埋地鋼質(zhì)管道保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測、監(jiān)視系統(tǒng)，尤其涉及一種埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，作為城市地下管網(wǎng)的重要組成部分一埋地鋼質(zhì)管道安全運行的重要性也越來越高。
[0003]采用犧牲陽極陰極保護(hù)裝置是埋地鋼質(zhì)管道腐蝕危害顯著減少的主要技術(shù)手段之一。為了保障陰極保護(hù)電位符合保護(hù)電位的標(biāo)準(zhǔn)，需經(jīng)常檢測陰極保護(hù)裝置的保護(hù)電位值。按照《埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極直連法陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》(DB31/T 340-2005)的規(guī)定:“為便于檢查管地電位、陽極對地電位、陽極輸出電流等，管道沿線相隔一定間距焊接一測試導(dǎo)線，并連接與地面測試盒內(nèi)供測量之用?！鄙虾Ｊ杏?005年3月22日發(fā)布的《DB31T340-2005埋地鋼管陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，犧牲陽極的設(shè)計使用壽命為15年，并規(guī)定每半年對每一個犧牲陽極的測試粧進(jìn)行測量，每年對于測試粧進(jìn)行維護(hù)。
[0004]相對于埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)裝置使用的數(shù)量，目前使用的人工巡視檢測方法顯得力不從心。這帶來以下兩個問題。
[0005]其一是工作量巨大，并且無法保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以煤氣管道為例，每隔2公里就設(shè)置一個測試粧，按國家2007年發(fā)布的《GBT 21246-2007埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測量方法》的規(guī)定，每次測量通常需要檢測自然電位、通電電位、斷電電位、開路電位等多個測量數(shù)據(jù)。依靠人工檢測的工作量可想而知。陳麗伊在《埋地管道犧牲陽極用全參數(shù)檢測粧》(專利號200420015032.0)中改進(jìn)了測試粧的結(jié)構(gòu)，一定程度上減少檢測工作量，但是依然需要人工檢測，無法避免手工操作失誤導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)錯誤的問題。
[0006]第二是對于管道安全問題的隱患無法實現(xiàn)預(yù)警。在管道出現(xiàn)滲漏、破裂、浸水及雜散電流干擾等問題之前，管道不同節(jié)點的電位、電流等數(shù)據(jù)會發(fā)生一定改變。在滲漏、破裂、浸水及雜散電流干擾等為問題發(fā)生后之后，管道的電位狀態(tài)才會發(fā)生突變?，F(xiàn)有的檢測手段只能發(fā)現(xiàn)安全問題發(fā)生之后電位狀態(tài)突變，而無法對安全隱患進(jìn)行預(yù)警。彭充、徐仁星等在《犧牲陽極陰極保護(hù)自動檢測處理系統(tǒng)》(專利號200610025195.0)中披露了一種自動檢測和搜集數(shù)據(jù)的方法。該方案雖然可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動檢測，但是檢測方案事先已經(jīng)在“自動數(shù)據(jù)檢測模塊”中固化，且數(shù)據(jù)的采集匯總依然需要人工干預(yù)(使用“移動數(shù)據(jù)采集器”)，該方案顯然無法實現(xiàn)智能預(yù)警。歐莉、陳暉等在《區(qū)域陰極保護(hù)智能監(jiān)控系統(tǒng)》(中國專利號03112527)中公開了一種區(qū)域陰極保護(hù)智能監(jiān)控系統(tǒng)，但是該系統(tǒng)只能對固定的檢測方案進(jìn)行檢測分析，無法滿足智能預(yù)警的需要。
[0007]此外，經(jīng)發(fā)明人研宄發(fā)現(xiàn)，在戶外操作的高阻抗電位測量設(shè)備易受到不明信號源的干擾，導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)失真的情況時有發(fā)生。這也使得一些早期預(yù)警的信號被誤認(rèn)為是設(shè)備受到干擾而被忽視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述問題，本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種埋地鋼管犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測方法及系統(tǒng)。
[0009]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0010]一種埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置，其特點在于，包括低內(nèi)阻開關(guān)電路、單片機(jī)控制器、至少一個檢測單元，所述的單片機(jī)控制器控制低內(nèi)阻開關(guān)電路，使預(yù)先接入低內(nèi)阻開關(guān)電路的監(jiān)測點與所述的檢測單元接通或斷開，當(dāng)監(jiān)測點與檢測單元接通時，檢測單元自動檢測得到兩個或多個監(jiān)測點之間的電氣讀數(shù)。
[0011]所述的檢測單元包含多種檢測單元，用以對包括電壓、電流和電量在內(nèi)的各種電氣讀數(shù)進(jìn)行檢測。
