CN217238202U - 一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，包括开口式探头和信号处理装置，开口式探头包括两个探头壳体、第一线圈和第二线圈，第一线圈以及第二线圈分别设置于两个探头壳体内，第一线圈和第二线圈均包括弧形磁芯和绕设在弧形磁芯上的绕组；信号处理装置包括处理装置外壳、电路板以及盖板，电路板设置有振荡器、滤波放大模块、AD转换器和MCU单片机。采用上述结构的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，采用开口式探头，适用于大尺寸的管道检测，通过信号处理装置进行滤波放大以及MCU单片机进行信号处理，减少外界干扰，提高检测精度。

Description

一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器

技术领域

本实用新型涉及电流传感器技术领域，尤其是涉及一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器。

背景技术

管道在输送气体、液体、浆体等方面具有运输量大、运输速度快、安全可靠、成本低等优点，是一种重要的运输手段，在国民经济建设中发着不可替代的作用。管道的保护也是保持运输畅通的必要措施，在管道保护的各种措施中，阴极保护技术是国际上公认的管道防腐蚀技术，已经有一百多年的历史。目前，阴极保护可以分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护这两种方法，长输埋地管道一般采用强制电流的阴极保护方法。管道阴极保护电流密度是衡量管道防腐涂层绝缘性能的一个重要指标。防腐涂层的完整性和绝缘性与阴极保护有直接关系，完整性好则绝缘性好，阴极保护电流越小，反之则越大。

目前，管道阴极保护电流的检测方法主要有电压降法、补偿法、标定法、电流环法等。管道正常的腐蚀状态下，阴极保护电流不大，基本上在几个安培甚至小于1A，这个电流大小取决于管道本身的绝缘状态(腐蚀程度等)。

目前，采用基于电流环法对阴极保护电流进行测量是常用的方法。电流环法是指将聚磁环套在管道上，由聚磁环的气隙处设置霍尔元件或者其他磁敏感器件，磁敏感器件感测磁感应强度，放大处理后计算管道的电流。通常直径很大，以天然气管道中最常用的425mm直径埋地管道为例，磁环尺寸最少也要在直径450mm以上，这样大的穿孔尺寸，磁路很长，磁感应强度很低，即便是用高灵敏的的磁阻等磁敏感器件也很难实现，再加上现场干扰的不确定性，用现有方法测量超大磁环尺寸下的小电流，精度很差。

需要一种能够满足小电流测量，又具有超大穿孔尺寸且能够开口安装的电流传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，采用开口式探头，适用于大尺寸的管道检测，通过信号处理装置进行滤波放大以及MCU单片机进行信号处理，减少外界干扰，提高检测精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，包括开口式探头和信号处理装置；

所述开口式探头包括两个相对设置的探头壳体、第一线圈以及第二线圈，所述第一线圈以及第二线圈分别设置于两个探头壳体内，所述第一线圈和第二线圈均包括弧形磁芯和绕设在弧形磁芯上的绕组；

所述第一线圈以及第二线圈通过连接电缆与设置于地面上的所述信号处理装置相连接，所述信号处理装置包括处理装置外壳、电路板以及盖板，所述盖板与所述处理装置外壳固定连接，所述处理装置外壳内固定有所述电路板，所述处理装置外壳一侧固定有输出端子板，所述输出端子板与所述电路板相连接，所述电路板设置有依次连接滤波放大模块、AD转换器和MCU单片机，MCU单片机还连接有振荡器。

优选的，所述弧形磁芯的两端设置有接触部，所述弧形磁芯为坡莫合金材质。

优选的，所述连接电缆为外侧包裹有抗老化层的屏蔽线缆。

优选的，所述探头壳体为弧形结构，所述探头壳体开设有弧形通槽并灌封有环氧树脂，所述探头壳体的两端设置有连接块，相对设置的连接块通过螺栓固定连接。

优选的，所述滤波放大模块包括低通滤波器和运算放大器，所述低通滤波器的输出端与所述运算放大器的输入端相连接。

因此，本实用新型采用上述结构的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，具有以下有益效果：

(1)、采用开口式探头，适用于大尺寸的管道检测。

(2)、通过信号处理装置进行滤波放大以及MCU单片机进行信号处理，相对于传统的模拟采集，减少外界干扰，提高检测精度。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器结构示意图；

