油气管道阴极保护电位智能采集仪的制作方法

本实用新型属于油气长输管道的监测设备领域，尤其是涉及一种油气管道阴极保护电位智能采集仪。

背景技术：

当前已建完成的管道主要采用手持万用表进行离线测量，测量数据的方式不便捷且数据准确性差，新建管道则同时埋设自动采集记录和存储的智能阴保桩，但是由于参比电极一般超过半年就失效，数据存在失真的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在不改变现有长输管道阴极保护设计基础的前提下，长周期进行油气管道阴极保护测量，并无线智能传输至用户用于数据分析，为阴极保护数据的有效性分析提供技术基础。

具体方案为：油气管道阴极保护电位智能采集仪，其包括四个模块：数据采集及处理模块、数据存储模块、数据传输模块和中心控制模块；

所述数据采集及处理模块包括电路选择开关、a/d变换器和显示电路；所述数据存储模块包括数据记录仪、gps接收器和内存卡，数据传输模块包括无线传输终端dtu组件，中心控制模块包括控制器；

电路选择开关与a/d变换器电连接；a/d变换器还分别与显示电路及数据记录仪电连接；控制器分别与电路选择开关、数据记录仪、无线传输终端dtu电连接；内存卡分别与数据记录仪、gps接收器电连接；数据记录仪还与无线传输终端dtu电连接。

中心控制模块还包括锂电池，由锂电池分别为四个模块供电。

锂电池分别与控制器、显示电路、gps接收器和无线传输终端dtu电连接。

电路选择开关电连接有数据采集接头。

本实用新型适用于新建管道和已建管道，直接连接管道电位测试线就可以长周期测量和数据传输，而且参比电极在测量时埋设，更换也非常便捷；克服了新建管道智能桩参比电极的问题和已建管道测试不便捷、测试周期短、数据无法远程传输的问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为油气管道阴极保护电位智能采集仪的电路结构原理图。

图中：1、数据采集及处理模块；2、数据存储模块；3、数据传输模块；4、中心控制模块；5、数据采集接头；11、电路选择开关；12、a/d变换器；13、显示电路；21、数据记录仪；22、gps接收器；23、内存卡；31、无线传输终端dtu；41、锂电池；42、控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图所示，本实用新型的油气管道阴极保护电位智能采集仪，包括四个模块：数据采集及处理模块1、数据存储模块2、数据传输模块3、中心控制模块4；

数据采集及处理模块1包括电路选择开关11、a/d变换器12和显示电路13；数据存储模块2包括数据记录仪21、gps接收器22和内存卡23，数据传输模块3包括无线传输终端dtu组件31，中心控制模块4包括锂电池41和控制器42。

电路选择开关11电连接有数据采集接头5；电路选择开关11还与a/d变换器12电连接；a/d变换器12还分别与显示电路13及数据记录仪21电连接；控制器42分别与电路选择开关11、数据记录仪21、无线传输终端dtu31电连接；锂电池41分别为四个模块供电，具体的，锂电池分别与控制器42、显示电路13、gps接收器22、无线传输终端dtu31电连接；内存卡23分别与数据记录仪21、gps接收器22电连接；数据记录仪21还与无线传输终端dtu31电连接。

数据采集工作开始前，根据测量需求设置电路选择开关11至对应的功能项，电路选择开关可提供交流电压、交流电流、直流电压、直流电流四个选择档位，如测量交流电流则选择交流电流档，若测量直流电压则选择交流电压档；然后通过数据采集接头5与陆地长输管道阴极保护测试桩电位测试接头及便携式参比电极相连接，采集管道的交直流电位、电流等信号；采集的数据经a/d变换器12统一变换至直流电压数据，然后经过其内部电路数据换算至需要测量的数据，并通过显示电路13进行数据展示。

a/d变换器12同时将变换及换算后的数据传输至数据记录仪21，并依托内存卡23进行数据存储，同时，gps接收器22为每个信号提供的时间基准和现场地理位置坐标一并存入内存卡23中；

数据记录仪21通过程序设计每隔5s将数据传输至无线传输终端dtu31，通过固定ip地址实现数据远程传输至管道权属企业阴极保护数据中心。

控制器42通过程序设计和实时监测锂电池41电量，实现采集仪在设计上采用低功耗的运行模式，在无需工作的情况下，进入待机休眠状态，使电流达到微安级别，以保证在采用一次性电池供电的情况下，采集仪的运行时间更长；再通过时间的设定，使采集仪在设定的时间自动唤醒并进行数据采集工作；锂电池41设计电池容量4400毫安，支持40w超级快充。