[0012]所述的埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置，還包括SMS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、低功耗時鐘模塊、檢測數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器和電源控制器；所述的SMS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、低功耗時鐘模塊、檢測數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器和電源控制器均與所述的單片機(jī)控制器的控制端相連；
[0013]所述的監(jiān)測點與監(jiān)測單元將每次檢測得到的電氣讀數(shù)通過檢測數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲器，并按照單片機(jī)控制器的指令將單次或者多次檢測得到的電氣讀數(shù)通過SMS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送到外部。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明還公開了一種埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)，其特點在于，包括多個分布在不同測試粧上的上述的檢測裝置，以及括通訊模塊、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、GIS系統(tǒng)服務(wù)器和多個監(jiān)視終端；
[0015]所述的通訊模塊與所述的檢測裝置的SMS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊建立通信連接，并將數(shù)據(jù)傳輸給所述的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，經(jīng)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器智能處理后傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)服務(wù)器以警示界面予以提示，同時向監(jiān)視終端發(fā)送報警信息。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)采用單片機(jī)控制器為管理模塊，提供檢測模塊以及低內(nèi)阻開關(guān)電路，通過對3個以上監(jiān)測點之間的任意組合，測量其電氣讀數(shù)，包括電位、電流和電量數(shù)值，以獲得更及時、更準(zhǔn)確和更多樣性的檢測數(shù)據(jù)，以便于通過對這些數(shù)據(jù)的分析及時準(zhǔn)確的掌握監(jiān)測點的現(xiàn)場環(huán)境。
[0018](2)當(dāng)管道出現(xiàn)滲漏、破裂、浸水及雜散電流干擾等問題時保護(hù)電位數(shù)據(jù)發(fā)生異常，經(jīng)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器分析判斷后上傳到GIS系統(tǒng)服務(wù)器以警示界面予以提示，同時發(fā)送報警信息提醒管理人員。并可以在發(fā)現(xiàn)異常情況之后從遠(yuǎn)端對于檢測方案進(jìn)行更改，實時采集檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗證預(yù)警信息，使得早期預(yù)警的信息更加可靠，避免漏報或誤報。提供低功耗時鐘模塊和電源控制模塊，確保系統(tǒng)在無人工干預(yù)的情況下也可以實現(xiàn)自動工作。
[0019](3)具有自動檢測、自動分析、自動預(yù)警的特點，大幅度的減少了人工檢測的工作量，同時進(jìn)一步提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，對于滲漏、破裂、浸水及雜散電流干擾等問題可以做到早發(fā)現(xiàn)早預(yù)警。
[0020](4)檢測裝置體積小巧，可以安裝在原有的檢測粧內(nèi)部，無需開挖路面即可完成安裝，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)的架構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置的實施2示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]請先參閱圖1，圖1為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)的架構(gòu)圖，如圖所示:
[0027]1、操作人員通過監(jiān)視終端95主動檢查某檢測裝置91的現(xiàn)場工作狀況，GIS系統(tǒng)服務(wù)器94將監(jiān)控終端95發(fā)出的指令下傳，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93將所要處理的事務(wù)編碼形成事務(wù)數(shù)據(jù)，通訊模塊92將數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93的事務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的檢測裝置91。檢測裝置91被喚醒并對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定有效后根據(jù)事務(wù)數(shù)據(jù)內(nèi)容執(zhí)行指令，并將采集到的檢測數(shù)據(jù)通過通訊模塊92與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93通訊，將檢測裝置91采集的檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93，并由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93對檢測裝置91數(shù)據(jù)進(jìn)行位置及各種數(shù)據(jù)的編碼處理。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93智能處理后上傳到GIS系統(tǒng)服務(wù)器94，GIS系統(tǒng)服務(wù)器94將數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93智能處理后的采集數(shù)據(jù)通過監(jiān)控終端95顯示管道陰極保護(hù)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，管理人員根據(jù)監(jiān)控終端95顯示的信息判斷現(xiàn)場情況后做相應(yīng)的處理。
