一种管道阴极电位同步检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种管道阴极电位同步检测系统及检测方法，包括断流装置，检测装置和服务器，该系统能够通过GPS模块的PPM脉冲实现了各断流装置的同步通断，通过驱动固态继电器实现了对阴保电源输出端的电位通断控制。检测装置设置有高精度的AD模块，使得测量电路的精度达到了毫伏级。该系统克服了检测时时间同步困难的问题，避免了因为无线网络通信延时，造成的服务器发送的指令不能同时被各台设备接收到所引起的断流装置无法同步通断，检测装置无法准确采集通断电位数据而需要连续采集产生大量冗余数据的问题。这样，不仅提高了测量效率，而且可以灵活在线更换测量模式，保证了测量数据的准确性和高效性，对管道阴极电位检测具有重要的意义。

Pipeline cathode potential synchronous detection system and detection method

The invention relates to a pipeline cathode potential synchronous detection system and method, including drying device, detection device and the server, the system can use the GPS module to achieve synchronization of the PPM pulse cut-off device broken, driven by solid state relay to realize the potential of cathodic protection power source output end of the on-off control. The detection device is equipped with high-precision AD module, so that the accuracy of the measurement circuit reaches the MV level. This system overcomes the difficulties when detecting the time synchronization problem, avoid because of wireless network communication delay, transmission caused by the server command cannot be received the equipment caused by the cut-off device cannot synchronize the on-off detection device can not accurately capture off potential data and need continuous acquisition of redundant data caused by the problem. In this way, not only the measurement efficiency is improved, but also the measurement mode can be flexibly replaced online, which ensures the accuracy and efficiency of the measurement data, which is of great significance to the detection of the cathode potential of the pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种管道阴极电位同步检测系统及检测方法
本专利技术属于管道阴极电位检测
，具体涉及一种管道阴极电位同步检测系统及检测方法。
技术介绍
