一种外置型外加电流阴极保护监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种外置型外加电流阴极保护监测系统，包括一外置于外加电流阴极保护系统的仪器保护箱，在仪器保护箱内部设置有电源管理器、数据采集器、数据传输模块、电压传感器、监测系统内部温湿度传感器和温湿度采集模块；在外加电流阴极保护系统的阳极主电缆、阴极主电缆、辅助阳极电缆上安装有电流传感器，在被保护钢结构上安装电位传感器，在直流电源的输出端子上连接两根输出电压采集线，在直流电源的输入电源线缆上设置断电监测模块，在直流电源的接地端安装接地电阻传感器，将各个检测传感器连接至仪器保护箱内，实现对外加电流阴极保护系统的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种外置型外加电流阴极保护监测系统
本专利技术涉及阴极保护领域，特别是一种外置型外加电流阴极保护监测系统。
技术介绍
外加电流阴极保护系统(简称“外加电流系统”)作为一种有效的防腐措施，在海洋构筑物防腐蚀领域得到了广泛应用。然而，由于海洋环境腐蚀性强，外加电流系统长期在其中服役时，会受到严重的腐蚀威胁。另外，外加电流系统由直流电源、参比电极、辅助阳极、电缆、监测设备等多部分构成，内部线路、电缆、电子元器件、控制过程等均较为复杂，容易受到众多不可预见因素(如人为因素、环境等)的影响，导致外加电流系统发生故障。例如：(1)正负极接反，将使得钢桩被强制腐蚀；(2)电流或电压调节范围不适宜，造成钢管桩过保护或者欠保护；(3)供电电缆断路使外加电流系统停止运行；(4)辅助阳极电缆或辅助阳极损坏，导致局部保护不足；(5)直流电源受海洋大气侵蚀，造成电子元器件失效，导致外加电流系统故障等。因此，专业的维护管理是保障外加电流系统使用寿命及效果的重要措施。然而，人工巡查在时间上存在不连续性，往往不能及时发现存在的问题，影响阴极保护效果。外加电流系统常带有自动监测模块，但主要监测直流电源的相关参数，如输出电压、输出电流、保护电位等，无法全面反映系统运行中出现的问题。例如：(1)监测的输出电流主要为直流电源总输出电流。如果采用恒流模式，当某个辅助阳极损坏时，总输出电流不会改变，但会导致辅助阳极其他支路电流增大，最终可能造成其他区域过保护，而辅助阳极损坏区域欠保护。因此，仅监测总输出电流很难全面反映外加电流系统真正问题所在。(2)当直流电源设备或线路发生故障时，监测模块也可能会受到影响，如停止运行、数据传输异常等，导致监测效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种外置型外加电流阴极保护监测系统，独立于外加电流阴极保护系统之外(不受其运行状态影响)，用于全面监测外加电流系统的运行状态，为保障外加电流系统的使用寿命及效果提供积极支持。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种外置型外加电流阴极保护监测系统，包括一外置于外加电流阴极保护系统的仪器保护箱(14)，在仪器保护箱内部设置有防浪涌空气开关(27)、稳压模块(28)、电源管理器(29)、数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)、接线排(30)、蓄电池(35)、电压传感器(41)、监测系统内部温湿度传感器(37)和温湿度采集模块(42)；在仪器保护箱(14)外壁上还设置有天线(40)；本监测系统具有两种供电方式，一种是蓄电池(35)连接电源管理器(29)，通过蓄电池(35)为监测系统供电，另一种是由外加电流阴极保护系统的直流电源的电源输出线(25)经仪器保护箱(14)上的电缆防水接头(26)引入仪器保护箱(14)内部，并经浪涌空气开关(27)连接稳压模块(28)，稳压模块(28)连接电源管理器(29)，从而实现由外加电流阴极保护系统的直流电源(3)为本监测系统供电；所述电源管理器(29)的输出端连接在接线排(30)上，通过接线排方便为各个模块供电；所述数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)均与接线排供电端口连接，且数据采集器(32)与数据存储器(31)连接，数据采集器(32)还与数据传输模块(33)连接，数据传输模块(33)与天线(40)连接；监测系统内部温湿度传感器(37)与温湿度采集模块(42)连接，温湿度采集模块(42)与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在外加电流阴极保护系统的阳极主电缆(6)、阴极主电缆(7)、辅助阳极电缆(11)上安装有电流传感器及其保护盒(19)，各个电流传感器的连接电缆引入电流传感器接线盒(18)，在电流传感器接线盒内将各电流传感器连接电缆与总线连接，总线引至仪器保护箱(14)内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