一种阴极保护电位检测装置的制作方法

本实用新型涉及储罐技术领域，具体地说，涉及一种阴极保护电位检测装置。

背景技术：

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。

阴极保护电位是评价储罐罐底保护效果的重要指标，然而，现有的阴极保护电位检测装置存在着诸多问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种阴极保护电位检测装置，所述装置包括：

长效参比电极，其用于提供标准电位；

金属试片，其设置在与储罐罐底所处环境相同的介质环境中；

可控开关，其第一端与所述金属试片连接，第二端与恒电位仪的零位端口连接；

电位检测模块，其第一检测端与所述可控开关的第一端连接，第二检测端与所述长效参比电极连接，用于检测所述可控开关的第一端与所述长效参比电极之间的电位。

根据本实用新型的一个实施例，所述长效参比电极和金属试片设置在所述储罐罐底并被所述储罐罐底的介质环境所包裹。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：

环境模拟模块，其设置在储罐旁的地底，用于模拟储罐罐底板的介质环境并包裹所述长效参比电极和金属试片。

根据本实用新型的一个实施例，所述电位检测模块包括：

高阻抗电阻，其一端形成所述电位检测模块的第一检测端以与所述可控开关的第一端连接，另一端形成所述电位检测模块的第二检测端以与所述长效参比电极连接；

电位检测单元，其与所述高阻抗电阻，用于检测所述高阻抗电阻两端的电位。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：

检测控制模块，其与所述可控开关连接，用于控制所述可控开关的通断状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述检测控制模块还与所述电位检测模块连接，用于控制所述电位检测模块的运行状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述检测控制模块包括：

模数转换单元，其与所述电位检测模块连接，用于将所述电位检测模块所传输来的模拟电位信号转换为相应的数字电位信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述检测控制模块还包括：

数据存储单元，其与所述模数转换单元连接，用于对所述模数转换单元所传输来的数据进行存储。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：

显示模块，其与所述检测控制模块连接，用于将所述检测控制模块所传输来的数据进行可视化显示。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：

供电模块，其与所述阴极保护电位检测装置中的用电器件连接，用于为所述用电器件提供电能。

本实用新型所提供的阴极保护电位检测装置能够有效消除现有技术由于通过通电电位来调节储罐阴极保护系统输出而造成的保护电位不达标或者过保护的问题，本装置可以实现利用储罐底板断电电位进行阴保系统输出的调节，从而准确有效地保证了阴保系统运行的有效性。

同时，本实用新型所提供的阴极保护电位检测装置还可以直接读取储罐的极化电位，这样也就可以方便现场工作人员的测试以及阴极保护有效性的评价。

此外，相较于现有技术，本装置能够不仅仅能够检测并显示出通电电位，同时还能够检测并显示出断电电位，从而获取储罐罐底的真实保护状态，这样也就可以不必像现有技术中那样需要进行现场通断电测试，进而减少了人工成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本实用新型一个实施例的阴极保护电位检测装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的阴极保护电位检测装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的显示模块的显示结果示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

阴极保护电位是评价储罐罐底保护效果的重要指标，根据GB/T 21448 2018的规定，一般情况下判断阴保有效性的准则有两个，其一是被保护对象断电电位(极化电位)负于-850mVCSE，其二是阴极极化或去极化差值大于100mV。目前储罐外加电流系统的恒电位仪虽然有电位显示及调节功能，但是主要存在以下问题：

其一，恒电位仪显示的储罐底板电位主要为通电电位，但是阴极保护有效性评价相关标准中均采用断电(极化电位)评价阴极保护有效性，两者之间存在较大的差值，如果混为一谈将会直接影响到储罐底板保护效果。

