RU2690261C1 - Self-contained device for cathodic protection of underground structures - Google Patents

Self-contained device for cathodic protection of underground structures Download PDF

Info

Publication number
RU2690261C1
RU2690261C1 RU2018103502A RU2018103502A RU2690261C1 RU 2690261 C1 RU2690261 C1 RU 2690261C1 RU 2018103502 A RU2018103502 A RU 2018103502A RU 2018103502 A RU2018103502 A RU 2018103502A RU 2690261 C1 RU2690261 C1 RU 2690261C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electronic unit
protector
measurement
housing
control
Prior art date
Application number
RU2018103502A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Анашкин
Вячеслав Владимирович Чулючкин
Антон Анатольевич Анашкин
Original Assignee
Анатолий Александрович Анашкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Александрович Анашкин filed Critical Анатолий Александрович Анашкин
Priority to RU2018103502A priority Critical patent/RU2690261C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690261C1 publication Critical patent/RU2690261C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to equipment for the electrochemical protection of underground metal structures from corrosion. Autonomous device comprises: a housing in the form of a control and measuring station rack, equipped with a tilting casing, an electronic unit, an accumulator, a terminal board, a sensor and a lock arranged on the housing end face inside the hinged housing, on the double-slope roof of which there are solar panels, a reference electrode placed outside the housing, a block of corrosion rate indicators plates, protector, controlled valve element, connecting cables for connection to terminal panel, respectively, comparison electrode, unit of plates-indicators of corrosion rate, protector, as well as a protected structure, wherein the electronic unit comprises an input switch, a signal converter, a measurement and control controller, a transceiver with a built-in antenna and an interface equipped with a connector for connecting external devices.EFFECT: technical result consists in provision of non-volatile protection of areas of underground structure hard to access for power supply in mode of automatic stabilization of protective potential with possibility of remote monitoring and control of protective device operation.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты от коррозии подземных металлических протяженных сооружений.The invention relates to equipment for electrochemical corrosion protection of underground metal extensive structures.

Известно «Устройство для измерения составляющих потенциала подземного металлического сооружения в зонах действия установок катодной защиты с пульсирующим напряжением на выходе» (патент RU №2350971, МПК G01R 19/00), содержащее измерительный прибор, размещенный на стойке КИП, в состав которого входит: блок измерения и расчета, снабженный автономным источником питания, преобразователь аналоговых сигналов и блок сопряжения, имеющий встроенные клавиатуру и индикатор. Преобразователь аналоговых сигналов соединен через стойку КИП с металлическим подземным сооружением и соответствующими электродами сравнения. Внутри измерительного прибора преобразователь аналоговых сигналов связан через гальваническую развязку с блоком измерения и расчета, а также с аналоговыми измерительными каналами постоянного и переменного тока. Блок измерения и расчета обеспечивает измерения составляющих потенциала поочередным подключением входов измерительного прибора к соответствующим аналоговым измерительным каналам - в режиме измерения по постоянному току или в режиме измерения по переменному току.It is known “A device for measuring the potential components of an underground metal structure in areas affected by cathodic protection installations with pulsating output voltage” (RU Patent No. 2350971, IPC G01R 19/00), which contains a measuring device located on the instrumentation counter, which includes: measurement and calculation, equipped with a self-contained power source, analog signal converter and interface unit with built-in keyboard and indicator. The analog signal converter is connected through the instrumentation stand with a metal underground structure and the corresponding reference electrodes. Inside the meter, the analog signal converter is galvanically isolated from the measuring and calculating unit, as well as the analog measuring channels of direct and alternating current. The measurement and calculation unit provides for measuring the potential components by alternately connecting the inputs of the measuring device to the corresponding analog measurement channels - in the measurement mode with direct current or in the measurement mode with alternating current.

К недостаткам известного устройства следует отнести:The disadvantages of the known device include:

- отсутствие возможности дистанционного энергонезависимого контроля параметров электрохимической защиты сооружения;- the absence of the possibility of remote non-volatile control of the parameters of the electrochemical protection of the structure;

- отсутствие измерения скорости коррозии подземных сооружений;- no measurement of the corrosion rate of underground structures;

- отсутствие возможности энергонезависимой защиты труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала.- the absence of the possibility of non-volatile protection of areas of underground construction that are difficult to reach for electricity supply in the mode of automatic stabilization of the protective potential.