管道运输是油气运输中最可靠，快捷，经济的主要方式。油气的管道运输从原油，天然气的生产，精炼，储存到用户的使用全过程起了非常重要的作用。阴极保护就是通过某种方式在被保护金属构筑物上施以足够的阴极电流，通过阴极极化使金属电位负移，从而使金属腐蚀的阳极溶液速度大幅度减小，甚至完全停止，这种保护金属构筑物免遭腐蚀破坏的方法称为阴极保护。管道的阴极保护就是要消除钢质管道在电解质中腐蚀原电池的阳极区，利用外加电流对管道进行阴极极化，使管道成为腐蚀原电池的阴极区，从而使管道受到保护。专利号为2014102387108的专利申请，公开了一种用于埋地金属管道的阴极保护电位监测系统，包括若干个用于对管道上不同位置的电位进行测量的数据采集终端以及用于接收各个数据采集终端反馈的检测数据的监控中心，所述数据采集终端包括极化探头、测试桩和电池组，所述测试桩的底部设置有数据采集器，所述数据采集器包括空心壳体以及封装在空心壳体内的数据采集电路，所述电池组用于为数据采集电路供电；所述数据采集电路包括电位采集电路、信号调理电路、单片机、RS-232接口芯片、GPRS模块和光耦继电器，所述电位采集电路的输入端有两个接线柱，所述极化探头内的极化试片和参比电极通过导线分别与两个接线柱连接，并且与极化试片对应的接线柱通过导线连接在管道的被测位置上，电位采集电路用于采集管道上被测位置的电位，并将采集得到电位值传送到信号调理电路；所述信号调理电路包括一级反向比例器和二级正向比例器，电位采集电路将采集的电位值经过一级反向比例器由负信号转换成正信号，再经过二级正向比例器放大调整后传送到单片机集成的A/D转换器进行A/D转换；单片机将经过运算处理后的电位值传送到RS-232接口芯片，RS-232接口芯片内置有监控中心的IP地址和监测点的编号，RS-232接口芯片将收到的电位值、监控中心的IP地址和监测点的编号打包后传送到GPRS模块，单片机通过光耦继电器控制GPRS模块的定时通断电，GPRS模块根据监控中心的IP地址定时将对应监测点的电位值传回监控中心，监控中心对接收到的数据按照内部设定程序进行分析、处理。该金属管道的阴极保护电位监测系统，虽然实现了对管道上不同位置的电位进行远程监测，并定期将检测数据传回监控中心，由监控中心将数据存入数据库，可以对实时数据进行显示和历史数据的回调，有利于数据分析，实现了信号的预测报警和管道的异常点定位的功能。但是，该金属管道的阴极保护电位监测系统，在实际应用中存在校准困难的问题，由于存在无线网络通信延时，监控中心发送的指令并不能同时被各台设备接收到，因此无法做到同步多个数据采集终端，而且控制采集通断时刻的电位，需要一直连续采集管道上的电位值，不仅增添了很多的冗余数据，测量效率低下，更重要的是无法更换测量模式，这导致采集数据的模式单一，重新设置采集模式困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的管道阴极保护电位监测系统同步断流困难，测量精度低的问题。为此，本专利技术提供了一种管道阴极电位同步检测系统，包括断流装置，检测装置和服务器，所述断流装置包括外壳，散热片，安装于外壳上的接线柱，以及位于壳内的主控芯片、固态继电器和保护电路；所述散热片与固态继电器固定连接，用于增强固态继电器通断电流产生的热量的散热效率；所述主控芯片还连接有无线通讯模块，GPS模块和电源模块，所述通讯模块通过UART串口和主控芯片通信，用于接收GPS信息和服务器指令，然后传送到主控芯片；所述主控芯片通过对GPS信息和服务器指令进行接收，处理、判断，进而控制固态继电器的通断，用以实现对阴保电源输出的控制；所述电源模块用于提供主控芯片工作所需的电能；所述检测装置包括壳体以及安装于壳体内的印刷电路板，所述印刷电路板包括电压测量电路，第二主控芯片，第二通讯模块，第二GPS模块和第二电源模块构成；所述电压测量电路，用于检测管道阴极电压信号，并进行调理、滤波、放大，然后输出到与第二主控芯片电连接的AD模块，经过AD转换后，传送到第二主控芯片；所述服务器包括测试模块、数据接收模块、异常处理模块，所述测试模块用于发送测试指令到断流装置或者检测装置，使得断流装置或者检测装置进入工作状态；所述数据接收模块，用于接收断流装置或者检测装置上传的数据，并进行判断、存储；所述异常处理模块，用于发送异常报告。所述断流装置的主控芯片的型号是STM32F103VCT6。所述线通讯模块、GPS模块的型号是SIM928A。所述固态继电器的型号为SDM40100D。所述断流装置的同步采用GPS模块的PPM脉冲。一种检测管道阴极电位的方法，包括如下步骤：（1）在所需检测的管道沿线安装检测装置；（2）在管道的阴极保护电源输出端接入断流装置；（3）使用无线通讯网络和GPS的标准分脉冲同步断流装置；（4）同步检测装置，设置测量时刻；（5）检测管道阴极电位；（6）通过移动通信网络将数据返回服务器进行存储。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种管道阴极电位同步检测系统，能够通过GPS模块的PPM脉冲实现了断流装置的同步通断，通过驱动固态继电器实现了对阴保电源输出端的电位通断控制。检测装置设置有高精度的AD模块，使得测量电路的精度达到了毫伏级。