CN105177595B - 测试桩及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种测试桩，包括中空的桩体，桩体的下部位于地下，桩体位于地下的管道上方或侧方。桩体内安装有试片管，桩体上设置有舱门，桩体内安装有接线板，试片管内安装有试片，桩体内安装有参比电极，试片、参比电极和管道都与接线板相连。本发明的测试桩下部插入到地下，试片安装在试片管中，参比电极安装在测试桩内下端，使测试桩下部可作为参比管，无须另外安装参比管，安装布设简单，也降低了整个管线阴极保护工程的成本。在进行参比电极校准时，可将进行校准的工作电极通过测试桩送入到地下，使其尽可能的接近待校准的参比电极，校准更加精确；也可将待校准参比电极沿着测试桩内腔从地下取出到地上，直接与地面上工作电极靠近，进行校准，不仅增加了校准精度，还使参比电极以及试片可从地下取出，便于更换和维修。
Description
技术领域
本发明涉及阴极保护技术领域，具体地说，是一种用于检测管道阴极保护状态的测试桩及其工作方法。
背景技术
测试桩主要是用来进行管道电位检测以及大型钢结构储罐、管道等金属构筑物的阴极保护系统保护效果的检测。为了提高检测精度，消除IR降，测试桩通过开关以及设置的试片和参比电极检测管道的极化电位。为了保证极化电位检测的准确性，有需要定期对参比电极进行校准，目前的参比电极校准方式主要有两种：一种是直接利用便携式参比电极作为参考电极，放置在地表上，校准对应地下的参比电极，由于待校准的参比电极埋设在地下，与参考电极的距离较远，校准误差较大；另一种是在测试桩一侧设置参比管，利用参比管将参考电极放入到地下，进行校验，这种方式校验准确性较高，但增设的参比管增加了测试桩布设安装的复杂程度，也增加了整条管道管线阴保工程的成本。
另外，由于测试桩检测极化电位，在检测时需要断开连接管道和试片的开关，而检测完毕后，需要将开关合上，使试片与管道再次连接，让试片充分极化。而测试桩一般随着管道管线设置在偏远的位置，操作人员到达现场非常困难，操作人员在上次检测完成后，容易忘记将开关合上，使下一次到达现场时，试片未被极化，而无法进行检测，即使到达现场后立即将开关合上，试片被充分极化也需要数小时的时间，上次检测忘记合上开关这一个操作失误，将严重影响整个管线阴极保护电位检测的工作效率，若极化不充分，还将影响极化电位测量精度。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，设计了一种新的测试桩及其工作方法。
本发明的测试桩，包括中空的桩体，所述桩体的下部位于地下，所述桩体位于地下的管道上方或侧方。
所述桩体内安装有试片管，所述的试片管底端与桩体底端设置的开口平齐。
所述桩体上设置有舱门，所述舱门的下边缘高于试片管的顶端和地面。
所述的桩体内安装有接线板，所述接线板高于地面。
所述试片管内安装有试片，所述的试片位于试片管的底端；所述桩体内安装有参比电极，所述的参比电极低于地面。
所述试片、参比电极和管道都与接线板相连。
优选的是，所述的舱门设置有两个，包括上下设置的测量门和检修门，所述的接线板与测量门对齐。
优选的是，所述的接线板包括壳体，所述壳体内安装有接线开关。
所述的接线开关包括主接头和副接头，主接头和副接头之间通过弹性金属片相连通，所述弹性金属片一端与主接头固接，另一端与副接头接触连接。
所述的壳体上设置有插孔，所述接线开关的弹性金属片与插孔对齐,所述的接线板连接有可插入插孔中的检测插头.
