【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阴极保护系统自动化监测研究领域，特别涉及一种核电厂鼓形滤网阴极保护系统状态原位自动化多参数监测装置以及基于该监测装置的评估方法。
技术介绍
1、核电厂鼓形滤网采用阴极保护技术进行腐蚀防护，为定期检验阴极保护系统可靠性，目前主要依靠人工到鼓形滤网主轴平台进行阴极保护电位检测，存在效率低、误差大、风险高等问题。
2、针对这样的问题，如技术专利cn2022216698210中公开了一种核电厂鼓形旋转滤网阴极保护监测装置，其包括用于安装在核电厂鼓形旋转滤网的辐条槽钢上的夹具，以及安装于夹具上且与辐条槽钢的采集对象连接的采集模块。该核电厂鼓形旋转滤网阴极保护监测装置解决了核电站鼓形滤网受环境和空间无法对阴极保护进行监测的难题，提升了鼓形滤网阴极保护管理水平，对做好预防性腐蚀管理、为设备稳定运行与延寿提供保障，且其不会影响鼓形滤网的正常旋转运行，该装置从根本上解决了以前人工进行水下测量的不准确、不及时及人身伤害、人员淹溺、坠落等问题和风险，同时节约人力成本、确保人员安全的同时可提高机组阴极保护系统可靠性。
3、又如专利技术专利cn2021116216203中公开了一种核电厂鼓形滤网腐蚀状态的监测方法，包括如下步骤：将监测模块的正极与所述鼓形滤网电性连接，所述监测模块的负极与电位传感器电性连接；控制所述电位传感器移动至不同位置的测量点，用于测量所述鼓形滤网与不同位置的所述测量点之间的电位；和/或，控制所述电位传感器的测量点位置固定，用于测量所述鼓形滤网的不同位置与所述测量点之间的电位；根据测量得到的所述电
4、上述两项专利均从核电现场阴极保护系统运维需求出发，开发了鼓形旋转滤网阴极保护电位监测装置，区别在于专利cn2022216698210所述夹具和采集模块安装于辐条槽钢上随着鼓网旋转，可通过多点安装获得不同位置阴极保护电位；专利cn2021116216203所述监测模块安装于鼓网间混凝土墙壁的可移动装置上，通过机械装置移动而实现不同位置的阴极保护电位监测。
5、由于鼓网与混凝土结构中的钢筋电导通，会导致阴极保护电流发生泄漏，其大小与钢筋混凝土的状态相关，即当混凝土开裂、脱落，则钢筋与海水接水电阻降低，泄漏电流增大。若泄漏电流逐渐增大，则可能发生阴极保护系统容量不足，电位欠保护造成设备腐蚀。因此，有必要长期对阴极保护电位、电流密度、余氯浓度这三个关键参数进行监测，并通过计算获得阴极保护电流实际值和泄漏值，从而自动化评估阴极保护系统健康指数。上述两项专利虽可实现阴极保护电位就地实时监测及数据存储，但存在监测参数单一的问题，无法实现多维度阴极保护系统运参数监测及自动化健康诊断功能。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于鼓型滤网的阴极保护系统的自动化监测装置。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、一种适用于鼓型滤网的阴极保护系统的自动化监测装置，包括数据传输模块和传感器，所述传感器设置在鼓型滤网上，用于采集鼓形滤网水面以下的阴极保护电位、保护电流密度和环境余氯浓度；所述传感器包括数据采集单元、数据发送单元、工作电极、银/氯化银参比电极、余氯测量电极和第一供电电池；所述数据传输模块包括数据接收单元、数据存储单元、4g-dtu数据传输单元和第二供电电池。
4、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述阴极保护电位的测量范围为-10v～+10v，精度1mv；所述保护电流密度，以面积为1cm2的316l不锈钢为工作电极，电流测量范围为1μa～100μa，精度0.1μa；所述余氯浓度的测量范围为0～20mg/l，精度0.01mg/l。
5、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述鼓型滤网包括转轴、辐条和位于周向上的网片；所述鼓型滤网上设置有多组传感器，包括设置在所述辐条靠近所述网片一端部上的第一组传感器、设置在所述辐条中间位置的第二组传感器和位于所述转轴端部的第三组传感器，每组均包括多个传感器。
6、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一组传感器和第二组传感器分别位于不同的辐条上。
7、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第二组传感器对应分布在相邻的第一组传感器之间。
8、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一组传感器包括对称设置的4-8个传感器，第二组传感器包括对称设置的4-8个传感器，第三组传感器包括对应所述转轴端部的2-4个传感器。
9、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述传感器包括基座和设置在所述基座上的壳体，所述工作电极、银/氯化银参比电极、余氯测量电极设置在所述壳体上，所述壳体内设置有低功耗arm模块、低功耗蓝牙模块、ldo电压转换器、flash数据存储器、adc采集电路、陀螺仪、电阻器、锂离子电池。
10、本专利技术还提供了一种基于上述的自动化监测装置进行阴极保护系统的评估方法，包括如下步骤：
11、将传感器安装于鼓形滤网的10个位置上，在线原位采集鼓形滤网阴极保护电位、保护电流密度和余氯浓度，实时监测对应区域的阴极保护电位值，并通过计算获得阴极保护电流实际值和泄漏值。然后，基于阴极保护电位分布情况和阴极保护电流泄漏值，采用算法模型，实现自动化评估阴极保护系统健康指数。
