一種埋地管道雜散電流在線監測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種埋地管道雜散電流在線監測裝置，屬于管道監測設備領域。其技術方案為：包括殼體和設置于殼體內的雜散電流監測系統，殼體包括相互扣合的頂蓋及盒體，頂蓋與盒體鉸接；盒體一側設置有天線連接端口，另一側設置數據采集線接口；天線連接端口通過連接線與天線連接，數據采集線接口連接參比電極。本實用新型的有益效果為：設計合理，結構簡單，不僅能夠測出管地電位，土壤電位梯度和管道電流，而且可通過無線的方式與遠程PC端進行數據傳輸，利用檢測數據對輸油管線的腐蝕情況進行有效的分析，對干擾類型及干擾源進行有效的查找，從而對輸油管線的安全運營起到重要的作用。
【專利說明】
一種埋地管道雜散電流在線監測裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于管道監測設備領域，具體涉及一種埋地管道雜散電流在線監測裝置。【背景技術】
[0002]隨著石油天然氣輸油管線的不斷建設及電力系統輸配電線路的發展，管道的雜散電流干擾問題日益嚴重，在多個國家和地區均發生過因城市軌道交通雜散電流腐蝕引發的鋼軌及其附件腐蝕、煤氣管道穿孔、混凝土結構鋼筋銹蝕、水管穿孔等問題。如何對管道雜散電流相關參數進行有效的在線監測，成為預防管道雜散電流腐蝕的關鍵問題。
[0003]一種雜散電流監測裝置(專利號:CN202794320U)本實用新型公開了一種雜散電流監測裝置。所述雜散電流監測裝置包括:采集當前監測鐵軌的至少一種電氣參數的采樣電路;與所述采樣電路相連的、分析處理所述采樣電路所采集的電氣參數的處理器;與所述處理器相連的、顯示所述電氣參數中當前待顯示信息的顯示器。可見，與現有技術相比，本實用新型所提供的雜散電流監測裝置可以通過顯示屏準確顯示所監測鐵軌的至少一種電氣參數。本實用新型不具備遠程傳輸和在線監測的功能。
[0004]一種移動式雜散電流監測裝置(專利號:CN202600042U)本實用新型公開了一種移動式雜散電流監測裝置，所述移動式雜散電流監測裝置包括:電壓采集端口、數據計算器和存儲模塊，實際應用時，所述電壓采集端口用于采集電壓值，所述數據計算器計算得到電壓值的平均值，并發送給存儲模塊，由所述存儲模塊進行存儲。本實用新型不具備遠程傳輸和在線監測的功能。【實用新型內容】
[0005]為解決上述已有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種埋地管道雜散電流在線監測裝置。
[0006]本實用新型的發明思路表現為:測出管地電位，土壤電位梯度和管道電流，通過無線方式進行數據傳輸，利用檢測數據對輸油管線的腐蝕情況進行有效的分析，對干擾類型及干擾源進行有效的查找，從而對輸油管線的安全運營起到重要的作用。
[0007]—種埋地管道雜散電流在線監測裝置，包括殼體和設置于所述殼體內的雜散電流監測系統，所述殼體包括相互扣合的頂蓋及盒體，所述頂蓋與所述盒體鉸接;所述盒體一側設置有天線連接端口，另一側設置數據采集線接口；所述天線連接端口通過連接線與天線連接，所述數據采集線接口連接參比電極；
[0008]所述存儲模塊采用容量不超過32G的SD卡。[〇〇〇9]所述雜散電流監測系統包括，主控模塊，數據采集模塊，數據轉換模塊和通訊模塊。所述數據采集模塊連接所述數據轉換模塊構成數據輸入單元與所述主控模塊的輸入端連接，所述主控模塊將初步計算的數據經過通訊模塊無線傳輸給PC監測后臺。通訊模塊為 GPRS無線通信模塊。
[0010]所述參比電極的陽極與數據采集模塊連接和埋地管道的陰極與數據采集模塊連接。所述參比電極采用含有5%硫酸銅溶液的硫酸銅參比電極，并且共設置4個。
[0011]所述天線包括底座及與底座連接的天線本體，所述底座底部設置有磁性吸盤。 [〇〇12]優選為，所述主控模塊連接有存儲模塊，所述存儲模塊采用SD卡作為存儲介質，選用支持容量上限為32G的存儲模塊。
[0013]優選為，所述主控模塊連接有報警器。當主控模塊監測到數據超過設定值時，則觸發報警功能。
[0014]優選為，所述殼體內設置有電源模塊。
[0015]優選為，所述天線連接端口與數據采集線端口采用PG7防水端子。[〇〇16]優選為，所述殼體符合IP67安全防護等級。[〇〇17]優選為，所述主控模塊連接有顯示模塊。[〇〇18]優選為，所述主控模塊采用STM32F4微控制器。