所述的试片包括极化试片，所述的接线开关设置有多个，包括管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关。
所述管道接线开关的主接头与管道电连接；所述参比电极接线开关的主接头与参比电极电连接；所述极化试片接线开关的主接头与极化试片电连接；所述极化试片接线开关的副接头与管道接线开关的副接头电连接。
优选的是，所述的检测插头为直插插头，所述的直插插头为柱状，所述接线开关沿插孔轴向排列.。
所述直插插头轴向设置有多个连接端，相邻连接端之间通过绝缘隔离环分隔开，所述的连接端都连接有传输导线。
所述的连接端包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
优选的是，所述的检测插头为侧插插头，所述插孔设置有多个，每个插孔都与一个接线开关的弹性金属片对应；
所述的侧插插头包括插头本体，所述插头本体一侧间隔设置有多根可插入插孔中的连接端，所述的连接端都连接有传输导线；
所述的连接端包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
优选的是，所述的试片包括自腐蚀试片，所述的接线开关包括自腐蚀试片接线开关，所述的自腐蚀试片与自腐蚀试片接线开关的主接头电连接，所述的连接端包括自腐蚀试片端，所述的自腐蚀试片端与自腐蚀试片接线开关位置对应。
优选的是，所述的试片管以参比电极为中心成对安装有多组，每组的两个试片管中安装的试片相对于参比电极对称设置。
一种测试桩的工作方法，工作步骤如下：
1接线：将检测插头的各个连接端都通过对应的传输导线与检测设备相连。
2极化：经过一段设定时间，使管道通过管道接线开关和极化试片接线开关与极化试片相连，使极化试片完全极化。
3插头插入：将检测插头插入插孔中，所有接线开关的弹性金属片被推开，使弹性金属片与对应副接头断开接触连接，同时使每个接线开关的弹性金属片与检测插头对应的连接端接触连接。
4检测：检测设备通过传输导线、检测插头的连接端、接线开关的弹性金属片、接线开关的主接头，与试片和参比电极相连，对其进行电位检测。
5插头拔出：将检测插头从插孔中拔出，所有接线开关的弹性金属片归位，都恢复与对应副接头的接触连接，再次由步骤2开始依次进行。
本发明的有益效果是：本发明的测试桩下部插入到地下，试片安装在试片管中，参比电极安装在测试桩内下端，使测试桩下部可作为参比管，无须另外安装参比管，安装布设简单，也降低了整个管线阴极保护工程的成本。在进行参比电极校准时，可将进行校准的工作电极通过测试桩送入到地下，使其尽可能的接近待校准的参比电极，校准更加精确；也可将待校准参比电极沿着测试桩内腔从地下取出到地上，直接与地面上工作电极靠近，进行校准，不仅增加了校准精度，还使参比电极以及试片可从地下取出，便于更换和维修。
舱门设置两个，一个舱门内设置接线板，用来连接检测设备；另一个舱门用来投放校准用的工作电极、取出测试桩内的参比电极和试片，满足了校准、更换和检修的要求。
接线板为插座式，内设接线开关，使操作人员到达现场，将与检测设备相连的检测插头插入接线板，就会切断管道与极化试片原有的连接，同时建立管道、极化试片与检测设备的电连接，随即可进行管道电位的单次检测，当需要连续进行管道多个时间点的电位检测时，检测设备可以利用其内部的开关，实现管道与极化试片之间电连接的多次导通和断开，从而完成在多个时间点的管道电位检测；将检测插头拔出后，极化试片又恢复与管道的连接，保证其能够在下次进行检测时，充分被极化，使操作人员无须注意管道与极化试片连接的通断问题，避免了操作失误的发生，保证电位检测可正常进行，保证工作效率，减少操作人员在野外工作的时间，降低野外危险发生的几率。插座式的接线板对应的检测插头有直插式和侧插式两种形式，可根据需要自由选择，适用性强。
同一类型试片通过试片管成对且相对于参比电极对称布置，检测通过导线电连接的成对试片的电位数据或对称检测两个试片的电位数据并取平均值，可用来进一步减少乃至消除杂散电流、IR降等因素对电位检测的影响，使检测出的电位数据更加准确。
