一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统的制作方法
【专利摘要】一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，开关直流电源与微处理器单元相连，参数输入键和显示器与微处理器单元相连，微处理器单元的AD输入端口与滤波电路相连；滤波电路与霍尔电压传感器相连，霍尔电压传感器与安装在油井套管附近的参比电极相连接；霍尔电压传感器的应用从源头保障了脉冲恒电位电源的电位检测准确度，滤波电路极大程度地消除了由于外界干扰带来的测量误差，高性能微处理器及先进数字滤波算法的使用则最大程度地使测量结果逼近实际值，具有精确度高，实时性好，抗干扰能力强的优点。
【专利说明】—种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统
【技术领域】
[0001]本发明属于腐蚀与防护【技术领域】，特别涉及一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，用于油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源的电位检测采集。
【背景技术】
[0002]油井套管是石油生产中的重要设施，目前国内外广泛使用直流型恒电位仪对其进行外加电流阴极保护，虽然该技术是一种十分有效、经济的防止套管外壁腐蚀的方法，但同时该技术存在一个致命缺陷，那就是采用直流阴极保护无法达到油井套管实际需要的保护深度，特别是对一些深井和超深井的套管阴极保护，这一问题变得尤为突出。最近的研究表明，脉冲电流阴极保护相比于传统的直流阴极保护具有更均匀的电流密度，更深的穿透性，较小的电流需求等优点，应用脉冲电流对油井套管实施阴极保护可以很大程度地延长套管保护深度，使一些深井或超深井的套管得到有效的全线保护，如在深井套管阴极保护中，普通直流阴极保护深度只能达到1500米左右，而采用脉冲电流阴极保护技术可将保护深度延长至3000多米。因此采用脉冲恒电位电源系统对油井套管实施阴极保护是以后的发展趋势，而在阴极保护中，要通过测量金属的保护电位即金属停止腐蚀时所需的电位值，来判断金属构筑物是否达到完全保护，与普通的直流型恒电位仪相比，脉冲恒电位电源系统输出的是随时间高速变化的脉冲电流，因此必须针对脉冲电流阴极保护的特点而重新设计电位检测采集系统以满足实际需要，但是这样的系统还没有随应而生。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，基于高性能微处理器，可以通过对数字滤波算法进行不断改进而进一步提升其性能，使其在脉冲电流阴极保护方面更有前途，具有精确度高，实时性好，抗干扰能力强的特点。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是:一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，包括有给控制系统供电的开关直流电源，开关直流电源与微处理器单元电源接口相连接，微处理器单元的仙输入端口与滤波电路的输出端相连接；滤波电路的输入端与霍尔电压传感器的输出端相连接，霍尔电压传感器的输入端与安装在油井套管附近的参比电极相连接。
[0005]所述的微处理器单元采用高性能单片机或数字信号处理器03？。
[0006]由于霍尔电压传感器是一种利用霍尔闭环(磁平衡)原理将被测电压转换成与原边电压成比例跟随输出的电流或电压的测量模块，原副边之间高度绝缘，交流、直流、混合电压均可测量，具有响应速度快、高精确度、高线性度、高集成度、体积小、结构简单、长期工作稳定性高且适应各种工作环境的特点。因此霍尔电压传感器的引入极大程度地确保了一种用于油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源的电位检测采集系统的检测精度及稳定性。
[0007]滤波电路的引入用来确保消除测量过程中由于杂散电流等干扰导致的检测信号波形中所产生的“毛刺”，保证输入给微处理器单元2的仙端口为平滑的信号波。
[0008]微处理器单元采用高性能单片机或数字信号处理器03？，要求该处理器具有优良的计算性能及响应速度，并在此基础上设计数字滤波算法，采用数学计算的方法还原出套管实际电位，最大限度的保证测量的精确度。
[0009]霍尔电压传感器的应用从源头保障了脉冲恒电位电源的电位检测准确度，滤波电路极大程度地消除了由于外界干扰带来的测量误差，高性能微处理器及先进数字滤波算法的使用则最大程度地使测量结果逼近实际值。
[0010]这种结构的油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源的电位检测采集系统与传统的直流型恒电位仪电源相比具有精确度高，实时性好，抗干扰能力强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明做详细叙述。
[0013]参照附图1，一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，包括有给控制系统供电的开关直流电源1，开关直流电源1与微处理器单元2电源接口相连接，微处理器单元2的八0输入端口与滤波电路3的输出端相连接；滤波电路3的输入端与霍尔电压传感器4的输出端相连接，霍尔电压传感器4的输入端与安装在油井套管附近的参比电极5相连接。
[0014]所述的微处理器单元2采用高性能单片机或数字信号处理器03？。
[0015]本发明的工作原理为:
工作时，霍尔电压传感器采集油井套管旁边安放的参比电极电位信号，并传递给滤波电路，滤波电路对该信号进行模拟滤波后将其送入微处理器单元的仙输入端口，微处理器在得到该信号后对其再采取一次数字滤波，采用数字滤波算法将该信号表示的电位值经运算逼近为油井套管的实际电位，从而测量出套管电位。
【权利要求】
1.一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，包括有给控制系统供电的开关直流电源(I)，其特征在于，开关直流电源(I)与微处理器单元(2 )电源接口相连接，微处理器单元(2)的AD输入端口与滤波电路(3)的输出端相连接；滤波电路(3)的输入端与霍尔电压传感器(4)的输出端相连接，霍尔电压传感器(4)的输入端与安装在油井套管附近的参比电极(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统，其特征在于，所述的微处理器单元(2)采用高性能单片机或数字信号处理器DSP。
【文档编号】C23F13/22GK104451704SQ201410738681
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】马菊莲, 周好斌, 徐向前, 袁森, 许庆 申请人:西安石油大学