现场在线阴极保护电位监测装置制造方法及图纸

一种现场在线阴极保护电位监测装置，由用于接收被监测阴极保护金属管道Pipe电位信号的接收电路、输入端接接收电路对输入的电位信号进行放大的至少1个单元放大电路构成的放大电路、输入端接放大电路的A/D转换电路、输入端接A/D转换电路的数据通讯电路、与数据通讯电路相连的计算机系统连接构成。本实用新型专利技术具有监测时间长、监测点多、集中管理、实时在线评价、随时随地远程数据传输等优点，可对石油、天然气储运中埋地的金属设备，如管道、储罐的阴极保护效果进行实时在线监测。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于监测金属管道腐蚀的仪器和设备
，具体涉及到现场在线监测阴极保护电位金属管道的装置。
技术介绍
在石油、天然气储运中，所用设备的管道大多数为金属管道，并埋在地面以下，遭受土壤介质的腐蚀，储存石油的储罐罐底也和土壤介质接触，也受土壤介质的腐蚀。钢质的管道和储罐在土壤环境中的腐蚀非常严重，一旦因腐蚀产生穿孔，导致泄漏事故，会产生巨大的经济损失，需要停输对设备进行检修和维修，输送介质的泄露也会对环境造成严重的污染。为了防止输送或储存石油、天然气金属管道的腐蚀所引起的泄漏事故，许多企业采取定期更换设备，不少单位开展了金属设备的腐蚀研究试验，采取了一定的防护措施。目前，对管道、储罐这些埋地的金属设备采用高分子材料涂覆层和阴极保护的联合防护措施。涂覆层以隔断金属设备与土壤介质的接触，减少裸露金属表面的面积，降低阴极保护的总电流。阴极保护对这些埋地金属设备施加相对地(土壤介质)更负的电位，使金属设备处于不发生腐蚀的电位范围，这种保护可保护涂覆层不可避免存在的针孔、长期使用老化引起的开裂、各种机械损伤产生的裸露金属表面。由于涂覆层与这些埋地设备的建设同时实行，以后的检测和维修困难，所以联合防护措施的关键是保证阴极保护的有效性。要保证阴极保护的有效性，要求被保护埋地设备的各个部位达到有效地阴极保护范围，通常采用频繁地检测给定点的阴极保护电位。如果保护不足，埋地设备上裸露金属表面得不到保护，会继续产生严重的腐蚀；如果过保护，因阴极析氢会使涂覆层剥离，失去隔离的保护作用，更严重地是阴极反应析出的氢通过扩散进入金属管道材料内，致使材料产生氢脆。目前阴极保护电位的检测采用人工定期监测，合适地监测周期为1个月，监测周期过长，难以保证阴极保护的有效性，监测时间过短，监测费用剧增，大大提高了管道的维修费用。人工监测的结果评价主要凭经验，其合理性和准确度受一定的限制。对油气输送管道站、库区的阴极保护被称为区域性阴极保护，它比干线的阴极保护要复杂得多，站内空间区域较小，生产设施如储油罐、压缩机、输油泵、加热炉和相连的工艺管网相对较集中，分支较多，构成复杂，敷设方式的多样化，都给站内阴极保护的监测带来一定的困难。对于天然气站这种高危险的地方，有特殊的安全要求，频繁的人工监测会给天然气站带来一定的不安全因素，不能满足对天然气站特殊的安全要求。因此，人工阴极保护监测存在明显不足，不及时、不安全、难评价。埋地金属设备的阴极保护电位在线监测是重要的工业应用技术，有关在线阴极保护电位监测技术研究及应用，国内、外都有文献报道。美国专利US 7633302 B2(2009)、名称为《Cathodic protection monitor》，采用导线将中央处理器(CPU)连接到阴极保护整流器的输出端，整流器的输出电流和对地输出电压经过摸数转化，间隔15分钟采集并保存在CPU中，CPU与信号发射机连接，发射机将检测数据通过无线传输到接收机，数据的接收由飞越整流器上方的飞机或临近的汽车来完成，根据接收整流器的输出电流和对地输出电压对阴极保护的状况进行监测。虽然CPU采集并保存数据实时在线，但数据的接收是定期的，分析得到的结果也是定期的。国内的阴极保护监测仪有型号为CST600，HT600RDU, R3000-YB，虽然型号不同，但基本原理完全相同。这类监测仪器可跟踪监测1-8路管地保护电位或保护电源的输出电流 /输出电压值，用于对阴极保护电源的运行状态进行实时监控，也可以安装在现场的阴极保护测试桩上，对阴极保护电位进行监测。监测的阴极保护信号通过高可靠性的工业级芯片 (CPU)将数据保存在存储器中，内部的高精度实时日历时钟提供监测数据的日历标志，方便数据回放和查询，可人工定期将仪器内保存的监测数据通过数字量接口下载到个人计算机，应用专用软件进行分析，因此，这类监测仪器对数据的分析和评价并不是实时在线的。 另外，这类仪器的远程数据传输通过无线收发器实现，而无线收发器因安全上的要求禁止在油气输送站库使用。在生产现场中，目前还没有一种即能满足油气输送站库安全方面的要求，又能对阴极保护效果进行实时在线评价的现场实时在线阴极保护电位监测检测装置。在金属设备的阴极保护检测
