一種油氣管道陰極保護智能檢測裝置及其工作方法與流程

2023-07-03 22:10:01 3

本發明涉及油氣管道陰極保護智能檢測裝置及其工作方法，主要用於是油氣管道陰極保護智能檢測。

背景技術：

陰極保護是保障油氣管道安全運行的重要手段，其斷電電位是判斷管道是否達到保護的重要參數。油氣管道陰極保護技術目前發展已經比較成熟，在實際運行中，保護效果的好壞取決於對系統的正確維護。

目前國內外對於油氣管道陰極保護參數的檢測基本上是採用定期人工監測方式，通過數字萬用表直接對陰極保護參數進行測量。

存在的主要問題時：(1)由於管道分布區域廣，尤其是偏遠的山區，沿線地理環境複雜，給常規的人工檢測和管道管理帶來了很大的難度，造成了大量的人力、物力和財力浪費；

(2)檢測周期長，不能得到連續數據，取點資料具有偶然性；

(3)測試結果受人為因素和測試儀器設備影響較大，數據準確性差，導致決策和管理的失誤，給管道的安全運行造成不良隱患。特別是在雜散電流幹擾情況下，現有檢測手段不能同時連續獲得管道的客觀真實參數，無法滿足腐蝕控制的要求。

實時準確自動地檢測採集油氣管道陰極保護參數是保證陰極保護系統效果最大化，提高油氣管道使用壽命的關鍵措施，因此建立油氣管道陰極保護參數智能測試裝置非常必要。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，設計了一種油氣管道陰極保護智能檢測裝置及其工作方法。

本發明按以下技術方案實現：

一種油氣管道陰極保護智能檢測裝置，包括樁體，所述樁體內設置有陰極保護電位採集儀和通過採集儀信號電纜與其相連的接線板；所述陰極保護電位採集儀通過天線饋線與位於樁體內的天線相連；所述接線板一方面通過零位電纜與位於樁體外的管道相連，另一方面通過測試探頭電纜與位於樁體外的測試探頭相連。

優選的是，所述陰極保護電位採集儀包括微處理器和分別與其相連的GPRS模塊、GPS模塊、電源管理模塊、內部時鐘單元、存儲單元、採樣單元；所述採樣單元又分別與信號調理單元和自校準信號源相連。

優選的是，所述陰極保護電位採集儀設置在位於樁體內的設備箱內，所述設備箱與樁體下開口對齊，所述樁體下開口安裝有設備箱門。

優選的是，所述天線設置在位於樁體內的天線管內的頂端，所述天線管下端與設備箱聯通，天線管上端靠近樁體頂部。

優選的是，所述接線板設置在位於樁體內的測試箱內，所述測試箱與樁體上開口對齊，所述樁體上開口安裝有測試箱門。

優選的是，所述測試探頭為極化探頭、參比電極與試片的組合裝置或參比電極。

一種油氣管道陰極保護智能檢測裝置的工作方法，工作步驟如下：

步驟一：微處理器向內部時鐘單元設置定時採樣時間後發出休眠控制指令，陰極保護電位採集儀進入休眠，內部時鐘單元繼續計時；

步驟二：當微處理器接收內部時鐘單元發出的喚醒控制指令後，微處理器發出運行控制指令，陰極保護電位採集儀進入運行狀態；

步驟三：微處理器接收GPS模塊發出的GPS時鐘信號後，微處理器向內部時鐘單元發出校時控制指令，內部時鐘單元校對內部時間；

步驟四：微處理器向採樣單元發出自校準控制指令，採樣單元採集自校準信號源提供的校準信號V1後，傳送給微處理器；微處理器從存儲單元讀取存儲單元存儲的標準信號V0後，微處理器計算修正係數X，修正係數X＝1-(V1-V0)/V1，修正係數計算完成後，微處理器向採樣單元發出電位採集控制指令；

步驟五：採樣單元採集由信號調理單元傳入的管道電位P後，傳送給微處理器並計算實際管道電位P0，P0＝P×X，計算完成後，微處理器將P0發送至存儲單元存儲後，微處理器將向GPRS模塊發出數據發送指令；

步驟六：GPRS模塊向上級信息系統傳輸數據後，GPRS模塊向微處理器發出傳輸成功指令。

優選的是，自校準信號源提供的校準信號是一個恆定不變的電壓信號。

優選的是，存儲單元存儲的標準信號V0的電壓數值與自校準信號源提供的校準信號電壓數值相同。

本發明有益效果：

通過油氣管道陰極保護智能檢測裝置，實現了準時採集管道陰極保護參數，不受人為因素和設備的影響，準確度高。採集數據方便、快捷、自動傳輸，減少了人力、物力和財力，運行成本低。