Известен удаленный испытательный блок для катодной защиты, входящий в состав системы катодной защиты (патент US №20110238347 А1, номер заявки США 13/053970 «Приборы и системы для автоматизированного тестирования трубопровода»), содержащей удаленные испытательные устройства для измерения различных напряжений и токов в удаленных местах на катодно-защищенном трубопроводе. Удаленное испытательное устройство содержит: процессор, выполненный с возможностью сохранения результатов измерений в энергонезависимой памяти, беспроводной приемопередатчик для связи с другими удаленными испытательными устройствами или с компьютером центрального сервера, переключатель для измерения поляризационного потенциала методом поочередной коммутации вспомогательного датчика на сооружение или на вольтметр, измерительные средства для измерения тока шунта, тока вспомогательного датчика, напряжения переменного и постоянного тока.Known remote test unit for cathodic protection, part of the cathodic protection system (US patent No. 201010238347 A1, application number US 13/053970 "Instruments and systems for automated testing of the pipeline") containing remote test devices for measuring various voltages and currents in remote places on the cathode-protected pipeline. Remote test device contains: a processor capable of storing measurement results in non-volatile memory, a wireless transceiver for communicating with other remote test devices or a central server computer, a switch for measuring the polarization potential by alternately switching an auxiliary sensor to a building or a voltmeter, measuring tools to measure shunt current, auxiliary sensor current, AC voltage and constant go current.

Известен «Модуль дистанционного управления для катодной защиты» (патент ES №2028510, МПК G05D 7/06), содержащий: удаленный блок мониторинга для непрерывного контроля состояния трубопровода и локального отображения данных, входной блок дистанционного сигнала, модуль передачи сигналов состояния в центр дистанционного управления, а также средство ручного управления блоком мониторинга объекта, блок управления переключением режимов работы - с ручного на дистанционный, блок питания.The “Remote control module for cathodic protection” (ES patent No. 2028510, IPC G05D 7/06) is known, containing: a remote monitoring unit for continuous monitoring of the pipeline condition and local data display, a remote signal input unit, a status signal transmission module , as well as a means of manual control of an object monitoring unit, a control unit for switching operating modes - from manual to remote, power supply unit.

Общим недостатком удаленного испытательного блока и модуля дистанционного управления для катодной защиты является отсутствие возможности энергонезависимой защиты труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала.A common disadvantage of a remote test unit and a remote control module for cathodic protection is the lack of non-volatile protection of areas of underground construction that are difficult to reach for power supply in the automatic stabilization mode of the protective potential.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является выбранное за прототип «Автоматизированное устройство диагностики состояния подземных металлических сооружений» (патент RU на полезную модель №90215, МПК G01R 19/00), содержащее: измерительный прибор, размещенный на стойке контрольно-измерительного пункта с клеммными панелями для подключения кабелей к электродам сравнения и диагностируемому трубопроводу, в состав измерительного прибора входят блок измерения и расчета, преобразователь аналоговых сигналов, блок сопряжения, антенна, блок управления и связи, блок управления режимами работы устройства, при этом 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 блок пластин-индикаторов скорости коррозии.The closest analogue in terms of essential features of the claimed technical solution is selected for the prototype "Automated device for diagnosing the state of underground metal structures" (RU patent for utility model No. 90215, IPC G01R 19/00), containing: a measuring device placed on the control stand measuring point with terminal panels for connecting cables to the reference electrodes and the diagnosed pipeline, the measuring device includes a measuring and calculating unit; Analog signals, an interface unit, an antenna, a control and communication unit, a device operation control unit, while the control and measurement unit stand consists of a metal case with a hinged lid, a lid open / close contact sensor, a lock, a solar power source and battery for solar batteries, in addition, a terminal block of corrosion rate indicators is connected to the terminal panels.

Основным недостатком известного устройства является отсутствие возможности энергонезависимой защиты труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала.The main disadvantage of the known device is the lack of non-volatile protection of areas of underground construction that are difficult to reach for electricity supply in the mode of automatic stabilization of the protective potential.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении комплексной эффективности защиты подземных сооружений, особенно протяженных трубопроводов, имеющих, имеющих труднодоступные для электроснабжения участки.The task, the solution of which the claimed technical solution is aimed at, is to increase the complex effectiveness of the protection of underground structures, especially long pipelines that have areas that are difficult to access for electricity.

