埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),屬于埋地輸送油氣金屬管道外防腐層破損點(diǎn)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。其技術(shù)方案為:埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),包括依次相連接的模擬開關(guān)、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器以及處理器,其特征在于,處理器控制端與光耦合器連接,光耦合器的輸出端與交流電壓發(fā)生器連接,交流電壓發(fā)生器的輸出端與濾波器連接,濾波器的輸出端與變壓器連接,變壓器輸出端串接電流傳感器,電流傳感器輸出端與模擬開關(guān)的輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果為:實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電壓梯度數(shù)據(jù)的修正,提高了交流電壓梯度的測(cè)量準(zhǔn)確性;實(shí)現(xiàn)了對(duì)埋地金屬管道防腐層的全面檢測(cè)。
【專利說明】埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及埋地輸送油氣金屬管道外防腐層破損點(diǎn)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,國(guó)內(nèi)外主要利用交流電壓梯度技術(shù)檢測(cè)埋地金屬管道外防腐層破損點(diǎn)。交流電壓梯度技術(shù)具有靈敏度高、適用性強(qiáng)、定位準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì),而且價(jià)格便宜,對(duì)檢測(cè)人員要求不高,檢測(cè)速度較快。但是,交流電壓梯度檢測(cè)結(jié)果受外防腐層絕緣性能、土壤電阻率等影響,導(dǎo)致防腐層破損等級(jí)評(píng)定結(jié)果不準(zhǔn)確。另外,在檢測(cè)過程中,由于使用者對(duì)檢測(cè)方法原理理解程度的不同,檢測(cè)結(jié)果往往差別較大。
[0003]根據(jù)場(chǎng)論等知識(shí),交流電壓梯度計(jì)算公式可以表示為:
f \
[0004]AUY---1 I
2冗[K ^AL2+hi J
O
[0005]其中,AU為測(cè)量電極間電壓差;P為土壤電阻率;IP為破損點(diǎn)處電流值;hP為管道中心埋深;AL為交流電壓梯度測(cè)量電極間距離。
[0006]由交流電壓梯度計(jì)算公式可知,交流電壓梯度值不只與管道埋深、測(cè)量電極間電流有關(guān),還與土壤電阻率有關(guān)。為提高埋地金屬管道外防腐層破損等級(jí)的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性,對(duì)現(xiàn)有交流電壓梯度技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),發(fā)明一種既能檢測(cè)交流電壓梯度,又能檢測(cè)土壤電阻率的埋地金屬管道防腐層土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上述已有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型的目的是:提供檢測(cè)金屬管道防腐層土壤電壓和土壤電流,對(duì)交流電壓梯度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的埋地金屬管道防腐層土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0008]埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),包括依次相連接的模擬開關(guān)、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器以及處理器,其特征在于,所述處理器控制端與光耦合器連接,所述光耦合器的輸出端與交流電壓發(fā)生器連接,所述交流電壓發(fā)生器的輸出端與濾波器連接,所述濾波器的輸出端與變壓器連接,所述變壓器輸出端串接電流傳感器,所述電流傳感器輸出端與所述模擬開關(guān)的輸入端連接。
[0009]所述的光耦合器為雙向光電耦合器,其一控制端與所述模擬開關(guān)連接構(gòu)成信號(hào)控制回路。
[0010]所述模擬開關(guān)為至少三路的多路模擬開關(guān),分別用來檢測(cè)交流電壓梯度電壓、土壤電壓以及土壤電流。
[0011]所述模擬開關(guān)包括檢測(cè)交流電壓梯度電壓一路,檢測(cè)土壤電壓一路,以及土壤電流一路,每一路都設(shè)有輸入端和輸出端,所述的每一路的輸入端與埋地金屬管道陰極連接,輸出端與參比電極的陽極連接。
[0012]所述交流電壓發(fā)生器為交流開關(guān)電路。
[0013]所述濾波器為L(zhǎng)C低通濾波器。
[0014]所述處理器為可編程邏輯門陣列的RISC處理器。
[0015]所述電流傳感器為模擬量輸出交流傳感器。
[0016]所述參比電極的陽極是檢測(cè)電位信號(hào)的埋地雙陶型長(zhǎng)效硫酸銅參比電極。
