[發明專利]基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 202010102710.0
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111206252A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 滕衛明;季壽宏;周東輝;張響;解劍波;關鍵;丁楠;鄧江湖;龔潔
• 申請（專利權）人: 浙江浙能天然氣運行有限公司
• 主分類號: C23F13/04
• 分類號: C23F13/04
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 黎雙華

1.基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：

包括若干監測裝置(15)與若干犧牲陽極(2)，犧牲陽極(2)與監測裝置(15)一一對應；每一犧牲陽極(2)均與管道(1)連接，每一犧牲陽極(2)還通過其對應的監測裝置(15)與管道(1)連接；

每一監測裝置(15)均包括衛星授時與通訊模塊、數據檢測模塊、信息處理模塊(7)、執行模塊、電源模塊以及參比電極(3)；

其中，執行模塊用于控制犧牲陽極(2)的開斷；

數據檢測模塊根據犧牲陽極(2)的開斷檢測開路電位、通路電位以及輸出電流，開路電位為參比電極(3)與犧牲陽極(2)之間的電位差，通路電位為參比電極(3)與管道(1)之間的電位差，輸出電流為犧牲陽極(2)與管道(1)之間的電流值；

信息處理模塊(7)用于將數據檢測模塊測得的數據進行處理，根據處理結果判斷犧牲陽極(2)的工作狀態并存儲數據，同時將數據進行信號轉換后傳遞給衛星授時與通訊模塊；

衛星授時與通訊模塊用于整條管線所有監測裝置(15)的同步授時以及數據傳輸；

電源模塊同時為衛星授時與通訊模塊、信息處理模塊(7)、執行模塊以及數據檢測模塊提供電源。

2.根據權利要求1所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：數據檢測模塊包括電流檢測單元與電位檢測單元，電流檢測單元包括第一電壓表(11)與電阻(14)，電位檢測單元包括第二電壓表(12)與第三電壓表(13)。

3.根據權利要求2所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：犧牲陽極(2)、電阻(14)以及管道(1)通過導線依次串聯；第一電壓表(11)與電阻(14)并聯，通過第一電壓表(11)測量電阻(14)兩端的電壓差，通過第一電壓表(11)、電阻(14)檢測犧牲陽極(2)與管道(1)之間的輸出電流。

4.根據權利要求3所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：第二電壓表(12)的兩端通過導線分別與管道(1)、參比電極(3)連接，通過第二電壓表(12)檢測參比電極(3)與管道(1)之間的通路電位；第三電壓表(13)的兩端通過導線分別與犧牲陽極(2)、參比電極(3)連接，通過第三電壓表(13)檢測參比電極(3)與犧牲陽極(2)之間開路電位。

5.根據權利要求4所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：監測裝置還包括第一繼電器(5)與第二繼電器(4)，第一繼電器(5)、第二繼電器(4)均設有A檔與B檔，犧牲陽極(2)通過第二繼電器(4)的A檔與管道(1)連通；犧牲陽極(2)依次通過第二繼電器(4)的B檔、第一繼電器(5)的B檔與電阻(14)連通；犧牲陽極(2)依次通過第二繼電器(4)的B檔、第一繼電器(5)的A檔與第三電壓表(13)連通。

6.根據權利要求5所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：執行模塊控制第一繼電器(5)在A檔與B檔之間進行轉換、同時控制第二繼電器(4)在A檔與B檔之間進行轉換。

7.根據權利要求1所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：

信息處理模塊(7)包括控制單元、數據采集單元、通信單元、信號處理單元以及計時單元；

其中，控制單元與數據采集單元均采用嵌入式微控制器；

通信單元采用GPRS接口、NB－IOT接口、藍牙接口當中的一種或幾種；

信號處理單元用于所采集信號的濾波、增益放大；

計時單元周期性喚醒所有監測裝置(15)的執行模塊與數據檢測模塊。

8.根據權利要求1所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：所述衛星授時與通訊模塊采用北斗通訊模塊和/或藍牙通訊模塊。

9.根據權利要求1所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于：每一犧牲陽極均包括數個并聯的鋅棒。

10.基于同步授時的犧牲陽極狀態監測方法，采用權利要求1-9任一項所述的基于同步授時的犧牲陽極狀態監測系統，其特征在于包括以下步驟：

S1:犧牲陽極、第二繼電器的A檔、管道通過導線依次進行串聯；犧牲陽極、第二繼電器的B檔、第一繼電器的B檔、電阻、管道通過導線依次進行串聯；第一電壓表與電阻并聯，第二電壓表的兩端通過導線分別與管道、參比電極連接；第一繼電器的A檔、第三電壓表、參比電極通過導線進行串聯；其中，第一繼電器的A檔為常閉狀態，B檔為常開狀態；第二繼電器的A檔為常閉狀態，B檔為常開狀態；

S2:衛星同步授時，管道對應的全線監測裝置時間校準，全線第一繼電器、第二繼電器閉合，為常閉狀態；

S3:監測裝置根據檢測指令，立即將全線第二繼電器置為常開狀態，數據檢測模塊采集開路電位；將全線第一繼電器與第二繼電器置為常閉狀態，數據檢測模塊讀取通路電位；間隔一段時間后，將全線第一繼電器與第二繼電器置為常開狀態，數據檢測模塊采集輸出電流；間隔一段時間后，將全線第一繼電器與第二繼電器置為常閉狀態；

S4:數據檢測模塊將所測數據發送至給信息處理模塊，監測裝置進入休眠省電模式；

S5:信息處理模塊對犧牲陽極的長期數據進行數據分析。