[0028]2、在沒有監(jiān)視終端95的指令時，檢測裝置91按照預(yù)定程序定時采集監(jiān)測點的各種數(shù)據(jù)，包括電氣讀數(shù)和檢測裝置91的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過通訊模塊92與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93通訊，將檢測裝置91采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93，并由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93對定時收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行位置及各種數(shù)據(jù)的編碼處理。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93智能處理后上傳到GIS系統(tǒng)服務(wù)器94，GIS系統(tǒng)服務(wù)器94將數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93智能處理后的數(shù)據(jù)通過監(jiān)控終端95顯示檢測裝置91所處的現(xiàn)場環(huán)境信息，管理人員根據(jù)監(jiān)控終端95顯示的現(xiàn)場環(huán)境信息做相應(yīng)的處理。同時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)存在異?；蛘叽嬖谌笔?，經(jīng)系統(tǒng)分析判斷后以警示界面予以提示，并可發(fā)送報警信息提醒管理人員。
[0029]圖2為本發(fā)明埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)電位狀態(tài)智能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所不:
[0030]1、監(jiān)測點401至4η是測試端口，將401至4η接入到低內(nèi)阻開關(guān)電路40。通過單片機(jī)控制器10控制低內(nèi)阻開關(guān)電路40實現(xiàn)監(jiān)測點與測試單元50的電路聯(lián)通。
[0031]2、單片機(jī)控制器10控制低內(nèi)阻開關(guān)電路40根據(jù)設(shè)定的程序?qū)崿F(xiàn)電路的組合聯(lián)通。檢測單元50自動讀取401至4η任意2個監(jiān)測點組合后的電壓、電流或電量數(shù)值。并在單片機(jī)控制器10的控制下將檢測得到的數(shù)值通過檢測數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換52轉(zhuǎn)換為可存儲的數(shù)據(jù)，再由單片機(jī)控制器10控制下保存到數(shù)據(jù)存儲器53中。
[0032]3、單片機(jī)控制器10控制SMS數(shù)據(jù)發(fā)送模塊30將數(shù)據(jù)存儲器53中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，再將編碼處理后的信息發(fā)送到通訊模塊92，由通訊模塊92傳到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器93進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的智能處理。
[0033]檢測裝置的工作流程如圖4所示；
[0034]1、SMS數(shù)據(jù)收發(fā)模塊30在收到監(jiān)視終端95的指令之后喚醒單片機(jī)控制器10，單片機(jī)控制器10讀取SMS數(shù)據(jù)模塊30收到的指令數(shù)據(jù)并對信息識別確認(rèn)后啟動檢測程序。
[0035]2、自動檢測。在沒有監(jiān)視終95的指令啟動檢測時，低功耗時鐘模塊01在單片機(jī)控制器10設(shè)定的時間喚醒休眠的單片機(jī)10。
[0036]3、單片機(jī)控制器10喚醒后啟動檢測電源并開始自檢；電源20的電量、SMS收發(fā)模塊30的工作狀態(tài)及收到的數(shù)據(jù)指令、各檢測點的聯(lián)通正常。
[0037]4、單片機(jī)控制器10開始編組低內(nèi)阻開關(guān)電路40。
[0038]5、低內(nèi)阻開關(guān)電路40在單片機(jī)控制器10編組控制下分別將所需聯(lián)通的監(jiān)測點與檢測單元50實現(xiàn)聯(lián)通，讀取檢測數(shù)據(jù)。
[0039]6、將檢測單元50得到的檢測數(shù)據(jù)經(jīng)A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換52在單片機(jī)控制器10控制轉(zhuǎn)換后保存在數(shù)據(jù)存儲器53內(nèi)。
[0040]7、單片機(jī)控制器10控制SMS無線發(fā)送模塊30將數(shù)據(jù)儲存器53保存的檢測數(shù)據(jù)分別取出編碼傳送發(fā)出。
[0041]8、單片機(jī)