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专利名称：一种长输管道阴极保护信号巡检监测系统及监测方法
技术领域：
本发明属于测量装置类，尤其涉及管道腐蚀及阴极保护的监测装置。
背景技术：
目前，流体的管道输送是工业、公用生活中最安全廉价的一种运输方式，被当今社会广泛采用，如石油、燃气、自来水、化学合成剂的管道输送等。敷设的管道经过一定时间使用后，常会发生腐蚀现象，久而长之，会引管道泄漏，破裂等损坏，重者整个管道运输瘫痪，发生重大污染、爆炸事故，影响正常的工业生产和人民生活。对此，为监测地下管道腐蚀保护状况非常必要。人们常利用预设保护电极，采用人工测量并人工记录阴极保护参数的方法，或采用无线发射测量其数据至计算机终端。前者操作人员需爬山涉水，逐点测量，费时、费力，测量数据的可靠性程度低；后者众多大功率发射设备，受电源制约且成本极高，难以实施，因而给管道阴极腐蚀的监测带来许多困难，直接或间接地影响管道保护工作的效果。

发明内容
本发明的目的是提供一种管道阴极保护信号巡检监测系统及监测方法，解决上述难题，并适用于对管道阴极腐蚀及保护进行常规或重点巡检监测。
本发明的目的是这样实现的一种长输管道阴极保护信号巡检监测系统，它包括1，数个管道阴极保护无线监测存储装置，所述的管道阴极保护无线监测存储装置由信号输入极、A/D转换电路、MCU控制�？榈缏�、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟、电源A、时钟�？榈缏饭钩桑�信号输入极由导体与A/D转换电路、MCU控制�？榈缏�、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟顺序连接，MCU控制�？榈缏凡⒂傻继逵胧敝幽？榈缏妨�接，电源A还由导体分别与信号输入极、A/D转换电路、MCU控制�？榈缏贰⒌凸�耗短距离的双功率电台�？榈缏稟、时钟�？榈缏妨�接；2，一个管道阴极保护无线巡检取样采集装置，所述的管道阴极保护无线巡检取样采集装置由低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、中央处理器、计算机通讯接口、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？�、电源B构成，中央处理器由导体分别与低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？椤⒓扑慊�通讯接口连接，电源B还由导体分别与中央处理器、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？�、计算机通讯接口连接；
3，一个计算机，所述的计算机由计算机处理装置、计算机接口、鼠标、显示器构成，计算机处理装置由导体分别与计算机接口、鼠标、显示器连接；所述的管道阴极保护无线巡检取样采集装置的计算机通讯接口，还由信息接口电缆与计算机的计算机接口连接。
一种长输管道阴极保护信号巡检监测系统的监测方法，包括下列步骤1，开启计算机，2，由鼠标点击计算机处理装置内设置的计算机管道阴极保护巡检监测软件包，和输入管道保护阴极的控制信号，并由计算机处理装置转换为程序执行指令并存储；3，用信息接口电缆连接计算机处理装置与管道阴极保护无线巡检取样采集装置，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置接收计算机输入的执行程序指令并存储；4，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置上的天线，与管道阴极保护无线监测存储装置上的天线之间的无线通讯，管道阴极保护无线监测存储装置接收管道阴极保护无线巡检取样采集装置输入的监测执行程序指令并存储；5，管道阴极保护无线监测存储装置执行程序指令，自动定时/同步监测管道阴极保护数据，并将测量数据信号存储；6，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置上的天线与管道阴极保护无线监测存储装置上的天线之间的无线传递，向多个管道阴极保护无线巡检取样采集装置(中的一个或多个管道阴极保护无线巡检取样采集装置)相互通讯传递测量数据的信号、操作信息及存储在管道阴极保护无线巡检取样采集装置中，(也可现场由管道阴极保护无线巡检取样采集装置的显示器显示各监测点的测量数据或图形)；7，由信号接口电缆将管道阴极保护无线巡检取样采集装置与计算机的通讯接口连接，向计算机处理装置输入管道阴极保护无线监测存储装置取样采集的全部测量数据信号；8，由计算机处理装置对输入的取样采集数据进行归纳、分析、处理及存储，并由显示器显示各监测点的测量数据或图形。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，实现自动阴极保护监测自动化，系统设计巧妙，实用性强，可按照阴极保护专业的实际需要，设置生成现场监测方案。
2，利用管道阴极保护无线监测存储装置一次全部采集特定时间内全部测量数据，并能够设定阴极保护采集信息方案。
3，定期、定时自动监测阴极保护测量数据并存贮在管道阴极保护无线监测存储装置内。
4，能够采集高精度的阴极保护信息，如瞬间断电电位、杂散电流等阴极保护数据。
5，采用低功率无线通讯装置，有效降低成本，只需现场监测工作人员靠近阴极保护测试点附近即可实现阴极保护信息的收集。这对于高山峻岭、河流浅滩的测试工作提供了极大的方便。
6，实现阴极保护数据监测自动化和对电子文档资料化处理，发现隐患及早解决，防止长输管道阴极保护失效。
7，装置系统构造简单，操作方便。


图1是本发明的一种管道阴极保护信号巡检监测系统的电路原理示意框图。
图中1，管道阴极保护无线监测存储装置2，管道阴极保护无线巡检取样采集装置3，计算机 4，信号输入极5，A/D转换电路 6，MCU控制模块电路7，电源A 8，时钟�？榈缏�9，双功率电台�？榈缏稟 10，电源B11，校准时钟电路 12，数据采集定义及存储模块13，计算机通讯接口 14，中央处理器15，双功率电台�？榈缏稡16，计算机通讯接口17，鼠标 18，计算机处理装置19，显示器 20，信息接口电缆具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1中，长输管道阴极保护信号巡检监测系统(PDA)，由多个管道阴极保护无线监测存储装置1、管道阴极保护无线巡检取样采集装置2、一个计算机3、及连接管道阴极保护无线巡检取样采集装置2和计算机3的信息接口电缆20组成。