Технический результат, отвечающий сформулированной выше задаче, заключается в обеспечении энергонезависимой защиты труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала с возможностью дистанционного контроля и управления работой защитного устройства.The technical result that meets the above problem is to provide non-volatile protection for areas of an underground structure that are difficult to reach for power supply in the mode of automatic stabilization of the protective potential with the ability to remotely monitor and control the operation of the protective device.

Указанный технический результат достигается тем, что в автономное устройство для катодной защиты подземных сооружений, содержащее: корпус в виде стойки контрольно-измерительного пункта с откидным кожухом, электронный блок, аккумулятор, клеммную панель, датчик и замок, размещенные на торцевом основании корпуса внутри откидного кожуха, на двухскатной крыше которого размещены солнечные панели, соединенные кабелем с электронным блоком; размещенные за пределами корпуса электрод сравнения и блок пластин-индикаторов скорости коррозии, подключенные с помощью кабелей к клеммной панели, к которой подключено и защищаемое сооружение, при этом электронный блок содержит: входной коммутатор, подключенный к клеммной панели, преобразователь сигналов, контроллер измерения и управления, приемопередатчик с встроенной антенной, интерфейс, оснащенный соединителем для подключения внешних устройств, согласно заявляемого изобретения введен протектор и размещенный на клеммной панели управляемый вентильный элемент в виде транзистора, эмиттер которого подключен через клеммную панель к защищаемому сооружению, коллектор подключен через клеммную панель к протектору, а база подключена к дополнительному выходу входящего в состав электронного блока контроллеру измерения и управления.This technical result is achieved by the fact that in a stand-alone device for cathodic protection of underground structures, comprising: a housing in the form of a rack measuring and measuring point with a folding casing, electronic unit, battery, terminal block, sensor and lock placed on the end base of the body inside the folding casing , on the double-slope roof of which solar panels are placed, connected by cable to the electronic unit; a reference electrode and a corrosion rate indicator plate block located outside the case, connected by cables to the terminal panel to which the protected structure is connected, and the electronic unit contains: an input switch connected to the terminal panel, a signal converter, a measurement and control controller , a transceiver with a built-in antenna, an interface equipped with a connector for connecting external devices, in accordance with the claimed invention, a protector is inserted and placed on the terminal strip at the controlled valve element in the form of a transistor, the emitter of which is connected through the terminal panel to the protected structure, the collector is connected through the terminal panel to the protector, and the base is connected to the auxiliary output of the electronic controller included in the measurement and control controller.

Причинно-следственная связь между техническим результатом и дополнительно введенными в устройство существенными признаками: протектором, управляемым вентильным элементом и оснащением контроллера измерения и управления дополнительным выходом, состоит в том, что подключение к сооружению протектора обеспечивает в пределах зоны его действия защиту сооружения от коррозии, а подключение протектора к сооружению через управляемый вентильный элемент позволяет с помощью электронного блока стабилизировать защитный потенциал сооружения на заданном уровне. При этом входящий в состав электронного блока приемопередатчик позволяет дистанционно контролировать состояние сооружения и управлять процессом стабилизации защитного потенциала сооружения. В связи в вышеизложенным наличие каждого из введенных существенных признаков необходимо для достижения указанного выше технического результата.The causal relationship between the technical result and the essential features additionally introduced into the device: the protector, controlled valve element and equipment of the measurement controller and control of the additional output, is that the connection to the protector structure provides, within the zone of its operation, the protection of the structure against corrosion, and connecting the protector to the structure through a controlled valve element allows using the electronic unit to stabilize the protective potential of the structure on adannom level. In this case, the transceiver included in the electronic unit allows you to remotely monitor the state of the structure and control the process of stabilization of the protective potential of the structure. In connection with the above, the presence of each of the introduced essential features is necessary to achieve the above technical result.

Заявителем не были обнаружены источники информации об устройстве, имеющем всю совокупность отличительных существенных признаков, отраженных в формуле на заявляемую полезную модель. Из чего сделан вывод, что предлагаемое решение отвечает критерию "НОВИЗНА".The applicant has not been found sources of information about the device, which has the entire set of distinctive essential features, reflected in the formula for the claimed utility model. From which it was concluded that the proposed solution meets the criterion of "NOVELTY."

Для проверки соответствия заявляемого изобретения критерию изобретательский уровень заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалистов явным образом из известного уровня техники. Несмотря на то, что все функционально самостоятельные отличительные признаки известны сами по себе, заявителем не обнаружено такое их сочетание, как это представлено в заявляемой совокупности. Из этого сделан вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».To verify the compliance of the claimed invention with the inventive step criterion, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed invention from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not arise for specialists in an obvious way from the prior art. Despite the fact that all functionally independent distinctive features are known per se, the applicant has not found such a combination of them, as presented in the claimed combination. From this it is concluded that the claimed device complies with the “INVENTORY LEVEL” criterion.

Сущность заявленного технического решения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, а на фиг. 2 - вариант компоновки устройства.The essence of the claimed technical solution is illustrated with graphic materials, where in FIG. 1 shows a functional diagram of the device, and FIG. 2 is a device layout variant.

1 - корпус в виде стойки контрольно-измерительного пункта.1 - housing in the form of a rack measuring and measuring point.

2 - откидной кожух.2 - folding cover.

3 - электронный блок.3 - electronic unit.

4 - аккумулятор.4 - battery.

5 - клеммная панель.5 - terminal block.

6 - датчик.6 - sensor.

7 - замок.7 - the castle.

8 - солнечные панели.8 - solar panels.

9 - электрод сравнения.9 - reference electrode.

10 - блок пластин-индикаторов скорости коррозии.10 - a block of plates-indicators of corrosion rate.

11 - протектор.11 - protector.

12 - управляемый вентильный элемент.12 - controlled valve element.

13, 14, 15, 16, 17 - соединительные кабели13, 14, 15, 16, 17 - connecting cables

18 - входной коммутатор.18 - input switch.

19 - преобразователь сигналов.19 - signal converter.

20 - контроллер измерения и управления.20 - measurement and control controller.

21 - приемопередатчик.21 - transceiver.

22 - интерфейс.22 - interface.

Сущность заявленного технического решенияThe essence of the claimed technical solution

Автономное устройство для катодной защиты подземных сооружений, содержит: корпус 1 в виде стойки контрольно-измерительного пункта с откидным кожухом 2, электронный блок 3, аккумулятор 4, клеммную панель 5, датчик 6 и замок 7, размещенные на торцевом основании корпуса 1 внутри откидного кожуха 2, на двухскатной крыше которого размещены солнечные панели 8, соединенные кабелем с электронным блоком 3; электрод сравнения 9, блок пластин-индикаторов скорости коррозии 10, протектор 11 размещенные за пределами корпуса 1, управляемый вентильный элемент 12, размещенный на клеммной панели 5 и подключенный через ее клеммы: к электронному блоку 3, к протектору 11 и к защищаемому сооружению; соединительные кабели 13, 14, 15, 16 и 17 для подключения к клеммной панели 5, соответственно, электрода сравнения 9, блока пластин-индикаторов скорости коррозии 10, протектора 11, защищаемого сооружения в точке дренажа, защищаемого сооружения в точке измерения потенциала, при этом электронный блок 3 содержит, входной коммутатор 18, подключенный к клеммной панели 5, преобразователь сигналов 19, соединенный с выходом входного коммутатора 18, контроллер измерения и управления 20, соединенный с выходом преобразователя сигналов 19, а также соединенные с контроллером измерения и управления 20 приемопередатчик 21 с встроенной антенной и интерфейс 22, оснащенный соединителем для подключения внешних устройств.Autonomous device for cathodic protection of underground structures, contains: case 1 in the form of a rack measuring and measuring point with a folding casing 2, electronic unit 3, battery 4, terminal block 5, sensor 6 and lock 7, placed on the end base of the body 1 inside the folding casing 2, on the double-slope roof of which solar panels 8 are placed, connected by cable to the electronic unit 3; Comparison electrode 9, a block of indicator plates for corrosion rate 10, a protector 11 placed outside the housing 1, a controlled valve element 12 placed on the terminal board 5 and connected through its terminals: to the electronic unit 3, to the protector 11 and to the protected structure; connecting cables 13, 14, 15, 16 and 17 for connecting to the terminal board 5, respectively, of the reference electrode 9, the block of indicators-indicators of corrosion rate 10, the protector 11, the protected structure at the drain point, the protected structure at the potential measuring point, the electronic unit 3 contains, an input switch 18 connected to the terminal board 5, a signal converter 19 connected to the output of the input switch 18, a measurement and control controller 20 connected to the output of the signal converter 19, and also connected to the controller Roller measurement and control 20 transceiver 21 with built-in antenna and interface 22, equipped with a connector for connecting external devices.

Пример реализации заявляемого изобретения.An example implementation of the claimed invention.

Автономное устройство для катодной защиты подземных сооружений, может быть выполнено с использованием следующих компонентов: в качестве корпуса 1 может быть использована стандартная стойка КИП, оснащенная штатной клеммной панелью 5, контактным датчиком 6, замком 7 и откидным кожухом 2, крыша которого доработана для установки солнечных панелей 8, обеспечивающих подзарядку аккумулятора 4, емкость и выходное напряжение которого определяются мощностью потребления электронного блока 3. Входной коммутатор 18 и преобразователь сигналов 19 могут быть выполнены на базе аналогового коммутатора МАХ4590, конфигурация 2×SPST, конденсатора типа К10-43В, компаратора на микросхеме LT311A, операционного усилителя ОР177А, микропроцессора Atmega168, а контроллер измерения и управления 20 выполнен на базе микроконтроллера PIC24FJ256GA106. Приемопередатчик 21 может быть выполнен на базе GSM модема типа GSM 1800, а интерфейс 22 может быть выполнен на базе микросхемы интерфейса МАХ485. Из всех компонентов, входящих в состав электронного блока 3 большую часть потребляемой энергии приходится на GSM модем, и то, только во время передачи сообщения (примерно 1 А). Однако, средний ток потребления электронного блока при вышеупомянутой элементной базе составляет: в активном режиме порядка 20 мА, а в спящем режиме, между сеансами приема/передачи данных, порядка единиц микроампер. При этом, типовое номинальное напряжение питания цифровых компонентов электронного блока 3 составляет 3,6 В, а для питания аналоговых узлов необходимо напряжение не менее +/- 5 В. Таким образом, для функционирования электронного блока 3 может быть использован аккумулятор напряжением 12 В и емкостью 5 А*час., а солнечная панель должна обеспечить напряжение 15 В и ток не менее 0,5 А. Например солнечная панель CHN10-36М, размером 290 мм × 290 мм, обеспечивает ток 0,55 А при выходном напряжении 18 В. В качестве электрода сравнения 9 может быть использован электрод сравнения модели - ЭНЭС-3М, оснащенный датчиком поляризационного потенциала производства Ставропольского радиозавода. В качестве блока пластин-индикаторов скорости коррозии 10 может быть использован датчик скорости коррозии - ДСК-1 производства Концерна «Энергомера», в качестве протектора 11 - магниевый протектор ПМУ10. В качестве управляемого вентильного элемента 12 должен быть применен транзистор с током коллектора не менее 0,8 А, коэффициентом усиления не менее 200. Этим требованиям удовлетворяет отечественный транзистор КT686F (1к=1,5 А, Кус=250-630), предельное коммутируемое напряжение не является критичным, так как для серийных приборов минимальное значение этого параметра заведомо больше требуемого.A stand-alone device for cathodic protection of underground structures can be performed using the following components: as a housing 1, a standard instrumentation rack can be used, equipped with a standard terminal panel 5, contact sensor 6, a lock 7 and a folding cover 2, the roof of which is modified to install solar panels 8, which provide charging of the battery 4, the capacity and output voltage of which are determined by the power consumption of the electronic unit 3. The input switch 18 and the signal converter 19 can be They are based on analog switch MAX4590, configuration 2 × SPST, capacitor type K10-43V, comparator on chip LT311A, operational amplifier OP177A, microprocessor Atmega168, and measurement and control controller 20 is based on microcontroller PIC24FJ256GA106. The transceiver 21 can be made on the basis of a GSM modem of the GSM 1800 type, and the interface 22 can be made on the basis of an MAX485 interface chip. Of all the components that make up the electronic unit 3, most of the energy consumed is accounted for by the GSM modem, and then only during the transmission of the message (approximately 1 A). However, the average current consumption of an electronic unit with the aforementioned element base is: in active mode, about 20 mA, and in sleep mode, between data receiving / transmitting sessions, of the order of microampere units. At the same time, the typical nominal voltage of the digital components of the electronic unit 3 is 3.6 V, and to supply the analog nodes, a voltage of at least +/- 5 V is required. Thus, a 12-volt battery with a capacitance can be used to function the electronic unit 3 5 A * h., And the solar panel must provide a voltage of 15 V and a current of at least 0.5 A. For example, a CHN10-36M solar panel with a size of 290 mm × 290 mm provides a current of 0.55 A with an output voltage of 18 V. as the reference electrode 9 can be used electrode alignment model - ENES-3M is equipped with a sensor polarization potential production Stavropol radio factory. As a block of indicator plates for corrosion rate 10, a corrosion rate sensor can be used - DSC-1 produced by Energomera Concern, and a protector 11 for PMU10 is used as a protector 11. As a controlled valve element 12, a transistor with a collector current of at least 0.8 A, a gain of at least 200 must be used. The domestic KT686F transistor (1k = 1.5 A, Kus = 250-630) satisfies these requirements, the limit switched voltage It is not critical, since for serial devices the minimum value of this parameter is obviously more than the required one.

Описание работы устройства.Description of the device.

Основным назначением устройства является измерение параметров сооружения и стабилизация его защитного потенциала на заданном уровне. Диапазоны измеряемых параметров и диапазон стабилизации поляризационного потенциала регламентированы нормативной документацией (ГОСТ ИСО 9.602-2005) и имеют следующие значения:The main purpose of the device is to measure the parameters of the structure and stabilize its protective potential at a given level. The ranges of measured parameters and the range of stabilization of the polarization potential are regulated by the regulatory documentation (GOST ISO 9.602-2005) and have the following meanings:

- поляризационный потенциал, Uпп (-3,2 В) - 0 В;- polarization potential, Upp (-3.2 V) - 0 V;

- суммарный потенциал Ucyм(-4,0 В) - 0 В;- the total potential Ucim (-4.0 V) - 0 V;

- ток поляризации вспомогательного электрода Iп(- 10 мА) - (+10 мА);- polarization current of the auxiliary electrode Ip (- 10 mA) - (+10 mA);

- сопротивление Nk 0 Ом - 15 Ом.- resistance Nk 0 Ohm - 15 Ohm.

- стабилизации поляризационного потенциала Уст Uпп (-0,85 В) - (-1,15 В)- stabilization of the polarization potential of the Device Upp (-0.85 V) - (-1.15 V)

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device works as follows.

Аналоговые сигналы, формируемые электродом сравнения 9, блоком пластин-индикаторов скорости коррозии 10, защищаемым сооружением, поступают на входной коммутатор 18, а с его выхода - на преобразователь сигналов 19. Далее, преобразованные в цифровую форму результаты измерений поступают на контроллер измерения и управления 20, в энергонезависимой памяти которого содержится алгоритм работы всего электронного блока. Контроллер измерения и управления 20 подключен одним из портов к приемопередатчику 21, посредством которого обменивается данными с диспетчерским пунктом, передавая результаты измерения параметров сооружения, и получая команды управления. Еще один порт контроллера измерения и управления 20 подключен к интерфейсу 22, посредством которого обеспечивается передача результатов измерения непосредственно на внешним компьютер или на переносной носитель информации. Программирование контроллера измерения и управления 20 также осуществляется через интерфейс 22. Для стабилизации защитного потенциала сооружения используется порт контроллера измерения и управления 20, подключенный к входу управления управляемого вентильного элемента 12, через который протектор 11 соединен с защищаемым сооружением. Ток, протекающий от протектора 11 к защищаемому сооружению, зависит от разности потенциалов между базой и эмиттером транзистора 12, который используется в виде управляемого вентильного элемента 12. Изменяя разность потенциалов между базой и эмиттером транзистора 12, контроллер измерения и управления 20 может управлять током, отдаваемым протектором 11 защищаемому сооружению, изменяя тем самым его защитный потенциал. Значение уровня потенциала, которое должно поддерживаться контроллером измерения и управления 20 программируется, как через интерфейс 22, так и через приемопередатчик 21 с диспетчерского пункта.Analog signals generated by reference electrode 9, a block of indicator plates of corrosion rate 10, protected by the structure, go to input switch 18, and from its output - to signal converter 19. Next, the digitized measurement results go to measurement and control controller 20 , in the non-volatile memory of which contains the algorithm of the entire electronic unit. The measurement and control controller 20 is connected by one of the ports to the transceiver 21, through which it communicates with the control center, transmitting the results of measuring the parameters of the structure, and receiving control commands. Another port of the measurement and control controller 20 is connected to the interface 22, through which the measurement results are transferred directly to an external computer or to a portable storage medium. The measurement and control controller 20 is also programmed via interface 22. To stabilize the protective potential of the structure, use the port of the measurement and control controller 20 connected to the control input of the controlled valve element 12, through which protector 11 is connected to the protected structure. The current flowing from the protector 11 to the protected structure depends on the potential difference between the base and the emitter of the transistor 12, which is used as a controlled valve element 12. By changing the potential difference between the base and the emitter of the transistor 12, the measurement and control controller 20 can control the current given protector 11 protected structure, thereby changing its protective potential. The value of the potential level, which must be maintained by the measurement and control controller 20, is programmed both through the interface 22 and through the transceiver 21 from the control center.