在被保护钢结构(1)上安装电位传感器(23)，将电位传感器和被保护钢结构的单芯信号电缆共同引入电位传感器接线盒(24)中，在电位传感器接线盒内将两条单芯信号电缆与两芯信号电缆电连接，两芯信号电缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的输出端子上连接两根输出电压采集线(22)，两根输出电压采集线接入仪器保护箱内，并与电压传感器(41)的采集端口连接，电压传感器与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的输入电源线缆(4)上设置断电监测模块(20)，断电监测模块的线缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的接地端安装接地电阻传感器(21)，接地电阻传感器(21)的连接电缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在仪器保护箱外侧安装有外部环境温湿度传感器(15)，外部环境温湿度传感器的线缆引至仪器保护箱内，并与仪器保护箱内的温湿度采集模块(42)连接；在直流电源保护箱内侧安装由直流电源内部温湿度传感器(43)，直流电源内部温湿度传感器的线缆引至仪器保护箱内，并与仪器保护箱内的温湿度采集模块(42)连接。在上述技术方案中，在仪器保护箱外侧顶部安装视频监控模块(16)，视频监控模块的线缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接。进一步的，所述视频监控模块防护等级在IP66及以上，可旋转改变视角(0～360°)，并拥有定时图像抓取、远程传输、本地储存、云储存、人员移动警报、夜视等功能。在上述技术方案中，所述仪器保护箱的防护等级在IP66及以上，箱体上安装有防水透气阀，内部放置干燥剂或气相缓蚀剂。在上述技术方案中，仪器保护箱上连接电缆的引出或引入部位全部采用电缆防水接头，并在缝隙处施加密封材料用以密封。在上述技术方案中，所述电流传感器接线盒用于电流传感器的接线，接线时，电流传感器接线盒的进线端口从仪器保护箱中引入供电线及信号线，通过电流传感器接线盒内部的接线排实现分线，然后通过出线端将各分线引至分布于各监测点的各个电流传感器，实现多个电流传感器与供电模块及数据采集器的连接。在上述技术方案中，所述仪器保护箱通过支架安装在直流电源(3)一侧，并做好接地，周围用钢质围栏保护。在上述技术方案中，外置型外加电流阴极保护监测系统通过有线或无线形式与监测中心计算机连接。本专利技术的优点和有益效果为：1)本专利技术采用外置模式，独立于外加电流阴极保护系统之外，不受外加电流阴极保护系统工作状态的影响，可在外加电流阴极保护系统停止工作的情况下继续实施监测和预警。(2)本专利技术监测功能全面，除常规的输出电流、输出电压及保护电位外，还可实现辅助阳极电流、阳极主电缆电流、阴极主电缆电流、接地状况、电源供电状况、直流电源保护箱内温湿度以及外部环境温湿度、监测系统保护箱内部温湿度和钢结构保护电位，并可实现视频监控及人员移动报警，有助于分析故障原因、及时预警和及早采取处理措施，对于保障外加电流系统正常运行有着积极意义。(3)本专利技术的安装方式简单、操作方便、施工便捷，无需拆卸原有外加电流阴极保护系统，即可方便地在外加电流系统监测点处安装传感器，无需对直流电源设备进行大面积改造。本专利技术适用于有监测功能的外加电流系统，特别适用于原本无监测功能的外加电流系统。(4)本监测系统具有两种供电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外置型外加电流阴极保护监测系统，其特征在于：包括一外置于外加电流阴极保护系统的仪器保护箱(14)，在仪器保护箱内部设置有防浪涌空气开关(27)、稳压模块(28)、电源管理器(29)、数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)、接线排(30)、蓄电池(35)、电压传感器(41)、监测系统内部温湿度传感器(37)和温湿度采集模块(42)；在仪器保护箱(14)外壁上还设置有天线(40)；本监测系统具有两种供电方式，一种是蓄电池(35)连接电源管理器(29)，通过蓄电池(35)为监测系统供电，另一种是由外加电流阴极保护系统的直流电源的电源输出线(25)经仪器保护箱(14)上的电缆防水接头(26)引入仪器保护箱(14)内部，并经浪涌空气开关(27)连接稳压模块(28)，稳压模块(28)连接电源管理器(29)，从而实现由外加电流阴极保护系统的直流电源(3)为本监测系统供电；所述电源管理器(29)的输出端连接在接线排(30)上，通过接线排方便为各个模块供电；所述数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)均与接线排供电端口连接，且数据采集器(32)