一种油气管道极化电位监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种油气管道极化电位监测装置。涉及金属材料的一般防蚀和管道系统技术领域。它由电流中断器、电偶腐蚀计、可调电阻、数据采集器、探头、便携参比电极、计算机组成；负端接管道测试桩或恒电位仪负极的电流中断器其正端接电偶腐蚀计的一端，电偶腐蚀计的另一端经可调电阻分别接探头的棒状管钢电极引线、数据采集器的ＡＩ８和ＡＩ９；数据采集器的ＡＩ　ＧＮＤ３和ＡＩ　ＧＮＤ６连在一起，然后接数据采集器的ＡＩ９或经可调电阻后接ＡＩ９；数据采集器的ＡＩ０和ＡＩ１分别接探头的长效参比电极引线和便携参比电极，数据采集器的ＵＳＢ接口与接计算机ＵＳＢ口相连。它能实现真实极化电位的长期监测、探头极化电流密度精确计算。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种油气管道极化电位监测装置。涉及金属材料的一般防蚀和管道系统

技术介绍
目前，已有一些单位和研究机构设计了一些管道极化电位测量装置，但是受探头结构和仪器设备限制，实现真实极化电位的监测存在很大难度，通常手段是采用一定裸露面积的带涂层钢试片为测试探头，并且采用电位测量设备读出特定的电位值，消除杂散电流干扰的原理多集中在探头外壁材质绝缘和多腔式参比电极，无法对油气管道阴极保护的真实极化电位和流经探头的电流进行监测，无法有效动态反映油气管道极化电位情况。CN102012355A公开了一种智能高速恒电量腐蚀监测系统，该系统包括恒电量模块，完成恒电量扰动信号的产生和极化电位随时间衰减信号的输出；恒电量仪接口模块，通过单片机控制A/D转换器对极化电位进行模数转换器，控制A/D转换器对极化电位和自然腐蚀电位进行数模转换；通过单片机与主机进行通信，将采集的数据通过USB总线接口高速上传到主机，并接收主机指令控制标准电容充电电位和自腐蚀补偿电位；数据处理模块对接收到的数据进行小波变换去噪，根据不同的等效模型进行非线性拟合，最后得出电化学参数。该腐蚀监测系统同样无法对油气管道阴极保护的真实极化电位和流经探头的电流进行监测，无法有效动态反映油气管道极化电位情况。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种油气管道埋地结构真实极化电位的长期监测、探头极化电流密度精确计算的油气管道极化电位监测装置。本技术由电流中断器、电偶腐蚀计、可调电阻、数据采集器、探头、便携参比电极、计算机组成(见图1)。负端接管道测试桩或恒电位仪负极的电流中断器其正端接电偶腐蚀计的一端，电偶腐蚀计的另一端经可调电阻分别接探头的棒状管钢电极引线、数据采集器的AI 8和AI 9;数据采集器的AI GND 3和AI GND 6连在一起，然后接数据采集器的AI9或经可调电阻后接AI9;数据采集器的AIO和AIl分别接探头的长效参比电极引线和便携参比电极，数据采集器的USB接口与接计算机USB 口相连(见图2)。所述探头由陶瓷外壳1、长效参比电极2、注水孔3、棒状管钢电极4、电极螺栓5、棒状管钢电极引线6、长效参比电极引线7、土壤模拟溶液或其他电解质溶液8、刻度9、有机玻璃外壳10和密封盖11组成(见图3)。在上为有机玻璃外壳10、下为陶瓷外壳1的密闭容器上盖处有带密封盖11的注水孔3，在上盖处开孔由电极螺栓5将上有棒状管钢电极弓I线6的棒状管钢电极4插到容器的下部，连有长效参比电极引线7的长效参比电极2置于容器的下部；容器内盛有土壤模拟溶液或其他电解质溶液8，有机玻璃外壳10的上部有刻度9。其中陶瓷外壳1采用微孔陶瓷半透膜外壳；电流中断器采用 Ca th-Tech CI-25GPS Synchronized Current Interrupter ；数据采集器采用OT USB-6251 ；电偶腐蚀计采用北京中腐防蚀工程技术有限公司ZRA型。本技术通过将管道测量处所取土壤配置的土壤模拟溶液(或其他电解质溶液)注入到探头内腔中，通过控制溶液注入量淹没棒状管钢电极的面积或棒状管钢电极浸入特定容量内腔的深度来确定电极极化面积；在电流中断器中断时不连入电偶腐蚀计，在管道顶降较小时通过可调电阻阻值来调节电极对地电阻；将探头埋入监测位置的土壤环境；如果电位稳定后测得探头的极化电位与恒电位仪同步瞬时中断法测得的断电电位相同，即可用该装置进行极化电位的监测，并可依据此时的电极面积和顶降的大小对防腐层的状况进行定性评价；电流中断器停止中断后(或撤下后)接通电偶腐蚀计测量流经探头管钢电极的电流。