CN209784244U - 外腐蚀检测采集装置 - Google Patents

Abstract

一种外腐蚀检测采集装置，包括支架，所述支架上安装有第一采集机构，所述第一采集机构的一侧并列设置有第二采集机构；所述第一采集机构包括探针，所述探针固装在支架上；所述第二采集机构包括壳体、活塞、压缩弹簧和参比电极。外腐蚀检测采集装置将探针和参比电极同时固定在支架上，使操作人员仅手持支架，即可同时进行PCM设备交流电位差的采集和DCVG设备直流电位、电位差的采集。参比电极固定在活塞上，活塞连接压缩弹簧，在探针扎入地面的土壤内时，地面能够接触并向上推顶参比电极，使活塞上移，压缩弹簧压缩变形，产生的弹力能够向下将参比电极压紧在地面上，从而同时满足探针和参比电极在采集时的操作要求，保证电位信号采集的准确性。

Description

外腐蚀检测采集装置

技术领域

本实用新型属于阴极保护状态监测领域，尤其涉及一种外腐蚀检测采集装置。

背景技术

我国管道建设的快速发展,在役油气管道里程将迅速增加,同时我国许多现役埋地管线已进入老龄期,由于管道本身的老化、腐蚀,严重影响了管道的正常运行,油气输送管道失效事故一旦发生,不但给生产企业带来巨大经济损失,还会对社会和周围自然环境产生严重后果。管道防腐保护系统的定期检测与评价,及时准确地掌握油气输送管道的腐蚀状态,对确保油气管道的安全运行日显重要。

外腐蚀直接评价(ECDA)技术是评价外腐蚀对管道完整性影响的一种方法,目前已经形成了技术标准。ECDA按照规范化程序,通过外检测手段获取管道外腐蚀和防腐系统的现状信息,结合开挖验证和相关资料的分析结果,对管道外防腐系统进行系统而全面的评价。通过ECDA可判断管道外防腐系统的薄弱环节、外腐蚀情况及相关影响因素。

目前的ECDA技术标准中，包括四种检测方法：1、密间距电位测量法(CIPS)；2、直流电位梯度法(DCVG)；3、交流电流衰减法(PCM)；4、交流电位梯度法(ACVG)。目前也将完成DCVG/CIPS检测功能的设备通常称为DCVG，完成PCM/ACVG检测功能的设备通常称为PCM，DCVG和PCM是目前管道外腐蚀检测的主要检测设备。

目前DCVG和PCM是两套完全独立的设备，对管道进行DCVG/CIPS检测和PCM/ACVG检测，需要分别使用对应的检测设备，DCVG的采集装置为两只安装有参比电极的探仗，采集时需要操作人员每只手都握持一支探仗；PCM的采集装置为PCM接收机和具有一对探针的A字架，采集时需要操作人员一手手持PCM接收机，另一只手手持A字架。因此两种设备的采集装置，单人无法同时操作，每种采集装置都需要一个人进行操作，检测时用人数量多，人力成本高

另外，由于探针之间的电压差较小，为了保证测量信号的高精度，需要增加探针与地面的接触面积，降低探针与地面之间的电阻，操作时则需要将探针扎入到土壤中；由于参比电极结构中空且需要填充硫酸铜，其外形较粗，难以插入土壤中，为了保证测量信号的高精度，测量时参比电极仅需要紧密地与地面接触。因此将两种采集装置直接组合在一起，无法满足两种采集装置操作时不同的要求。

实用新型内容

本实用新型针对目前DCVG和PCM的采集装置无法单人同时操作，并且操作要求不同组合困难的问题，提出一种能够单人操作同时完成DCVG和PCM检测采集的外腐蚀检测采集装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种外腐蚀检测采集装置，包括支架，所述支架上安装有第一采集机构，所述第一采集机构的一侧并列设置有第二采集机构；