中，当前迫切需要解决的一个技术问题是提供一种能在生产现场随时进行监测，并可按照设备的阴极保护电位有效范围进行判断，且具备保护电位异常自动报警功能，监测的数据和评价结果可随时随地远程传输给管理人员的监控设备。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述阴极保护监测装置的缺点，提供一种监测时间长、监测点多、集中管理、实时在线评价、自动报警、随时随地远程数据传输的现场在线阴极保护电位监测装置。解决上述技术问题所采用的技术方案它是它是由用于接收被监测阴极保护金属管道Pipe电位信号的接收电路、输入端接接收电路对输入的电位信号进行放大的至少1个单元放大电路构成的放大电路、输入端接放大电路的A/D转换电路、输入端接A/D转换电路的数据通讯电路、与数据通讯电路相连的计算机系统连接构成。本技术的单元放大电路为集成电路Ul的输入端5脚通过电阻R3接被监测阴极保护金属管道Pipel、另一输入端4脚接9脚以及通过电阻R2和电阻Rl接地并通过电阻R2和电阻R4接输出端10脚、1脚接电容Cl的一端、2脚接电容C2的一端、8脚接电容 Cl和电容C2的另一端、正电源端11脚接12V电源正极、负电源端7脚接12V电源负极、输出端10脚通过电阻R5和电阻R6接集成电路U2的输入端4脚；集成电路U2的输入端4脚接9脚并通过电阻R6和电阻R8接输出端10脚、另一输入端5脚通过电阻R7接地、1脚接电容C3的一端、2脚接电容C4的一端、8脚接电容C3和电容C4的另一端、正电源端11脚接12V电源正极、负电源端7脚接12V电源负极、输出端10脚接集成电路U3的输入端6脚； 集成电路U3的2脚和7脚接12V电源负极、4脚和5脚接地、1脚和8脚接12V电源正极、 3脚通过电阻R9接电阻RlO的一端和电容C5的一端，电阻RlO的另一端和电容C6的一端通过电阻Rll接电容C7的一端和集成电路U4的输入端3脚，电容C6的另一端接集成电路 U4的另一输入端2脚和输出端7脚，电容C5和电容C7的另一端接地；集成电路U4的正电源端6脚接12V电源正极、负电源端4脚接12V电源负极、输出端7脚接A/D转换电路的集成电路U45的1脚。上述的集成电路Ul和集成电路U2的型号为ICL7650，集成电路U3的型号为IS0124，集成电路U4的型号为HA17741，集成电路U45的型号为HX-TX301。本技术采用数据采集、放大、A/D转换、计算机系统进行数据处理，计算机系统根据设定的阴极保护电位有效范围对石油、天然气储运中埋地的金属管道、储罐的阴极保护效果进行实时在线监测。本技术具有监测时间长、监测点多、集中管理、实时在线评价、随时随地远程数据传输等优点，可用于对石油、天然气埋地金属管道、储罐的阴极保护实时监测。附图说明图1是本技术的电气原理方框图。图2是本技术一个实施例的电子线路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步详细说明，但本技术不限于这些实施例。实施例1图1是本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种现场在线阴极保护电位监测装置，它是由用于接收被监测阴极保护金属管道Ｐｉｐｅ电位信号的接收电路、输入端接接收电路对输入的电位信号进行放大的至少１个单元放大电路构成的放大电路、输入端接放大电路的Ａ／Ｄ转换电路、输入端接Ａ／Ｄ转换电路的数据通讯电路、与数据通讯电路相连的计算机系统连接构成，其特征在于所说的单元放大电路为：集成电路Ｕ１的输入端５脚通过电阻Ｒ３接被监测阴极保护金属管道Ｐｉｐｅ１、另一输入端４脚接９脚以及通过电阻Ｒ２和电阻Ｒ１接地并通过电阻Ｒ２和电阻Ｒ４接输出端１０脚、１脚接电容Ｃ１的一端、２脚接电容Ｃ２的一端、８脚接电容Ｃ１和电容Ｃ２的另一端、正电源端１１脚接１２Ｖ电源正极、负电源端７脚接１２Ｖ电源负极、输出端１０脚通过电阻Ｒ５和电阻Ｒ６接集成电路Ｕ２的输入端４脚；集成电路Ｕ２的输入端４脚接９脚并通过电阻Ｒ６和电阻Ｒ８接输出端１０脚、另一输入端５脚通过电阻Ｒ７接地、１脚接电容Ｃ３的一端、２脚接电容Ｃ４的一端、８脚接电容Ｃ３和电容Ｃ４的另一端、正电源端１１脚接１２Ｖ电源正极、负电源端７脚接１２Ｖ电源负极、输出端１０脚接集成电路Ｕ３的输入端６脚；集成电路Ｕ３的２脚和７脚接１２Ｖ电源负极、４脚和５脚接地、１脚和８脚接１２Ｖ电源正极、３脚通过电阻Ｒ９接电阻Ｒ１０的一端和电容Ｃ５的一端，电阻Ｒ１０的另一端和电容Ｃ６的一端通过电阻Ｒ１１接电容Ｃ７的一端和集成电路Ｕ４的输入端３脚，电容Ｃ６的另一端接集成电路Ｕ４的另一输入端２脚和输出端７脚，电容Ｃ５和电容Ｃ７的另一端接地；集成电路Ｕ４的正电源端６脚接１２Ｖ电源正极、负电源端４脚接１２Ｖ电源负极、输出端７脚接Ａ／Ｄ转换电路的集成电路Ｕ４５的１脚；上述的集成电路Ｕ１和集成电路Ｕ２的型号为ＩＣＬ７６５０，集成电路Ｕ３的型号为ＩＳＯ１２４，集成电路Ｕ４的型号为ＨＡ１７７４１，集成电路Ｕ４５的型号为ＨＸ－ＴＸ３０１。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣，葛艾天，刘权，雒设计，董绍华，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：实用新型
国别省市：87