CN104388948A - 管道阴极保护检测监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管道阴极保护检测监控系统。它包括一个用于接收、分析、存储安装于管网上的无线智能遥测终端发来的数据并向客户端提供地下管网阴极保护系统安全监控服务的阴极保护数据监控中心，至少一台安装于管网上与恒电位仪连接用于检测其阴极保护系统U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数的第一无线智能遥测终端，若干台安装于管网上的与测试桩连接用于检测其阴极电位、断电电位参数的第二无线智能遥测终端。本发明主要解决人工巡检劳动强度大、成本高，巡检精度低的技术问题,可排除地下管网受到的杂散电流影响及电磁干扰，保证及时、正确和完整地监控阴极保护系统U+、I+、RE、SR等参数。
Description
技术领域
本发明涉及具有无线传输功能的用于管道保护的检测监控系统,特别是一种管道阴极保护检测监控系统。
背景技术
城市燃气行业是十二五重点发展产业之一，在控制温室气体排放的大环境下，作为一种清洁能源的城市燃气日益在各大中城市得到广泛应用，输送城市燃气的地下管网的安全也日益受到重视。采用阴极保护技术防腐是保证城市燃气地下管网安全的必要措施，保护效果依赖于及时、正确和完整地检测阴极保护系统U+电压信号(V)、I+电流信号(A)、RE电位信号(mV)、SR给定电位信号(mV)等参数。传统的检测阴极电位、电流等参数的方法是巡检人员携带检测仪和记录本到现场通过人眼观测记录。
由于城市燃气地下管网分布区域广、沿线地理环境复杂多变，人工巡检的办法成本非常高，不仅浪费大量的人力、物力和财力资源，而且人工检测难度大、精度低，特别在城市燃气地下管网中受到的杂散电流影响更多、电磁干扰更复杂，如不能及时、正确和完整地监控阴极保护系统U+、I+、RE、SR等参数会导致阴极保护管理和决策的失误，增加管网的运行成本、造成城市燃气管网安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道阴极保护检测监控系统，主要解决人工巡检劳动强度大、成本高，巡检精度低的技术问题,可排除地下管网受到的杂散电流影响及电磁干扰，保证及时、正确和完整地监控阴极保护系统U+、I+、RE、SR等参数。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：它包括一个用于接收、分析、存储安装于管网上的无线智能遥测终端发来的数据并向客户端提供地下管网阴极保护系统安全监控服务的阴极保护数据监控中心，至少一台安装于管网上与恒电位仪连接用于检测其阴极保护系统U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数的第一无线智能遥测终端，若干台安装于管网上的与测试桩连接用于检测其阴极电位、断电电位参数的第二无线智能遥测终端。
所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的阴极保护数据监控中心包括与无线智能遥测终端进行GPRS无线数据通讯的并分析、存储无线智能遥测终端发来的数据的数据库服务器，以及采用B/S结构、通过互联网网页向客户端服务的Web服务器。
所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的数据库服务器和Web服务器是一台或二台物理服务器或云服务器。
所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的数据库服务器安装有一套Mysql Server数据库或SQL Server数据库，用于存储第一无线智能遥测终端发回的恒电位仪所提供的每分钟的U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数数据，第二无线智能遥测终端发送的每分钟的阴极电位、断电电位参数数据；上述参数以表格形式和动态曲线形式存储,以及无线智能遥测终端节点信息数据。
所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的第一无线智能遥测终端通过前置高速高精度A/D转换模块、光隔离模块、RS485接口的集成装置与恒电位仪连接；所述的第一无线智能遥测终端由中央处理器、数据接口信号处理电路、时钟晶振、按键检测电路、LED指示灯、电源管理电路、GPRS无线模块、数据存储电路、电源电路构成；所述的数据接口信号处理电路的RS485接口电路采用MAX485 IC芯片并与采用C8051F340单片机芯片的中央处理器连接，所述的时钟晶振与中央处理器连接，所述的采用MIC29302IC芯片的电源管理电路、采用采用SIM900A GSM(GPRS)Modem的GPRS无线模块、采用24LC512 IC芯片的数据存储电路、按键检测电路、LED指示灯也分别连接中央处理器，所述的电源电路为第一无线智能遥测终端中各单元提供电源。
