一种用于阴极保护监测的智能测控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及腐蚀与防护技术领域，尤其涉及一种对恒电位仪实现智能控制的用于阴极保护监测的智能测控装置。
【背景技术】
[0002]阴极保护是石油、石化行业油品运输中保护埋设于地下的钢质石油管道，有效抑制腐蚀的重要手段。在管道的腐蚀事故中，由于阴极保护不到位，导致地下管道出现腐蚀泄露的情况非常多。一旦这些管道出现泄露，将造成严重的安全事故。在实际运行过程中，必须保证管道对地的电位控制在给定电位的范围内，因此恒电位仪成为了阴极保护技术中必不可少的设备。
[0003]恒电位仪的工作原理是:将经阻抗变换后的参比信号与给定电位加到比较放大器，在经比较放大后，输出与误差成正比的信号。当恒电位仪处于自动工作状态时该信号加到移相触发器，移相触发器则根据该信号电压的大小，自动调整触发脉冲的产生时间，改变极化回路中可控硅的导通，从而改变输出电流、电压的大小，达到参比电位等于给定电位。这个信号传递过程，在恒电位仪自动工作状态下应不断地进行。但是目前使用的普通恒电位仪只有最基本的控制功能，正常工作中，将其放在室内，由室内人员通过有线控制的方式将有关技术参数电信号传递到地下管道和测试粧上；尤其是当管理人员在对恒电位仪中的各项技术参数进行管理的时候，需要亲自前往恒电位仪放置的位置进行相应的调整。由于实际运行中的地下管网分布距离长远，给日常管理运行造成了诸多不便，既耗费大量的时间、管理人员也无法实时的了解恒电位仪的各项参数值，根本无法实现远距离的监控和保证设备正常运行。
[0004]因此，解决目前恒电位仪使用中存在的上述问题，寻求更为高效、准确、先进的工作模式，实现对运行中的恒电位仪的状态进行远程实时监控，准确地获得其中的各项参数值，并能进行远距离的监控和调整就成为本领域的一大课题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的:旨在提供一种用于阴极保护监测的智能测控装置，以实现对运行中的恒电位仪的各项参数的远程实时监控，同时发送信号至恒电位仪对其进行控制和调整。
[0006]本发明提供的这种用于阴极保护监测的智能测控装置，包括智能控制器1.1和一为所述智能控制器供电的供电电源1.2。
[0007]所述的智能控制器1.1至少包括:
[0008]中央处理器4，用于对智能控制器接收和发送的数据进行处理；
[0009]信号隔离调理模块5，分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于接收恒电位仪发送的参比信号、输出电压、以及输出电流并进行处理，再发送至中央处理器4。
[0010]信号调理模块6，分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于实现中央处理器4对恒电位仪3中超差报警信号的检测；
[0011]继电器控制模块7，分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量、以及备机切换；
[0012]电源转换模块8，分别与智能控制器中需要供电的模块进行连接，用于将供电电源转换为智能控制器各个模块所需电压并为其进行供电；
[0013]信号隔离放大模块9，分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，对中央处理器4中发送的给定信号进行处理之后发送至恒电位仪3，以调整恒电位仪的给定电位；
[0014]GPS授时模块10，与中央处理器4连接，用于实现智能控制器的精确授时；
[0015]GPRS模块11，与中央处理器4连接，用于实现智能控制器与外界的通信；具体为GPRS DTU 模块；
[0016]所述的复位模块12与中央处理器4连接，用于保护中央处理器。
[0017]所述的供电电源1.1为12V的直流稳压电源。
[0018]所述的中央处理器4，用于对智能控制器接收和发送的数据进行处理；且在中央处理器中包括数字模拟转换器14和模拟数字转换器13，其中，所述的数字模拟转换器14与信号隔离放大模块连接9，用于将中央处理器4发送的给定信号转换为模拟量，再经过信号隔离放大模块9处理后发送至恒电位仪3，用以调整其给定电位；所述的模拟数字转换器13与信号隔离调理模块5连接，用于接收各信号隔离调理电路发送的参比信号、输出电压以及输出电流，并将其转换为数字量以供中央处理器进行处理；所述的中央处理器的型号为MSP430F169IPM的低功耗中央处理器。
[0019]所述的信号隔离调理模块5，分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于接收恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理，再发送至中央处理器4。
