一种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统和测试方法与流程

引脚与电阻探头的感受元件相连接；mcu微控制单元选用型号为80c51f的芯片。
6.进一步较为优选的，还包括有：失重挂片；所述失重挂片与电阻探头一一对应配置。
7.可选择的，还包括有：数据采集器以及web服务器；其中，数据采集器与腐蚀监测仪数据接连，web服务器通过4g无线通讯通信与数据采集器实现数据互通。
8.可选择的，还包括有：用于将数据采集器固定在待监测储油罐顶部的灌顶法兰盘。
9.可选择的，还包括有：防爆配电箱。
10.进一步较为优选的，还包括有：校验电阻；校验电阻采用与电阻探头相同的材质制备形成，校验电阻外围敷设有耐腐蚀层。
11.优选的，双通道a/d转换器中的ad7705芯片的ain1-引脚、ad7705芯片的ain2+引脚分别与校验电阻相连接。
12.较为优选的，双通道a/d转换器ad7705芯片的sclk引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.0引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的int1引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的din、dout引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.1引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.2引脚相连接。
13.另一方面，一种储油罐不同储液层的腐蚀测试方法，包括有如下步骤：监测电阻探头中外漏的参考元件的电阻值变化情况；根据监测所得的电阻探头中外漏的参考元件的电阻值变化情况，计算得到电阻探头中外漏的参考元件的腐蚀变化量；根据计算所得电阻探头中外漏的参考元件的腐蚀变化量，计算得到电阻探头中外漏的参考元件所在储液层位置处的腐蚀速率。
14.本发明提供了一种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统和测试方法，该储油罐不同储液层的腐蚀监测系统由腐蚀监测仪、电阻探头、失重挂片、数据采集器和web服务器等电器结构单元构成；具有上述结构特征的储油罐不同储液层的腐蚀监测系统，通过采集监测电阻探头中参考元件与感受元件的不同电压（比值）变化，求导计算得到各储液层任意时刻的腐蚀速率。
附图说明
15.该附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在下述附图中：图1为本发明提供的储油罐不同储液层的腐蚀监测系统的结构示意图；图2为本发明提供的换向恒流源tps72501芯片的电器结构示意图；图3为本发明提供的双通道a/d转换器ad7705芯片的电器结构示意图；图4为本发明提供的mcu微控制单元80c51f芯片的电器结构示意图。
具体实施方式
16.本发明提供了一种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统和测试方法，该种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统可满足对储油罐内不同储液层区实时腐蚀监测的需求，其监测数据灵敏性更高、监测结果也更为可靠。
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
19.实施例一本发明提供了一种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统，如图1所示，包括有：腐蚀监测仪、电阻探头以及优选设置的失重挂片。其中，电阻探头由两部分构成，分别为外漏的（可被腐蚀）参考元件与密封的（不可被腐蚀）感受元件。举例来说，以金属丝做为电阻探头，金属丝参考元件外漏浸泡在储油罐储液层的腐蚀环境中，其会随腐蚀的进行而导致感知截面积减小，进而导致电阻值增大（以电压值变化显现出来），因而通过监测参考元件与感受元件流经的电流以及电压值（变化），即可实现对每一储液层腐蚀速度（在每一储液层位置处均分布设置有一个电阻探头）的监测。此外，多个电阻探头还通过铠装电缆相接连，以实现对不同储液层的腐蚀监测以及数据集中传输等处理。
20.腐蚀监测仪中包括有换向恒流源、双通道a/d转换器、mcu微控制单元。如图2所示，换向恒流源选用型号为tps72501的芯片；其中，tps72501芯片的out1、out2引脚分别与电阻探头的首末两端相连接，用于向电阻探头提供采样用电流；需要补充的是，tps72501芯片属于一种低耗损输出的电压稳压芯片，其具有低耗损电压、小功率控制、微型封装等优点，可固定输出5v\4.85v\3.3v\3.0v\2.5v电压，其采用的是8引脚的soic和8引脚的tssop架构，固定输出满操作状态的误差不超过
±
2%。而如图3所示，双通道a/d转换器选用型号为ad7705的芯片；其中，ad7705芯片的ain1+引脚（差分模拟输入通道1的正输入端）与电阻探头的参考元件相连接， ad7705芯片的ain2-引脚（差分模拟输入通道2的负输入端）与电阻探头的感受元件相连接，从而分别采集电阻探头参考元件、感受元件的电压值（变化）数据，并进行对应的ad转换。需要补充的是，ad7705芯片是一种16位低成本的σ-δ型adc，尤其适合直流和低频交流的测量应用，无需使用外部信号调理即可接受低电平和高电平模拟输入，具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点。如图4所示，mcu微控制单元选用型号为80c51f的芯片，该mcu微控制单元用于根据采集得到的电阻探头参考元件、感受元件的电压值（变化）数据，实现对电阻探头所对应的储液层腐蚀速率的计算，并进而得到储油罐中不同储液层的腐蚀情况。
