埋地管道电位检测系统及方法
技术领域
本申请涉及管道测量领域,特别是涉及一种埋地管道电位检测系统及方法。
背景技术
随着居民对水、石油、燃气等各种资源的需求越来越大,运输资源的埋地管道系统也越来越复杂。大多数的埋地管道为金属管道,容易被腐蚀,存在安全隐患。为提高埋地金属管道的抗腐蚀性,一般利用阴极保护技术,即通过给埋地金属管道施加外加电流,使得埋地管道成为阴极,即管地电位(埋地管道电位与地电位之间的电位差)为负,从而减弱或者避免腐蚀的发生。管地电位作为阴极保护技术中的重要参数,是决定外加电流值的因素之一。为测量埋地管道的管地电位,传统技术是通过测试桩的参比电极来测量管道的通电电位,或通过试片断电法测量管道的断电电位。
发明人在实施过程中,发现传统技术至少存在以下缺点:土壤环境的变化会极大地影响管地电位,传统技术易导致管地电位测量不准确。
发明内容
基于此,有必要针对传统技术容易导致管地电位测量不准确问题,提供一种能准确得到管地电位的埋地管道电位检测系统以及方法。
为了实现上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种埋地管道电位检测系统,包括土壤参数检测模组、电位检测模组以及控制模组;控制模组分别连接土壤参数检测模组以及电位检测模组;
土壤参数检测模组检测埋地管道的相邻土壤的土壤参数,并将土壤参数传送给控制模组;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
电位检测模组用于检测埋地管道的管地电位,并将管地电位传送给控制模组;
控制模组用于根据接收到的土壤参数,获取电位修正值,并基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
在其中一个实施例中,土壤参数检测模组包括传感器模块以及隔离放大器模块;传感器模块包括土壤温湿度传感器以及土壤电导率传感器;隔离放大器模块包括温度信号隔离放大器、湿度信号隔离放大器以及电导率信号隔离放大器;
土壤温湿度传感器的温度信号输出端连接温度信号隔离放大器的输入端,温度信号隔离放大器的输出端连接控制模组的第一信号输入端;
土壤温湿度传感器的湿度信号输出端连接湿度信号隔离放大器的输入端,湿度信号隔离放大器的输出端连接控制模组的第二信号输入端;
土壤电导率传感器的电导率信号输出端连接电导率信号隔离放大器的输入端,电导率信号隔离放大器的输出端连接控制模组的第三信号输入端。
在其中一个实施例中,电位检测模组包括切换开关、辅助阳极和电位测量模块;
切换开关包括第一接头、第二接头、第三接头;第一接头连接辅助阳极,第二接头用于连接试片,第三接头用于连接埋地管道;
电位测量模块与试片连接,且用于分别连接参比电极和埋地管道;参比电极靠近埋地管道设置;
电位测量模块的输出端连接控制模组的第四信号输入端;
试片靠近参比电极设置;辅助阳极、试片和参比电极均设置在埋设埋地管道的土壤中。
在其中一个实施例中,还包括电源模组,电源模组包括隔离供电模块,隔离供电模块用于为土壤参数检测模组以及电位检测模组提供工作电压;
控制模组包括定时器模块;
定时器模块的输出端连接隔离供电模块的输入端。
在其中一个实施例中,控制模组还用于与终端通信连接,并传送土壤参数给终端;以及
根据终端发送的通断指令,控制土壤参数检测模组以及电位检测模组的工作状态;工作状态包括通电状态以及断电状态。
一方面,本申请实施例提供了一种从控制模组角度实施的埋地管道电位检测方法,包括:
获取埋地管道的管地电位,以及获取埋地管道的相邻土壤的土壤参数;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
根据土壤参数,得到电位修正值,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
在其中一个实施例中,根据土壤参数,得到电位修正值的步骤包括:
基于预设对应关系表和土壤参数,得到电位修正值。
一方面,本申请实施例提供了一种从控制模组角度实施的埋地管道电位检测装置,包括:
管地电位获取模块,用于获取埋地管道的管地电位;
土壤参数获取模块,用于获取埋地管道的相邻土壤的土壤参数;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
管地电位调整模块,用于根据接收到的土壤参数,得到电位修正值,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
一方面,本申请实施例提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器存储有计算机程序,其特征在于,处理器执行计算机程序时实现上述任意一项埋地管道电位检测方法的步骤。
本申请实施例提供了一种埋地管道电位检测设备,包括上述任意一项的埋地管道电位检测系统,以及连接埋地管道电位检测系统的终端;