所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的第二无线智能遥测终端也由中央处理器、数据接口信号处理电路、时钟晶振、按键检测电路、LED指示灯、电源管理电路、GPRS无线模块、数据存储电路、电源电路构成；所述的数据接口信号处理电路的采用MCP6044 IC芯片并与采用PIC16F873A单片机芯片的中央处理器连接，所述的时钟晶振与中央处理器连接，所述的采用MIC29302 IC芯片的电源管理电路、采用采用SIM900A GSM(GPRS)Modem的GPRS无线模块、采用24LC512 IC芯片的数据存储电路、按键检测电路、LED指示灯也分别连接中央处理器，所述的电源电路为第二无线智能遥测终端中各单元提供电源；所述的第二无线智能遥测终端分别连接测试桩连接的参比电极装置、经防腐处理过的试片；所述的数据接口信号处理电路具有两个连接通道，第一通道连接具有常闭接点和常开接点的断电电位继电器，断电电位继电器一端连接地下管道、一端连接经防腐处理过的试片，第二通道直接连接地下管道。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种长时间连续工作、远程自动检测的地下管网阴极保护安全监控系统及方法，它代替人工手持检测器巡检的检测方法，自动、及时、正确和完整地获取无线智能遥测终端在现场发送的参比电位、输出电压、输出电流、保护电位等阴极保护参数，将所监测管网在线阴极保护状态的阴极保护电位参数365天/年不间断的记录到服务器，发现隐患实时报警，保证管网的安全运行。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
图2是本发明中无线智能遥测终端的硬件结构图。
图3是无线智能遥测终端的RS485接口电路。
图4是无线智能遥测终端的中央处理器及周边电路。
图5是无线智能遥测终端中的GPRS信号发送装置。
图中：101-恒电位仪，102-含有A/D转换模块的集成装置，103-第一无线智能遥测终端，104-第二无线智能遥测终端，1041-第一通道，1042-第二通道，105-断电电位继电器，106-经防腐处理过的试片，107-参比电极，108-客户端，109-阴极保护数据监控中心，201-中央处理器，202-数据接口信号处理电路，203-时钟晶振，204-按键检测电路，205-LED指示灯，206-电源管理电路，207-GPRS无线模块，208-数据存储电路，209-电源电路。
具体实施方式
以下结合附图和实施例来进一步介绍本发明系统。
实施例1，一种城市燃气地下管网阴极保护安全监控系统，它包括一个用于接收、分析、存储安装于管网上的无线智能遥测终端103、104发来的数据并向客户端108提供地下管网阴极保护系统安全监控服务的阴极保护数据监控中心109，至少一台安装于管网上与恒电位仪101连接用于检测其阴极保护系统U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数的第一无线智能遥测终端103，若干台安装于管网上的与测试桩连接用于检测其阴极电位、断电电位参数的第二无线智能遥测终端104。
所述的阴极保护数据监控中心109包括可以与阴极保护无线智能遥测终端103、104进行GPRS无线数据通讯的并可分析并存储阴极保护无线智能遥测终端103、104发来的数据的数据库服务器和采用B/S结构、通过WWW互联网网页向客户端服务的Web服务器，这些数据库服务器和Web服务器是一个具有云计算能力的云服务器，拥有一个独立固定的IP地址。
所述的数据库服务器安装有一套Mysql Server数据库，用于存储第一无线智能遥测终端103发回的恒电位仪101所提供的每分钟的参比电位(mV)、输出电压(V)、输出电流(A)等数据，测试第二无线智能遥测终端104发送的每分钟的阴极保护电位(mV)等数据,上述参数以表格形式和动态曲线形式存储,以及无线智能遥测终端103、104节点信息等数据。
所述的阴极保护数据监控中心109包括阴极保护数据接收、管理和信息发布平台实时监控软件系统，实时监控软件系统内含数据库采集管理和阴极保护监控系统网站等多组架构软件，数据库采集管理软件用于和阴极保护无线智能遥测终端103、104通讯，通过GPRS网络，按UDP协议格式获得管道阴极保护无线智能遥测终端103、104发送的数据，对数据进行解析，将解析出的阴极保护电位(mV)、参比电位(mV)、输出电压(V)、输出电流(A)等数据信息按103、104节点地址号存储在数据库中。
