燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统，所述电压采集模块用于采集燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电压，并输出电压信号；所述电流采集模块用于采集所述燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电流，并输出电流信号；所述主控模块用于将电压信号转换电压数据、将电流信号转换为电流数据；所述NB‑IoT通信模块用于发送电压数据和电流数据；所述数据处理终端用于利用地面基站与所述NB‑IoT通信模块建立通信连接，读取电流数据和电压数据，以监测牺牲阳极的剩余寿命。

【技术实现步骤摘要】
燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统
本技术涉及燃气管道的在线监测领域，特别是涉及一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统。
技术介绍
填埋在城市地下的高压燃气管道一般采用不锈钢等金属材料制成。由于地下环境复杂，潮湿酸碱等因素都会对燃气管道进行腐蚀侵害等作用，一旦管道出现穿孔损害，会对人民生命财产安全造成不可估量的破坏。燃气管道的腐蚀保护一般采用外接更为活泼的金属物(即牺牲阳极)的方式进行保护，使得环境对燃气管道的腐蚀表现为对牺牲阳极的腐蚀。牺牲阳极可以有效保护燃气管道不被腐蚀，但是，一旦牺牲阳极被腐蚀消失后，燃气管道便因此失去保护。由于牺牲阳极的腐蚀速度与环境息息相关，且一般被埋于地下，不容易及时观察其是否被完全腐蚀，尤其长时间后，燃气管道的牺牲阳极被完全腐蚀，燃气管道失去保护的情况管理者不得知，燃气管道极易发生泄漏风险。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统。一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统，所述在线监控系统包括：设于燃气管道现场的现场信号采集设备以及远离燃气管道现场的数据处理终端；所述现场信号采集设备包括：主控模块、电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块；所述主控模块分别与所述电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块连接；所述数据处理终端通过所述NB-IoT通信模块与所述主控模块通信；所述电压采集模块用于采集燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电压，并输出电压信号；所述电流采集模块用于采集所述燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电流，并输出电流信号；所述主控模块用于将电压信号转换电压数据、将电流信号转换为电流数据；所述NB-IoT通信模块用于发送电压数据和电流数据；所述数据处理终端用于利用地面基站与所述NB-IoT通信模块建立通信连接，读取电流数据和电压数据，以监测牺牲阳极的剩余寿命。燃气管道一般填埋于地下，上述燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统，具备窄带物联网(NB-IoT，NarrowBandInternetofThings,)通信模块,NB-IoT通信模块的信号覆盖范围广且深，可以穿透地下、墙壁等，联网能力强，有利于地下的燃气管道与其牺牲阳极的电流电压数据的传输，管理者只要利用数据终端就可以在线监测燃气管道上牺牲阳极的电流电压状况，以了解燃气管道上牺牲阳极的剩余寿命，减小燃气管道发生泄漏的风险。在其中一个实施例中，所述现场信号采集设备还包括串口接口；所述主控模块通过所述串口接口与所述NB-IoT通信模块连接。在其中一个实施例中，所述现场信号采集设备还包括导线以及接线端子，所述导线用于连接燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极，所述接线端子与所述导线连接；所述电压采集模块是采集所述接线端子上的电压，所述电流采集模块是采集所述接线端子上的电流。在其中一个实施例中，所述电流采集模块为感应式电流传感器模块。在其中一个实施例中，所述感应式电流传感器模块包括霍尔电流传感器。在其中一个实施例中，所述霍尔电流传感器的数量为三个；所述电压采集模块包括一个AD7606电压采集模块。在其中一个实施例中，所述现场信号采集设备还包括容量为20000mA～50000mA的锂电池，所述锂电池用于为所述主控模块供电。在其中一个实施例中，所述现场信号采集设备还包括时钟模块，所述时钟模块与所述主控模块连接，用于记录所述主控模块接收到电流数据时的接收时标，并用于记录主控模块接收到电压数据时的接收时标。在其中一个实施例中，所述主控模块为微控制器系统，所述微控制器系统包括微控制芯片以及电路板，所述微控制芯片布设在所述电路板上，且所述霍尔电流传感器、AD7606电压采集模块、NB-IoT通信模块、锂电池以及时钟模块布设在所述电路板上。在其中一个实施例中，所述现场信号采集设备包括外壳，所述微控制器系统、NB-IoT通信模块、电压传感器、锂电池以及时钟模块设于所述外壳内，所述接线端子部分伸出所述外壳。附图说明图1为一个实施例中燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统的结构示意图；图2为另一个实施例中燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统的结构示意图；图3为一个实施例中的现场信号采集设备10中各元件的布放示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1为一个实施例中燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统的结构示意图。