其二，目前针对常规恒电位仪的调节功能仅能在显示面板读取到通电电位，为了获得储罐底板的真实保护状态需要通过通断电测试进行现场测试，人员成本较高。

其三，储罐底板外加电流阴保系统投运初期，管线保护电位的极化周期比较长，需要几天甚至更长的时间，因此恒电位的输出也需要根据现场极化情况进行调节，而频繁通过现场人员的测试来调节恒电位仪输出，需要消耗巨大的人力物力，且难以保证测试的准确性。

针对现有技术中所存在的问题，本实用新型提供了一种新的阴极保护电位检测装置以及应用了该装置的储罐，该装置能够自动地测试阴极保护通断电电位，从而降低因工作人员误操作而导致的数据测试错误。

图1示出了本实施例所提供的阴极保护电位检测装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例所提供的阴极保护电位检测装置优选地包括：长效参比电极101、金属试片102、电位检测模块104以及可控开关105。

长效参比电极101用于提供标准电位。相较于普通参比电极，长效参比电极101能够在测试阴极保护电位时提供标准、稳定的电位值。

对于如图1所示的新建储罐，长效参比电极101和金属试片102均设置在储罐罐底并被储罐罐底的介质环境所包裹。由于阴极保护电位主要是储罐底部防腐层破损处的裸露金属产生的，因此本实施例中，金属试片103能够模拟管道上的防腐层缺陷。

例如，对于新建储罐，长效参比电极101和金属试片102可以在建设储罐时被埋在储罐罐底的沥青砂中。

然而，对于已建储罐，如图2所示，阴极保护电位检测装置优选地还可以包括环境模拟模块108。环境模拟模块108设置在储罐旁的地底，其用于模拟储罐罐底板的介质环境并包裹长效参比电极101和金属试片102。具体地，环境模拟模块108的材质与储罐罐底板所处环境的材质相同。例如，当储罐罐底的材质为沥青砂时，环境模拟模块108则同样为沥青砂。

一般情况下储罐所处的环境与普通环境不同，为了模拟实际金属所处环境，将金属试片102的裸露面用环境模拟模块108所包覆，从而模拟储罐罐底板所处环境。

如图1所示，本实施例中，可控开关104的第一端与金属试片102连接，第二端与恒电位仪105的零位端口连接。可控开关104能够基于实际需要根据接收到的控制指令闭合或断开，从而将金属试片102与恒电位仪105的零位端口之间的电连接导通或断开。

需要指出的是，在本实用新型的不同实施例中，可控开关104可以根据实际需要采用不同的器件或电路来实现，本实用新型并不对可控开关104的具体实现形式进行限定。

电位检测模块103包含两个检测端口，其中，第一检测端与可控开关102的第一端连接，第二检测端与长效参比电极101连接，这样电位检测模块103也就可以检测可控开关102的第一端与长效参比电极101之间的电压。

具体地，本实施例中，电位检测模块103优选地包括高阻抗电阻和电位检测单元。其中，高阻抗电阻的一端形成电位检测模块103的第一检测端从而与可控开关104的第一端连接，另一端形成电位检测模块103的第二检测端从而与长效参比电极101连接。电位检测单元与高阻抗电阻，其用于检测高阻抗电阻两端的电位，这样也就实现了对检测可控开关102的第一端与长效参比电极101之间的电位的检测。

需要指出的是，在本实用新型的不同该实施例中，上述高阻抗电阻的实际电阻可以根据实际要求配置为不同的合理值，本实用新型并不对上述高阻抗电阻的具体阻值进行限定。

正如前述内容所指出的那样，在现有技术中，恒电位仪显示的储罐底板电位主要为通电电位，但是阴极保护有效性评价相关标准中均采用断电(极化电位)评价阴极保护有效性，如果将二者混为一谈将会直接影响到储罐底板保护效果。而本实施例所提供的阴极保护电位检测装置需要检测断电电位时，可以通过将可控开关104切换为断开状态来实现；而该阴极保护电位检测装置需要检测通电电位时，其可以通过将可控开关104切换为闭合状态来实现。