所述的阴极保护监控系统网站软件通过WWW互联网网页向客户端108提供服务，网页内嵌数据管理和信息发布动态程序，包括完成采集数据的接收、数据显示、历史数据的管理、报警处理、统计报表、事件记录、终端设备管理、用户管理、系统管理等程序模块，与数据库采集管理集成整套解决数据采集、传输、处理和业务管理。
所述的客户端108是可以链接互联网的任意固定或移动终端装置，不需要安装额外软件，只需要具备WWW浏览器即可访问城市燃气地下管网阴极保护安全监测系统。经授权的客户和系统维护人员可以在客户端通过浏览器登录WWW互联网的阴极保护监控系统网站，通过与互联网直接连接的阴极保护数据监控中心服务器，对无线智能遥测终端103、104发送的阴极保护参比电位、输出电压、输出电流、保护电位等相关数据进行数据访问、分析和集中管理等。
所述的第一阴极保护无线智能遥测终端103如图2所示，包括与恒电位仪101连接的前置高速高精度A/D转换模块、光隔离模块、RS485接口集成装置102，遵循MODBUS-RTU标准协议数据通讯，采用RS485通讯模式传输采集和监测的阴极保护参比电位、输出电压、输出电流等阴极保护参数，与中央处理器201输入端RS485接口电路连接，RS485接口电路采用MAX485 IC芯片202如图3所示，MAX485通过201的P0.0、P0.1、P1.1引脚与201相连，201采用C8051F340单片机芯片如图4所示，24MHz时钟晶振通过201的P0.6、P0.7引脚与201相连，电源管理电路采用MIC29302 IC芯片206，数据存储电路采用24LC512 IC芯片208，按IIC方式通过201的P3.4、P3.5引脚与201相连，LED指示灯205、按键检测电路204，电源电路209，连接在中央处理器201输出端电路的无线信号发射装置、采用SIM900A GSM(GPRS)Modem模块207如图5所示，按USART方式通过201的P0.4、P0.5引脚与201相连，配置天线自动连接GPRS/GSM通过GPRS移动通信网络接入到WWW互联网。
所述的第二阴极保护无线智能遥测终端104的结构与第一阴极保护无线智能遥测终端103基本相似，不同之处在于：所述的数据接口信号处理电路的采用MCP6044 IC芯片并与采用PIC16F873A单片机芯片的中央处理器连接。该第二阴极保护无线智能遥测终端104分别连接与测试桩连接的参比电极装置107、经防腐处理过的试片106，与中央处理器输入端连接的阴极电位数据采集处理电路使用MCP6044 IC芯片并具有两个通道，其第二通道1042直接连接城市燃气地下管道，第一通道1041连接断电电位继电器105端子，采样周期1秒，中央处理器采用PIC16F873A单片机芯片，32.768KHz时钟晶振，数据存储电路采用24LC512 IC芯片，按IIC方式相连，LED指示灯、按键检测电路，电源控制电路采用MIC29302 IC芯片，锂离子充电电池采用大容量7.2V锂电池和电源转换电路，连接在中央处理器输出端电路的无线信号发射装置、采用SIM900A GSM(GPRS)Modem模块，按USART方式相连，配置天线自动连接GPRS/GSM通过GPRS移动通信网络接入到WWW互联网，连接在中央处理器输出端电路的断电电位继电器105线圈。
所述的断电电位继电器105有常闭接点和常开接点，常开接点一端连接城市燃气地下管道，一端连接经防腐处理过的试片106，常态下断电电位继电器105线圈断开、第二通道1042直接测量城市燃气地下管道与参比电极107之间的阴极电位，含IR降，受杂散电流干扰；在设定时间周期内闭合断电电位继电器105线圈、试片106与管道相连数秒被极化后再将试片106与管道断开，第一通道1041测量此时试片106与参比电极107之间的电位是断电电位，消除IR降，减少杂散电流干扰。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (6)
1.一种管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：它包括一个用于接收、分析、存储安装于管网上的无线智能遥测终端(103、104)发来的数据并向客户端(108)提供地下管网阴极保护系统安全监控服务的阴极保护数据监控中心(109)，至少一台安装于管网上与恒电位仪(101)连接用于检测其阴极保护系统U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数的第一无线智能遥测终端(103)，若干台安装于管网上的与测试桩连接用于检测其阴极电位、断电电位参数的第二无线智能遥测终端(104)。