Заявляемое техническое решение, в том виде, каким оно описано в материалах заявки, позволяет:The claimed technical solution, as described in the application materials, allows you to:

1. Обеспечить автономными техническими средствами энергонезависимую защиту труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала сооружения в зоне действия входящего в состав устройства протектора.1. To provide with autonomous technical means non-volatile protection of areas of an underground structure that are difficult to reach for electricity supply in the mode of automatic stabilization of the protective potential of the structure in the area of the tread component.

2. Дистанционный контроль состояния удаленного подземного сооружения.2. Remote control of the state of a remote underground structure.

3. Дистанционное управление параметрами защиты удаленного сооружения3. Remote control of remote facility protection parameters

4. Построить более рациональное и экономное распределение средств защиты трубопровода, имеющего на пути его пролегания труднодоступные для электроснабжения участки.4. To build a more rational and economical distribution of the means of protection of the pipeline, which has areas that are difficult of access for the power supply on its way.

Вышеизложенные сведения показывают, что при использовании заявляемого изобретения выполнена следующая совокупность условий:The above information shows that when using the claimed invention made the following set of conditions:

- средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в средствах защиты подземных металлических сооружений различного назначения, в том числе трубопроводов.- means embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in the means of protection of underground metal structures for various purposes, including pipelines.

- средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата, заключающегося в обеспечении энергонезависимой защиты труднодоступных для электроснабжения участков подземного сооружения в режиме автоматической стабилизации защитного потенциала с возможностью дистанционного контроля и управления работой защитного устройства.- a means of embodying the claimed invention in its implementation, is able to achieve the technical result consisting in providing non-volatile protection of areas of underground construction that are difficult to reach for power supply in the automatic stabilization mode of the protective potential with the possibility of remote control and control of the protective device operation.

Для заявляемого устройства, в том виде, в котором оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью средств, описанных в заявке, следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.For the claimed device, in the form in which it is characterized in the stated claims, the possibility of its implementation is confirmed by means of the means described in the application, therefore, the claimed invention meets the criterion INDUSTRIAL APPLICABILITY.

Claims (1)

Автономное устройство для катодной защиты подземных сооружений, содержащее корпус в виде стойки контрольно-измерительного пункта с откидным кожухом, электронный блок, аккумулятор, клеммную панель, датчик и замок, размещенные на торцевом основании корпуса внутри откидного кожуха, на двухскатной крыше которого размещены солнечные панели, соединенные кабелем с электронным блоком, размещенные за пределами корпуса электрод сравнения и блок пластин-индикаторов скорости коррозии, подключенные с помощью кабелей к клеммной панели, к которой подключено и защищаемое сооружение, при этом электронный блок содержит входной коммутатор, подключенный к клеммной панели, преобразователь сигналов, соединенный с выходом входного коммутатора, контроллер измерения и управления, соединенный с выходом преобразователя сигналов, и соединенные с контроллером измерения и управления приемопередатчик с встроенной антенной и интерфейс, оснащенный соединителем для подключения внешних устройств, отличающееся тем, что оно снабжено протектором и размещенным на клеммной панели управляемым вентильным элементом в виде транзистора, эмиттер которого подключен через клеммную панель к защищаемому сооружению, коллектор подключен через клеммную панель к протектору, а база подключена к дополнительному выходу контроллера измерения и управления.A stand-alone device for cathodic protection of underground structures, comprising a housing in the form of a rack of a measuring and measuring point with a folding casing, an electronic unit, a battery, a terminal panel, a sensor and a lock located on the end base of the housing inside the folding casing, on a sloping roof of which there are solar panels, cable connected to the electronic unit, placed outside the body of the reference electrode and a block of indicators of corrosion rate, connected with cables to the terminal panel, to which The protected structure is connected, and the electronic unit contains an input switch connected to the terminal board, a signal converter connected to the output of the input switch, a measurement and control controller connected to the output of the signal converter, and a transceiver with an integrated antenna and interface equipped with a connector for connecting external devices, characterized in that it is equipped with a protector and a controllable valve placed on the terminal panel With a transistor element, the emitter of which is connected through the terminal panel to the protected structure, the collector is connected through the terminal panel to the protector, and the base is connected to the auxiliary output of the measurement and control controller.
RU2018103502A 2017-05-10 2017-05-10 Self-contained device for cathodic protection of underground structures RU2690261C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103502A RU2690261C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Self-contained device for cathodic protection of underground structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103502A RU2690261C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Self-contained device for cathodic protection of underground structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690261C1 true RU2690261C1 (en) 2019-05-31

Family

ID=67037987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018103502A RU2690261C1 (en) 2017-05-10 2017-05-10 Self-contained device for cathodic protection of underground structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690261C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021062403A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 Borin F W Automated cathodic protection measurement and communication system and method
RU2747723C1 (en) * 2020-01-06 2021-05-13 Общество с ограниченной ответственностью «КБ СпецПроект» Method for measuring the polarization potential of an underground steel construction
RU2806264C1 (en) * 2020-01-30 2023-10-30 Максим Николаевич Кухарев Autonomous system for measuring and reproducing potentials and cathodic protection parameters

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU649232A1 (en) * 1976-07-07 1995-10-27 С.Н. Сульдин Automatic device for corrosion protection
RU2350971C1 (en) * 2007-12-06 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Газприборавтоматика" Device for measurement of components (polarising and ohm) of potential of underground metal structure in areas of cathode protection installations coverage with pulsating voltage at outlet
RU90215U1 (en) * 2009-08-27 2009-12-27 Ооо "Парсек" AUTOMATED DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND METAL STRUCTURES

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU649232A1 (en) * 1976-07-07 1995-10-27 С.Н. Сульдин Automatic device for corrosion protection
RU2350971C1 (en) * 2007-12-06 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Газприборавтоматика" Device for measurement of components (polarising and ohm) of potential of underground metal structure in areas of cathode protection installations coverage with pulsating voltage at outlet
RU90215U1 (en) * 2009-08-27 2009-12-27 Ооо "Парсек" AUTOMATED DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND METAL STRUCTURES

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021062403A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 Borin F W Automated cathodic protection measurement and communication system and method
RU2747723C1 (en) * 2020-01-06 2021-05-13 Общество с ограниченной ответственностью «КБ СпецПроект» Method for measuring the polarization potential of an underground steel construction
RU2806264C1 (en) * 2020-01-30 2023-10-30 Максим Николаевич Кухарев Autonomous system for measuring and reproducing potentials and cathodic protection parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7048501B2 (en) Low power, high resolution automatic measurement, centralized data acquisition and analysis
BRPI0809531B1 (en) intelligent power distribution module, method for monitoring an electrical charge and method for monitoring a device connected to an electrical charge
RU2690261C1 (en) Self-contained device for cathodic protection of underground structures
CN207074246U (en) A kind of GIS partial discharge on-line monitoring system
KR20100102591A (en) Device for monitoring water quality
KR102229138B1 (en) The portable wireless sensor system for realtime measuring water quality based on internet of things
CN104330639B (en) Industrial UPS battery internal resistance online testing device
CN207528886U (en) A kind of lead-acid accumulator on-line monitoring is safeguarded and early warning system
CN210775648U (en) Three-phase electric energy meter system
JP2013252033A (en) Power controller, power supply control method and power supply control program
CN102869955A (en) Wireless sensor unit and maintenance method for wireless sensor
Zhu et al. Energy harvesting in substations for powering autonomous sensors
CN108847013A (en) Data transmission system and data transmission method of solar module
CN107167207B (en) Water meter device
RU90215U1 (en) AUTOMATED DIAGNOSTIC DEVICE FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND METAL STRUCTURES
RU156115U1 (en) BATTERY ELECTRONIC RECORDER
CN205301405U (en) Novel digital power frequency virtual value multimeter of low -power consumption
CN201266208Y (en) Socket type metering ammeter
RU2265921C2 (en) System for diagnosing lead storage batteries
CN210051387U (en) NB-IoT gas meter with temperature detection function
CN209230862U (en) A kind of intelligent pressure monitoring device based on NBIoT network
CN211478435U (en) Pipeline anti-corrosion system
CN202533548U (en) High-voltage capacitive device on-line insulation detection device provided with battery for supplying power
RU172075U1 (en) OUTDOOR INFORMATION DISPLAY FOR MEASURING INSTRUMENTS WITH LED DISPLAY
CN207570683U (en) A kind of battery temp monitoring device