[0019]本實用新型在工作時，首先利用工具在埋地管道附近垂直對稱挖4個坑，將參比電極放入對應的坑中，如果土壤干燥可以向坑里注入適當的水，使參比電極與土壤接觸良好。 參比電極與數據采集線接口通過連接線連接好，天線與天線連接端口通過連接線連接好之后，將殼體也埋入地下，避免暴露在外界而被損壞。天線與殼體之間，根據實際需求的不同采用不同長度的連接線。天線可以通過底部的磁性吸盤直接吸附在殼體上，然后與殼體一起埋入地下;或者調整連接線的長度，通過磁性吸盤，將天線吸附到本監測裝置附近的物體上。根據實際環境選擇以上兩種設置方式;數據采集模塊通過參比電極和埋地管道實時連續采集管地電位、土壤電位梯度等管線雜散電流相關參數，測量信號經過數據轉換模塊，由模擬量轉換為數字量，并對信號進行放大，主控模塊通過對采集的數據進行計算，并在存儲模塊中存儲數據，同時將結果通過通訊模塊上傳至PC監測后臺。
[0020]PC監測后臺對各監測點進行遠程監控，采集各監測點數據并進行處理、分析，以各種報表和曲線的形式反映各監測點的信息。
[0021]通過試驗，本實用新型的有益效果是，設計合理，結構簡單，不僅能夠測出管地電位，土壤電位梯度和管道電流，而且可通過無線的方式與遠程PC端進行數據傳輸，利用檢測數據對輸油管線的腐蝕情況進行有效的分析，對干擾類型及干擾源進行有效的查找，從而對輸油管線的安全運營起到重要的作用。【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。[〇〇23]圖2為本實用新型實施例的正視圖。
[0024]圖3為本實用新型實施例的左視圖。[〇〇25]圖4為本實用新型實施例的原理模塊框圖。
[0026]其中，附圖標記為:1、頂蓋;2、盒體;3、天線連接端口； 4、數據采集線接口； 5、天線； 11、主控模塊;12、數據采集模塊;13、數據轉換模塊;14、通訊模塊;15、PC監測后臺；16、存儲模塊;17、參比電極；18、埋地管道。【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。當然，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[〇〇28] 實施例1
[0029]參見圖1至圖4,本實用新型是一種埋地管道雜散電流在線監測裝置，包括殼體和設置于殼體內的雜散電流監測系統，殼體包括相互扣合的頂蓋1及盒體2,頂蓋1與盒體2鉸接;盒體2—側設置有天線連接端口 3，另一側設置數據采集線接口 4;天線連接端口 3通過連接線與天線5連接，數據采集線接口 4連接參比電極。
[0030]雜散電流監測系統包括，主控模塊11，數據采集模塊12,數據轉換模塊13和通訊模塊14。數據采集模塊12連接數據轉換模塊13構成數據輸入單元并與主控模塊11的輸入端連接，主控模塊11將初步計算的數據經過通訊模塊14無線傳輸給PC監測后臺15。通訊模塊14 為GPRS無線通信模塊。
[0031]參比電極17的陽極與數據采集模塊12連接，埋地管道18的陰極與數據采集模塊12 連接。參比電極17采用含有5%硫酸銅溶液的硫酸銅參比電極，并且共設置4個。
[0032]天線5包括底座及與底座連接的天線本體，底座底部設置有磁性吸盤。[〇〇33]主控模塊11連接有存儲模塊16,存儲模塊16采用SD卡作為存儲介質。存儲模塊16 采用SD卡作為存儲介質，選用支持容量上限為32G的存儲模塊。[〇〇34] 主控模塊11連接有顯示模塊。主控模塊采用STM32F4微控制器。主控模塊11還連接有報警器。當主控模塊11監測到數據超過設定值時，則觸發報警功能。
[0035]殼體內設置有電源模塊，為整個裝置供電。[〇〇36]天線連接端口 3與數據采集線端口 4采用PG7防水端子。殼體符合IP67安全防護等級。可以保證裝置埋入地下不受環境影響而被破壞。
[0037]本實用新型在工作時，首先利用工具在埋地管道附近垂直對稱挖4個坑，將參比電極17放入對應的坑中，如果土壤干燥可以向坑里注入適當的水，使參比電極17與土壤接觸良好。參比電極17與數據采集線接口 4通過連接線連接好，天線5與天線連接端口 3通過連接線連接好之后，將殼體也埋入地下，避免暴露在外界而被損壞。天線5與殼體之間，根據實際需求的不同采用不同長度的連接線。天線5可以通過底部的磁性吸盤直接吸附在殼體上，然后與殼體一起埋入地下；或者調整連接線的長度，通過磁性吸盤，將天線5吸附到本監測裝置附近的物體上。根據實際環境選擇以上兩種設置方式;數據采集模塊12通過參比電極17 和埋地管道18實時連續采集管地電位、土壤電位梯度等管線雜散電流相關參數，測量信號經過數據轉換模塊13，由模擬量轉換為數字量，并對信號進行放大，主控模塊11通過對采集的數據進行計算，并在存儲模塊16中存儲數據，同時將結果通過通訊模塊14上傳至PC監測后臺15。[〇〇38] PC監測后臺15對各監測點進行遠程監控，采集各監測點數據并進行處理、分析，以各種報表和曲線的形式反映各監測點的信息。[〇〇39] 實施例2