2.根据权利要求1所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的阴极保护数据监控中心(109)包括与无线智能遥测终端(103、104)进行GPRS无线数据通讯的并分析、存储无线智能遥测终端(103、104)发来的数据的数据库服务器，以及采用B/S结构、通过互联网网页向客户端(8)服务的Web服务器。
3.根据权利要求2所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的数据库服务器和Web服务器是一台或二台物理服务器或云服务器。
4.根据权利要求2所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的数据库服务器安装有一套Mysql Server数据库或SQL Server数据库，用于存储第一无线智能遥测终端(103)发回的恒电位仪(101)所提供的每分钟的U+电压信号、I+电流信号、RE电位信号、SR给定电位信号参数数据，第二无线智能遥测终端(104)发送的每分钟的阴极电位、断电电位参数数据；上述参数以表格形式和动态曲线形式存储,以及无线智能遥测终端节点信息数据。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的第一无线智能遥测终端(103)通过前置高速高精度A/D转换模块、光隔离模块、RS485接口的集成装置(102)与恒电位仪(101)连接；所述的第一无线智能遥测终端(103)由中央处理器(201)、数据接口信号处理电路(202)、时钟晶振(203)、按键检测电路(204)、LED指示灯(205)、电源管理电路(206)、GPRS无线模块(207)、数据存储电路(208)、电源电路(209)构成；所述的数据接口信号处理电路(202)的RS485接口电路采用MAX485IC芯片并与采用C8051F340单片机芯片的中央处理器(201)连接，所述的时钟晶振(203)与中央处理器(201)连接，所述的采用MIC29302IC芯片的电源管理电路(206)、采用采用SIM900A GSM(GPRS)Modem的GPRS无线模块(207)、采用24LC512IC芯片的数据存储电路(208)、按键检测电路(204)、LED指示灯(205)也分别连接中央处理器(201)，所述的电源电路(209)为第一无线智能遥测终端(103)中各单元提供电源。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的管道阴极保护检测监控系统，其特征在于：所述的第二无线智能遥测终端(104)也由中央处理器、数据接口信号处理电路、时钟晶振、按键检测电路、LED指示灯、电源管理电路、GPRS无线模块、数据存储电路、电源电路构成；所述的数据接口信号处理电路的采用MCP6044IC芯片并与采用PIC16F873A单片机芯片的中央处理器连接，所述的时钟晶振与中央处理器连接，所述的采用MIC29302IC芯片的电源管理电路、采用采用SIM900A GSM(GPRS)Modem的GPRS无线模块、采用24LC512IC芯片的数据存储电路、按键检测电路、LED指示灯也分别连接中央处理器，所述的电源电路为第二无线智能遥测终端(104)中各单元提供电源；所述的第二无线智能遥测终端(104)分别连接测试桩连接的参比电极装置(107)、经防腐处理过的试片(106)；所述的数据接口信号处理电路具有两个连接通道，第一通道(1041)连接具有常闭接点和常开接点的断电电位继电器(105)，断电电位继电器(105)一端连接地下管道、一端连接经防腐处理过的试片(106)，第二通道(1042)直接连接地下管道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Pipeline cathodic protection detection and monitoring system Effective date of registration: 20230524 Granted publication date: 20160817 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Changning sub branch Pledgor: SHENGLONG PETROLEUM PIPE DETECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000209 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |