本实用新型专利技术公开了一种用于金属管道的阴极保护电位监测装置，包括第一直流信号采集单元、第二直流信号采集单元、交流信号采集单元、数据采集单元和开关单元，其中第一直流信号采集单元用于采集自然电位，第二直流信号采集单元用于采集通电电位和断电电位，其中自然电位为未实施阴极保护的管道与土壤间的电位差，通电电位为已实施阴极保护的管道与土壤间的电位差，断电电位为断开阴极保护瞬间管道与土壤之间的电位差，交流信号采集单元用于采集交流干扰电压。通过获取通电电位和断电电位，可以分析土壤环境对实际管道电位测量的影响，获取真实的阴极保护电位，为监测阴极保护装置的运行情况提供数据支撑。行情况提供数据支撑。行情况提供数据支撑。
【技术实现步骤摘要】
一种用于金属管道的阴极保护电位监测装置
[0001]本技术涉及信号监测
，尤其涉及一种用于金属管道的阴极保护电位监测装置。
技术介绍
[0002]埋地管道包括各种输油、输气以及输水管道，绝大多数埋地管道为金属管道，为了提高金属管道的抗腐蚀能力，延长使用寿命，金属管道一般采用外防腐层加阴极保护或其它业已证明有效的腐蚀控制技术来保护管道，而管道防腐层在预制出厂、中间运输、现场施工等环节上，会不可避免的造成防腐层缺陷，是必然存在破损点的，那么这时，只有采用牺牲阳极或者强制电流的阴极保护方式对破损点处裸露金属进行防护，才能使管道得到有效的保护。随着经济的发展，地面电磁环境越来越复杂，埋地管道附近直流输电系统，交流高压输电线路等建设也在飞速发展，交直流电气化铁路及其整流站、变电所、大型工厂、交流接地体、直流接地体等可能的杂散电流干扰源，均会加快金属管道的腐蚀速度，因而对阴极保护系统的效果评估就显得尤为重要。传统采用人工定期现场测量的方式，存在检测不及时，数据不准确、耗费大量人力等问题，且无法满足管道数量及管网范围不断扩大的需求。为了解决传统方式的种种弊端，研发了一种金属管道阴极保护电位监测装置，实现电位的自动化采集与数据分析，达到管道终端数字化智能管控的目的。
技术实现思路
[0003]本技术针对现有技术中的不足，提供了一种用于金属管道的阴极保护电位监测装置，包括第一直流信号采集单元、第二直流信号采集单元、交流信号采集单元、数据采集单元和开关单元。其中第一直流信号采集单元的输入端用于连接第二试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集自然电位；所述自然电位为未实施阴极保护的管道与土壤间的电位差已实施阴极保护的金属管道在断电后与参比电位间的电压。第二直流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集通电电位和断电电位，所述通电电位为已实施阴极保护的管道与土壤间的电位差，断电电位为断开阴极保护瞬间管道与土壤之间的电位差。交流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集交流干扰电压，所述交流干扰电压为金属管道感应的工频干扰电压。开关单元的一端连接第一试片和所述数据采集单元，另一端连接金属管道和牺牲阳极，通过开关的开闭完成通电电位、断电电位的测量。
[0004]优选的，第一或第二直流信号采集单元包括输入端与第二试片或第一试片连接的第一前端保护电路、与第一前端保护电路的输出端连接的低通滤波电路、与所述低通滤波电路的输出端连接的滤除工频干扰电路、以及与所述滤除工频干扰电路的输出端连接的转换滤波电路。
[0005]优选的，所述滤除工频干扰电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，所述第三电阻的一端与低通滤波电路的输入端和第二电容一
端连接，第三电阻另一端与第五电阻的一端、第三电容一端和第四电容一端连接，所述第五电阻的另一端与第五电容一端和转换滤波电路输入端连接，所述第五电容另一端与第二电容另一端、第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端、第三电容另一端和第四电容另一端均接地。
[0006]优选的，所述转换滤波电路包括第一电压跟随器电路、第一同相加法器电路和低通滤波电路，所述第一电压跟随器电路的输入端与滤除工频干扰电路输出端连接，所述第一电压跟随器电路的输出端与第一同相加法器电路输入端连接，所述第一同相加法器电路输出端连接低通滤波电路。
[0007]优选的，所述第一电压跟随器电路包括第一运放、第六电容和第七电容，所述第一同相加法器电路包括第二运放、第六电阻、第七电阻、第八电容，所述第一运放正向输入端与滤除工频干扰电路输出端连接，第一运放反向输入端与第一运放输出端、第六电阻一端连接，第一运放高电压端与第六电容一端和正电源端连接，所述第六电容另一端和第七电容另一端均接地，所述第一运放低电压端与第七电容一端和负电源端连接，所述第二运放正向输入端与第六电阻另一端、第七电阻一端连接，第二运放反向输入端与第二运放输出端、第八电阻一端连接，第二运放高电压端与第八电容一端和正电源端连接，所述第八电容另一端和第二运放低电压端均接地。
[0008]优选的，所述交流信号采集单元包括输入端与第一试片连接的第二前端保护电路、与所述第二前端保护电路的输出端连接的分压滤波电路、与所述分压滤波电路的输出端连接的整流电路、和与所述整流电路的输出端连接的放大电路。
[0009]优选的，所述分压滤波电路包括第十电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和第十一电容，所述整流电路包括第三运放、快速开关二极管、第十二电阻和第十二电容，所述第十电容一端与第二前端保护电路输出端连接，第十电容另一端通过第九电阻与第十电阻一端、第十一电阻一端连接，所述第十一电阻另一端与第十一电容一端、第三运放反向输入端、以及第十二电阻一端连接，所述第十电阻另一端和第十一电容另一端均接地，所述第三运放正向输入端、第三运放低电压端均接地，第三运放高电压端与第十二电容一端和正电源端连接，第三运放输出端与快速开关二极管输入端连接，快速开关二极管输出端与第十二电阻另一端和放大电路输入端连接。