所述第一采集机构包括探针，所述探针固装在支架上；

所述第二采集机构包括壳体、活塞、压缩弹簧和参比电极；

所述壳体固装在支架上，活塞滑动安装在壳体设置的内腔中；

所述压缩弹簧位于壳体的内腔中，一端顶在壳体的顶板上，另一端顶在活塞上；

所述参比电极与活塞相连，用以随着活塞的移动而升降；

所述参比电极的底端由壳体底板设置的下开口伸出；

活塞接触壳体底板时，参比电极的底端与探针的底端平齐。

作为优选，所述壳体包括套筒和两个端盖，两个端盖分别安装在套筒两端的端口上，用以分别作为壳体的顶板和底板。

作为优选，所述活塞为套装在参比电极外壁上的挡板，参比电极顶端由壳体顶板设置的上开口伸出，下开口和上开口的内壁均与参比电极的外壁滑动配合。

作为优选，所述参比电极底端的端面上设置有凸起且外壁为锥面的接触部。

作为优选，第二采集机构进一步包括注水管，所述注水管固定在参比电极上，所述注水管底端由参比电极底端向下伸出，并设置出水口。

作为优选，第二采集机构进一步包括注水管，所述注水管固定在参比电极上，并设置有用于向下喷水的出水口。

作为优选，并列安装的一个第一采集机构和一个第二采集机构作为一个采集单元，所述采集单元间隔设置有两个。

作为优选，进一步包括用于检测电磁场的接收机，所述接收机的底部安装有第二采集机构，第二采集机构中的参比电极由接收机底端向下伸出。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、外腐蚀检测采集装置将探针和参比电极同时固定在支架上，使操作人员仅手持支架，即可同时进行PCM设备交流电位差的采集和DCVG设备直流电位、电位差的采集。参比电极固定在活塞上，活塞连接压缩弹簧，在探针扎入地面的土壤内时，地面能够接触并向上推顶参比电极，使活塞上移，压缩弹簧压缩变形，产生的弹力能够向下将参比电极压紧在地面上，从而同时满足探针和参比电极在采集时的操作要求，保证电位信号采集的准确性。

2、第一采集机构和第二采集机构可在同一支架上设置两组，使同一采集装置上能够通过两只参比电极实现单点直流电压的采集和两点间直流电压差的采集，同时能够通过一对探针实现交流两点之间电位差的采集。由于PCM设备还包括用于检测电磁场的接收机，两个第二采集机构可分别设在支架和接收机上，实现PCM设备完整功能的同时，实现DCVG设备的完整功能，并且操作人员一手把持支架，另一手把持接收机，单人操作即可同时实现PCM和DCVG的检测采集。

3、壳体采用套筒和端盖，便于将壳体打开，使活塞、弹簧和参比电极的安装以及参比电极的接线均操作更加方便，便于拆卸和维护。

4、活塞采用板件，参比电极两端伸出壳体，并与开口滑动配合，使参比电极通过两个开口进行导向，降低了活塞的厚度，增加了活塞的行程范围，进而能够增加参比电极的活动范围，使探针扎入深度增加时，参比电极不会形成阻碍，提高使用灵活性。

5、参比电极底部设有锥形或锥台形的接触部，增加了参比电极与地面的接触面积，从而提高了检测信号的强度。

6、设置的注水管能够向地面喷水，降低参比电极与大地的接地电阻，同时能够使地面土壤变松软，保证参比电极与地面能够紧密贴合，有足够的接触面，从而保证测量信号的强度。。

附图说明

图1为外腐蚀检测采集装置的结构示意图一；

图2为外腐蚀检测采集装置的结构示意图二；

图3为第一采集机构的结构示意图；

图4为第二采集机构的结构示意图；

图5为接收机的结构示意图；

以上各图中：1、支架；2、第一采集机构；21、探针；22、安装套；23、绝缘体；3、第二采集机构；31、壳体；311、套筒；312、端盖；32、活塞；33、压缩弹簧；34、参比电极；35、下开口；36、上开口；37、注水管；38、出水口；4、导线；5、输送管；6、接收机；61、外壳；62、防滑钉。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至4所示，外腐蚀检测采集装置包括支架1，支架1上安装有第一采集机构2，第一采集机构2的一侧并列设置有第二采集机构3。