采集过程可采用NI USB-6251高速数据采集器进行数据采集(见图2)，使用 Labview signalexpress软件对NI USB-6251高速数据采集器采集的数据进行数据采集编程控制和信号处理，电流中断器通断周期可设为任意周期(如800ms通、200ms断，频率为 IHz)，高速数据采集器可以高于IKHz的采样率进行连续采样得到锯齿状波形，对所采数据进行I顶或FIR滤波，可设置截止频率为IOHz或其他高于通断频率的频率，将工频50Hz 和中断频率以外的其他干扰信号或杂散电流信号去除，再将消除顶降后的测量结果数据或外延数据作为真实极化电位。本技术可通过通用数据采集器和滤波方法进行电位的监测，将在管道测量处取土配置的土壤模拟溶液(也可直接采用其他电解质溶液)注入到探头内腔中，通过控制溶液注入量淹没过的棒状管钢电极的面积或棒状管钢电极浸入特定容量内腔的深度来确定电极极化面积；在管道顶降较小时通过可调电阻阻值来调节电极对地电阻；将探头埋入监测位置的土壤环境，如果电位稳定后测得探头的极化电位与恒电位仪同步瞬时中断法测得的断电电位相同，即可用该装置进行极化电位的长期监测，并可依据此时的电极面积和 IR降的大小对防腐层的状况进行定性评价。本技术可以在管道现场和实验室条件下实现管道极化电位的长期监测和探头极化电流密度的精确计算，用来监测管道阴极保护极化电位随时间的变化情况、评价阴极保护水平和定性判断涂层状况。本技术的有益效果通过设计的探头结构辅以电流中断器、高速数据采集器实现油气管道埋地结构真实极化电位的长期监测，利用电偶腐蚀计测量探头极化电流，根据管钢电极浸泡面积精确计算探头极化电流密度并可定性判断涂层的状况；通过高速数据采集器的采样频率和滤波设置可有效消除电流中断器中断频率以外的各种干扰和杂散电流影响。附图说明图1油气管道极化电位监测装置原理框图图2油气管道极化电位监测装置电原理图(高速数据采集器)图3探头结构图图4数据采集结果及滤波后效果示意图其中ι-陶瓷外壳2-长效参比电极3-注水孔4-棒状管钢电极5-电极螺栓6-棒状管钢电极引线7-长效参比电极引线8- 土壤模拟溶液或其他电解质溶液9-刻度 ο-有机玻璃外壳11-密封盖具体实施方式实施例.以本例来说明本技术的具体实施方式并对本技术作进一步的说明。本例是一实验样机。本例由电流中断器、电偶腐蚀计、可调电阻、数据采集器、探头、便携参比电极、计算机组成(见图1)。电原理图见图2，负端接管道测试桩或恒电位仪负极的电流中断器其正端接电偶腐蚀计的一端，电偶腐蚀计的另一端经可调电阻分别接探头的棒状管钢电极引线、数据采集器的AI8和AI9 ；数据采集器的AI GND 3和AI GND 6连在一起，然后接数据采集器的 AI9(也可经可调电阻后接AI9)；数据采集器的AIO和AIl分别接探头的长效参比电极引线和便携参比电极，数据采集器的USB接口与接计算机USB 口相连(见图2)。所述探头由陶瓷外壳1、长效参比电极2、注水孔3、棒状管钢电极4、电极螺栓5、棒状管钢电极引线6、长效参比电极引线7、土壤模拟溶液或其他电解质溶液8、刻度9、有机玻璃外壳10和密封盖11组成(见图3)。采集过程用NI USB-6251高速数据采集器进行数据采集(见图2)，使用Labview signalexpress软件进行数据采集编程控制和信号处理，电流中断器通断周期可设为任意周期(如800ms通、200ms断，频率为IHz)，高速数据采集器可以高于IKHz的采样率进行连续采样得到锯齿状波形，对所采数据进行UR或FIR本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种油气管道极化电位监测装置，其特征是它由电流中断器、电偶腐蚀计、可调电阻、数据采集器、探头、便携参比电极、计算机组成；负端接管道测试桩或恒电位仪负极的电流中断器其正端接电偶腐蚀计的一端，电偶腐蚀计的另一端经可调电阻分别接探头的棒状管钢电极引线、数据采集器的ＡＩ８和ＡＩ９；数据采集器的ＡＩ　ＧＮＤ　３和ＡＩ　ＧＮＤ　６连在一起，然后接数据采集器的ＡＩ９或经可调电阻后接ＡＩ９；数据采集器的ＡＩ０和ＡＩ１分别接探头的长效参比电极引线和便携参比电极，数据采集器的ＵＳＢ接口与接计算机ＵＳＢ口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张丰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11