图1中在线监控系统包括：设于燃气管道现场的现场信号采集设备10以及远离燃气管道现场的数据处理终端20；现场信号采集设备10包括：主控模块101、电压采集模块102、电流采集模块103以及NB-IoT通信模块104；主控模块分别与电压采集模块102、电流采集模块103以及NB-IoT通信模块104连接；数据处理终端20通过NB-IoT通信模块与主控模块通信；电压采集模块102用于采集燃气管道与燃气管道上的牺牲阳极之间的电压，并输出电压信号；电流采集模块103用于采集燃气管道与燃气管道上的牺牲阳极之间的电流，并输出电流信号；主控模块101用于将电压信号转换电压数据、将电流信号转换为电流数据；NB-IoT通信模块104用于发送电压数据和电流数据；数据处理终端20用于利用地面基站与NB-IoT通信模块104建立通信连接，读取电流数据和电压数据，以监测牺牲阳极的剩余寿命。对于NB-IoT通信模块104，NB-IoT通信模块104的通信协议可以为3GPP协议，可支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，只消耗大约180KHz的频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络。NB-IoT通信模块104具体可采用Boudica120型号的NB-IoT芯片或Hi2110型号的NB-IoT芯片。具体地，请参阅图1，现场信号采集设备10还包括串口接口105；主控模块101通过串口接口105与NB-IoT通信模块104连接。NB-IoT通信模块104无需大缓存，单位时间内传输的数据量小，使用串口接口105就可以满足NB-IoT通信模块的数据传输要求。数据处理终端20可为具备数据处理能力以及显示功能的终端；具体地，数据处理终端20为电脑或智能手机。数据处理终端20接收到电流数据和电压数据，因为牺牲阳极的电流电压会随着活性金属的流失越来越小，因此用户可以根据数据处理终端20接收到的电流数据和电压数据的大小监测牺牲阳极的剩余寿命。数据处理终端20可内置牺牲阳极的剩余寿命的计算软件，该计算软件根据电流数据和电压数据即可计算出牺牲阳极的剩余寿命。其他实施例中，请参阅图2，NB-IoT通信模块104可将电流数据和电压数据通过地面基站上传到服务器30，服务器30可内置牺牲阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统，其特征在于，所述在线监控系统包括：设于燃气管道现场的现场信号采集设备以及远离燃气管道现场的数据处理终端；所述现场信号采集设备包括：主控模块、电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块；所述主控模块分别与所述电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块连接；/n所述数据处理终端通过所述NB-IoT通信模块与所述主控模块通信；/n所述电压采集模块用于采集燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电压，并输出电压信号；/n所述电流采集模块用于采集所述燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电流，并输出电流信号；/n所述主控模块用于将电压信号转换电压数据、将电流信号转换为电流数据；/n所述NB-IoT通信模块用于发送电压数据和电流数据；/n所述数据处理终端用于利用地面基站与所述NB-IoT通信模块建立通信连接，读取电流数据和电压数据，以监测牺牲阳极的剩余寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃气管道的牺牲阳极的剩余寿命的在线监控系统，其特征在于，所述在线监控系统包括：设于燃气管道现场的现场信号采集设备以及远离燃气管道现场的数据处理终端；所述现场信号采集设备包括：主控模块、电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块；所述主控模块分别与所述电压采集模块、电流采集模块以及NB-IoT通信模块连接；
所述数据处理终端通过所述NB-IoT通信模块与所述主控模块通信；
所述电压采集模块用于采集燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电压，并输出电压信号；
所述电流采集模块用于采集所述燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极之间的电流，并输出电流信号；
所述主控模块用于将电压信号转换电压数据、将电流信号转换为电流数据；
所述NB-IoT通信模块用于发送电压数据和电流数据；
所述数据处理终端用于利用地面基站与所述NB-IoT通信模块建立通信连接，读取电流数据和电压数据，以监测牺牲阳极的剩余寿命。


2.根据权利要求1所述的在线监控系统，其特征在于，所述现场信号采集设备还包括串口接口；所述主控模块通过所述串口接口与所述NB-IoT通信模块连接。


3.根据权利要求1或2所述的在线监控系统，其特征在于，所述现场信号采集设备还包括导线以及接线端子，所述导线用于连接燃气管道与所述燃气管道上的牺牲阳极，所述接线端子与所述导线连接；所述电压采集模块是采集所述接线端子上的电压，所述电流采集模块是采集所述接线端子上的电流。
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【专利技术属性】
技术研发人员：董志君，刘伟，梁凯，唐路平，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44