[發明專利]一種陰極保護數據遠程無線監測管理系統

在審

• 申請號: 202011280011.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112176351A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陶宏杰;羅群
• 申請（專利權）人: 成都開美利科技有限公司
• 主分類號: C23F13/04
• 分類號: C23F13/04;C23F13/06;C23F13/22
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 韋海英

1.一種陰極保護數據遠程無線監測管理系統，其特征在于，輸入選擇單元控制電極信號的輸入與斷開，防雷單元隔離并吸收電極中可能夾雜的瞬態干擾信號，避免擊穿后級電路；信號轉換與濾波單元實現信號的交直流分離、電流轉電壓、低通濾波、數字化處理功能；主控單元主要完成信號的采集、存儲、數據發送、休眠控制、在線升級等功能；通訊模塊主要用于數據發送，GPS模塊用于坐標定位和精確授時，休眠與喚醒單元用于時間記錄和定時啟動功能，異常檢測單元用于震動和主電池是否丟失的檢測，電源控制用于主電池供電的接通與斷開，同時提供電源電壓變換，為各模塊提供合適的工作電壓，輸入選擇單元由多路并聯的可控開關構成，開關的通斷受主控單元控制，包含但不限于機械繼電器、固態繼電器、MOSFET、晶閘管等具有可控通斷的器件；防雷單元由空氣放電管、瞬態抑制二極管、壓敏電阻、保險管的串并聯構成，多路信號保護只需將此電路擴展為多路，管道作為等勢參考端連接在所有電路的輸入”-”端，被保護的輸入信號連接在電路輸入”+”端；

管道接采集終端GND網絡，串接在管道和極化電極間的采樣電阻Rs將電流信號轉換為電壓信號，再經過運放U1放大后分兩路，一路由隔直電容C進入整流濾波通道獲得交流分量，另一路直接耦合進入濾波通道獲取直流分量，同時自然電位和參比電位也經過濾波通道后獲得對應的電位信號，最后經過多路ADC量化為數字信號供主控單元采集，流過Rs的電流即為直流和交流雜散電流，參比與管道間的電壓為通電電位，與自然間的電壓為自腐蝕電位，再通過IR法可計算出斷電電位；

主控單元主要實現測量過程的時序控制，被喚醒后首先讀取啟動類型，采樣本機陰保數據，再獲取外掛設備數據；接著判斷啟動類型是否為異常啟動，若為異常，則加入異常標記；若為正常，判斷發送時刻是否到達，若到達則獲取經緯度坐標及當前時間，并發送數據至服務器并接收回傳的參數；根據回傳參數判斷是否需要更新主控單元固件，若需要則獲取固件數據并采用在線編程技術更新固件；若發送時刻未到達，則保存數據；根據休眠間隔、當前時間、同步采樣時間點計算出下一次喚醒的時間點，并配置休眠喚醒單元，斷開電源控制與變換單元的開關進入休眠；再次等待喚醒；主控單元硬件組成包含但不限于單片機、PLD、PLC等可再編程器件；異常檢測單元包含振動檢測與主電池丟失檢測，并分別輸出使能信號。

2.根據權利要求1所述的一種陰極保護數據遠程無線監測管理系統，其特征在于：電源控制及變換單元實現深度休眠及電壓變換功能，開關S1和S2分別用于主電池和備用電池供電切換，DCDC模塊轉換獲得相應電壓為后級單元供電。休眠情況下，S1和S2均不導通，采集終端處于斷電式休眠中；某一時刻，休眠喚醒模塊時間到達，輸出喚醒信號，或震動檢測輸出喚醒信號，開關S1導通，后級單元開始工作，主控單元控制采樣流程后控制S1開關斷開，再次進入斷電式休眠；某一時刻主電池丟失，異常檢測單元輸出主電池丟失信號，開關S2導通為系統供電，后續工作流程與前述相同。

3.根據權利要求1所述的一種陰極保護數據遠程無線監測管理系統，其特征在于：振動檢測原理：R1為振動傳感器，靜止狀態阻抗為0，V1點電壓為0V，小于閾值電壓Vref，比較器輸出低電平；當振動發生時阻抗會增加，與電阻R2構成分壓電路，當R1阻值增加到使得V1點電壓大于閾值Vref，比較器輸出高電平,電位器R2可調節檢測靈敏度。

4.根據權利要求1所述的一種陰極保護數據遠程無線監測管理系統，其特征在于：電池檢測原理：開關S1、S2、S3的特征為控制極0V電壓時導通，為輸入電壓斷開；Q1為晶體管，輸出主電池丟失信號；BM和BA分別為主電池和備用電池，當主電池被接入時，G2點為輸入電壓，開關S2S3截止；G1點被下拉至為0V，S1開關導通，由BM輸出電壓至Bat，Q1截止；當主電池斷開，G2點被R2下拉至0V，S2、S3導通，由BA輸出電壓至Bat；G1點為輸入電壓，S1截止，Q1導通；開關S1、S2、S3可選擇MOSFET、IGBT、功率三極管。