21.此外，本发明还提供了一种储油罐不同储液层的腐蚀测试方法，包括有如下步骤：监测电阻探头中外漏的参考元件的电阻值变化情况；根据监测所得的电阻探头中外漏的参考元件的电阻值变化情况，计算得到电阻探
头中外漏的参考元件的腐蚀变化量；根据计算所得电阻探头中外漏的参考元件的腐蚀变化量，计算得到电阻探头中外漏的参考元件所在储液层位置处的腐蚀速率。
22.具体的，上述腐蚀测试方法的实施过程可参考如下描述：首先，当以金属丝材质的电阻探头为例进行介绍，该电阻探头的阻值满足公式： （1）其中，r为金属丝半径，l为金属丝长度，电阻率满足：（2）；其中，t为温度。
23.r
x
、rr、rc分别对应电阻探头的参考元件(外露部分)、感受元件(密封部分)、校验电阻的电阻值（该校验电阻用于作为电阻探头的校验参考值使用而优选设置的；该校验电阻优选使用与电阻探头相同材质制备形成，其外围敷设有耐腐蚀层。优选的，校验电阻与双通道a/d转换器中的ad7705芯片的ain1-引脚、ad7705芯片的ain2+引脚相连接，从而为双通道a/d转换器提供参考电压值）。由于上述三者均处于相同的温度条件下，感受元件、校验电阻又处于封闭的耐腐蚀层的保护下，其两者的金属丝半径rr、rc不变，因此参考元件的腐蚀变化量可定义为；（3）并基于式（3），进一步计算得到电阻探头中外漏的参考元件所在储液层位置处的腐蚀速率满足：（4）其中，式（4）中，l
x
、lr分别为参考元件金属丝和感受元件金属丝的长度，这两个物理量在整个测量过程中均不会改变；t则代表监测时刻。
24.至此，依托于实施例1中所记载的结构，以及上述腐蚀测试方法中电阻探头中外漏的参考元件所在储液层腐蚀速率的计算公式，可以得到储油罐不同储液层所对应的腐蚀速度。
25.实施例二实施例二中包括有实施例一的全部技术特征；此外，实施例二还进一步公开有失重挂片。失重挂片与电阻探头一一对应配置，例如在电阻探头底部依附挂接有一个失重挂片，该挂片的材质与储油罐材质相同。该失重挂片的作用与现有技术中的失重挂片器作用相近似，用于测算不同液层的平均腐蚀速率。
26.具体的，在需要测算时取出对应储液层的失重挂片；清洗干燥后称重，测量失重挂片质量，按失重法计算失重挂片的腐蚀速率，即可得到不同液层储油罐的平均腐蚀速率。其
计算过程所依托的公式可参考如下：（5）其中，m0和m1分别为失重挂片的初始质量和腐蚀后的质量，s为挂片有效暴露面积，t为测量时间。
27.实施例三实施例三中包括有实施例一的全部技术特征；此外，实施例三还进一步公开有数据采集器、web服务器、灌顶法兰盘、防爆配电箱结构单元。其中，数据采集器与腐蚀监测仪数据接连，web服务器则进一步与数据采集器通过4g无线通讯通信实现数据互通。利用数据采集器、web服务器，从而将腐蚀监测仪所监测的各储液层腐蚀数据传输至远端，形成远程无线腐蚀在线监测，使得授权用户通过终端（手机、电脑等）连接web服务器，足不出户即可随时了解井下腐蚀状态，并及时采取相应的措施，确保储油罐的安全性和经济性。
28.而灌顶法兰盘用于将数据采集器固定在待监测储油罐顶部，保证数据采集器的可靠性；防爆配电箱则用于为腐蚀监测仪、数据采集器等设备单元供电，例如：为换向恒流源供电，使得换向恒流源发出的电流经导线连接到电阻探头的参考元件和感受元件两端，维持流过电阻探头中感受元件和参考元件的电流值恒定。
29.实施例四实施例四中包括有实施例一的全部技术特征；此外，实施例四还进一步对双通道a/d转换器ad7705芯片与mcu微控制单元80c51f芯片之间的部分引脚接连方式进行了限定。具体的，如图3、图4所示，双通道a/d转换器ad7705芯片的sclk引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.0引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的int1引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的din、dout引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.1引脚相连接；双通道a/d转换器ad7705芯片的引脚与mcu微控制单元80c51f芯片的p1.2引脚相连接。值得注意的是，双通道a/d转换器ad7705芯片用于对采集的电阻探头的参考元件和感受元件电压（变化）数据进行ad转换，而后将其转输至mcu微控制单元进行具体公式计算，以得到最终的储油罐不同储液层的实时腐蚀速率。
30.本发明提供了一种储油罐不同储液层的腐蚀监测系统和测试方法，该储油罐不同储液层的腐蚀监测系统由腐蚀监测仪、电阻探头、失重挂片、数据采集器和web服务器等电器结构单元构成；具有上述结构特征的储油罐不同储液层的腐蚀监测系统，通过采集监测电阻探头中参考元件与感受元件的不同电压（比值）变化，求导计算得到各储液层任意时刻的腐蚀速率。
31.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。