一種埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，屬于埋地管道保護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]埋地管道包括各種輸油、輸氣以及輸水管道，絕大多數(shù)埋地管道為金屬管道。為了提高金屬管道的抗腐蝕能力，延長使用壽命，金屬管道外層一般都有防腐層。為了進一步提高防腐能力，還采用了陰極保護措施，一般是給金屬管道施加一個電壓，使金屬管道對地呈現(xiàn)負電位。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，地面電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，埋地管道附近直流輸電系統(tǒng)，交流高壓輸電線路等建設(shè)也在飛速發(fā)展，交直流電氣化鐵路及其整流站、變電所、大型工廠、交流接地體、直流接地體等可能的雜散電流干擾源，都會干擾金屬管道的陰極保護系統(tǒng)的工作，加快金屬管道的腐蝕速度。因此有必要實時發(fā)現(xiàn)埋地管道是否遭受雜散電流干擾，了解雜散電流干擾的類型、大小、具體位置等詳細情況，進而及時采取相應(yīng)防護措施以避免惡化形成更嚴(yán)重的管道事故。
[0003]目前應(yīng)用較多的雜散電流判斷方法是利用人工采集埋地管線測試粧處管道陰極保護電位，如果管地電位異常，則表明管道上有可能存在雜散電流干擾。陰極保護電位定期人工測量，存在測試周期長、數(shù)據(jù)量少且準(zhǔn)確性差、不能連續(xù)采集、取點資料具有偶然性等弊端。而雜散電流干擾的程度和出現(xiàn)時間是不確定的，導(dǎo)致決策和管理失誤而造成管道安全運行不良隱患甚至事故和損失。另外，測量數(shù)據(jù)的顯示主要是字符顯示或指針讀數(shù)，缺乏直觀性，不能進行圖形化顯示，給現(xiàn)場應(yīng)用帶來不方便。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中較為先進的埋地油氣管道陰極保護自動監(jiān)測系統(tǒng)，可實現(xiàn)對溫度及管地交、直流電位的采集和存儲，但該系統(tǒng)無法實現(xiàn)對管道自腐蝕電位及管地瞬間斷電電位的測量，同時只能測量雜散電流交、直流電位而無法實現(xiàn)對交、直流電流相關(guān)參數(shù)的測量，使得其無法判斷雜散電流干擾程度從而采取防護措施。另外，該監(jiān)測系統(tǒng)需要開發(fā)專用數(shù)據(jù)表來實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)傳輸，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。同時，該系統(tǒng)依靠人工分析處理數(shù)據(jù)，過于簡單化?，F(xiàn)有的埋地管道腐蝕檢測評價系統(tǒng)，可實現(xiàn)對管道和土壤腐蝕在線檢測，但該系統(tǒng)仍然存在上述無法實現(xiàn)對交、直流電流相關(guān)參數(shù)的測量，使得其無法判斷雜散電流干擾程度而大大影響了該監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和實用性，同時也極大干擾了陰極保護有效性判斷的準(zhǔn)確度。另外該系統(tǒng)采用GPRS無線傳輸技術(shù)進行傳輸，存在一定的技術(shù)缺陷，如在GPRS信號無法覆蓋的地方，數(shù)據(jù)傳輸則無法實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有技術(shù)中埋地管道陰極保護及雜散電流相關(guān)測試參數(shù)在GPRS信號缺失區(qū)域不能實時傳輸?shù)膯栴}。
[0006]為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括:
[0007]埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置、無線數(shù)據(jù)匯聚裝置、無線通信網(wǎng)關(guān)；
[0008]所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述無線數(shù)據(jù)匯聚裝置通信連接，所述無線數(shù)據(jù)匯聚裝置與所述無線通信網(wǎng)關(guān)通信連接；
[0009]所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置采集埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)信息處理并儲存后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至所述無線匯聚裝置，所述無線匯聚裝置匯聚所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)穆竦毓艿狸帢O保護數(shù)據(jù)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至所述無線通信網(wǎng)關(guān);或，
[0010]相鄰的所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置與所述無線通信網(wǎng)關(guān)通信連接；
[0011]所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置采集埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)信息處理并儲存后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至相鄰的埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置，收到相鄰的埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)穆竦毓艿狸帢O保護數(shù)據(jù)信息后傳輸至所述無線通信網(wǎng)關(guān)；
