。及邊界條件^、 C/2、 Zj和^可求解出式(5)的A和式(6)的B，將A和B代入式(3)和(4)可求解出 電壓C/Oc)和電^l/(:c)。
在求解地^磁感應電流和管地電位過程中要用到測量時刻的管道參數，隨 著埋地管道使用時期的增加，埋地管道的參數初始標稱值已發生變化，為了 獲得準確的埋地管道地^磁感應電流和管地電位分布，本發明不採用管道參數 的初始標稱值(管道出廠時的測量參數)，而是在管道上n個測量點分別安裝 n個管道測試樁、參比電極和GPS同步記錄裝置，每個測量點離原點距離為x, 即n個測量點的坐標點分別為x!、 x2........ x , n臺GPS同步記錄裝置在同一
時刻測得的管地瞬時電位分別為U(x,)、 U(x2)........ U(Xn),通過式(3)就可
以得到n個函數關係式
,=/(x,,Z。，y，￡0) (7-1) ^/") = /(12,2。,八￡。) (7—2) C/") = /(x3,Z0，y,￡0) (7-3)
"")=/K,z0,r，￡0) (7-n)
利用n臺GPS同步記錄裝置的數據，通過管地電壓方程(7-l) 、 (7-2)... (7-n)，即可通過已有4支術中的最小二乘法和極大似然法等系統辨識方法求 解準確的特徵阻抗Z。、傳播常數r、電場強度五。。也可以利用3臺本發明GPS 同步記錄裝置的悽t據通過求解非線性管地電壓方程組(7-1) 、 (7-2)和(7-3)， 同時得到管道參數和地表面電場強度五。。
由計算得到的管道參數和地表面電場強度￡。求得此時刻的管道電流 I(x)，即x點處管道的地^t感應電流(GIC)和管地電位。進一步地，由此可求 得地f茲感應電流和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分布和同 一時刻隨管 道距離變化的空間分布。前述雖然只說明了一段完整的或者兩端帶有絕緣法 蘭埋地管道測量磁感應電流和管地電位的情況，本發明技術方案對於一段彎 管管道或一段帶分支點的管道情況也同樣適用。
在實際使用中，本發明埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置工 作流程為GPS同步記錄裝置上電後，數據處理裝置啟動，GPS同步記錄裝置 中的GPS按照設定好的同步啟動時間進行數據採集和記錄，如有數據處理裝 置請求數據傳送，則執行相關的傳送處理。數據處理裝置控制GPS同步記錄 裝置的數據記錄與傳送，並且對接收到的數據進行實時處理，即利用採集的 某一時刻的同步數據，計算特徵阻抗z。、傳播常數y、電場強度A等參數，
由管道參數和地表電場強度進而求得某時刻x點處管道的地磁感應電流和管 地電位，並且顯示和存儲。通過多次的多點測量可進一步求得地磁感應電流 和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分布和同 一時刻隨管道距離變化的空 間分布。實際使用中，GPS同步記錄裝置與數據處理裝置既可以利用無線通 訊方式實時釆集數據並在線計算地磁感應電流和管地電位，也可以是GPS同 步記錄裝置採集數據並存儲成帶時標的數據文件，離線計算地磁感應電流和 管地電位。
本發明提供了一種埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置，通過 將DSTL理論應用於埋地管道的地磁感應電流和管地電位測量中，因此不僅克
服了現有技術測量管道電流需要測量地磁感應強度的技術缺陷，而且採用GPS 同步測量裝置記錄的管地瞬時電位可以獲得準確的現場管道參數和地面電場 強度，進而得到準確的地》茲感應電流和管地電位以及其時間和空間分布，對 於埋地管道存在彎管、分支等各種類型都可實現測量，不僅可用於由地磁暴 在埋地管道引發的地磁感應電流和管地電位的測量，也可用於由交流高壓輸 電線在埋地管道引發的地磁感應電流和管地電位的測量，具有多功能、高精 度等優點。通過測得的地f茲感應電流和管地電位的時空分布可以評估由空間 天氣引起的管道腐蝕和人身安全，可以評估由空間天氣對管道輔助設備(如陰 極保護和儀表等)的影響。由於本發明埋地管道地^磁感應電流和管地電位的測 量裝置所測量出的地磁感應電流和管地電位是分析地磁感應電流對埋地管道 安全運行影響的重要依據，因此本發明意義重大，應用價值高。
圖4為本發明埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量方法的流程圖， 具體包括
步驟1、測量數個測量點處埋地管道的管地瞬時電位； 步驟2、根據數個測量點處同一時刻的管地瞬時電位獲得地表電場強度 和管道參數；
步驟3、根據所述地表電場強度和管道參數獲得埋地管道的地磁感應電 流和管地電位，以及地,茲感應電流和管地電位在同 一地點不同時刻的時間分 布和在同 一時刻不同地點的空間分布。
所述步驟1具體為通過設置在數個測量點的管道測試樁和參比電極測 量數個測量點處埋地管道的管地瞬時電位。
所述步驟2具體為通過在同一時刻測得的n個測量點的管地瞬時電位
U(x,)、 U(x2)........ U(xn)，可以得到n個管地電壓方程(7-1) 、 (7-2)、
(7-3)........ (7-n)，通過上述管地電壓方程求解準確的特徵阻抗Z。、傳播