第一采集机构2包括探针21，探针21固装在支架1设置的安装套22中，并连接有导线4，安装套22与探针21之间填充绝缘材料构成的绝缘体23。探针21设置有两个，均扎入地面土壤中，从而采集探针21之间的电压，并将电压信号通过导线4上传到上位机，进行存储或者数据处理。

第二采集机构3包括壳体31、活塞32、压缩弹簧33和参比电极34。

壳体31固装在支架1上，活塞32滑动安装在壳体31设置的内腔中。

压缩弹簧33位于壳体31的内腔中，一端顶在壳体31的顶板上，另一端顶在活塞32上。

参比电极34与活塞32相连，作为活塞杆，随着活塞32的移动而升降。

参比电极34的底端由壳体31底板设置的下开口35伸出，用以接触地面，进行电位的采集。参比电极34连接导线4，用以将采集到的电位信号上传到上位机，进行存储或者数据处理。

活塞32接触壳体31底板时，参比电极34的底端与探针21的底端平齐。

由于参比电极34外径较粗，无法扎入土壤内，探针21扎入土壤内进行数据采集时，参比电极34底端触地，地面对参比电极34形成支撑，而壳体则随着探针21的扎入继续下移，使参比电极34相对于壳体31向上移动，活塞32与壳体31顶板之间的间距变小，压缩弹簧33被压缩，产生的弹力向下推顶参比电极34，将参比电极34压紧在地面上，与地表土壤紧密接触，从而保证检测信号的强度和精度。

通过弹簧和活塞结构，使探针21能够刺入土壤内，同时参比电极34能够紧密的与地面土壤接触，同时满足DCVG和PCM对采集装置的使用要求，单人操作即可完成两个设备的数据采集。

由于PCM设备需要检测地表两点之间交流电位差和管道的电磁场，采集装置还包括接收机6，接收机6检测电磁场，支架上间隔安装两个第一采集机构，通过两个间隔设置的探针检测地表两点之间交流电位差。

由于DCVG设备需要检测地表单点的管地直流电位和地表两点之间直流电位差，采集装置中需要设置两个第二采集机构3。

为了保证单人实现DCVG和PCM的检测采集，两个第二采集机构3的设置可采用两种方式。

第一种方式：如图2所示，两个第二采集机构3均间隔设置在同一支架1上，一对探针21采集两点之间交流电位差，同时一对参比电极34采集两点之间直流电位差以及对应各点的管地直流电位。

第二种方式：如图1和5所示，两个第二采集机构3分别安装在支架1和接收机6上，支架1上的一对探针21扎入土壤内采集两点之间交流电位差，同时支架1上的参比电极34触地，检测对应地表单点的直流电压；接收机6上的第二采集机构3固定在接收机6外壳61的底部，接收机6外壳61上安装的防滑钉62触地，接收机6采集管道的电磁场，同时由于参比电极34底端相对于防滑钉62向下伸出，地面推顶安装在接收机6上的参比电极34，使压缩弹簧33压缩形变，产生弹力将参比电极34压紧在地面上，检测对应地表单点的管地直流电位差。地表两点之间直流电位差则为通过测量得到的分别位于支架1和接收机6上的两个参比电极34之间的直流电位差。一个操作人员两手分别手持支架1和接收机6，即可同时完成PCM设备和DCVG设备全部检测项目的数据采集。

为了便于拆装和维护，壳体31包括套筒311和两个端盖312，两个端盖312分别安装在套筒311两端的端口上，用以分别作为壳体31的顶板和底板。

通过将端盖312拆下，即可将壳体31打开，便于取出活塞、弹簧和参比电极，在部件损坏时进行更换，部件的装入也较为容易。

为了增加活塞和参比电极的移动行程，活塞32为套装在参比电极34外壁上的挡板，参比电极34顶端由壳体31顶板设置的上开口36伸出，下开口35和上开口36的内壁均与参比电极34的外壁滑动配合。

