RU220137U1

RU220137U1 - Автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений

Info

Publication number: RU220137U1
Application number: RU2022135208U
Authority: RU
Inventors: Павел Геннадьевич Осипов; Алексей Алексеевич Лайченков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-08-29

Abstract

Предлагаемое устройство относится к области автоматизированного дистанционного контроля состояния электрохимической защиты от коррозии подземных металлических сооружений. Автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений с использованием контрольно-измерительного пункта, содержащее источник питания на солнечных батареях, аккумулятор для солнечных батарей, стационарный измерительный блок, размещенный в стойке контрольно-измерительного пункта с клеммными панелями, выполненными с возможностью подключения кабелей с электродами сравнения и диагностируемым трубопроводом, и дополнительного блока пластин-индикаторов скорости коррозии, при этом в состав стационарного измерительного блока входят блок измерения и расчета, преобразователь аналоговых сигналов, блок сопряжения, антенна, блок управления и связи, блок управления режимами работы устройства, при этом в стационарный измерительный блок дополнительно включен GPS-контроллер для сбора данных непосредственно удаленным способом, а в качестве второго источника питания установлен преобразователь, повышающий потенциал напряжения, для заряда аккумулятора солнечной батареи от отрицательного защитного потенциала трубопровода и положительного естественного потенциала земли.

Description

Предлагаемое устройство относится к области автоматизированного дистанционного контроля состояния электрохимической защиты от коррозии подземных металлических сооружений.

Уровень техники

Известно устройство дистанционного контроля работоспособности установок катодной защиты магистральных трубопроводов, содержащее на каждом объекте контроля генератор с сигнальным выходом, согласующий блок, трубопровод, являющийся каналом связи, на приемной стороне трубопровод последовательно соединен с избирательным фильтром, усилителем и заземлителем, электромагнитный датчик, связанный с дренажным кабелем станции катодной защиты и соединенный через согласующий блок с входом питания генератора, выполненного с инфранизкой частотой пульсаций отрицательной полярности однополупериодного выпрямленного напряжения, при этом выход генератора подключен к заземлителю, отличающееся тем, что сигнальный выход генератора инфранизкой частоты соединен с трубопроводом (патент RU №2204168, опубл. 10.05.2003).

Недостатком технического решения является невозможность осуществлять автоматизированный дистанционный энергонезависимый контроль параметров электрохимической защиты непосредственно «воздушным коптером».

Известно устройство дистанционного измерения и контроля параметров работы электрохимической защиты трубопровода тепловых сетей канальной прокладки, содержащее блок силовых клемм и программируемое реле, к которому подключен блок клеммных соединений для подсоединения к нему стального электрода сравнения и датчика затопления канала, отличающееся тем, что блок клеммных соединений связан с программируемым реле и с вольтметром, на который передается сигнал разности потенциалов между трубопроводом и стальным электродом сравнения, при этом вольтметр оборудован устройством преобразования входящего сигнала в унифицированный аналоговый вид с возможностью передачи последнего на программируемое реле, которое связано с интерфейсным модулем и GSM/GPRS модемом, блок силовых клемм подключен к источнику постоянного тока, который служит источником питания программируемого реле, интерфейсного модуля и модема, обеспечивающего передачу информации посредством каналов сотовой связи к системе управления станции катодной защиты, контролирующей необходимое значение напряжения для обеспечения требуемой величины отрицательного потенциала защищаемого трубопровода тепловых сетей канальной прокладки (патент RU №189742, опубл. 31.05.2019).

Причиной, по которой нельзя достичь технического результата, является невозможность осуществлять автоматизированный дистанционный энергонезависимый контроль параметров электрохимической защиты.

В качестве прототипа заявленной полезной модели выбрано известное автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений, содержащее измерительный прибор, размещенный на стойке контрольно-измерительного пункта с клеммными панелями для подключения кабелей с электродами сравнения и диагностируемым трубопроводом, в состав измерительного прибора входят блок измерения и расчета, преобразователь аналоговых сигналов, блок сопряжения, отличающееся тем, что в измерительный прибор дополнительно включены антенна, блок управления и связи, блок управления режимами работы устройства, а стойка контрольно-измерительного пункта состоит из металлического корпуса с откидной крышкой, контактного датчика открытия/закрытия крышки, замка, источника питания на солнечных батареях и аккумулятора для солнечных батарей, кроме того, к клеммным панелям подключен дополнительный блок пластин-индикаторов скорости коррозии (патент RU №90215, опубл. 27.12.2009 г).

Причинами, по которым нельзя достичь технического результата, является то, что конструкция КИПа, выполненная из металла, так как зачастую металлические поверхности КИПа нуждаются в обновлении лакокрасочного покрытия ежегодно, невозможность осуществлять автоматизированный дистанционный энергонезависимый контроль параметров электрохимической защиты непосредственно «воздушным коптером», а также при отсутствии солнечных лучей есть вероятность разряда аккумулятора.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническая проблема заключается в расширении арсенала автоматизированного устройства диагностики состояния подземных металлических сооружений.

Технический результат заключается в возможности проведения автоматизированного дистанционного мониторинга состояния электрохимической защиты подземных металлических сооружений.