[0010]优选的，所述放大电路包括第四运放、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十三电容、第十四电容、第十五电容，所述十三电阻一端与快速开关二极管输出端连接，十三电阻另一端与第四运放正向输入端连接，第四运放反向输入端通过第十五电阻接地并与第十四电阻一端和第十四电容一端连接，所述第十四电阻另一端与第十四电容另一端、第十六电阻一端、以及第四运放输出端连接，第十六电阻另一端与第十五电容一端连接，第十五电容另一端接地。
[0011]优选的，所述开关单元包括继电器驱动电路和通电断电电位检测电路，其中通断电电位检测电路包括第三前端保护电路、与第三前端保护电路输出端连接的防干扰电路、与防干扰电路的输出端连接的第二电压跟随器电路、和与所述第二电压跟随器电路输出端连接的第二同相加法器电路
[0012]优选的，所述防干扰电路包括第二十二、二十三、二十四、二十五电阻，第十七、十八、十九、二十、二十一电容，所述第二十二电阻一端与第十七电容一端、第二十三电阻一
端、第十八电容一端连接，所述第二十三电阻另一端与第二十四电阻一端、第二十电容一端、第二十一电容一端连接，第二十四电阻另一端与第十九电容一端、和第二电压跟随器电路输入端连接，所述第十九电容另一端与第十八电容另一端、和第二十五电阻一端连接，所述第二十五电阻另一端、第二十电容另一端、第二十一电容另一端均接地。
[0013]本技术公开的用于金属管道的阴极保护电位监测装置，包括第一直流信号采集单元、第二直流信号采集单元、交流信号采集单元、数据采集单元和开关单元，其中第一直流信号采集单元的输入端用于连接第二试片，用于采集自然电位；第二直流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，用于采集通电电位和断电电位。交流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，用于采集交流干扰电压；开关单元连接埋地管道与所述第一试片，且靠近所述埋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于金属管道的阴极保护电位监测装置，其特征在于，包括：第一直流信号采集单元、第二直流信号采集单元、交流信号采集单元、数据采集单元和开关单元；所述第一直流信号采集单元的输入端用于连接第二试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集自然电位；所述自然电位为未实施阴极保护的管道与土壤间的电位差；所述第二直流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集通电电位和断电电位，所述通电电位为已实施阴极保护的管道与土壤间的电位差，断电电位为断开阴极保护瞬间管道与土壤之间的电位差；所述交流信号采集单元的输入端用于连接第一试片，输出端连接所述数据采集单元，用于采集交流干扰电压，所述交流干扰电压为金属管道感应的工频干扰电压；所述开关单元的一端连接第一试片和所述数据采集单元，另一端连接金属管道和牺牲阳极，通过开关的开闭完成通电电位、断电电位的测量。2.根据权利要求1所述的用于金属管道的阴极保护电位监测装置，其特征在于：所述第一直流信号采集单元或第二直流信号采集单元包括输入端与第二试片或第一试片连接的第一前端保护电路、与第一前端保护电路的输出端连接的低通滤波电路、与所述低通滤波电路的输出端连接的滤除工频干扰电路、以及与所述滤除工频干扰电路的输出端连接的转换滤波电路。3.根据权利要求2所述的用于金属管道的阴极保护电位监测装置，其特征在于：所述滤除工频干扰电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容，所述第三电阻的一端与低通滤波电路的输入端和第二电容一端连接，第三电阻另一端与第五电阻的一端、第三电容一端和第四电容一端连接，所述第五电阻的另一端与第五电容一端和转换滤波电路输入端连接，所述第五电容另一端与第二电容另一端、第四电阻一端连接，所述第四电阻另一端、第三电容另一端和第四电容另一端均接地。4.根据权利要求3所述的用于金属管道的阴极保护电位监测装置，其特征在于：所述转换滤波电路包括第一电压跟随器电路、第一同相加法器电路和低通滤波电路，所述第一电压跟随器电路的输入端与滤除工频干扰电路输出端连接，所述第一电压跟随器电路的输出端与第一同相加法器电路输入端连接，所述第一同相加法器电路输出端连接低通滤波电路。5.根据权利要求4所述的用于金属管道的阴极保护电位监测装置，其特征在于：所述第一电压跟随器电路包括第一运放、第六电容和第七电容，所述第一同相加法器电路包括第二运放、第六电阻、第七电阻、第八电容，所述第一运放正向输入端与滤除工频干扰电路输出端连接，第一运放反向输入端与第一运放输出端、第六电阻一端连接，第一运放高电压端与第六电容一端和正电源端连接，所述第六电容另一端和第七电容另一端均接地，所述第一运放低电压端与第七电容一端和负电源端连接，所述第二运放正向输入端与第六电阻另一端、第七电阻一端连接，第二运放反向输入端与...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫通胜，彭星，
申请(专利权)人：上海新奥新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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