12、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述阴极保护电流实际值按照如下步骤进行计算：基于10个传感器在线原位采集的鼓形滤网电流密度，利用余氯浓度-阴极保护电流密度变化曲线，通过测得的余氯浓度，获得各电流密度值影响值i余氯影响值，再将各传感器电流密度测量值i测量值减去i余氯影响值，计算获得对应区域实际电流密度值，即i实际值＝i测量值-i余氯影响值，然后乘以对应区域的面积，从而获得阴极保护电流实际值。
13、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述阴极保护电流泄漏值按照如下步骤进行计算：将阴极保护电源装置输出电流减去阴极保护电流实际值，得到阴极保护电流泄漏值，即i泄漏值＝i输出值-i实际值。
14、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述算法模型为：10个传感器测得的阴极保护电位健康指数定义为ke1～ke10，权重80％；阴极保护电流泄漏值健康指数定义为ki，权重20％。即：
15、
16、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述健康指数为：
17、1)以银/氯化银为参比电极，标准电位保护范围为-0.80v～-1.05v，中间值为-0.925v，以中间值得100分，-0.80v和-1.05v得60分，则：
18、
19、2)阴极保护电源装置输出电流设计冗余为额定值的25％，因此，以泄漏电流达到输出电流额定值的25％得0分，泄漏电流为0得100分，则：
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1.一种适用于鼓型滤网阴极保护系统的自动化监测装置，其特征在于，包括数据传输模块和传感器，所述传感器设置在鼓型滤网上，用于采集鼓形滤网水面以下的阴极保护电位、保护电流密度和余氯浓度；所述传感器包括数据采集单元、数据发送单元、工作电极、银/氯化银参比电极、余氯测量电极和第一供电电池；所述数据传输模块包括数据接收单元、数据存储单元、4G-DTU数据传输单元和第二供电电池。
2.根据权利要求1所述的自动化监测装置，其特征在于，所述阴极保护电位的测量范围为-10V～+10V；所述保护电流密度，以面积为1cm2的不锈钢为工作电极，电流的测量范围为1μA～100μA；所述余氯浓度的测量范围为0～20mg/L。
3.根据权利要求1所述的自动化监测装置，其特征在于，所述鼓型滤网包括转轴、辐条和位于周向上的网片；所述鼓型滤网上设置有多组传感器，包括设置在所述辐条靠近所述网片一端部上的第一组传感器、设置在所述辐条中间位置的第二组传感器和位于所述转轴端部的第三组传感器，每组均包括多个传感器。
4.根据权利要求3所述的自动化监测装置，其特征在于，所述第一组传感器包括对
5.根据权利要求1所述的自动化监测装置，其特征在于，所述传感器包括基座和设置在所述基座上的壳体，所述工作电极、银/氯化银参比电极、余氯测量电极设置在所述壳体上，所述壳体内设置有ARM模块、蓝牙模块、LDO电压转换器、FLASH数据存储器、ADC采集电路、陀螺仪、电阻器和电池。
6.一种基于权利要求1-5任意一项所述的自动化监测装置进行阴极保护系统的评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于，所述阴极保护电流实际值按照如下步骤进行计算：基于多个传感器在线原位采集的鼓形滤网电流密度，利用余氯浓度-阴极保护电流密度变化曲线，通过测得的余氯浓度，获得各电流密度值影响值i余氯影响值，再将各传感器电流密度测量值i测量值减去i余氯影响值，计算获得对应区域实际电流密度值，即i实际值＝i测量值-i余氯影响值，然后乘以对应区域的面积，从而获得阴极保护电流实际值。。
8.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于，所述阴极保护电流泄漏值按照如下步骤进行计算：将阴极保护电源装置输出电流减去阴极保护电流实际值，得到阴极保护电流泄漏值，即I泄漏值＝I输出值-I实际值。
9.根据权利要求6所述的评估方法，其特征在于，所述算法模型为：
10.根据权利要求9所述的评估方法，其特征在于，所述健康指数为：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于鼓型滤网阴极保护系统的自动化监测装置，其特征在于，包括数据传输模块和传感器，所述传感器设置在鼓型滤网上，用于采集鼓形滤网水面以下的阴极保护电位、保护电流密度和余氯浓度；所述传感器包括数据采集单元、数据发送单元、工作电极、银/氯化银参比电极、余氯测量电极和第一供电电池；所述数据传输模块包括数据接收单元、数据存储单元、4g-dtu数据传输单元和第二供电电池。
2.根据权利要求1所述的自动化监测装置，其特征在于，所述阴极保护电位的测量范围为-10v～+10v；所述保护电流密度，以面积为1cm2的不锈钢为工作电极，电流的测量范围为1μa～100μa；所述余氯浓度的测量范围为0～20mg/l。
3.根据权利要求1所述的自动化监测装置，其特征在于，所述鼓型滤网包括转轴、辐条和位于周向上的网片；所述鼓型滤网上设置有多组传感器，包括设置在所述辐条靠近所述网片一端部上的第一组传感器、设置在所述辐条中间位置的第二组传感器和位于所述转轴端部的第三组传感器，每组均包括多个传感器。
4.根据权利要求3所述的自动化监测装置，其特征在于，所述第一组传感器包括对称设置的4-6个传感器，第二组传感器包括对称设置的4-6个传感器，第三组传感器包括对应所述转轴端部的2-4个传感器。
5.根据权利要求1所述的自动化...
【专利技术属性】
技术研发人员：林泽泉，张磊，李卓航，彭群家，韩正，胡金来，韩学杰，蔡章英，李克，曹岩，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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