一种用于金属管道防腐的保护方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于金属管道防腐的保护方法，包括：采集管道的电压电流数据；构建管道的交流电压模型和杂散电流模型；基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数；将所述补偿耦合参数转化为IGBT的门控波形，控制IGBT输出补偿电压。本发明专利技术通过采集并还原真实的管道电压电流数据，从而模拟出管道的交流电压模型和杂散电流模型，进而确定补偿耦合参数，实现了精准治理金属管道腐蚀，解决了传统的金属管道保护方法存在的保护效果弱、环境适应性差的问题。环境适应性差的问题。环境适应性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属管道防腐的保护方法及其装置


[0001]本专利技术涉及金属管道保护
，具体涉及一种用于金属管道防腐的保护方法及其装置。

技术介绍

[0002]金属腐蚀的危害巨大，发达国家每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占全年国民生产总值的2％
‑
4％，远远超过水灾、风灾、地震等自然灾害造成损失的总和。具体有以下表现方式：1.使桥梁、建筑物的金属结构强度降低而造成坍塌；2.地下金属管道发生泄漏；3.轮船的船体损坏；4.金属及其设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低,直至报废惊人的数字。
[0003]在金属腐蚀领域，油气管道等金属管道的腐蚀危害尤为突出。而现有管道防腐主要镁阳极和恒电位仪的方式，其中：镁阳极主要牺牲镁来达到保护管道的作用，镁的输出电压恒定，无法应对杂散电流干扰对管道导致的损失，同时镁阳极属于消耗品，更换是需要进行二次开挖，消耗大量的人力物力；恒电位仪，以保持恒定的电压或者电流，来达到保护管道的腐蚀，但现场实际使用环境十分复杂，杂散电流复杂程度，恒电位仪无法更上杂散电流的变化速度。同时恒电位仪对电能消耗巨大，且对电能的稳定性要求较高。
[0004]综上所述，传统的金属管道保护方法存在保护效果弱、环境适应性差的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种用于金属管道防腐的保护方法及其装置，通过改进检测数据种类及其对应的数据处理方法，解决了传统的金属管道保护方法存在的保护效果弱、环境适应性差的问题。
[0006]为解决以上问题，本专利技术的技术方案为采用一种用于金属管道防腐的保护方法，包括：采集管道的电压电流数据；构建管道的交流电压模型和杂散电流模型；基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数；将所述补偿耦合参数转化为IGBT的门控波形，控制IGBT输出补偿电压。
[0007]可选地，采集管道的电压电流数据，包括：采集管道的交流干扰电压数据；采集管道的直流电压数据；采集管道的等效交流电流分量数据；采集管道的直流电流分量数据。
[0008]可选地，构建管道的交流电压模型包括：基于所述交流干扰电压数据和所述直流电压数据构建杂散电压的所述交流电压模型。
[0009]可选地，构建管道的杂散电流模型包括：基于所述直流电压数据和所述直流电流分量数据计算等效电阻数据；基于所述交流电压模型和所述等效电阻数据构建所述杂散电流模型。
[0010]可选地，基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数，包括：基于所述杂散电流模型提取杂散电流的最大频率及其对应的最小治理周期；基于所述交流电压模型和预设管道维持电压计算补偿电压；基于所述补偿电压、所述杂散电流模型和最小治理周期生成治理能耗；基于所述治理能耗、供电单元的额定电压值生成输出占空比。
[0011]可选地，将所述补偿耦合参数转化为IGBT的门控波形，包括：基于所述补偿电压、所述杂散电流模型和所述输出占空比确定补偿电压的峰峰值、电压曲线、电源通断时间，输出IGBT的门控波形。
[0012]相应地，本专利技术提供，一种用于金属管道防腐的保护装置，包括：电位采集单元，用于采集管道的电压电流数据；杂散电流治理单元，用于构建管道的交流电压模型和杂散电流模型，并基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数后，将所述补偿耦合参数转化为IGBT的门控波形；IGBT驱动单元，用于输出补偿电压。
[0013]可选地，所述保护装置还设置有用于为装置供电的储能单元。
[0014]可选地，所述杂散电流治理单元能够基于所述杂散电流模型提取杂散电流的最大频率及其对应的最小治理周期、基于所述交流电压模型和预设管道维持电压计算补偿电压、基于所述补偿电压、所述杂散电流模型和最小治理周期生成治理能耗、基于所述治理能耗、供电单元的额定电压值生成输出占空比。