Технический результат достигается тем, что автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений с использованием контрольно-измерительного пункта, содержащее источник питания на солнечных батареях, аккумулятор для солнечных батарей, стационарный измерительный блок, размещенный в стойке контрольно-измерительного пункта с клеммными панелями, выполненными с возможностью подключения кабелей с электродами сравнения идиагностируемым трубопроводом, и дополнительного блока пластин-индикаторов скорости коррозии, при этом в состав стационарного измерительного блока входят блок измерения и расчета, преобразователь аналоговых сигналов, блок сопряжения, антенна, блок управления и связи, блок управления режимами работы устройства, при этом в стационарный измерительный блок дополнительно включен GPS-контроллер для сбора данных непосредственно удаленным способом, а в качестве второго источника питания установлен преобразователь, повышающий потенциал напряжения, для заряда аккумулятора солнечной батареи от отрицательного защитного потенциала трубопровода и положительного естественного потенциала земли.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства в целом, где: 1 - стационарный измерительный блок; 2 - контактный датчик открытия/закрытия крышки; 3 - клеммная панель; 4 - откидная крышка; 5 - источник питания на солнечных батареях; 6 - аккумулятор для солнечных батарей; 7 - замок; 8 - корпус; 9 - электрод сравнения; 10 - блок пластин-индикаторов скорости коррозии; 11 - отрезок диагностируемого магистрального трубопровода, 12 - контроллер; 13 - преобразователь, повышающий потенциал напряжения.

На фиг. 2 приведена структурная схема стационарного измерительного блока 1, где: 14 - блок коммутации, 15 - преобразователь сигналов, 16 - блок измерения и расчета, 17 - блок управления и связи, 18 - блок управления режимами работы, 19 - блок сопряжения с внешними устройствами, 20 - антенна, 21 - GPS-контроллер.

Основная функция стационарного измерительного блока преобразование в шестнадцатеричный цифровой код:

поляризационного потенциала (Uпп) по методу вспомогательного электрода по ГОСТ ИСО 9.602-2005 в диапазоне от - 3,2 до 0 В;

защитного потенциала (Uтз) в диапазоне от - 4 до 0 В;

тока поляризации (Iп) вспомогательного электрода в диапазоне от - 10 до 10 мА;

сопротивление (Nk) в диапазоне от 0 до 15 Ом.

Осуществление полезной модели

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Аналоговые сигналы с контактного датчик открытия/закрытия крышки 2, электрода сравнения 9 и блок пластин-индикаторов скорости коррозии 10, а также с отрезка диагностируемого магистрального трубопровода 11 поступают в блок коммутации 14, далее - в преобразователь сигналов 15. Цифровые сигналы поступают в блок измерения и расчета 16, представляющий собой малопотребляющее микропроцессорное устройство, в памяти команд которого запрограммирован алгоритм функционирования всего устройства. В состав блока измерения и расчета 16 входит дополнительная энергонезависимая память большой емкости. Информация с блока измерений и расчетов 16 автоматически попадает в блок управления и связи 17, в состав которого входит радио- или GSM-модем. Блок управления и связи 17 и антенна 20 позволяют передавать информацию о состоянии электрохимической защиты трубопровода на автоматизированное рабочее место инженера службы защиты от коррозии, либо на автоматизированные рабочие места более высокого уровня. Также с помощью блока управления и связи 17, GPS-контроллера 21 и антенны 20 возможно удаленное управление работой устройства диагностики. Дополнительно в состав стационарного измерительного блока 1 входит блок сопряжения с внешними устройствами 19 для стыковки с внешними устройствами (персональный компьютер, флеш-накопители, поверочная аппаратура и т.д.).

С помощью GPS-контроллера 21 и блока управления и связи 17 со встроенным радио- или GSM-модемом и антенной 20 заявленное устройство способно осуществлять дистанционный мониторинг состояния электрохимической защиты подземных металлических сооружений.

Для электроснабжения устройства предлагается использовать автономное питание, в качестве которого используются солнечные батареи 5, преобразователь, повышающий потенциал напряжения 13 и аккумулятор для солнечных батарей 6. Для экономии энергии от автономного источника питания предлагается использовать энергосберегающий режим работы устройства. Основное время устройство находится в состоянии с низким потреблением энергии (1 мкА), работает только таймер, встроенный в блок управления режимами работы 18. По истечении заранее заданного времени блок управления режимами работы 18 дает команду и устройство выходит из энергосберегающего режима в рабочий режим.

Предложенный подход дает возможность организовывать автоматизированный дистанционный энергонезависимый мониторинг состояния электрохимической защиты подземных металлических сооружений. Таким образом, решены поставленные задачи.

Claims

Автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений с использованием контрольно-измерительного пункта, содержащее источник питания на солнечных батареях, аккумулятор для солнечных батарей, стационарный измерительный блок, размещенный в стойке контрольно-измерительного пункта с клеммными панелями, выполненными с возможностью подключения кабелей с электродами сравнения и диагностируемым трубопроводом, а также дополнительного блока пластин-индикаторов скорости коррозии, при этом в состав стационарного измерительного блока входят блок измерения и расчета, преобразователь аналоговых сигналов, блок сопряжения, антенна, блок управления и связи, блок управления режимами работы устройства, отличающееся тем, что в стационарный измерительный блок дополнительно включен GPS-контроллер для сбора данных непосредственно удаленным способом, а в качестве второго источника питания установлен преобразователь, повышающий потенциал напряжения, для заряда аккумулятора солнечной батареи от отрицательного защитного потенциала трубопровода и положительного естественного потенциала земли.