挡板为板件，厚度较低，使活塞在壳体内占据的空间较小，从而增加了活塞的移动空间，提高活塞的行程，使探针21扎入深度较大时，参比电极34能够具有较长的移动范围，避免对探针21较深的扎入行程阻碍。

由于活塞通过与壳体内壁的滑动配合，进行移动的导向，活塞采用板件，又进一步减小了活塞与壳体内壁的接触面积，降低了活塞的导向作用。因此，参比电极34两端均伸出到壳体外，同轴的下开口35和上开口36均与参比电极34外壁滑动配合，从而使下开口35和上开口36对参比电极34进行导向，保证参比电极34移动的稳定性。

为了增强参比电极与地面土壤接触程度，参比电极34底端的端面上设置有凸起且外壁为锥面的接触部341。

接触部341可为锥台形或圆锥形，部分扎入土壤中，表面充分与土壤接触，从而提高参比电极34与地面的接触面积，保证参比电极34与地面接触的紧密性，增强采集信号的强度。

由于部分地区地面干燥而坚硬，并且地面坑洼不平，参比电极34触地时，难以充分与地面接触，参比电极接地电阻高，采集信号强度不高，准确性难以保证。

为了降低接地电阻，同时使土壤变松软，参比电极34能够充分接触，第二采集机构3进一步包括注水管37。

注水管37通过输送管5连接水泵，用以通过水泵将水送到注水管37，并通过注水管37设置的出水口38流出或者喷出。

注水管37固定在参比电极34上，出水口38设在注水管37底端，使注水管37与参比电极34同步升降，同时出水口38始终对准参比电极34下方。

Claims (7)

1.一种外腐蚀检测采集装置，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)上安装有第一采集机构(2)，所述第一采集机构(2)的一侧并列设置有第二采集机构(3)；

所述第一采集机构(2)包括探针(21)，所述探针(21)固装在支架(1)上；

所述第二采集机构(3)包括壳体(31)、活塞(32)、压缩弹簧(33)和参比电极(34)；

所述壳体(31)固装在支架(1)上，活塞(32)滑动安装在壳体(31)设置的内腔中；

所述压缩弹簧(33)位于壳体(31)的内腔中，一端顶在壳体(31)的顶板上，另一端顶在活塞(32)上；

所述参比电极(34)与活塞(32)相连，用以随着活塞(32)的移动而升降；

所述参比电极(34)的底端由壳体(31)底板设置的下开口(35)伸出；

活塞(32)接触壳体(31)底板时，参比电极(34)的底端与探针(21)的底端平齐。

2.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，所述壳体(31)包括套筒(311)和两个端盖(312)，两个端盖(312)分别安装在套筒(311)两端的端口上，用以分别作为壳体(31)的顶板和底板。

3.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，所述活塞(32)为套装在参比电极(34)外壁上的挡板，参比电极(34)顶端由壳体(31)顶板设置的上开口(36)伸出，下开口(35)和上开口(36)的内壁均与参比电极(34)的外壁滑动配合。

4.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，所述参比电极(34)底端的端面上设置有凸起且外壁为锥面的接触部(341)。

5.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，第二采集机构(3)进一步包括注水管(37)，所述注水管(37)固定在参比电极(34)上，并设置有用于向下喷水的出水口(38)。

6.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，并列安装的一个第一采集机构(2)和一个第二采集机构(3)作为一个采集单元，所述采集单元间隔设置有两个。

7.根据权利要求1所述的外腐蚀检测采集装置，其特征在于，进一步包括用于检测电磁场的接收机(6)，所述接收机(6)的底部安装有第二采集机构(3)，第二采集机构(3)中的参比电极(34)由接收机(6)底端向下伸出。