图2为本实用新型一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器电路原理图。

附图标记

1、探头壳体；11、弧形通槽；12、连接块；2、弧形磁芯；21、接触部；3、绕组；4、连接线缆；5、处理装置外壳；6、电路板；7、盖板；8、输出端子板。

具体实施方式

实施例

图1为本实用新型一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器结构示意图，图2为本实用新型一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器电路原理图，如图所示，一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，包括开口式探头和信号处理装置。

开口式探头包括两个相对设置的探头壳体1、第一线圈以及第二线圈，第一线圈以及第二线圈分别设置于两个探头壳体1内，第一线圈和第二线圈均包括弧形磁芯2和绕设在弧形磁芯2上的绕组3，弧形磁芯2的两端设置有接触部21，使得两个弧形磁芯2接触可靠，弧形磁芯2为容易饱和的坡莫合金材质。探头壳体1为弧形结构，探头壳体1开设有弧形通槽11并灌封有环氧树脂提高防水防潮性能。探头壳体1的两端设置有连接块12，相对设置的连接块12通过螺栓固定连接，实现了相对设置的探头壳体1的连接，适用于大尺寸的管道检测，便于将开口式探头套设在管道上。

第一线圈以及第二线圈通过连接电缆4与设置于地面上的信号处理装置相连接，连接电缆4为外侧包裹有抗老化层的屏蔽线缆4，提高使用寿命。信号处理装置包括处理装置外壳5、电路板6以及盖板7，盖板7与处理装置外壳5固定连接，处理装置外壳5内固定有电路板6，处理装置外壳5一侧固定有输出端子板8，输出端子板8与电路板6相连接用于将处理后的信号传输至其他设备中，便于后期的储存和显示。电路板6设置有依次连接滤波放大模块、AD转换器和MCU单片机，MCU单片机还连接有振荡器用于发射振荡电流信号，使得两个弧形磁芯2形成的磁芯中形成方波振荡信号，滤波放大模块包括低通滤波器和运算放大器，低通滤波器的输出端与运算放大器的输入端相连接，用于将方波振荡信号进行低通滤波和放大，分离出放大的直流信号，直流信号再进行AD转换并传输至MCU单片机中，MCU单片机经过对转换后的数字信号进行数字滤波分析后，计算直流的有效值成分，并通过串行口通讯输出，相对于传统的模拟采集，减少外界干扰，提高检测精度。

因此，本实用新型采用上述结构的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，采用开口式探头，适用于大尺寸的管道检测，通过信号处理装置进行滤波放大以及MCU单片机进行信号处理，减少外界干扰，提高检测精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，其特征在于：包括开口式探头和信号处理装置；

所述开口式探头包括两个相对设置的探头壳体、第一线圈以及第二线圈，所述第一线圈以及第二线圈分别设置于两个探头壳体内，所述第一线圈和第二线圈均包括弧形磁芯和绕设在弧形磁芯上的绕组；

所述第一线圈以及第二线圈通过连接电缆与设置于地面上的所述信号处理装置相连接，所述信号处理装置包括处理装置外壳、电路板以及盖板，所述盖板与所述处理装置外壳固定连接，所述处理装置外壳内固定有所述电路板，所述处理装置外壳一侧固定有输出端子板，所述输出端子板与所述电路板相连接，所述电路板设置有依次连接滤波放大模块、AD转换器和MCU单片机，MCU单片机还连接有振荡器。

2.根据权利要求1所述的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，其特征在于：所述弧形磁芯的两端设置有接触部，所述弧形磁芯为坡莫合金材质。

3.根据权利要求1所述的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，其特征在于：所述连接电缆为外侧包裹有抗老化层的屏蔽线缆。

4.根据权利要求1所述的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，其特征在于：所述探头壳体为弧形结构，所述探头壳体开设有弧形通槽并灌封有环氧树脂，所述探头壳体的两端设置有连接块，相对设置的连接块通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于阴极保护电流测量的开口式数字电流传感器，其特征在于：所述滤波放大模块包括低通滤波器和运算放大器，所述低通滤波器的输出端与所述运算放大器的输入端相连接。

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