牺牲阳极发生电流监测探头及其制备方法技术

本发明专利技术公开了牺牲阳极发生电流监测探头及其制备方法。本发明专利技术提供的探头包括如下组件：牺牲阳极支撑腿（１）、霍尔传感器组件、水密电缆（５）、填充材料（６）、绝缘封装壳体（７）和磁屏蔽外护套（８）；霍尔传感器组件由霍尔传感器（２）、导磁环（３）和霍尔传感器电路（４）组成；导磁环套设于牺牲阳极支撑腿上；霍尔传感器设于导磁环开口中；霍尔传感器电路与霍尔传感器电连接；霍尔传感器组件封装于绝缘封装壳体内；绝缘封装壳体套设于牺牲阳极支撑腿上；磁屏蔽外护套包覆于绝缘封装壳体外；水密电缆一端与霍尔传感器电路电连接，另一端伸出磁屏蔽外套；除霍尔传感器组件，密封腔内充满填充材料。本发明专利技术的探头非介入式测量牺牲阳极发生电流，即使探头故障，也不影响牺牲阳极正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
为了保护钢结构物在海洋环境中免遭腐蚀破坏，通常利用牺牲阳极对全浸区和 海泥区钢结构(即阴极)进行阴极保护(见图l)。由于结构形式和环境条件对材 料的腐蚀行为影响很大，特别是对于缺乏腐蚀实测数据的新开发海区，现有的牺牲 阳极阴极保护设计标准与实际情况往往会有一定出入，造成阴极保护系统设计上的 缺陷。为了验证和检验阴极保护设计是否合理、工作状态是否正常，现阶段最有效 的技术手段是在牺牲阳极腿上安装电流探头，对牺牲阳极的发生电流进行监测，以 便了解牺牲阳极能否在初始极化、维持和末期三个阶段，达到设计规定的保护电流 密度。在现有的海洋石油平台阴极保护监测系统中，监测装置均采用分流器(标准电 阻)法测量牺牲阳极发生电流，即通过测量流经标准电阻的电压降求得牺牲阳极发 生电流。由于测量时必须使牺牲阳极工作电流全部流经分流器，才能准确地测得牺 牲阳极发生电流，安装时必须首先切断牺牲阳极与被保护钢结构(即阴极)之间的电连接(见图2)，将牺牲阳极发生电流先接入电流监测探头13，流经探头内的分 流器后，再流入作为阴极的被保护体(见图3)，对阴极实施防腐保护。海洋钢结 构(即阴极)的牺牲阳极都是通过与结构同材质的阳极腿焊接到钢结构上的，为了 切断牺牲阳极与被保护钢结构(即阴极)之间的电连接，必须分别将牺牲阳极两端 与导管架连接的钢结构阳极腿从中间割断，再在截断的阳极腿断面两端焊接上绝缘 法兰，利用绝缘法兰将截断的阳极腿接续好，使牺牲阳极重新坐落在被保护的钢结 构上。电流探头的连线分别连接到绝缘法兰的两端，使保护电流流经跨接在绝缘法 兰的电流探头后，再进入被保护体，实施保护。上述介入式测量方法有以下两个方 面的缺陷1)由于牺牲阳极、电流探头以及阴极之间是串联连接，牺牲阳极发生电流必须 先流经电流探头才能进入被保护体， 一旦电流探头损坏，特别是暴露在海水中的探 头电缆发生断裂时，直接造成牺牲阳极和被保护结构之间的电连接断路，使牺牲阳极无法对被保护结构实施保护，导致所设计的阴极保护系统失效，从而降低结构的 设计寿命。2)切割阳极腿，利用绝缘法兰对阳极腿实施连接，直接破坏了牺牲阳极整体结 构，降低了牺牲阳极本身的结构强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。 为实现上述目的，本专利技术可以采用以下技术方案牺牲阳极发生电流监测探头 14，其特征在于探头包括如下组件霍尔传感器组件、水密电缆5、填充材料6、 绝缘封装壳体7和磁屏蔽外护套8;所述霍尔传感器组件由霍尔传感器2、导磁环3 和霍尔传感器电路4组成；导磁环3是具有一个开口的环体，霍尔传感器2设于导磁环的开口中，霍尔传感器电路4与霍尔传感器2电连接；不分流通过牺牲阳极支撑腿电流的磁屏蔽外护套8包覆于绝缘封装壳体7外，霍尔传感器组件设于绝缘封装壳体7内；水密电缆 5—端与所述霍尔传感器电路4电连接，另一端伸出所述磁屏蔽外护套8;所述装置中部设有一个穿过导磁环内且和导磁环形状相匹配的通道，所述通道的轴心与导磁环的轴心重合；除霍尔传感器组件和所述通道外，绝缘封装壳体7内的空间充满 填充材料6。所述探头还可包括用于将霍尔传感器和1导磁环2固定在牺牲阳极支撑腿1上 的支架9。所述探头中，当所述导磁环为圆环结构时，所述通道也为圆形通道，且所述通 道穿过所述导磁环的内环。本专利技术还提供了上述牺牲阳极发生电流监测探头14的制备方法。 