[發明專利]一種埋地鋼質管道陰極保護狀態檢測與預警處置系統

有效

• 申請號: 202010089161.8
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111270246B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 秦朝葵;馮建國;陳志光;吳聰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C23F13/22
• 分類號: C23F13/22
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種埋地鋼質管道陰極保護狀態檢測與預警處置系統，用以檢測管地通電電位、斷電電位和犧牲陽極輸出電流，其特征在于，該系統包括：

檢測配件：包括多個參比電極、試片(7)和犧牲陽極(10)、對應的開關電路以及測試樁(2)；

數據采集模塊：包括依次連接的信號采集單元、信號轉換單元和信號發送單元，用以分別采集鋼質管段(11)和參比電極的電位、試片(7)和參比電極的電位以及鋼質管段和犧牲陽極之間的電流信息，并將其轉換后發送；

數據處理模塊：包括依次連接的信號接收單元、信號存儲單元和信號處理單元，所述的信號接收單元與信號發送單元進行通信，信號處理單元進行處理；

預警處置模塊：包括預警單元和處置單元，所述的預警單元接收信號處理單元處理后的數據并進行判斷是否超出閾值，并發送報警信號和預警數據給處置單元，所述的處置單元將預設的處置方案進行匹配發送給管道運營管理部門；

在進行管地通電電位檢測時，通過在測試樁(2)附近鋼質管段(11)的正上方表層土壤中選取檢測點，并在檢測點處埋設多個參比電極，測試樁(2)中設有用以連接犧牲陽極(10)的犧牲陽極柱(3)和用以連接鋼質管段(11)的管段接線柱(4)，所述的參比電極的接線端子、犧牲陽極柱(3)和管段接線柱(4)分別與數據采集模塊連接；

進行管地通電電位檢測具體包括以下步驟：

通過數據采集模塊中的信號采集單元采集鋼質管段和參比電極的電位，將采集的數據通過數據采集模塊中的信號轉換單元進行數據轉換，并通過5G無線網絡，將轉換后的數據通過信號發送單元發送給數據處理模塊中的信號接收單元；

信號接收單元將接收的數據上傳給數據處理模塊中的信號存儲單元，然后根據數據處理模塊中的信號處理單元分析處理存儲的數據，每間隔一小時，信號處理單位將分析處理后的數據上傳到預警處理模塊中的預警單元，在預警單元內進行上傳數據值與預設定電位預警范圍值的對比，若上傳數據值未超出預設定電位預警范圍值，則終止數據上傳，返回數據采集模塊中信號采集單元，繼續循環采集數據，若上傳數據值超出預設定電位預警范圍值，則預警單元發出報警信號并將預警數據上傳給預警處置模塊中的處置單元，處置單位根據上傳的預警數據類型與預編制的處置方案進行分析匹配，處置單元給出匹配好的處置方案并利用數據控制終端將處置方案發送給管道運營管理部門；

在進行斷電電位檢測時，通過在測試樁(2)附近鋼質管段(11)的正上方表層土壤中選取檢測點，并在檢測點處埋設多個參比電極，同時在參比電極附近埋設極化后的試片(7)，測試樁(2)中設有用以連接鋼質管段(11)的管段接線柱(4)，所述的參比電極的接線端子、試片(7)的接線端子和管段接線柱(4)分別通過繼電器(6)與數據采集模塊連接；

進行斷電電位檢測具體包括以下步驟：

通過數據采集模塊中的信號采集單元采集試片和參比電極的電位，將采集的數據通過數據采集模塊中的信號轉換單元進行數據轉換，并通過5G無線網絡，將轉換后的數據通過信號發送單元發送給數據處理模塊中的信號接收單元；

信號接收單元將接收的數據上傳給數據處理模塊中的信號存儲單元，然后根據數據處理模塊中的信號處理單元分析處理存儲的數據，每間隔一小時，信號處理單元將分析處理后的數據上傳到預警處理模塊中的預警單元，在預警單元內進行上傳數據值與預設定電位預警范圍值的對比，若上傳數據值未超出預設定電位預警范圍值，則終止數據上傳，返回數據采集模塊中信號采集單元，繼續循環采集數據，若上傳數據值超出預設定電位預警范圍值，則預警單元發出報警信號并將預警數據上傳給預警處置模塊中的處置單元，處置單位根據上傳的預警數據類型與預編制的處置方案進行分析匹配，處置單元給出匹配好的處置方案并利用數據控制終端將處置方案發送給管道運營管理部門；

在進行犧牲陽極輸出電流時，斷開測試樁(2)中用以連接犧牲陽極(10)的犧牲陽極柱(3)以及用以連接鋼質管段(11)的管段接線柱(4)之間的金屬連接片，通過導線將犧牲陽極柱(3)和管段接線柱(4)分別接入信號采集單元的接線端口；

進行犧牲陽極輸出電流檢測具體包括以下步驟：

通過數據采集模塊中的信號采集單元采集鋼質管段和犧牲陽極之間的電流，將采集的數據通過數據采集模塊中的信號轉換單元進行數據轉換，并通過5G無線網絡，將轉換后的數據通過信號發送單元發送給數據處理模塊中的信號接收單元；

信號接收單元把接收的數據上傳給數據處理模塊中的信號存儲單元，然后利用數據處理模塊中的信號處理單元分析處理存儲的數據，每間隔一小時，信號處理單元把分析處理后的數據上傳到預警處理模塊中的預警單元，在預警單元內進行上傳數據值與預設定電流預警范圍值的對比，若上傳數據值未超出預設定電流預警范圍值，則終止數據上傳，返回數據采集模塊中信號采集單元，繼續循環采集數據，若上傳數據值超出預設定電流預警范圍值，則預警單元發出報警信號并將預警數據上傳給預警處置模塊中的處置單元，處置單位根據上傳的預警數據類型與預編制的處置方案進行分析匹配，處置單元給出匹配好的處置方案并利用數據控制終端將處置方案發送給管道運營管理部門。

2.根據權利要求1所述的一種埋地鋼質管道陰極保護狀態檢測與預警處置系統，其特征在于，對試片(7)進行極化具體為：

通過導線將開關(5)的端子、試片(7)的接線端子和管段接線柱(4)相連接，對試片(7)進行極化，使得試(7)與鋼質管段(11)具有相同電位，完成極化后斷開開關(5)。