[發明專利]一種基于STM32單片機的埋地長輸管道陰極保護裝置

有效

• 申請號: 201811324123.5
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109321923B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 崔震;李琳
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C23F13/06
• 分類號: C23F13/06;C23F13/04
• 代理公司: 西安中科匯知識產權代理有限公司 61254
• 代理人: 韓冰

本發明公開了一種基于STM32單片機的埋地長輸管道陰極保護裝置，埋地長輸管道旁邊土壤中敷設有陽極地床和參比電極，埋地長輸管道上設有陰極接線點，該裝置包括上位機、主控模塊、AD數據采集模塊、DA控制模塊、通信模塊、存儲模塊、RTC模塊、人機交互模塊、電源模塊、溫度傳感器。與現有技術相比，本發明主控模塊通過AD數據采集模塊采集輸出電壓、輸出電流及參比電位，利用溫度傳感器采集管道溫度，通過DA控制模塊自動調節電源模塊輸出電壓，極大程度地降低埋地管道腐蝕速率。

技術領域

本發明涉及埋地管道陰極保護裝置技術領域，特別是一種基于STM32單片機的埋地長輸管道陰極保護裝置。

背景技術

埋地長輸管道的腐蝕問題日益突出，給腐蝕控制工作帶來極大挑戰。參比電位是對埋地長輸管道防腐保護的重要判斷依據。通過陰極保護裝置采集輸出電壓、輸出電流，管道對地的參比電位，以及管道溫度。根據采集記錄數據可以有效地分析管道的被保護情況。

目前，現有技術中陰極保護電位的調節需要人工手動轉動調壓器手輪，改變輸出電壓，直至實際電壓與給定電壓一致，費時費力。

當然，現有技術中也有通過利用陰極保護法的陰極保護裝置，減輕或避免腐蝕帶來的危害。結構復雜，體積龐大，價格昂貴。

發明內容

本發明的目的是要解決現有技術中存在的不足，提供一種基于STM32單片機的埋地長輸管道陰極保護裝置。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種基于STM32單片機的埋地長輸管道陰極保護裝置，埋地長輸管道旁邊土壤中敷設有陽極地床和參比電極，埋地長輸管道上設有陰極接線點和零位接陰點，該裝置包括上位機、主控模塊、AD數據采集模塊、DA控制模塊、通信模塊、存儲模塊、RTC模塊、人機交互模塊、電源模塊、溫度傳感器，其中：

所述電源模塊，電源模塊的輸出陽極通過外部陽極電纜與陽極地床相接，電源模塊的輸出陰極通過外部陰極電纜與埋地長輸管道上的陰極接線點相接；用于給埋地長輸管道提供電源，通過外加電流法，給埋地長輸管道提供陰極保護電流；

所述溫度傳感器，用于采集埋地長輸管道的溫度，溫度傳感器的信號輸出端與主控模塊的信號輸入端連接；

所述主控模塊，連接控制AD數據采集模塊、DA控制模塊、通信模塊、存儲模塊、RTC模塊、人機交互模塊，用于處理采集到的輸出電壓、輸出電流、參比電位、管道溫度，并通過DA控制模塊調節電源模塊輸出電壓，調節直至實測參比電位與給定電位達到一致；

所述AD數據采集模塊，AD數據采集模塊的信號輸入端內部與電源模塊的輸出端連接，通過外部信號線電纜分別與參比電極和零位接陰點連接，用于采集電源模塊的輸出電壓和輸出電流、埋地長輸管道的參比電位，將采集到的數據傳輸至主控模塊；

所述DA控制模塊，DA控制模塊的信號輸出端與電源模塊連接，用于輸出0-5V的模擬電壓信號，相應控制調節電源模塊輸出合適電壓值；

所述通信模塊，通信模塊通過RS485總線和/或CAN總線與上位機連接，用于在主控模塊與上位機之間遠距離發送與接收數據；

所述上位機，用于設定陰極保護電位給定值，以及實時顯示所測輸出電壓、輸出電流、參比電位、管道溫度動態數據；

所述存儲模塊，用于存儲采集到的電源模塊的輸出電壓和輸出電流，埋地管道的參比電位、溫度；

所述RTC模塊，用于為存儲模塊在存儲數據時提供時間；

所述人機交互模塊，用于通過人機交互，設定工作狀態和運行參數。

優選地，所述電源模塊由EMI濾波、整流電路、PWM驅動電路、逆變電路、高頻整流電路、濾波輸出電路組成。