控制器42通过无线传输终端dtu与长输管道恒电位仪中断器远程连接，采集中断器瞬间终端信号，并通过控制电路选择开关11进行数据测量，实现延迟时间测试功能。

本实用新型在以下几方面能实现较好的技术指标：

数据采集精度方面：本实用新型的电路选择开关11及数据采集接头5均基于商业万用表电路板进行设计集成，可实现万用表相关的数据采集精度：

直流电位：+/-0.5％+12mv；

交流电压：+/-0.65％+10mv,22mvfloor；

直流电流：+/-0.5％+1ma(高量程,其它量程待定)；

交流电流：+/-1％+1ma,1.8mafloor(高量程,其它量程待定)；

直流稳定性：>65db的交流(50/60hz)抑制能力在-4至140°f(-20℃至60℃)温度范围内保持高测量精度；

具有较好的雷电和浪涌保护功能。

数据存储及通讯方面：本实用新型通过gprs接收器22可实现数据传输速率不低于160kbps；控制器42通过程序设计与长输管道恒电位仪中断器及电路选择开关11相连接，可设置瞬间断电测量延迟时间；配备的16g内存卡及gps接收器，可按时间、位置记录储存2,000,000条数据；控制器42可供用户从每秒1次到每12小时1次选择设置采样速率。

经济性方面：因为本实用新型直接连接长输管道阴极保护测试桩接头，采用便携参比电极进行数据测量，故无需改造管道现有测试桩，经济成本低；

准确性方面：由于本实用新型采用的参比电极为极化探头，且测量时先标定再使用，较长期地下埋设参比电极相比，无参比失效风险，准确性大大提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.油气管道阴极保护电位智能采集仪，其特征在于，包括四个模块：数据采集及处理模块(1)、数据存储模块(2)、数据传输模块(3)和中心控制模块(4)；

所述数据采集及处理模块(1)包括电路选择开关(11)、a/d变换器(12)和显示电路(13)；所述数据存储模块(2)包括数据记录仪(21)、gps接收器(22)和内存卡(23)，数据传输模块(3)包括无线传输终端dtu组件(31)，中心控制模块(4)包括控制器(42)；

电路选择开关(11)与a/d变换器(12)电连接；a/d变换器(12)还分别与显示电路(13)及数据记录仪(21)电连接；控制器(42)分别与电路选择开关(11)、数据记录仪(21)、无线传输终端dtu组件(31)电连接；内存卡(23)分别与数据记录仪(21)、gps接收器(22)电连接；数据记录仪(21)还与无线传输终端dtu组件(31)电连接。

2.根据权利要求1所述的油气管道阴极保护电位智能采集仪，其特征在于，中心控制模块(4)还包括锂电池(41)，由锂电池(41)分别为四个模块供电。

3.根据权利要求2所述的油气管道阴极保护电位智能采集仪，其特征在于，锂电池(41)分别与控制器(42)、显示电路(13)、gps接收器(22)和无线传输终端dtu组件(31)电连接。

4.根据权利要求1所述的油气管道阴极保护电位智能采集仪，其特征在于，电路选择开关(11)电连接有数据采集接头(5)。

技术总结
本实用新型提供了一种油气管道阴极保护电位智能采集仪，其包括四个模块：数据采集及处理模块、数据存储模块、数据传输模块和中心控制模块；电路选择开关与A/D变换器电连接；A/D变换器还分别与显示电路及数据记录仪电连接；控制器分别与电路选择开关、数据记录仪、无线传输终端DTU电连接；内存卡分别与数据记录仪、GPS接收器电连接；数据记录仪还与无线传输终端DTU电连接。本实用新型适用于新建管道和已建管道，直接连接管道电位测试线就可以长周期测量和数据传输，而且参比电极在测量时埋设，更换也非常便捷；克服了新建管道智能桩参比电极的问题和已建管道测试不便捷、测试周期短、数据无法远程传输的问题。

技术研发人员：申得济;胡军;崔晶晶;赵德旺;李邦国
受保护的技术使用者：中海油安全技术服务有限公司
技术研发日：2021.02.20
技术公布日：2021.08.31