[0015]本专利技术的首要改进之处为提供的用于金属管道防腐的保护方法，通过采集并还原真实的管道电压电流数据，从而模拟出管道的交流电压模型和杂散电流模型，进而确定补偿耦合参数，实现了精准治理金属管道腐蚀，解决了传统的金属管道保护方法存在的保护效果弱、环境适应性差的问题。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的用于金属管道防腐的保护方法的简化流程图；
[0017]图2是本专利技术的用于金属管道防腐的保护装置的简化单元连接图；
[0018]图3是本专利技术的治理前的管道电压的示例图；
[0019]图4是基于本专利技术的用于金属管道防腐的保护方法的治理后的管道电压的示例图。
具体实施方式
[0020]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0021]如图1所示，一种用于金属管道防腐的保护方法，包括：
[0022]S1：采集管道的电压电流数据。
[0023]进一步的，采集管道的电压电流数据，包括：采集管道的交流干扰电压数据，其中，V
c
(t)为交流分量、m为集合主要干扰频率个数、A
n
为不同频率交流干扰对应的振幅、nwt为角频率、θ
n
为初始相位角；采集管道的直流电压数据V
d
；采集管道的等效交流电流分量数据I
c
；采集管道的直流电流分量数据I
d
。
[0024]S2：构建管道的交流电压模型和杂散电流模型。
[0025]进一步的，构建管道的交流电压模型包括：基于所述交流干扰电压数据和所述直流电压数据构建杂散电压的所述交流电压模型，所述交流电压模型的表达式为：
[0026][0027]进一步的，构建管道的杂散电流模型包括：基于所述直流电压数据和所述直流电流分量数据计算等效电阻数据；基于所述交流电压模型和所述等效电阻数据构建所述杂散电流模型。
[0028]更进一步的，还原所述等效电阻数据的计算公式为其中，R为管道环境等效电阻；K为调整系数，默认为1；V
d
为所述直流电压数据；I
d
为所述直流电流分量数据。
[0029]更进一步的，基于所述交流电压模型和所述等效电阻数据构建所述杂散电流模型的计算公式为：
[0030]S3：基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数。
[0031]进一步的，基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数，包括：基于所述杂散电流模型提取杂散电流的最大频率及其对应的最小治理周期；基于所述交流电压模型和预设管道维持电压计算补偿电压；基于所述补偿电压、所述杂散电流模型和最小治理周期生成治理能耗；基于所述治理能耗、供电单元的额定电压值生成输出占空比。
[0032]更进一步的，基于所述杂散电流模型提取杂散电流的最大频率及其对应的最小治理周期，包括：基于不同频率交流干扰的角频率确定杂散电流的最大频率，计算公式为：f
max
＝nw；进而利用公式计算最小治理周期T。其中，T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防腐的保护方法，其特征在于，包括：采集管道的电压电流数据；构建管道的交流电压模型和杂散电流模型；基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数；将所述补偿耦合参数转化为IGBT的门控波形，控制IGBT输出补偿电压。2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，采集管道的电压电流数据，包括：采集管道的交流干扰电压数据；采集管道的直流电压数据；采集管道的等效交流电流分量数据；采集管道的直流电流分量数据。3.根据权利要求2所述的保护方法，其特征在于，构建管道的交流电压模型包括：基于所述交流干扰电压数据和所述直流电压数据构建杂散电压的所述交流电压模型。4.根据权利要求2所述的保护方法，其特征在于，构建管道的杂散电流模型包括：基于所述直流电压数据和所述直流电流分量数据计算等效电阻数据；基于所述交流电压模型和所述等效电阻数据构建所述杂散电流模型。5.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，基于所述交流电压模型和所述杂散电流模型确定补偿耦合参数，包括：基于所述杂散电流模型提取杂散电流的最大频率及其对应的最小治理周期；基于所述交流电压模型和预设管道维持电压计算补偿电压；基于所述补偿电压、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁帅，唐勇，刘学辉，姜子鱼，罗芳，
申请(专利权)人：成都博瑞科传科技有限公司，
类型：发明
国别省市：