终端接收埋地管道电位检测系统传送的土壤参数,并发送通断指令给埋地管道电位检测系统;
埋地管道电位检测系统根据通断指令,控制土壤参数检测模组和电位检测模组的工作状态;工作状态包括通电状态以及断电状态。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
利用土壤参数检测模组的部署,通过土壤参数检测模组的传感器模块获取土壤参数,从而得知土壤环境的变化,进而能够将土壤环境的参数指标,如土壤的温度、湿度、电导率,作为测量管地电位的参考;同时,获取土壤参数后,能够基于土壤参数得到电位修正值,从而对通过电位检测模组获取到的管地电位进行修正,得到修正后的管地电位,进而提高管地电位测量的准确性。
附图说明
通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明,本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分,且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本申请的主旨。
图1为一个实施例中埋地管道电位检测系统的结构示意图;
图2为一个实施例中土壤参数检测模组的结构示意图;
图3为一个实施例中电位检测模组的结构示意图;
图4为另一个实施例中埋地管道电位检测系统的结构示意图;
图5为一个实施例中埋地管道电位检测方法的流程示意图;
图6为另一个实施例中埋地管道电位检测方法的流程示意图;
图7为一个实施例中埋地管道电位检测装置的结构示意图;
图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体,或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“连接”、“传送”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种埋地管道电位检测系统,包括土壤参数检测模组10、电位检测模组20以及控制模组30;控制模组30分别连接土壤参数检测模组10以及电位检测模组20;
土壤参数检测模组10检测埋地管道50的相邻土壤的土壤参数,并将土壤参数传送给控制模组30;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
电位检测模组20用于检测埋地管道50的管地电位,并将管地电位传送给控制模组30;
控制模组30用于根据接收到的土壤参数,获取电位修正值,并基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
其中,管地电位可以包括管道的通电电位、断电电位以及交流电位;控制模组30可以通过电连接或者通信连接,分别连接土壤参数检测模组10以及电位检测模组20。
具体的,当土壤的温度改变时,会导致土壤中电解液的反应速度改变,从而导致管地电位出现偏移;当土壤的湿度较小时,土壤的导电性会比土壤湿度大的时候低,即与湿润土壤相比,干燥土壤的导电性较低。当埋设埋地管道50的土壤湿度较低时,会导致测量的管地电位正向偏移,即测量得到的管地电位较实际值大,进而导致测量的管地电位不准确。通过土壤参数检测模组10对土壤进行检测,得到被检测土壤的土壤参数;通过电位检测模组20对埋地管道50进行检测,得到管地电位;土壤参数检测模组10以及电位检测模组20将检测到的数据传送给控制模组30,控制模组30根据土壤参数获取电位修正值,并对管地电位进行修正,从而得到修正后的管地电位。
上述埋地管道电位检测系统中,利用土壤参数检测模组10的部署,通过土壤参数检测模组10的传感器模块获取土壤参数,从而得知土壤环境的变化,进而能够将土壤环境的参数指标,如土壤的温度、湿度、电导率,作为测量管地电位的参考;同时,获取土壤参数后,能够基于土壤参数得到电位修正值,从而对通过电位检测模组20获取到的管地电位进行修正,得到修正后的管地电位,进而提高管地电位测量的准确性。
在一个具体的实施例中,如图2所述,土壤参数检测模组10包括传感器模块110以及隔离放大器模块120;传感器模块110包括土壤温湿度传感器112以及土壤电导率传感器114;隔离放大器模块120包括温度信号隔离放大器122、湿度信号隔离放大器124以及电导率信号隔离放大器126;
土壤温湿度传感器112的温度信号输出端连接温度信号隔离放大器122的输入端,温度信号隔离放大器122的输出端连接控制模组30的第一信号输入端;
土壤温湿度传感器112的湿度信号输出端连接湿度信号隔离放大器124的输入端,湿度信号隔离放大器124的输出端连接控制模组30的第二信号输入端;
土壤电导率传感器114的电导率信号输出端连接电导率信号隔离放大器126的输入端,电导率信号隔离放大器126的输出端连接控制模组30的第三信号输入端。