本专利技术提供的上述牺牲阳极发生电流监测探头14的制备方法，包括如下步骤:1) 将具有一个开口的导磁环3套设于牺牲阳极支撑腿1上；2) 将霍尔传感器2和霍尔传感器电路4进行电连接；将霍尔传感器电路4与 水密电缆5的一端进行电连接，水密电缆5的另一端游离；将霍尔传感器2置于导 磁环3的开口中并固定在牺牲阳极支撑腿1上；3) 将设有开口 10的绝缘封装壳体套设于牺牲阳极支撑腿1上，形成空腔体， 将霍尔传感器组件封装于绝缘封装壳体内；4) 将填充材料6通过所述开口 IO灌满所述空腔体；5)填充材料6凝固后，将磁屏蔽外护套8包覆在绝缘封装壳体7外，磁屏蔽 外护套8不分流通过牺牲阳极支撑腿的电流；水密电缆5的游离端伸出磁屏蔽外护 套8;得到安装于牺牲阳极支撑腿1上的牺牲阳极发生电流监测探头14。 步骤l)中的导磁环3和步骤2)中的霍尔传感器2可通过支架9固定在牺牲 阳极支撑腿l上。为实现上述目的，本专利技术还可以采用以下技术方案牺牲阳极发生电流监测探 头15，其特征在于探头包括如下组件牺牲阳极支撑腿l、霍尔传感器组件、水密电缆5、填充材料6、绝缘封装壳体7和磁屏蔽外护套8;霍尔传感器组件由霍尔 传感器2、导磁环3和霍尔传感器电路4组成；导磁环3是具有一个开口的环体，套设于牺牲阳极支撑腿1上；霍尔传感器2 设于导磁环的开口中，且固定于牺牲阳极支撑腿1上；霍尔传感器电路4与霍尔传感器2电连接；所述霍尔传感器组件封装于绝缘封装壳体7内；绝缘封装壳体7套 设于牺牲阳极支撑腿l上，形成密封腔；不分流通过牺牲阳极支撑腿的电流的磁屏 蔽外护套8包覆于绝缘封装壳体7夕卜;水密电缆5 —端与霍尔传感器电路4电连接，另一端伸出磁屏蔽外套8;除了所述霍尔传感器组件，所述密封腔内充满填充材料6。所述探头还可包括将霍尔传感器和1导磁环2固定在牺牲阳极支撑腿1上的支 架9。本专利技术还提供了上述牺牲阳极发生电流监测探头15的制备方法。本专利技术提供的牺牲阳极发生电流监测探头15的制备方法，包括如下步骤1) 将具有一个开口的导磁环3套设于牺牲阳极支撑腿1上；2) 将霍尔传感器2和霍尔传感器电路4进行电连接；将霍尔传感器电路4与 水密电缆5的一端进行电连接，水密电缆5的另一端游离；将霍尔传感器2置于导 磁环3的开口中并固定在牺牲阳极支撑腿1上；3) 将设有开口 10的绝缘封装壳体套设于牺牲阳极支撑腿1上，形成空腔体， 将霍尔传感器组件封装于包装绝缘封装壳体内；4) 将填充材料6通过所述开口 IO.灌满所述空腔体；5) 填充材料6凝固后，将磁屏蔽外护套8包覆在绝缘封装壳体7外，磁屏蔽 外护套8不分流通过牺牲阳极支撑腿的电流；水密电缆5的游离端伸出磁屏蔽外护套8;得到牺牲阳极发生电流监测探头15。步骤l)中的导磁环3和步骤2)中的霍尔传感器2可通过支架9固定在牺牲 阳极支撑腿1上。任何用于霍尔测量的导磁材料均可用于制备所述导磁环，如软铁、硅钢或坡莫 合金，优选硅钢。任何满足如下条件的材料均可用作填充材料绝缘胶状液体，加入固化剂一定时间后可以凝固成固体，且不影响磁场，不与其他部件发生化学反应，凝固后可起到水密和抗压作用。所述填充材料具体可为环氧树脂；所述环氧树脂可以采用购买 的环氧树脂也可以采用任何常规方法配制的环氧树脂。所述绝缘封装壳体的材质具体可为聚氯乙烯PVC;所述磁屏蔽外护套的材质可为D36钢、DH36钢、软铁或硅钢，优选为D36钢或 DH36钢。所述磁屏蔽外护套由导电材料制成，所述磁屏蔽外护套上设有阻断其分流通过 牺牲阳极支撑腿的电流的缝隙。所述探头中，导磁环的内径，绝缘封装壳体、磁屏蔽外护套、支架的大小均取 决于牺牲阳极支撑腿的管径。霍尔传感器电路可选厂家提供的与传感器配套的电路 装置，也可以根据实际需要自行开发。为了防止环氧树脂凝固之前流出壳体，在灌注环氧树脂之前可以用密封垫填本文档来自技高网...

【技术保护点】
牺牲阳极发生电流监测探头，其特征在于：它包括如下组件：霍尔传感器组件、水密电缆（５）、填充材料（６）、绝缘封装壳体（７）和磁屏蔽外护套（８）；所述霍尔传感器组件由霍尔传感器（２）、导磁环（３）和霍尔传感器电路（４）组成；　导磁环（３）是具有一个开口的环体，霍尔传感器（２）设于导磁环的开口中，霍尔传感器电路（４）与霍尔传感器（２）电连接；不分流通过牺牲阳极支撑腿电流的磁屏蔽外护套（８）包覆于绝缘封装壳体（７）外，霍尔传感器组件设于绝缘封装壳体（７）内；水密电缆（５）一端与所述霍尔传感器电路（４）电连接，另一端伸出所述磁屏蔽外护套（８）；所述装置中部设有一个穿过导磁环内且和导磁环形状相匹配的通道，所述通道的轴心与导磁环的轴心重合；除霍尔传感器组件和所述通道外，绝缘封装壳体（７）内的空间充满填充材料（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰志刚，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]