附图说明
附图1为本发明的测试桩的结构示意图一。
附图2为本发明的测试桩的结构示意图二。
附图3为本发明中接线板的结构示意图一。
附图4为本发明中检测插头的结构示意图一。
附图5为本发明中接线板的结构示意图二。
附图6为本发明中检测插头的结构示意图二。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
实施例一：
如图1和图2所示，该测试桩，包括中空的桩体1，桩体1由绝缘材料或者经过绝缘处理的其他材料制成，桩体1的下部位于地下，桩体1位于地下的管道2上方或侧方。
桩体1内壁上安装有试片管3，试片管3也为绝缘材料或者经过绝缘处理的其他材料制成，试片管3底端与桩体1底端设置的开口平齐。
桩体1上设置有舱门4，舱门4至少设置一个，舱门4的下边缘高于试片管3的顶端，也高于地面，满足阴极保护校准作业的行业要求。
桩体1内安装有接线板5，接线板5高于地面。
试片管3内安装有试片6，试片6位于试片管3的底端。桩体1内安装有参比电极7，参比电极7低于地面。
试片6、参比电极7和管道2都与接线板5相连。
测试桩位于地下的桩体1下部，可作为参比管，使用于校准的参考电极可通过舱门4送入到桩体1内，并送入到地下，靠近参比电极7，对参比电极7进行校准。
实施例二：
实施例二与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：
如图1所示，舱门4设置两个，包括设置在上方的测量门和设置在下方的检修门。测量门与接线板3对齐，使检测设备可通过测量门与接线板3连接。检修门用于将进行校准的工作电极送入到桩体1内，同时也可通过检修门将试片6和参比电极7从地下取出。
实施例三：
实施例三与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：
如图3所示，接线板5包括壳体8，壳体8内安装有接线开关9。
接线开关9包括主接头11和副接头12，主接头11和副接头12之间通过弹性金属片13相连通，弹性金属片13一端与主接头11固接，另一端与副接头12接触连接。
壳体8上设置有插孔14，接线开关9的弹性金属片13与插孔14对齐，接线板5连接有可插入插孔14中的检测插头。
试片6包括极化试片，接线开关9设置有多个，包括管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关。
管道接线开关的主接头11与管道2电连接；参比电极接线开关的主接头11与参比电极7电连接；极化试片接线开关的主接头11与极化试片电连接；极化试片接线开关的副接头12与管道接线开关的副接头12电连接。
如图3和图4所示，检测插头为直插插头10，直插插头10为柱状，壳体8上的插孔14只有一个，接线开关9沿插孔14轴向排列。
直插插头10轴向设置有多个连接端21，相邻连接端21之间通过绝缘隔离环22分隔开，使连接端21之间相互绝缘，连接端21都连接有传输导线23。
连接端21包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
当直插插头10未插入接线板5的插孔14时，接线板5上所有接线开关9的主接头11和副接头12都是通过弹性金属片13导通的，由于极化试片接线开关的副接头12与管道接线开关的副接头12电连接，管道2与极化试片电连接，使极化试片充分极化。
然后直插插头10插入接线板5的插孔14，由于接线开关9的弹性金属片13都与插孔对齐，直插插头10的插入占据了插孔14内弹性金属片13原所在位置的空间，将原本位于插孔14中的各个弹性金属片13推开，使每个接线开关9的主接头11和副接头12都断开，管道2与极化试片之间的电连接断开。而被推开的弹性金属片13通过自身的弹性，都压在直插插头10上，并都与直插插头10上对应的连接端21电连接，每个连接端21连接的传输导线23与检测设备相连。