其中,土壤温湿度传感器112可以是CSF11-100-A1-A-G传感器,土壤电导率传感器114可以是OSA-6传感器,温度信号隔离放大器122、湿度信号隔离放大器124以及电导率信号隔离放大器126均可以为ISO124隔离放大器。
具体的,土壤参数检测模组10通过传感器模块110获取土壤参数,其中,利用土壤温湿度传感器112获取土壤的温度参数以及湿度参数,利用土壤电导率传感器114获取土壤的电导率参数。传感器模块110获取土壤参数后,通过隔离放大器模块120,将获取到的土壤参数传送给控制模组30,其中,土壤温湿度传感器112将获取到的温度参数通过温度信号隔离放大器122,传送给控制模组30;土壤温湿度传感器112将获取到的湿度参数通过湿度信号隔离放大器124,传送给控制模组30;土壤电导率传感器114将获取到的电导率参数通过电导率隔离放大器126,传送给控制模组30。
需要说明的是,除本申请中的土壤温湿度传感器112以及土壤电导率传感器114外,埋地管道电位检测系统还可根据测量需求,通过增加或者减少相应的传感器器件进行其他参数的测量,并通过增加或者减少隔离信号放大器,将相应的参数传送给控制模组30,参数的测量以及传送并不只限于温度参数、湿度参数以及电导率参数。
上述埋地管道电位检测系统中,利用传感器进行参数测量,并通过隔离放大器将测量得到的参数传送给控制模组30,降低传送过程中干扰信号对传送数据的影响,增强系统的抗干扰性强。
在一个具体的实施例中,电位检测模组20包括切换开关210、辅助阳极220和电位测量模块230;
切换开关210包括第一接头、第二接头、第三接头;第一接头连接辅助阳极220,第二接头用于连接试片40,第三接头用于连接埋地管道50;
电位测量模块230与试片40连接,且用于分别连接参比电极60和埋地管道50;参比电极60靠近埋地管道50设置;
电位测量模块230的输出端连接控制模组30的第四信号输入端;
试片40靠近参比电极60设置;辅助阳极220、试片40和参比电极60均设置在埋设埋地管道50的土壤中。
具体的,电位测量模块230与试片40连接,且用于连接埋地管道50和参比电极60,电位测试模块230与控制模组30连接;控制模组30可以用于控制切换开关210,使得辅助阳极220与试片40连接或试片40与埋地管道50连接,且可用于控制电位测量模块230测量各连接状态下埋地管道50的管地电位。切换开关210可以是包括三个接头的开关,其中一个接头用于与其他两个接头连接,例如可以是单刀双掷开关或单刀双掷继电器等。辅助阳极220是用于在试片40与管道断开时,用于与试片40连接,从而保护试片40的牺牲阳极。电位测量模块230是用于测量埋地管道50的管地电位的元器件组合。具体的,在埋地管道50附近设置参比电极60,靠近参比电极60设置试片40,并在埋设埋地管道50的土壤中设置辅助阳极220,控制模组30控制电位测量模块230测量埋地管道50的通电电位和交流电位,再进行断电电位测量时,控制模组30控制切换开关210,使第二接头和第三接头连接,此时与第二接头连接的试片40和与第三接头连接的管道之间连通,对试片40进行极化,然后控制模组30控制切换开关210的第二接头和第三接头断开,控制模组30控制电位测量模块230采集试片40的电位,获取断电电位,在获取断电电位后,控制模组30控制切换开关210切换到第一接头和第二接头连接的状态,牺牲辅助阳极220以保护试片40,以免试片40长期处于土壤中时发生腐蚀,提高管地电位的检测精度。
在一个具体的实施例中,埋地管道电位检测系统还包括电源模组,电源模组包括隔离供电模块;
控制模组30包括定时器模块;
定时器模块的输出端连接隔离供电模块的输入端。
其中,隔离供电模块可以为A0512S隔离供电芯片。
具体的,利用定时器模块产生控制电平,并利用控制电平为隔离供电模块供电,由于隔离供电模块为土壤参数检测模组10以及电位检测模组20提供工作电压,因此定时器模块可通过控制隔离供电模块的工作状态,从而控制隔离供电模块的供电情况,进而控制土壤参数检测模组10以及电位检测模组20的工作状态;通过利用隔离供电模块进行供电,提高埋地管道检测系统的抗干扰性。
在一个具体的实施例中,如图4所示,控制模组30还用于与终端70通信连接,并传送土壤参数给终端70;以及
根据终端70发送的通断指令,控制土壤参数检测模组10以及电位检测模组20的工作状态;工作状态包括通电状态以及断电状态。
其中,终端70也称终端设备,是计算机网络中处于网络最外围的设备,主要用于用户信息的输入以及处理结果的输出等。例如,终端70可以是远程PC,也可以是用户手机等设备。具体的,控制模组30可以控制土壤参数检测模组10检测土壤参数,以及电位测量模组20检测在各连接状态下的管地电位,包括通电电位和断电电位等参数,然后将测量得到的土壤参数以及管地电位传送给控制模组30,控制模组30将接收到的土壤参数以及管地电位传输至终端70。同时,终端70可以将通断指令传输至控制模组30,通断指令用于指示土壤参数检测模组10以及电位检测模组20的工作状态,工作状态包括通电状态以及断电状态。通过将通断指令传输到控制模组30,从而利用控制模组30,控制土壤参数检测模组10以及电位检测模组20。