[0012]所述無線通信網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)通信連接，所述無線通信網(wǎng)關(guān)通過互聯(lián)網(wǎng)將埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)信息傳輸至上位機。
[0013]其中較優(yōu)地，所述無線通信網(wǎng)關(guān)是GPRS網(wǎng)關(guān)。
[0014]其中較優(yōu)地，所述埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置，包括:
[0015]控制單元、電壓檢測單元、電流檢測單元和極化探頭；
[0016]所述電壓檢測單元、所述電流檢測單元分別與所述控制單元通信連接；所述電壓檢測單元、所述電流檢測單元分別與所述極化探頭連接；所述電流檢測單元還與埋地管道連接；
[0017]所述電壓檢測單元檢測到的電壓信息傳輸至所述控制單元，所述電流檢測單元檢測到的直流和/或交流電流信息傳輸至所述控制單元，所述控制單元對接收到的電壓信息、直流和/或交流電流信息計算和處理后儲存和/或傳輸至上位機；
[0018]還包括:通信單元，所述通信單元包括有線通訊模塊和/或無線通訊模塊，所述通信單元與所述控制單元連接；
[0019]所述控制單元處理后的數(shù)據(jù)通過所述通訊單元傳輸至上位機。
[0020]其中較優(yōu)地，所述通信模塊包括HC-12SI4463芯片。
[0021]其中較優(yōu)地，所述電流檢測單元包括直流電流采集單元和交流電流采集單元；所述直流電流采集單元和所述交流電流采集單元分別與所述控制單元通信連接；
[0022]所述直流電流采集單元和所述交流電流采集單元分別與所述極化探頭連接；
[0023]所述直流電流采集單元通過電感與所述埋地管道連接檢測埋地管道的直流電流值；所述交流電流采集單元通過電容與所述埋地管道連接檢測埋地管道的交流電流值；
[0024]所述直流電流采集單元檢測埋地管道的直流電流值并計算直流電流密度后一起傳輸至控制單元；所述交流電流采集單元檢測埋地管道的交流電流值并計算交流電流密度傳輸后一起至控制單元。
[0025]其中較優(yōu)地，所述直流電流采集單元通過與埋地管道之間連接的電感檢測埋地管道的直流電流值；所述交流電流采集單元通過與埋地管道之間連接的電容檢測埋地管道的交流電流值。
[0026]其中較優(yōu)地，所述直流電流采集單元和所述交流電流采集單元通過嵌入式程序編程區(qū)分檢測埋地管道的直流電流值、直流電流密度、交流電流值、交流電流密度。
[0027]其中較優(yōu)地，所述直流電流采集單元和所述交流電流采集單元是包括電流通路電路和穩(wěn)定斬波型低偏置霍爾電路的采集裝置；
[0028]所述穩(wěn)定斬波型低偏置霍爾電路感測所述電流通路電路產(chǎn)生的磁場信息并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信息輸出。
[0029]其中較優(yōu)地，所述直流電流采集單元和所述交流電流采集單元包括ASC712芯片。
[0030]其中較優(yōu)地，所述埋地管道與所述極化探頭之間還設(shè)置有繼電器，所述電壓采集單元通過所述繼電器的通斷采集埋地管道的交流電壓、管道通電電位、瞬間斷電電位、自腐蝕電位傳輸至控制單元。
[0031]其中較優(yōu)地，所述控制單元與所述電壓檢測單元集成。
[0032]其中較優(yōu)地，所述控制單元與所述電壓檢測單元包括STM32F103VET6芯片。
[0033]其中較優(yōu)地，還包括全球定位單元和防水外殼；
[0034]所述控制單元、所述電壓檢測單元、所述電流檢測單元、所述通訊單元、所述全球定位單元置于所述外殼內(nèi)；所述全球定位單元與所述控制單元連接。
[0035]本發(fā)明提供的埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過無線匯聚裝置或埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置組成的無線網(wǎng)絡(luò)保證了管道雜散電流和陰極保護測試數(shù)據(jù)的可靠性和真實性，同時通過GPRS網(wǎng)關(guān)保證了不同位置的埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)能實時傳輸至上位機，保證了埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置之間傳輸數(shù)據(jù)示意圖；
[0038]圖3是本發(fā)明埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖4是本發(fā)明電流檢測單元一種實施方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5是本發(fā)明ACS712芯片功能原理示意圖；
[0041]圖6是本發(fā)明電流檢測單元另一種實施方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0043]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置、無線數(shù)據(jù)匯聚裝置、無線通信網(wǎng)關(guān)；埋地管道陰極保護數(shù)據(jù)采集裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線數(shù)據(jù)匯聚裝