CN211112232U - 智能阴极保护数据采集设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于管道防腐技术领域，提供了一种智能阴极保护数据采集设备，包括测试桩，所述测试桩包括保护罩、桩体和底座，所述保护罩与所述桩体固定连接，所述桩体与所述底座固定连接，所述保护罩上设有支撑架，所述支撑架上固定安装有太阳能电池板，所述桩体上设有接线板，所述接线板上设有第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱，所述桩体内部设有阴极保护数据采集仪，所述太阳能电池板通过连接线与所述阴极保护数据采集仪连接，所述数据采集仪通过信号电缆与所述接线板连接。本实用新型的智能阴极保护数据采集设备，以提高数据采集的准确性、数据传输的实时性，并方便数据监控，节省了人力和物力。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道防腐技术领域，具体涉及智能阴极保护数据采集设备。
背景技术
电化学腐蚀在埋地金属材质管道中普遍存在，包括：长输天然气管道、原油管道、成品油管道、化学品管道、自来水管道、蒸汽管道、工厂内工艺管道、大型装置等，均面临着严重电化学腐蚀造成的壁厚减薄、穿孔、管道失效等风险。
阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物施加一个电流，使被保护结构物成为阴极，从而抑制金属腐蚀过程中产生的电子迁移。作为管道腐蚀防护的直接防线，对于腐蚀的发生起到减弱的关键作用。
为了使管道处于最佳的阴极保护电位范围，管道管理单位通常也会定期进行阴极保护有效性的检测，但是现阶段各管道运营企业普遍采用人工定期使用万用表现场测量的方式，受限于测量仪表性能、测量方法、人员操作能力和数据记录的真实性，大量阴保数据失实，使阴极保护效果分析存在严重偏差。
因此，需要一种自动进行数据采集、实时数据传输及上位平台统一数据监控和管理的阴极保护数据采集设备。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供的智能阴极保护数据采集设备，以提高数据采集的准确性、数据传输的实时性，并方便数据监控，节省了人力和物力。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
智能阴极保护数据采集设备，包括测试桩，所述测试桩包括保护罩、桩体和底座，所述保护罩与所述桩体固定连接，所述桩体与所述底座固定连接，所述保护罩上设有支撑架，所述支撑架上固定安装有太阳能电池板，所述桩体上设有接线板，所述接线板上设有第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱，所述桩体内部设有阴极保护数据采集仪，所述太阳能电池板通过连接线与所述阴极保护数据采集仪连接，所述阴极保护数据采集仪通过信号电缆与所述接线板连接。
进一步地，所述保护罩的侧壁上设有穿线孔，所述太阳能电池板的连接线通过穿线孔与所述阴极保护数据采集仪连接，穿线孔内设有橡胶保护套，橡胶保护套的外侧面和内侧面分别与穿线孔和连接线紧密接触。
进一步地，所述阴极保护数据采集仪包括数据采集单元、主控板、独立看门狗模块、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块、定位模块及电源管理单元，数据采集单元的输出端均与主控板连接，独立看门狗模块、电源管理单元、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块和定位模块与主控板连接，电源管理单元的另一端与所述太阳能电池板连接，通信模块连接有管控平台，数据采集单元与接线板的第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱电连接。
进一步地，所述数据采集单元包括直流电位采集电路和交流电位采集电路，直流电位采集电路和交流电位采集电路的输出端分别与所述主控板连接。
进一步地，所述主控板为STM32L051R8T6单片机，所述数据存储单元为Flash存储器，所述内部时钟单元为REF191芯片，所述通信模块为4G模块，所述定位模块为 GPS定位器，所述电源管理单元为REF191ESZ芯片，所述独立看门狗模块为 MCP1316-29芯片。
由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果：通过在测试桩的顶部安装有太阳能电池板，太阳能电池板与阴极保护数据采集仪连接充电，提供不间断供电电源，同时在数据采集方面具有准确性和实时性，并方便工作人员监控数据的特点。
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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型测试桩的结构示意图；
图2为本实用新型智能阴极保护数据采集仪的结构示意图；
图3为本实用新型直流电位采集电路图；
图4为本实用新型交流电位采集电路图。
附图标记：
1-保护罩；2-桩体；3-底座；4-管道；5-镁/锌阳极；6-长效参比电极；
11-支撑架；12-太阳能电池板；13-穿线孔；14-橡胶保护套；21-第一接线柱；22-第二接线柱；23-第三接线柱。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
参阅图1，本实施例提供的智能阴极保护数据采集设备，包括测试桩，测试桩包括保护罩1、桩体2和底座3，保护罩1与桩体2固定连接，桩体2与底座3 固定连接，保护罩1上设有支撑架11，支撑架11上固定安装有太阳能电池板 12，桩体2上设有接线板，接线板上设有第一接线柱21、第二接线柱22和第三接线柱23，桩体1内部设有阴极保护数据采集仪，太阳能电池板12通过连接线与阴极保护数据采集仪连接，阴极保护数据采集仪通过信号电缆与接线板连接，第一接线柱21通过管道引出线连接管道4，用于测量管道的电位和电流；第二接线柱22通过线缆连接镁/锌阳极5，作为管道4的保护电极；第二接线柱23通过线缆连接长效参比电极6，作为参考电极。