[0020]具体来说，信号隔离调理模块5中包括三路信号隔离调理电路，其中，第一路信号隔离调理电路分别与恒电位仪3和中央处理器4连接，用于接收恒电位仪发3送的参比信号并进行处理。
[0021]其中:
[0022]第一路信号隔离调理电路包括:第一隔离变送器T1、第一分压电阻R1、第二分压电阻民以及第一稳压管W工，其中第一隔离变送器的正输入信号端和负输入信号端分别与参比信号中的参比端和参比地端连接，正输出信号端与第一分压电阻的第一端连接，负输出信号端接地；第一分压电阻R工的第二端分别与第二分压电阻R 2的第一端、第一稳压管W工的负极以及模拟数字转换器13中的第零通道连接，第二分压电阻民的第二端和第一稳压管11的正极均接地；所述第一隔离变送器1\的型号为T5550D的有源高精度隔离变送器；第一稳压管型号为FHZ3V3LL-34。
[0023]第二路信号隔离调理电路，分别与恒电位仪3和中央处理器4连接，用于接收恒电位仪发送的输出电压并进行处理；其具体包括第二隔离变送器T2，第三分压电阻R3，第四分压电阻R4，第五分压电阻R5，第六分压电阻R6以及第二稳压管W2，其中，第三分压电阻&的第一端与输出电压中的输出电压正极端连接，第二端分别与第四分压电阻R4的第一端和第二隔离变送器T2的正输入信号端连接，第四分压电阻R4的第二端分别与输出电压中的输出电压负极端和第二隔离变送器T2的负输入信号端连接；第五分压电阻R 5的第一端与第二隔离变送器T2的正输出信号端连接，第二端分别与第六分压电阻1?6的第一端、第二稳压管T2的负极以及模拟数字转换器13中的第一通道连接；第二隔离变送器T2的负输出信号端、第六分压电阻&的第二端以及第二稳压管胃2的正极均接地。第二隔离变送器的型号为T5550D的有源高精度隔离变送器；第二稳压管的型号为FHZ3V3LL-34。
[0024]第三路信号隔离调理电路，分别与恒电位仪3和中央处理器4连接，用于接收恒电位仪3发送的输出电流并进行处理，具体包括一霍尔电流传感器CS1，第七分压电阻R7,第八分压电阻R8,以及第三稳压管W3，其中，霍尔电流传感器正输入信号端和负输入信号端分别与输出电流中的输出电流正极端和输出电流负极端连接，正输出信号端与第七分压电阻&的第一端连接；第七分压电阻1?7的第二端分别与第八分压电阻1?8的第一端、第三稳压管W3的负极以及模拟数字转换器13中的第二通道连接；霍尔电流传感器的负输出信号端、第八分压电阻R8的第二端、以及第三压管W 3的正极均接地；霍尔电流传感器CS i的型号为CS050LX ;第三稳压管的型号为FHZ3V3LL-34。
[0025]所述的信号调理模块6分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于实现中央处理器4对恒电位仪3中超差报警信号的检测；具体包括一上拉电阻R9和一下拉电阻Rltl，上拉电阻R9与恒电位仪中超差报警信号的第一端连接，下拉电阻R 1(1与恒电位仪中超差报警信号的第二端连接。当恒电位仪3正常工作，超差报警信号的第一端和第二端断开，相对应的中央处理器4的1管脚为低电平；当恒电位仪3发生超差报警时，超差报警信号的第一端和第二端闭合，相对应的中央处理器4的1管脚为高电平，以此实现中央处理器4对恒电位仪中超差报警信号的检测。
[0026]所述的继电器控制模块7分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量、以及备机切换，具体包括:一个继电器驱动芯片，三个继电器，以及三个限流二极管；其中，继电器驱动芯片用于驱动继电器工作；每个限流二极管分别并联在与之对应的继电器的两端，三个继电器分别用于实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换。继电器驱动芯片的型号为ULN2003A ;继电器的型号为HF3FF-012-1ZS ;限流二极管的型号为1N4148。
[0027]所述的电源转换模块8分别与智能控制器中需要供电的模块进行连接，用于将供电电源转换为智能控制器各个模块所需电压并为其进行供电，具体包括三路电源转换电路，其中，第一路电源转换电路使用型号为LM2596-5的芯片将+12V电压转+5V电压；第二路电源转换电路使用型号为AMSl 117-3.3的芯片将+5V电压转+3.3V电压；第三路电源转换电路使用型号为LMC7660MX的芯片将+5V电压转-5V电压。
[0028]所述的信号隔离放大模块9分别与中央处理器4和恒电位仪3连接，对中央处理器4中发送的给定信号进行处理之后发送至恒电位仪3，以调整恒电位仪的给定电位；所述信号隔离放大模块9中包括一双运算放大器，以及第三隔离变送器T3;经过所述数字模拟转换器14转换的给定信号输入所述双运算放大器的U6A，随后经过所述双运算放大器的U6B和所述第三隔离变送器T3输