需要说明的是,利用终端70查看埋地管道电位检测系统测量的参数值并不限于土壤参数和管地电位,还可以电位修正值以及修正后的管地电位等,可根据需求查看控制模组30接收到的参数值、处理过程中产生的参数值以及处理后得到的参数值。
本申请提供的埋地管道电位检测方法,可以应用于如图4所示的应用环境中。其中,控制模组30与终端70进行通信连接。其中,终端70可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
控制模组30与终端70通信连接方式,可以是以太网、Wifi、无线电台、GPRS、4G无线通讯、物联网等方式。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种埋地管道电位检测方法,以该方法应用于图中的控制模组30为例进行说明,包括以下步骤:
步骤502,获取埋地管道50的管地电位,以及获取埋地管道50的相邻土壤的土壤参数;
步骤504,根据土壤参数,得到电位修正值,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
具体的,土壤参数可以包括土壤的温度、湿度以及电导率;控制模组30通过电位检测模组20传送的管地电位,从而获取埋地管道50的管地电位;通过接收土壤参数检测模组10传送的数据,从而获取埋地管道50的相邻土壤的土壤参数;根据接收到的土壤参数,得到电位修正值,然后基于电位修正值对接收到的管地电位进行修正,进而得到修正后的管地电位。
在一个具体的实施例中,如图6所示,包括以下步骤:
步骤602,获取埋地管道50的管地电位,以及获取埋地管道50的相邻土壤的土壤参数;
步骤604,基于预设对应关系表和土壤参数,得到电位修正值;
步骤606,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
具体的,根据土壤参数在预设对应关系表中进行查找,从而得到电位修正值。其中,预设对应关系表可以包括土壤参数与电位修正值的对应关系。
应该理解的是,虽然图5-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图5-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图7所示,提供了一种埋地管道电位检测装置,包括:管地电位获取模块710、土壤参数获取模块720和管地电位调整模块730,其中:
管地电位获取模块710,获取埋地管道50的管地电位;
土壤参数获取模块720,用于获取埋地管道50的相邻土壤的土壤参数;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
管地电位调整模块730,用于根据接收到的土壤参数,得到电位修正值,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
关于埋地管道电位检测装置的具体限定可以参见上文中对于埋地管道电位检测方法的限定,在此不再赘述。上述埋地管道电位检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储参数数据以及通断指令等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种埋地管道电位检测方法。
本领域技术人员可以理解,图8中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
获取埋地管道50的管地电位,以及获取埋地管道50的相邻土壤的土壤参数;土壤参数包括土壤的温度、湿度以及电导率;
根据土壤参数,得到电位修正值,基于电位修正值调整管地电位,得到修正后的管地电位。
在一个具体的实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
基于预设对应关系表和土壤参数,得到电位修正值。
在一个实施例中,提供了埋地管道电位检测设备,包括上述任意一项的埋地管道电位检测系统,以及连接埋地管道电位检测系统的终端70;
终端70接收埋地管道电位检测系统传送的土壤参数,并发送通断指令给埋地管道电位检测系统;
埋地管道电位检测系统根据通断指令,控制土壤参数检测模组10和电位检测模组20的工作状态;工作状态包括通电状态以及断电状态。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。