与数据存储器(31)连接，数据采集器(32)还与数据传输模块(33)连接，数据传输模块(33)与天线(40)连接；监测系统内部温湿度传感器(37)与温湿度采集模块(42)连接，温湿度采集模块(42)与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在外加电流阴极保护系统的阳极主电缆(6)、阴极主电缆(7)、辅助阳极电缆(11)上安装有电流传感器及其保护盒(19)，各个电流传感器的连接电缆引入电流传感器接线盒(18)，在电流传感器接线盒内将各电流传感器连接电缆与总线连接，总线引至仪器保护箱(14)内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在被保护钢结构(1)上安装电位传感器(23)，将电位传感器和被保护钢结构的单芯信号电缆共同引入电位传感器接线盒(24)中，在电位传感器接线盒内将两条单芯信号电缆与两芯信号电缆电连接，两芯信号电缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的输出端子上连接两根输出电压采集线(22)，两根输出电压采集线接入仪器保护箱内，并与电压传感器(41)的采集端口连接，电压传感器与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的输入电源线缆(4)上设置断电监测模块(20)，断电监测模块的线缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的接地端安装接地电阻传感器(21)，接地电阻传感器(21)的连接电缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在仪器保护箱外侧安装有外部环境温湿度传感器(15)，外部环境温湿度传感器的线缆引至仪器保护箱内，并与仪器保护箱内的温湿度采集模块(42)连接；在直流电源保护箱内侧安装由直流电源内部温湿度传感器(43)，直流电源内部温湿度传感器的线缆引至仪器保护箱内，并与仪器保护箱内的温湿度采集模块(42)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种外置型外加电流阴极保护监测系统，其特征在于：包括一外置于外加电流阴极保护系统的仪器保护箱(14)，在仪器保护箱内部设置有防浪涌空气开关(27)、稳压模块(28)、电源管理器(29)、数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)、接线排(30)、蓄电池(35)、电压传感器(41)、监测系统内部温湿度传感器(37)和温湿度采集模块(42)；在仪器保护箱(14)外壁上还设置有天线(40)；本监测系统具有两种供电方式，一种是蓄电池(35)连接电源管理器(29)，通过蓄电池(35)为监测系统供电，另一种是由外加电流阴极保护系统的直流电源的电源输出线(25)经仪器保护箱(14)上的电缆防水接头(26)引入仪器保护箱(14)内部，并经浪涌空气开关(27)连接稳压模块(28)，稳压模块(28)连接电源管理器(29)，从而实现由外加电流阴极保护系统的直流电源(3)为本监测系统供电；所述电源管理器(29)的输出端连接在接线排(30)上，通过接线排方便为各个模块供电；所述数据采集器(32)、数据存储器(31)、数据传输模块(33)均与接线排供电端口连接，且数据采集器(32)与数据存储器(31)连接，数据采集器(32)还与数据传输模块(33)连接，数据传输模块(33)与天线(40)连接；监测系统内部温湿度传感器(37)与温湿度采集模块(42)连接，温湿度采集模块(42)与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在外加电流阴极保护系统的阳极主电缆(6)、阴极主电缆(7)、辅助阳极电缆(11)上安装有电流传感器及其保护盒(19)，各个电流传感器的连接电缆引入电流传感器接线盒(18)，在电流传感器接线盒内将各电流传感器连接电缆与总线连接，总线引至仪器保护箱(14)内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在被保护钢结构(1)上安装电位传感器(23)，将电位传感器和被保护钢结构的单芯信号电缆共同引入电位传感器接线盒(24)中，在电位传感器接线盒内将两条单芯信号电缆与两芯信号电缆电连接，两芯信号电缆引至仪器保护箱内，与接线排供电端口及数据采集器(32)连接；在直流电源(3)的输出端子上连接两根输出电压采集线(22)，两根输...

【专利技术属性】
技术研发人员：管学鹏，张文锋，张天华，陈艳萍，高非凡，薛华鑫，
申请(专利权)人：天津港设施管理服务公司，中交天津港湾工程研究院有限公司，中交第一航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12