[0017]本實(shí)用新型使用時(shí),本實(shí)用新型使用時(shí),將電流傳感器一輸入端與埋地金屬管道的陰極連接,將電流傳感器輸出端作為參比電極的陽極,導(dǎo)通電流一路的模擬開關(guān)開啟,電流依次通過信號(hào)放大電路,將檢測(cè)電位信號(hào)放大,通過A/D轉(zhuǎn)換器將測(cè)得的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該數(shù)字信號(hào)達(dá)到光耦合器導(dǎo)通的基準(zhǔn)數(shù)值時(shí),將數(shù)字信號(hào)輸送給處理器進(jìn)行存儲(chǔ)和處理,實(shí)現(xiàn)土壤電流的檢測(cè);將模擬開關(guān)開到待測(cè)土壤電壓的一路,信號(hào)放大電路產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量信號(hào),依次通過A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器和處理器,將其測(cè)量結(jié)果處理,并加以存儲(chǔ);同理,將模擬開關(guān)開到交變電壓梯度待測(cè)電壓的一路,信號(hào)放大電路產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量信號(hào),依次通過A/D轉(zhuǎn)換器、光耦合器和處理器,將其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)和處理,實(shí)現(xiàn)交變電壓梯度待測(cè)電壓的測(cè)量,測(cè)得金屬防腐層電壓和電流,可以算出電阻,從而得出電阻率。
[0018]通過試驗(yàn),本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型具有交流電壓梯度、土壤電阻率檢測(cè)功能,通過土壤電阻率值、埋地金屬管道埋深及檢測(cè)電流值對(duì)交流電壓梯度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正;另外,在測(cè)量電壓梯度檢測(cè)功能基礎(chǔ)上增加了土壤電阻率檢測(cè)功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電壓梯度數(shù)據(jù)的修正,提高了交流電壓梯度的測(cè)量準(zhǔn)確性;增加了交流電壓發(fā)生器、LC低通濾波器、變壓器和電流傳感器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬磁記憶檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理,實(shí)現(xiàn)交流電壓梯度和金屬磁記憶等檢測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)融合,完善了對(duì)埋地金屬管道的全面檢測(cè)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的電原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型中信號(hào)放大電路的電路圖。
[0021]其中,附圖標(biāo)記為:1、模擬開關(guān);2、信號(hào)放大電路;3、A/D轉(zhuǎn)換器;4、光稱合器;5、處理器;6、光耦合器;7、交流電壓發(fā)生器;8、LC低通濾波器;9、變壓器;10、電流傳感器;
11、埋地金屬管道的陰極;12、參比電極的陽極。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn),下面通過【具體實(shí)施方式】,對(duì)本方案進(jìn)行闡述。
[0023]實(shí)施例1
[0024]參見圖1,圖2,本實(shí)用新型是:埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),包括依次相連接的模擬開關(guān)1、信號(hào)放大電路2、A/D轉(zhuǎn)換器3、光耦合器4以及處理器5,其中,所述處理器5控制端與光耦合器6連接,所述光耦合器6的輸出端與交流電壓發(fā)生器7連接,所述交流電壓發(fā)生器7的輸出端與濾波器8連接,所述濾波器8的輸出端與變壓器9連接,所述變壓器9輸出端串接電流傳感器10,所述電流傳感器10輸出端與所述模擬開關(guān)I的輸入端連接。
[0025]所述的光耦合器4為雙向光電耦合器,其一控制端與所述模擬開關(guān)I連接構(gòu)成信號(hào)控制回路。
[0026]所述模擬開關(guān)I為三路模擬開關(guān),分別用來檢測(cè)交流電壓梯度電壓、土壤電壓以及土壤電流。
[0027]所述模擬開關(guān)I包括檢測(cè)交流電壓梯度電壓一路,檢測(cè)土壤電壓一路,以及土壤電流一路,每一路都設(shè)有輸入端和輸出端,所述的每一路的輸入端與埋地金屬管道陰極11連接,輸出端與參比電極的陽極12連接。
[0028]所述交流電壓發(fā)生器7為交流開關(guān)電路。
[0029]所述濾波器8為L(zhǎng)C低通濾波器。
[0030]所述處理器5為可編程邏輯門陣列的RISC處理器。
[0031]所述電流傳感器10為模擬量輸出交流傳感器。
[0032]所述參比電極的陽極12是檢測(cè)電位信號(hào)的埋地雙陶型長(zhǎng)效硫酸銅參比電極。
