[發(fā)明專利]海洋回淤環(huán)境犧牲陽(yáng)極服役性能監(jiān)測(cè)與失效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110496510.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113337825B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文鋒;陳韜;李云飛;劉凱;曹忠露;李秋實(shí);楊太年;馬悅;唐聰;王峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務(wù)工程局有限公司;天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/02
• 分類號(hào): G01N17/02
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

1.一種海洋回淤環(huán)境犧牲陽(yáng)極服役性能監(jiān)測(cè)與失效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：其包括傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸子系統(tǒng)和電源模塊；

傳感器子系統(tǒng)包括N個(gè)傳感器組，N≥1，每個(gè)傳感器組包括設(shè)置在保護(hù)盒內(nèi)的電偶對(duì)傳感器、保護(hù)電流傳感器、腐蝕傳感器、環(huán)境參數(shù)傳感器，4種傳感器之間澆鑄環(huán)氧樹(shù)脂形成絕緣隔離層隔離并形成一體；所述電偶對(duì)傳感器包括犧牲陽(yáng)極探頭、被保護(hù)電極和第一參比電極，犧牲陽(yáng)極探頭為方形，被保護(hù)電極為方框形，犧牲陽(yáng)極探頭位于方框形的被保護(hù)電極中心位置，兩者之間用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄成絕緣隔離層隔離，并在該絕緣隔離層中設(shè)置所述第一參比電極；所述保護(hù)電流傳感器包括集流探頭、第二參比電極和電連接點(diǎn)，集流探頭為圓環(huán)形，第二參比電極設(shè)置在集流探頭中心位置，并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄成絕緣隔離層隔離，集流探頭與電連接點(diǎn)用導(dǎo)線連接，兩者之間串聯(lián)采樣電阻，電連接點(diǎn)與被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接；腐蝕傳感器包括耐蝕對(duì)電極、鋼材電極、犧牲陽(yáng)極工作電極和第三參比電極，所述鋼材電極、犧牲陽(yáng)極工作電極對(duì)稱分布在第三參比電極兩側(cè)，并分別套裝在耐蝕對(duì)電極按布局設(shè)置的3個(gè)安裝口中，間隙部分澆鑄環(huán)氧樹(shù)脂，形成絕緣隔離層隔離；環(huán)境參數(shù)傳感器包括電阻率探頭、溫度探頭、氧化還原電位電極、溶解氧電極、pH電極、氯離子電極、硫離子電極，以上環(huán)境參數(shù)傳感器的各探頭和電極按布局間隔設(shè)置并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄形成絕緣隔離層隔離；

N個(gè)傳感器組固定在護(hù)線管上，護(hù)線管通過(guò)焊腳焊接在被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)上，各傳感器組的導(dǎo)線透過(guò)各自的保護(hù)盒引至護(hù)線管中并沿護(hù)線管向上引出，引出的導(dǎo)線接入數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸子系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸子系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線或有線方式連接監(jiān)控中心；

所述電源模塊包括電源、防浪涌開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓器、電源管理模塊、電池組，電源連接防浪涌開(kāi)關(guān)、防浪涌開(kāi)關(guān)連接穩(wěn)壓器、穩(wěn)壓器連接電源管理模塊、電源管理模塊連接電池組，電源管理模塊接入接線模塊與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存?zhèn)鬏斪酉到y(tǒng)連接；

通過(guò)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)定期向傳感器子系統(tǒng)發(fā)出采集指令，并采集響應(yīng)數(shù)據(jù)，接著通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，隨后通過(guò)監(jiān)控中心軟件實(shí)現(xiàn)海洋回淤環(huán)境犧牲陽(yáng)極服役性能的在線監(jiān)測(cè)、評(píng)估及失效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括電流采集模塊、電壓采集模塊、電化學(xué)測(cè)試模塊、環(huán)境參數(shù)采集模塊；

傳感器組的電偶對(duì)傳感器中的犧牲陽(yáng)極和被保護(hù)電極引出的導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電流采集模塊，用于采集犧牲陽(yáng)極和被保護(hù)電極之間的電偶電流；陽(yáng)極探頭、被保護(hù)電極和第一參比電極引出的導(dǎo)線還連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電壓采集模塊，用于監(jiān)測(cè)犧牲陽(yáng)極工作電位和被保護(hù)電極保護(hù)電位；

傳感器組的保護(hù)電流傳感器中的采樣電阻信號(hào)輸出端引出的導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電壓采集模塊，由于采樣電阻的電阻已知，用采樣電阻信號(hào)輸出端之間的電壓除以電阻，便可得到被保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)與集流探頭之間的保護(hù)電流，且由于集流探頭表面積已知，用保護(hù)電流除以表面積便可得到保護(hù)電流密度；傳感器組的保護(hù)電流傳感器中的集流探頭和第二參比電極引出的導(dǎo)線還連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電壓采集模塊，用于監(jiān)測(cè)集流探頭的保護(hù)電位；

傳感器組的腐蝕傳感器中的犧牲陽(yáng)極工作電極、第三參比電極、耐蝕對(duì)電極組成三電極體系，三者引出的導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電化學(xué)測(cè)試模塊，用于監(jiān)測(cè)犧牲陽(yáng)極腐蝕速率、犧牲陽(yáng)極腐蝕電位等數(shù)據(jù)；鋼材電極、第三參比電極、耐蝕對(duì)電極組成三電極體系，三者引出的導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的電化學(xué)測(cè)試模塊，用于監(jiān)測(cè)鋼材腐蝕速率、鋼材腐蝕電位等數(shù)據(jù)；

傳感器組的環(huán)境參數(shù)傳感器中的電阻率探頭、溫度探頭、氧化還原電位電極、溶解氧電極、pH電極、氯離子電極和硫離子電極引出的導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)采集模塊連接，用于監(jiān)測(cè)海泥或海水的電阻率、溫度、氧化還原電位、溶解氧含量、pH值、氯離子濃度和硫離子濃度數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋回淤環(huán)境犧牲陽(yáng)極服役性能監(jiān)測(cè)與失效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸子系統(tǒng)、電源模塊設(shè)置在儀器設(shè)備箱內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋回淤環(huán)境犧牲陽(yáng)極服役性能監(jiān)測(cè)與失效風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊和通信模塊，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)所采集的各類數(shù)據(jù)；通信模塊用于實(shí)現(xiàn)有線或無(wú)線通信，傳輸采集子系統(tǒng)采集的各類數(shù)據(jù)。