附圖說明

圖1為油氣管道陰極保護智能檢測裝置的系統框圖；

圖2為油氣管道陰極保護智能檢測裝置中的陰極保護電位採集儀的內部系統框圖。

具體實施方式

以下結合附圖，通過具體實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1、圖2所示，一種油氣管道陰極保護智能檢測裝置，包括樁體1，樁體1內設置有陰極保護電位採集儀10和通過採集儀信號電纜5與其相連的接線板11；陰極保護電位採集儀10通過天線饋線16與位於樁體1內的天線17相連；接線板11一方面通過零位電纜13與位於樁體1外的管道12相連，另一方面通過測試探頭電纜15與位於樁體1外的測試探頭14相連。陰極保護電位採集儀10設置在位於樁體1內的設備箱3內，設備箱3與樁體下開口4對齊，樁體下開口4安裝有設備箱門6。天線17設置在位於樁體1內的天線管2內的頂端，天線管2下端與設備箱3聯通，天線管2上端靠近樁體1頂部。接線板11設置在位於樁體1內的測試箱7內，測試箱7與樁體上開口8對齊，樁體上開口8安裝有測試箱門9。

測試探頭14為極化探頭、參比電極與試片的組合裝置或參比電極。

陰極保護電位採集儀10包括微處理器和分別與其相連的GPRS模塊、GPS模塊、電源管理模塊、內部時鐘單元、存儲單元、採樣單元；採樣單元又分別與信號調理單元和自校準信號源相連。

油氣管道陰極保護智能檢測裝置的其工作方法，步驟如下：

1)微處理器向內部時鐘單元設置定時採樣時間，設置完成後，微處理器向GPRS模塊、GPS模塊、電源管理模塊、內部時鐘單元、存儲單元、採樣單元、自校準信號源和信號調理單元發出休眠控制指令，陰極保護電位採集儀進入休眠，內部時鐘單元繼續計時；

2)內部時鐘單元內時間達到定時採樣時間後，內部時鐘單元向微處理器發出喚醒控制指令；

3)微處理器接收內部時鐘單元發出的喚醒控制指令，接收完成後，微處理器向GPRS模塊、GPS模塊、電源管理模塊、內部時鐘單元、存儲單元、採樣單元、自校準信號源和信號調理單元發出運行控制指令；

4)GPS模塊接收衛星時鐘信號，接收完成後，GPS模塊向微處理器發出GPS時鐘信號；

5)微處理器接收GPS模塊發出的GPS時鐘信號，接收完成後，微處理器向內部時鐘單元發出校時控制指令；

6)內部時鐘單元接收微處理器發出的校時控制指令，接收完成後，內部時鐘單元校對內部時間；

7)微處理器向採樣單元發出自校準控制指令；

8)採樣單元接收微處理器發出的自校準控制指令，接收完成後，採樣單元採集自校準信號源提供的校準信號V1，採集完成後，傳送給微處理器；

9)微處理器接收採樣單元發出的採樣單元採集的校準信號V1，接收完成後，微處理器從存儲單元讀取存儲單元存儲的標準信號V0，讀取完成後，微處理器計算修正係數X，修正係數X＝1-(V1-V0)/V1，修正係數計算完成後，微處理器向採樣單元發出電位採集控制指令；

10)採樣單元接收微處理器發出的電位採集控制指令，接收完成後，採樣單元採集由信號調理單元傳入的管道電位P，採集完成後，傳送給微處理器；

11)微處理器接收採樣單元發出的採樣單元採集的管道電位P，接收完成後，計算實際管道電位P0，P0＝P×X，計算完成後，微處理器將P0發送至存儲單元存儲，完成存儲後，微處理器將向GPRS模塊發出數據發送指令；

12)GPRS模塊接收微處理器發出的數據發送指令，接收完成後，GPRS模塊向上級信息系統傳輸數據，數據傳輸完成後，GPRS模塊向微處理器發出傳輸成功指令；

13)微處理器接收GPRS模塊發出的傳輸成功指令，接收完成後，微處理器向GPRS模塊、GPS模塊、電源管理模塊、內部時鐘單元、存儲單元、採樣單元、自校準信號源和信號調理單元發出休眠控制指令，陰極保護電位採集儀進入休眠，內部時鐘單元繼續計時，再次由步驟2)開始依次進行。

自校準信號源提供的校準信號是一個恆定不變的電壓信號。存儲單元存儲的標準信號V0的電壓數值與自校準信號源提供的校準信號電壓數值相同。