CN209215274U - 用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置，涉及监测的技术领域。包括：设有空腔的壳体，所述壳体的一端设有航空插头，另一端设有电极座；所述航空插头用于与测试仪连接；所述电极座内设有两个电极，两个所述电极分别与所述航空插头通过导线连接；所述电极上设有陶瓷环；所述电极座上设有盖板，所述盖板与所述电极座螺纹连接。以便对管道内水质结垢状况的监测。

Description

用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置

技术领域

本实用新型涉及监测技术领域，尤其是涉及一种用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置。

背景技术

管道运输是油气、水等资源主要的运输方式，由于回注水的高矿化度和高Ca²⁺、Mg^{2 +}离子含量，以及CO₂注气驱和SRB等协同作用，易造成严重的结垢问题，结垢与粘泥沉积还会造成管道堵塞以及垢下腐蚀穿孔。

油气集输系统中的垢沉积会大大降低管输效率，增加能耗，严重时会引起堵塞。结垢还会为SRB菌的繁殖提供有利条件。结垢还会使缓蚀剂与金属表面难以接触成膜，大大降低缓蚀效果，加重设备和管道的腐蚀，甚至使管道报废。所以，对管道内水质结垢状况的监测至关重要。因此，需要提供一种能够监测管道内结垢的监测设备。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种用于管道内水质结垢的监测探头，以便对管道内水质结垢状况的监测。

基于上述第一目的，本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头，包括：设有空腔的壳体，所述壳体的一端设有航空插头，另一端设有电极座；

所述航空插头用于与测试仪连接；

所述电极座内设有两个电极，两个所述电极分别与所述航空插头通过导线连接；

所述电极上设有陶瓷环；

所述电极座上设有盖板，所述盖板与所述电极座螺纹连接。

作为进一步的技术方案，所述航空插头为六芯航插插头。

作为进一步的技术方案，所述壳体为304不锈钢材质。

作为进一步的技术方案，所述导线为铜线。

作为进一步的技术方案，所述电极为Q235碳钢材质的金属丝。

作为进一步的技术方案，所述壳体上设有用于与管道连接的螺纹。

作为进一步的技术方案，所述壳体内填充有绝缘密封胶。

作为进一步的技术方案，所述航空插头上设有转换接头。

作为进一步的技术方案，所述陶瓷环设置为4个，其中两个位于所述电极座的上放，另外两个位于所述电极座的下方。

本实用新型的第二目的在于提供一种监测装置，以便对管道内水质结垢状况的监测。

基于上述第二目的，本实用新型提供的监测装置，包括所述的用于管道内水质结垢的监测探头。

本实用新型带来的有益效果为：

本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头，包括：设有空腔的壳体，壳体的一端设有航空插头，另一端设有电极座；航空插头用于与测试仪连接；电极座内设有两个电极，两个电极分别与航空插头通过导线连接；电极上设有陶瓷环；电极座上设有盖板，盖板与电极座螺纹连接。使用时，监测探头伸入到管道中，水垢在电极表面形成结垢层，电极通过壳体内部通道的导线与航空插头连接，用于测试信号的施加，然后通过测量两根电极表面阻抗随时间的变化趋势，来计算电极表面垢层覆盖度和结垢严重程度。

另外，本实用新型还提供了一种监测装置，包括所述的用于管道内水质结垢的监测探头。其中，用于管道内水质结垢的监测探头的结构、工作原理和有益效果已在用于管道内水质结垢的监测探头的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述监测装置与本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于管道内水质结垢的监测探头的结构示意图。

图标：1－壳体；2－电极座；3－盖板；4－航空插头；5－航插芯；6－陶瓷环；7－电极。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置，下面给出多个实施例对本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头及监测装置进行详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头，包括：设有空腔的壳体1，壳体1的一端设有航空插头4，另一端设有电极座2；航空插头4用于与测试仪连接；电极座2内设有两个电极7，两个电极7分别与航空插头4通过导线连接；电极7上设有陶瓷环6；电极座2上设有盖板3，盖板3与电极座2螺纹连接。使用时，监测探头伸入到管道中，水垢在电极7表面形成结垢层，电极7通过壳体1内部通道的导线与航空插头4连接，用于测试信号的施加，然后通过测量两根电极7表面阻抗随时间的变化趋势，来计算电极7表面垢层覆盖度和结垢严重程度。

需要说明的是，探头采用两电极7设计，接头为3/4＂NPT丝扣。探针本体为304不锈钢材质，探针的测试元件为直径5mm，长35mm的碳钢电极7丝。结垢监测探头外壳设有接地端子，在使用时可以接地。

电极7通过壳体1内部通道的导线与航插端口连接，用于测试信号的施加，航插口为六芯航插。壳体1内部灌满绝缘密封胶，保证密封性和绝缘性，壳体1材料为304不锈钢。探头通过壳体1的螺纹接口固定在管道上，螺纹一般为3/4＂NTP螺纹连接，可以根据用户的需求匹配。

探头端插入管道里，保证电极7与介质接触，进行结垢的监测。本实用新型实现了对管道内的结垢监测，方便掌握现场的结垢状况。电化学测试周期短，数据稳定可靠，能够反映管道内水质结垢的变化。