如图1所示，本实施例中，本实施例中，该阴极保护电位检测装置优选地还包括检测控制模块106。其中，检测控制模块106与可控开关104连接，其能够控制可控开关104的通断状态。

具体地，本实施例中，当需要对通电电位进行检测时，检测控制模块106将会生成第一开关控制信号并将该第一开关控制信号传输至与之连接的可控开关104，从而控制可控开关104闭合。而当需要对断电电位进行检测时，检测控制模块106则会生成第二开关控制信号并将该第二开关控制信号传输至与之连接的可控开关104，从而控制可控开关104关断开。

本实施例中，检测控制模块106可以周期性地控制可控开关104的通断。例如，在一个通断周期(例如15s)内，检测控制模块106可以控制可控开关104闭合时长为12s，断开时长为3s。

本实施例中，检测控制模块106优选地还与电位检测模块105连接，其能够控制电位检测模块105的运行状态。其中，检测控制模块106优选地包括模数转换单元，模数转换单元与电位检测模块连接，这样检测控制模块106也就可以通过模数转换单元来将电位检测模块所传输来的模拟电位信号转换为相应的数字电位信号。

本实施例中，可选地，检测控制模块106还可以包括数据存储单元。数据存储单元与模数转换单元连接，其能够对模数转换单元所传输来的数据进行存储。这样检测控制模块106也就可以实现对阴极保护电位的电子化记录，以供后续调取或是分析。

如图1所示，本实施例中，该阴极保护电位检测装置优选地还包括显示模块107。显示模块107与检测控制模块106连接，其能够将检测控制模块106所传输来的数据进行可视化显示。图3示出了本实施例中显示模块的显示结果示意图。

对于现有的阴极保护电位检测装置来说，为了达到节省电路和费用的目的，现场常常无法连接外部电源或是费用较高，针对该问题，本实施例所提供的阴极保护电位检测装置中的显示模块107具有具有触发式开启和自动关闭功能。例如，操作人员通过按任意键开启显示屏，显示屏会在一定时长(例如20s)无操作时关闭。具体地，本实施例中，显示模块优选地可以分为两部分：第一部分实施数据的显示；第二部分显示某一时间段(例如30天)内电位分布曲线或所选时间段内电位分布曲线。

现有的阴极保护电位检测装置需要单独的电缆进行供电，由于环境的影响，有些场景下无法实现对阴极保护电位检测装置的供电或是造成供电费用过高，因此也就影响了阴极保护电位检测装置的应用范围。

针对该问题，本实施例中，可选地，该阴极保护电位检测装置还包括供电模块(图中未示出)。供电模块与阴极保护电位检测装置中的用电器件连接，用于为用电器件提供电能。

具体地，供电模块优选地可以包括太阳能电池板和蓄电池，蓄电池与太阳能电池板连接，其能够对太阳能电池板所传输来的电能进行存储。这样太阳能电池板也就可以在光照充足的情况下为设备提供电力以及给蓄电池充电，而在光照不充足的情况下(例如夜晚或阴天等)由蓄电池供电。

从上述描述中可以看出，本实用新型所提供的阴极保护电位检测装置能够有效消除现有技术由于通过通电电位来调节储罐阴极保护系统输出而造成的保护电位不达标或者过保护的问题，本装置可以实现利用储罐底板断电电位进行阴保系统输出的调节，从而准确有效地保证了阴保系统运行的有效性。

同时，本实用新型所提供的阴极保护电位检测装置还可以直接读取储罐的极化电位，这样也就可以方便现场工作人员的测试以及阴极保护有效性的评价。

此外，相较于现有技术，本装置能够不仅仅能够检测并显示出通电电位，同时还能够检测并显示出断电电位，从而获取储罐罐底的真实保护状态，这样也就可以不必像现有技术中那样需要进行现场通断电测试，进而减少了人工成本。

应该理解的是，本实用新型所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。