[0033]本實(shí)用新型使用時(shí),將電流傳感器10 —輸入端與埋地金屬管道的陰極11連接,將電流傳感器10輸出端作為參比電極的陽12極,導(dǎo)通電流一路的模擬開關(guān)I開啟,電流依次通過信號(hào)放大電路2,將檢測(cè)電位信號(hào)放大,通過A/D轉(zhuǎn)換器3將測(cè)得的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該數(shù)字信號(hào)達(dá)到光耦合器4導(dǎo)通的基準(zhǔn)數(shù)值時(shí),將數(shù)字信號(hào)輸送給處理器5進(jìn)行存儲(chǔ)和處理,實(shí)現(xiàn)土壤電流的檢測(cè);將模擬開關(guān)I開到待測(cè)土壤電壓的一路,信號(hào)放大電路產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量信號(hào),依次通過A/D轉(zhuǎn)換器3、光耦合器4和處理器5,將其測(cè)量結(jié)果處理,并加以存儲(chǔ);同理,將模擬開關(guān)I開到交變電壓梯度待測(cè)電壓的一路,信號(hào)放大電路2產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量信號(hào),依次通過A/D轉(zhuǎn)換器3、光耦合器4和處理器5,將其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)和處理,實(shí)現(xiàn)交變電壓梯度待測(cè)電壓的測(cè)量,測(cè)得金屬防腐層電壓和電流,可以算出電阻,從而得出電阻率。
[0034]本實(shí)用新型未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn),在此不再贅述,當(dāng)然,上述說明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制,本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例,本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換,也應(yīng)屬于本實(shí)用新型。
【權(quán)利要求】
1.埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),包括依次相連接的模擬開關(guān)(I)、信號(hào)放大電路(2)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、光耦合器(4)以及處理器(5),其特征在于,所述處理器(5)控制端與光耦合器(6)連接,所述光耦合器¢)的輸出端與交流電壓發(fā)生器(7)連接,所述交流電壓發(fā)生器(7)的輸出端與濾波器(8)連接,所述濾波器(8)的輸出端與變壓器(9)連接,所述變壓器(9)輸出端串接電流傳感器(10),所述電流傳感器(10)輸出端與所述模擬開關(guān)(I)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述的光耦合器(4)為雙向光電耦合器,其一控制端與所述模擬開關(guān)(I)連接構(gòu)成信號(hào)控制回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述模擬開關(guān)(I)為至少三路的多路模擬開關(guān),分別用來檢測(cè)交流電壓梯度電壓、土壤電壓以及土壤電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述模擬開關(guān)(I)包括檢測(cè)交流電壓梯度電壓一路,檢測(cè)土壤電壓一路,以及土壤電流一路,每一路都設(shè)有輸入端和輸出端,所述的每一路的輸入端與埋地金屬管道陰極(11)連接,輸出端與參比電極的陽極(12)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述交流電壓發(fā)生器(7)為交流開關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述濾波器(8)為L(zhǎng)C低通濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述處理器(5)為可編程邏輯門陣列的RISC處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述電流傳感器(10)為模擬量輸出交流傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的埋地金屬管道防腐層交流電壓及土壤電阻率的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于:所述參比電極的陽極(12)是檢測(cè)電位信號(hào)的埋地雙陶型長(zhǎng)效硫酸銅參比電極。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK204008840SQ201420472527
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】楊勇, 王觀軍, 楊為剛, 姬杰, 劉超, 劉麗, 王遂平, 劉晶姝, 柳言國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心