极化试片依次通过极化试片接线开关的主接头11和弹性金属片13与直插插头10的极化试片端相连，再通过极化试片端相连的传输导线23连接到检测设备；参比电极7依次通过参比电极接线开关的主接头11和弹性金属片13与直插插头10的参比电极端相连，再通过参比电极端相连的传输导线23连接到检测设备。
检测设备与极化试片和参比电极7相连，检测相应的电位，通过两者的电位差得到管道的极化电位。
当检测完成后，将直插插头10从接线板5的插孔14拔出，各个弹性金属片13通过自身弹力归位，每个接线开关9的主接头11和副接头12都恢复连接，使管道2与极化试片再次电连接，使极化试片进行极化。使操作人员无须注意管道与极化试片连接的通断问题，避免了避免操作人员因忘记合上开关的操作失误的发生。
实施例四：
实施例四与实施例三的结构组成基本相同，区别在于：
如图4和图5所示，检测插头和接线板5的结构为另一种方案。
接线板5上插孔14设置有多个，每个插孔都与一个接线开关9的弹性金属片13对应。
检测插头为侧插插头。侧插插头包括插头本体24，插头本体24一侧间隔设置有多根可插入插孔14中的连接端21，连接端21都连接有传输导线23。
连接端21包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
当侧插插头连接到接线板5上时，侧插插头的各个连接端21都插入到对应位置的插孔14中，由于接线开关9的弹性金属片13都与插孔对齐，侧插插头连接端21的插入占据了各个插孔14内弹性金属片13原所在位置的空间，将原本位于各个插孔14中的各个弹性金属片13推开，使每个接线开关9的主接头11和副接头12都断开，管道2与极化试片之间的电连接断开。而被推开的各个弹性金属片13都通过自身的弹性，都压在对应的连接端21上，使各个弹性金属片13都与对应的连接端21电连接，每个连接端21连接的传输导线23与检测设备相连。
极化试片依次通过极化试片接线开关的主接头11和弹性金属片13与侧插插头的极化试片端相连，再通过极化试片端相连的传输导线23连接到检测设备；参比电极7依次通过参比电极接线开关的主接头11和弹性金属片13与侧插插头的参比电极端相连，再通过参比电极端相连的传输导线23连接到检测设备。
检测设备与极化试片和参比电极7相连，检测相应的电位，通过两者的电位差得到管道的极化电位。
当检测完成后，将侧插插头拔出，使侧插插头的各个连接端21从接线板5的插孔14拔出，各个弹性金属片13通过自身弹力归位，每个接线开关9的主接头11和副接头12都恢复连接，使管道2与极化试片再次电连接，使极化试片进行极化。
实施例五：
实施例五与实施例三和四的结构组成基本相同，区别在于：
试片6包括还包括自腐蚀试片。接线开关9包括自腐蚀试片接线开关。
自腐蚀试片与自腐蚀试片接线开关的主接头11电连接。
连接端21包括自腐蚀试片端，自腐蚀试片端与自腐蚀试片接线开关位置对应。
上述结构使测试桩多了一组用于检测自腐蚀电位的部件。
自腐蚀试片依次通过自腐蚀试片接线开关的主接头11和弹性金属片13与检测插头的自腐蚀试片端相连，再通过自腐蚀试片端相连的传输导线23连接到检测设备，使检测设备可检测到自腐蚀电位信息。
实施例六：
实施例六与实施例一的结构组成基本相同，区别在于：
试片管3成对安装有多组，每组的两个试片管3相对于参比电极7对称设置，两个试片管3内安装的试片6也相对于参比电极7对称布置，对称的两个试片6为同一种试片6，检测通过导线电连接的成对试片的电位数据或对称检测两个试片的电位数据并取平均值，可用来进一步减少乃至消除杂散电流、IR降等因素对电位检测的影响，使检测出的电位数据更加准确。
Claims (8)
1.一种测试桩，其特征在于，包括中空的桩体(1)，所述桩体(1)的下部位于地下，所述桩体(1)位于地下的管道(2)上方或侧方；
所述桩体(1)内安装有试片管(3)，所述的试片管(3)底端与桩体(1)底端设置的开口平齐；
所述桩体(1)上设置有舱门(4)，所述舱门(4)的下边缘高于试片管(3)的顶端和地面；
所述的桩体(1)内安装有用于连接检测设备的接线板(5)，所述接线板(5)高于地面；