该系统克服了检测时时间同步困难的问题，避免了因为无线网络通信延时，造成的服务器发送的指令不能同时被各台设备接收到所引起的断流装置无法同步通断，检测装置无法准确采集通断电位数据而需要连续采集产生大量冗余数据的问题，这样，不仅提高了测量效率，而且可以灵活在线更换测量模式，保证了测量数据的准确性和高效性，对管道阴极电位检测具有重要的意义。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是断流模块示意图。图2是检测模块示意图。图3是测量电路示意图。图4是SIM928A电路示意图。图5是主控芯片示意图。图6是通断峰值效应图。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1：为了解决现有技术中的管道阴极保护电位监测系统同步断流困难，测量精度低的问题，本专利技术提供了一种如图1、图2、图3所示的管道阴极电位同步检测系统，包括断流装置，检测装置和服务器，所述断流装置包括外壳，散热片，安装于外壳上的接线柱，以及位于壳内的主控芯片、固态继电器和保护电路；所述散热片与固态继电器固定连接，用于增强固态继电器通断电流产生的热量的散热效率；断流装置的主控芯片的型号是STM32F103VCT6，所述主控芯片还连接有无线通讯模块，GPS模块和电源模块，所述无线通讯模块、GPS模块的型号是SIM928A，如图4所示。所述无线通讯模块通过UART串口和主控芯片通信，用于接收GPS信息和服务器指令，然后传送到主控芯片通过对这些信息的处理来控制固态继电器的通断；主控芯片通过一个IO口和驱动电路来控制固态继电器开关的通断，实现对阴保电源输出的控制。所述主控芯片通过对GPS信息和服务器指令的接收和处理，然后根据GPS信息或者服务器指令做出判断，执行相应的操作，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道阴极电位同步检测系统，包括断流装置，检测装置和服务器，其特征在于：所述断流装置包括外壳，散热片，安装于外壳上的接线柱，以及位于壳内的主控芯片、固态继电器和保护电路；所述散热片与固态继电器固定连接，用于增强固态继电器通断电流产生的热量的散热效率；所述主控芯片还连接有无线通讯模块，GPS模块和电源模块，所述通讯模块通过UART串口和主控芯片通信，用于接收GPS信息和服务器指令，然后传送到主控芯片；所述主控芯片通过对GPS信息和服务器指令进行处理、判断，进而控制固态继电器的通断，用以实现对阴保电源输出的控制；所述电源模块用于提供主控芯片工作所需的电能；所述检测装置包括壳体以及安装于壳体内的印刷电路板，所述印刷电路板包括电压测量电路，第二主控芯片，第二通讯模块，第二GPS模块和第二电源模块构成；所述电压测量电路，用于检测管道阴极电压信号，并进行调理、滤波、放大，然后输出到与第二主控芯片电连接的AD模块，经过AD转换后，传送到第二主控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种管道阴极电位同步检测系统，包括断流装置，检测装置和服务器，其特征在于：所述断流装置包括外壳，散热片，安装于外壳上的接线柱，以及位于壳内的主控芯片、固态继电器和保护电路；所述散热片与固态继电器固定连接，用于增强固态继电器通断电流产生的热量的散热效率；所述主控芯片还连接有无线通讯模块，GPS模块和电源模块，所述通讯模块通过UART串口和主控芯片通信，用于接收GPS信息和服务器指令，然后传送到主控芯片；所述主控芯片通过对GPS信息和服务器指令进行处理、判断，进而控制固态继电器的通断，用以实现对阴保电源输出的控制；所述电源模块用于提供主控芯片工作所需的电能；所述检测装置包括壳体以及安装于壳体内的印刷电路板，所述印刷电路板包括电压测量电路，第二主控芯片，第二通讯模块，第二GPS模块和第二电源模块构成；所述电压测量电路，用于检测管道阴极电压信号，并进行调理、滤波、放大，然后输出到与第二主控芯片电连接的AD模块，经过AD转换后，传送到第二主控芯片。2.如权利要求1所述的管道阴极电位同步检测系统，其特征在于：所述服务器包括测试模块、数据接收模块、异常处理模块，所述测试模块用于发送测试指令到断流装置或者检测装置，使得断流装置或者检测装置进入工作状态；所述数据接收模块，用于接收断流装置或者检测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫允一，武岳，郑若愚，王曌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61