需要说明的是，壳体1内部电极7之间的填充料为陶瓷环，用于诱导探头内金属丝表面的结垢。

航空插头4包括航插芯5，本实施例的可选方案中，航空插头4为六芯航插插头。

本实施例的可选方案中，壳体1为304不锈钢材质。

本实施例的可选方案中，导线为铜线。

本实施例的可选方案中，电极7为Q235碳钢材质的金属丝，构成电化学测试中的两电极7体系。探头的电极7为两根金属丝，在金属丝电极7表面形成结垢层，然后通过测量两根金属丝表面阻抗随时间的变化趋势，来计算电极7表面垢层覆盖度和结垢严重程度。

本实施例的可选方案中，壳体1上设有用于与管道连接的螺纹。

具体的，结垢探头的安装系统包括一个带插入式探针、一个空心旋塞，探针通过空心旋塞，挂入安装基座。探头端插入管道里，保证探头的电极7与介质接触，进行结垢程度的监测。

结垢探头采用1NPT自密封螺纹，可以安装在管道上的腐蚀挂片检测口，使用起来更方便。

本实施例的可选方案中，结垢监测探头外壳设有接地端子，在使用时可以接地。

本实施例的可选方案中，壳体1内填充有绝缘密封胶。

本实施例的可选方案中，航空插头4上设有转换接头。

本实施例的可选方案中，陶瓷环设置为4个，其中两个位于电极座的上放，另外两个位于电极座的下方。

本实施例的可选方案中，可以用阴极极化的方式诱导快速结垢。

构成两电极7体系的电化学敏感电极7对，其中一根做工作电极7，另一块根做辅助电极7和参比电极7。

采用电化学交流阻抗的原理进行结垢速率的测试。

探头结垢指数的计算：

假设垢在金属表面均匀生长，单位面积上垢的电阻为R＇，垢在金属表面的面积为S，垢的总阻值为R。那么，总阻值R的计算公式如下所示：

R＝R＇S

一段较短的时间t内，垢在金属表面的面积为S_t，垢的总阻值为R_t。那么，一段较短的时间t内总阻值R_t的计算公式如下所示：

R_t＝R＇S_t

随着时间的推移，垢会长满在金属表面，此时垢的面积为S_∞，垢的总阻值为R_∞。那么，较长的时间下垢总阻值R_∞的计算公式如下所示：

R_∞＝R＇S_∞

结垢指数α就是垢在金属表面的覆盖率，可以通过电阻来进行计算得到，具体公式如下：

本实用新型的一种管道内结垢监测探头，实现了管道内水质结垢的在线监测，通过电化学分析得知金属管道的结垢覆盖度和结垢速率。探头为管状，方便用于管道现场，为现场测试带来方便。

实施例二

本实用新型实施例二还提供了一种监测装置，包括实施例一提供的用于管道内水质结垢的监测探头。

如图1所示，本实用新型的管道结垢监测探头由六个部分组成，分别是航空插头4、壳体1、电极7丝电极座、电极7丝固定盖板3、填充料陶瓷和电极7丝。

壳体1由外壳、螺纹口、螺栓和航插连接固定螺纹构成。两根电极7丝一根做工作电极7，另一根做辅助电极7和参比电极7，用于电化学方法的测量来反映结垢速率的变化。

电极7通过壳体1内部通道的导线与航插端口连接，用于测试信号的施加，腔体中空部分灌满绝缘密封胶，保证密封性和绝缘性。航插口为六芯航插。壳体1材料为304不锈钢。

探头直接插入管道内部，通过螺纹与管道连接。仪器通过航插口与探头连接，通过电化学方法检测管道内的结垢情况。

探头电极7丝之间有环形沟槽，用于容纳垢层，其中心的碳钢电极7用于阻抗测量，当碳钢电极7表面被垢层覆盖后，阻抗将增加。

探头传感器的中频区阻值可以来衡量垢层的厚薄。

其中，用于管道内水质结垢的监测探头的结构、工作原理和有益效果已在用于管道内水质结垢的监测探头的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述监测装置与本实用新型提供的用于管道内水质结垢的监测探头相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，包括：设有空腔的壳体，所述壳体的一端设有航空插头，另一端设有电极座；

所述航空插头用于与测试仪连接；

所述电极座内设有两个电极，两个所述电极分别与所述航空插头通过导线连接；

所述电极上设有陶瓷环；

所述电极座上设有盖板，所述盖板与所述电极座螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述航空插头为六芯航插插头。

3.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述壳体为304不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述导线为铜线。

5.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述电极为Q235碳钢材质的金属丝。

6.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述壳体上设有用于与管道连接的螺纹。

7.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述壳体内填充有绝缘密封胶。

8.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述航空插头上设有转换接头。

9.根据权利要求1所述的用于管道内水质结垢的监测探头，其特征在于，所述陶瓷环设置为4个，其中两个位于所述电极座的上放，另外两个位于所述电极座的下方。

10.一种监测装置，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的用于管道内水质结垢的监测探头。