[0040]在實施例1的基礎上，本裝置的電路部分采用如下本安設計方式，
[0041]電源輸入端采用串聯保險絲的方式進行過流保護，當電流超過規定范圍時，電路會自動斷開，同時并聯二極管以防止電源反接，還并聯了一個穩壓二極管進行過壓保護。
[0042]電源模塊本身具有持續短路保護及自恢復功能，當輸出發生短路時電源模塊會關斷輸出，并且當短路故障解除時恢復輸出功能。
[0043]采集的每路通道都并聯一個TVS管，它能以極高的速度使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在允許的范圍內。
[0044]每路采集通道都采用了隔離的方式，其與內部電路的隔離通過磁隔離芯片及帶隔離的電源模塊保證，通道之間通過安全的爬電間距保證。
[0045]采集通道隔離電源模塊具有短路保護、輸出可關斷的功能，采用阻燃封裝，滿足 UL94-V0 要求。[〇〇46]接線端子采用的是導電性能好、機械性能好的材料黃銅。帶法蘭的結構保證了導線連接可靠，不發生松動，阻燃等級滿足UL94-V0要求。[〇〇47]印刷電路板的印刷線寬為10m i 1的印刷線，本電路中1 Omi 1線寬所流過的最大電流不足10mA。
[0048]簡單電感電路:以采集通道中10uH的電感為例，電路中可能流過的最大電流為 1 OmA，此時電路中的電流增加到1.5X1 OmA=15mA，而1 OuH的電感在電源電壓為4V時，其最小點燃電流為3.3A，因此，就火花點燃而言，該電路為本質安全的。
[0049]簡單電容電路:以5V系統電壓為例，安全系數應取1.5,此時電路中的電壓增加到 1.5X5V=7.5V，在7.5V時，能引起點燃的電容最小值為7mF，系統中使用的最大電容為330uF， 所以，就火花點燃而言，該電路為本質安全的。
[0050]簡單電阻電路:在5V時，能引起點燃的最小電流大于3A，系統中流過電阻的最大電流不超過0.5A，安全系統為6高于1.5,所以，就火花點燃而言，該電路為本質安全的。
[0051]本實用新型未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述， 當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種埋地管道雜散電流在線監測裝置，包括殼體和設置于所述殼體內的雜散電流監 測系統，其特征在于，所述殼體包括相互扣合的頂蓋及盒體，所述頂蓋與所述盒體鉸接;所 述盒體一側設置有天線連接端口，另一側設置數據采集線接口；所述天線連接端口通過連 接線與天線連接，所述數據采集線接口連接參比電極；所述雜散電流監測系統包括，主控模塊，數據采集模塊，數據轉換模塊和通訊模塊；所述數據采集模塊連接所述數據轉換模塊構成數據輸入單元與所述主控模塊的輸入 端連接，所述主控模塊將初步計算的數據經過通訊模塊無線傳輸給PC監測后臺。2.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述天線包括 底座及與底座連接的天線本體，所述底座底部設置有磁性吸盤。3.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述主控模塊 連接有存儲模塊，所述存儲模塊采用SD卡作為存儲介質。4.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述主控模塊 連接有報警器。5.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述殼體內設 置有電源模塊。6.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述天線連接 端口與數據采集線端口采用PG7防水端子。7.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述殼體符合 IP67安全防護等級。8.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述主控模塊 連接有顯示模塊。9.根據權利要求1所述的埋地管道雜散電流在線監測裝置，其特征在于，所述主控模塊 采用STM32F4微控制器。
【文檔編號】G01R19/25GK205643502SQ201620503292
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】邢志軍, 劉海波, 陳健飛, 陳麗娜, 王安泉, 從雪明, 張棟梁, 杜貴府
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心, 中國礦業大學