在实际使用中，通过在测试桩的顶部安装有太阳能电池板12，太阳能电池板12与阴极保护数据采集仪连接充电，提供不间断供电电源。通过在测试桩内部设有阴极保护数据采集仪，阴极保护数据采集仪通过接线板连接管道 4，提高数据采集的准确性、数据传输的实时性，并方便数据监控，节省了人力和物力。
本实施例中，保护罩1的侧壁上设有穿线孔13，太阳能电池板12的连接线通过穿线孔13与阴极保护数据采集仪连接，穿线孔13内设有橡胶保护套14，橡胶保护套14的外侧面和内侧面分别与穿线孔13和连接线紧密接触，具有保护和固定连接线的作用。
参阅图2所示，阴极保护数据采集仪包括数据采集单元、主控板、独立看门狗模块、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块、定位模块及电源管理单元，数据采集单元的输出端与主控板连接，独立看门狗模块、电源管理单元、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块和定位模块均与主控板连接，电源管理单元的另一端与太阳能电池板连接，通信模块连接有管控平台，数据采集单元与接线板的第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱电连接。
在实际使用中，数据采集单元连接第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱，将采集的电位和电流数据传送到主控板，然后主控板将采集的数据存储到数据存储单元，主控板将采集数据进行计算和处理后，通过通信模块发送给管控平台，独立看门狗模块与主控板连接用于防止程序乱跑、死机等情况，内部时钟单元与主控板连接用于控制数据采集单元、数据存储单元、通信模块、定位模块和电源管理单元之间协调工作，定位模块用于定位测试桩所在的位置并将定位信息通过通信模块发送给管控平台。当出现报警时，便于工作人员迅速定位测试桩所在的位置，电源管理单元的一端与主控板连接，电源管理单元的另一端与太阳能电池板12连接，便于为阴极保护数据采集仪充电。
参阅图3-图4所示，数据采集单元包括直流电位采集电路和交流电位采集电路，直流电位采集电路和交流电位采集电路的输出端分别与主控板连接。在实际使用中，直流电位采集电路用于采集直流电位，交流电位采集电路用于采集交流电位，并将采集的电位数据发送给主控板。
直流电位采集电路需要测量的数据包括通电电位、断开电位和自然电位，分为通断电位和自然电位两路通道进行采集。选取了四通道微功耗、精密轨到轨输入/输出放大器AD8659，它具有低电源电流、低失调电压、极低输入偏置电流，还有较高的抗电磁干扰的能力，此器件的精密特性组合适用于管道测量中要求的高输入阻抗和抗干扰的测量。
如果埋地管道附近有变压器或高压输电线，管道上就会耦合出交流电压，引起交流腐蚀，因此需对管道上的交流电压进行测量。测量端直接接在管道上通过电容隔离直流信号，经分压后进入半波整流电路，然后进入积分电路在电容C3上积分，得到当前的交流电压值。
本实施例中，主控板为STM32L051R8T6单片机，所述数据存储单元为 Flash存储器，所述内部时钟单元为REF191芯片，所述通信模块为4G模块，所述定位模块为GPS定位器，所述电源管理单元为REF191ESZ芯片，所述独立看门狗模块为MCP1316-29芯片。
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，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (5)
1.智能阴极保护数据采集设备，包括测试桩，所述测试桩包括保护罩、桩体和底座，所述保护罩与所述桩体固定连接，所述桩体与所述底座固定连接，其特征在于，所述保护罩上设有支撑架，所述支撑架上固定安装有太阳能电池板，所述桩体上设有接线板，所述接线板上设有第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱，所述桩体内部设有阴极保护数据采集仪，所述太阳能电池板通过连接线与所述阴极保护数据采集仪连接，所述阴极保护数据采集仪通过信号电缆与所述接线板连接。
2.根据权利要求1所述的智能阴极保护数据采集设备，其特征在于，所述保护罩的侧壁上设有穿线孔，所述太阳能电池板的连接线通过穿线孔与所述阴极保护数据采集仪连接，穿线孔内设有橡胶保护套，橡胶保护套的外侧面和内侧面分别与穿线孔和连接线紧密接触。
3.根据权利要求1所述的智能阴极保护数据采集设备，其特征在于，所述阴极保护数据采集仪包括数据采集单元、主控板、独立看门狗模块、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块、定位模块及电源管理单元，数据采集单元的输出端均与主控板连接，独立看门狗模块、电源管理单元、内部时钟单元、数据存储单元、通信模块和定位模块与主控板连接，电源管理单元的另一端与所述太阳能电池板连接，通信模块连接有管控平台，数据采集单元与接线板的第一接线柱、第二接线柱和第三接线柱电连接。
4.根据权利要求3所述的智能阴极保护数据采集设备，其特征在于，所述数据采集单元包括直流电位采集电路和交流电位采集电路，直流电位采集电路和交流电位采集电路的输出端分别与所述主控板连接。
5.根据权利要求3所述的智能阴极保护数据采集设备，其特征在于，所述主控板为STM32L051R8T6单片机，所述数据存储单元为Flash存储器，所述内部时钟单元为REF191芯片，所述通信模块为4G模块，所述定位模块为GPS定位器，所述电源管理单元为REF191ESZ芯片，所述独立看门狗模块为MCP1316-29芯片。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981418A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种智能供电的阴极保护测试装置及方法 |
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