所述试片管(3)内安装有试片(6)，所述的试片(6)位于试片管(3)的底端；所述桩体(1)内安装有参比电极(7)，所述的参比电极(7)低于地面；
所述试片(6)、参比电极(7)和管道(2)都与接线板(5)相连。
2.根据权利要求1所述的测试桩，其特征在于，所述的舱门(4)设置有两个，包括上下设置的测量门和检修门，所述的接线板(5)与测量门对齐。
3.根据权利要求1所述的测试桩，其特征在于，所述的接线板(5)包括壳体(8)，所述壳体(8)内安装有接线开关(9)；
所述的接线开关(9)包括主接头(11)和副接头(12)，主接头(11)和副接头(12)之间通过弹性金属片(13)相连通，所述弹性金属片(13)一端与主接头(11)固接，另一端与副接头(12)接触连接；
所述的壳体(8)上设置有插孔(14)，所述接线开关(9)的弹性金属片(13)与插孔(14)对齐；所述的接线板(5)连接有可插入插孔(14)中的检测插头；
所述的试片(6)包括极化试片，所述的接线开关(9)设置有多个，包括管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关；
所述管道接线开关的主接头(11)与管道(2)电连接；所述参比电极接线开关的主接头(11)与参比电极(7)电连接；所述极化试片接线开关的主接头(11)与极化试片电连接；所述极化试片接线开关的副接头(12)与管道接线开关的副接头(12)电连接。
4.根据权利要求3所述的测试桩，其特征在于，所述的检测插头为直插插头(10)，所述的直插插头(10)为柱状，所述接线开关(9)沿插孔(14)轴向排列；
所述直插插头(10)轴向设置有多个连接端(21)，相邻连接端(21)之间通过绝缘隔离环(22)分隔开，所述的连接端(21)都连接有传输导线(23)；
所述的连接端(21)包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
5.根据权利要求3所述的测试桩，其特征在于，所述的检测插头为侧插插头，所述插孔(14)设置有多个，每个插孔都与一个接线开关(9)的弹性金属片(13)对应；
所述的侧插插头包括插头本体(24)，所述插头本体(24)一侧间隔设置有多根可插入插孔(14)中的连接端(21)，所述的连接端(21)都连接有传输导线(23)；
所述的连接端(21)包括管道端、参比电极端、极化试片端，所述管道端、参比电极端、极化试片端分别与管道接线开关、参比电极接线开关和极化试片接线开关位置对应。
6.根据权利要求3至5任一项所述的测试桩，其特征在于，所述的试片(6)包括自腐蚀试片，所述的接线开关(9)包括自腐蚀试片接线开关，所述的自腐蚀试片与自腐蚀试片接线开关的主接头(11)电连接，所述的连接端(21)包括自腐蚀试片端，所述的自腐蚀试片端与自腐蚀试片接线开关位置对应。
7.根据权利要求1所述的测试桩，其特征在于，所述的试片管(3)以参比电极(7)为中心成对安装有多组，每组的两个试片管(3)中安装的试片(6)相对于参比电极(7)对称设置。
8.一种测试桩的工作方法，其特征在于，采用权利要求4或5所述测试桩，工作步骤如下：
(1)接线：将检测插头的各个连接端都通过对应的传输导线与检测设备相连；
(2)极化：经过一段设定时间，使管道通过管道接线开关和极化试片接线开关与极化试片相连，使极化试片完全极化；
(3)插头插入：将检测插头插入插孔中，所有接线开关的弹性金属片被推开，使弹性金属片与对应副接头断开接触连接，同时使每个接线开关的弹性金属片与检测插头对应的连接端接触连接；
(4)检测：检测设备通过传输导线、检测插头的连接端、接线开关的弹性金属片、接线开关的主接头，与试片和参比电极相连，对其进行电位检测；
(5)插头拔出：将检测插头从插孔中拔出，所有接线开关的弹性金属片归位，都恢复与对应副接头的接触连接，再次由步骤(2)开始依次进行。
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