常數y、電場強度￡。，可同時得到管道參數和地表面電場強度￡。。
所述步驟3具體為由戴維南理論和DSTL理論獲得管道數學模型數學解析式(1)和數學解析式(2)，根據地表電場強度和管道參數，通過管地電 位數學解析式(3)和地磁感應電流數學解析式(4)獲得埋地管道的管地電 位和地磁感應電 流。
本發明埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量方法可以採用前述本發 明埋地管道地f茲感應電流和管地電位的測量裝置來實現，相關內容已經詳細 說明，這裡不再贅述。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置，其特徵在於，包括數個管道測試樁和數個參比電極，數個管道測試樁和數個參比電極分別設置在數個測量點，每個管道測試樁的一端與埋地管道連接，另一端伸出地面，每個參比電極的一端埋設在土壤中，另一端伸出地面，用於獲得數個測量點處的管地瞬時電位；數個GPS同步記錄裝置，分別設置在數個測量點，每個GPS同步記錄裝置分別與每個測量點處的所述管道測試樁和參比電極連接，用於記錄具有時標的管地瞬時電位數據；一個數據處理裝置，分別與數個GPS同步記錄裝置通信連接，接收每個GPS同步記錄裝置發送的管地瞬時電位數據，根據所述管地瞬時電位數據獲得地表電場強度、管道參數、地磁感應電流和管地電位，以及地磁感應電流和管地電位在同一地點不同時刻的時間分布和在同一時刻不同地點的空間分布。
2. 根據權利要求1所述的埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝 置，其特徵在於，所述GPS同步記錄裝置包括信號處理模塊，分別與所述管道測試樁和參比電極連接，用於從管道測 試樁和參比電糹及獲得管地瞬時電位，並處理；AD數據採集模塊，與所述信號處理模塊連接，用於從所述信號處理模塊 採集經過處理的數據；中心處理模塊，與所述M)數據採集模塊連接，用於記錄經過處理的管地 瞬時電位數據和同步時間，並控制各模塊運行；GPS天線，通過GPS模塊與所述中心處理模塊連接，用於向中心處理模 塊提供同步啟動時間，使中心處理模塊控制AD數據採集模塊按照設定的同步 啟動時間進行數據採集和記錄；通信天線，通過通信模塊與所述中心處理模塊連接，用於向中心處理模塊 發送所述數據處理裝置的請求，將管地瞬時電位數據向所述數據處理裝置發送。
3. 根據權利要求1所述的埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝 置，其特徵在於，所述數據處理裝置包括天線通信模塊，分別與數個GPS同步記錄裝置通信連接，向每個GPS同步 記錄裝置發送數據請求，並從每個GPS同步記錄裝置接收管地瞬時電位數據； 數據計算模塊，用於根據所述管地瞬時電位數據獲得地表電場強度、管 道參數、地石茲感應電流和管地電位，以及地;茲感應電流和管地電位在同一地 點不同時刻的時間分布和在同 一時刻不同地點的空間分布； 存儲模塊，用於存儲所述地磁感應電流和管地電位數據； 顯示模塊，用於顯示所述地磁感應電流和管地電位數據； 中心控制模塊，分別與所述天線通信模塊、數據計算模塊、存儲模塊和 顯示模塊連接，用於控制各模塊的工作。
4. 根據權利要求3所述的埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝 置，其特徵在於，所述數據處理裝置還包括數據查詢模塊，與所述中心控制模塊連接，用於數據查詢處理； 報警模塊，與所述中心控制模塊連接，用於報警處理。
5. —種埋地管道^^茲感應電流和管地電位的測量方法，其特徵在於，包括 步驟1、測量數個測量點處埋地管道的管地瞬時電位；步驟2、根據數個測量點處同一時刻的管地瞬時電位獲得地表電場強度 和管道參數；步驟3、根據所述地表電場強度和管道參數獲得埋地管道的地磁感應電 流和管地電位，以及地》茲感應電流和管地電位在同一地點不同時刻的時間分 布和在同 一 時刻不同地點的空間分布。
6. 根據權利要求5所述的埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量方 法，其特徵在於，所述步驟1具體為通過設置在數個測量點的管道測試樁 和參比電極測量數個測量點處的管地瞬時電位。
全文摘要
本發明涉及一種埋地管道地磁感應電流和管地電位的測量裝置及方法。測量裝置包括數個管道測試樁、數個參比電極、數個GPS同步記錄裝置和一個數據處理裝置，數個管道測試樁和數個參比電極用於獲得數個測量點處的管地瞬時電位，數個GPS同步記錄裝置用於記錄管地瞬時電位數據，一個數據處理裝置用於根據所述管地瞬時電位數據獲得地表電場強度、管道參數、地磁感應電流和管地電位，以及地磁感應電流和管地電位在同一地點不同時刻的時間分布和在同一時刻不同地點的空間分布。本發明可以得到準確的地磁感應電流和管地電位以及其時間和空間分布，具有多功能、高精度等優點。
文檔編號F17D5/00GK101344217SQ20081011916
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者梁志珊 申請人:中國石油大學(北京)