其中，管道阴极保护无线监测存储装置1由信号输入极4、A/D转换电路5、MCU控制�？榈缏�6、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟9、电源A7、时钟模块电路8构成。信号输入极4由导体与A/D转换电路5、MCU控制�？榈缏�6、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟9顺序连接，MCU控制�？榈缏�6并由导体与时钟�？榈缏�8连接，电源A7还由导体分别与信号输入极4、A/D转换电路5、MCU控制�？榈缏�6、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟9、时钟�？榈缏�8连接。
管道阴极保护无线巡检取样采集装置2，由低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡15、中央处理器14、计算机通讯接口13、校准时钟电路11、数据采集定义及存储模块12、电源B10构成。中央处理器14由导体分别与低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡15、校准时钟电路11、数据采集定义及存储模块12、计算机通讯接口13连接，电源B10还由导体分别与中央处理器14、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡15、校准时钟电路11、数据采集定义及存储�？�12、计算机通讯接口13连接。
计算机3由计算机处理装置18、计算机接口16、鼠标17、显示器19构成。计算机处理装置18由导体分别与计算机接口16、鼠标17、显示器19连接。
在上述电路中，信号输入极4，用于执行MCU控制�？榈缏�6的控制指令，定时采集信号输入极输入的信号，并将信号进行放大、滤波处理后发送A/D转换电路5。信号输入极4可设置有一个，或二个、二个以上的输入电极，分别连接管道中设置的保护管线和长效参比电极的接头。
A/D转换电路5，用于将信号输入极4输入的信号，进行放大和转换为数字信号，发送MC控制�？榈缏�6；A/D转换电路5可采用TLV2543等其它型号。
MCU控制�？榈缏�6，用于接收来自管道阴极保护无线巡检取样采集装置2的指令信息，并独立执行程序指令；及定时启动A/D转换电路5，采集信号输入极4输入的管道阴极保护的电极活性值信号，并转换为数字信号存储。MCU控制�？榈缏�6可采用CPU的MSP430、P87LPC764系列的型号。
电源A7、电源B10，可采用锂电能电池或太阳能电池作直流工作电源。用于本发明监测的全部元器件工作时所需的直流电源。
时钟�？榈缏�8，用于定时触发MCU控制�？榈缏�6，并提供数据存储及输出采集信号。时钟电路8可采用DS的12887、2404等其它型号。
低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟9、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡15，用于采集信号的输出，或将MCU控制�？榈缏�6或中央处理器14输入的执行程序指令的数据、设定参数的数据等存储在MCU控制模块电路6中存储器，及数据采集定义及存储�？�12中。可采用PTR2005或其它型号。
校准时钟电路11，用于取样采集执行程序指令的时间定义和校准；可内置于中央处理器14中。
数据采集定义及存储�？�12，用于将CPU中央处理器14输入的数据测量信号进行分类及存储；可内置于中央处理器14中。
计算机通讯接口13，用于输出取样采集信号，及输入计算机执行程序指令；可内置于中央处理器14中。
中央处理器14，用于对所采集的测量信号，及输出的执行程序指令进分类、放大、时钟校准，并指令数据采集区对输入的测量数据信号进行归类，并存储；可采用MIPS4000、MSP30140等其它型号。
计算机3，用于输出长输管道阴极保护信号的执行程序指令及存储，和对输入的取样采集信号进行处理和存储，并经分类、归纳，及输出测量数据信号在显示器19中显示全部或定点的测量数据信号或图形。
计算机接口16，用于输入取样采集信号，及输出计算机执行程序指令；可采用RS232接口、西门子无线以太网卡或其它型号。
鼠标17，用于向计算机处理装置18输入控制信号。
计算机处理装置18，在其内设置有一管道阴极保护信号巡检的监测软件包，用于管道阴极保护巡检取样采集数据的处理，和指令执行程序并存储；可采用IBM等兼容机。
显示器19，用于显示全部或定点的测量数据信号或图形。可采用PHILIPS或其它的型号。
显示器19也可采用打印机纸件式输出测量数据或图形。
信息接口电缆20，用于管道阴极保护无线巡检取样采集存储装置2的计算机通讯接口13，和计算机3的计算机连接口18的连接，以输入测量数据信号或输出执行程序指令；可采用(USB/RS-232/IR)型号的信息接口电缆。
一种长输管道阴极保护信号巡检监测的监测方法，具体包括下列步骤1，开启计算机3，由鼠标17点击其内设置的管道阴极保护巡检监测软件包。
2，由鼠标17输入全部或选择的管道阴极监测点，设置常规或定时监测控制信号，并经计算机3处理转为执行程序指令，并存储。
3，用信息接口电缆20连接计算机处理装置18与管道阴极保护无线巡检取样采集装置2，将计算机3执行程序指令输入管道阴极保护无线巡检取样采集装置2内的CPU中央处理器14，并经数据采集定义存储器12进行分类、校准时钟及存储。
4，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置2上的低功耗短距离的双功率电台天线，与管道阴极保护无线监测存储装置1上的低功耗短距离的双功率电台天线之间的无线传递，管道阴极保护无线监测存储装置1接收管道阴极保护无线巡检取样采集装置2输入的监测执行程序指令并存储。
5，管道阴极保护无线监测存储装置1内的MCU控制�？榈缏�6，按计算机3的执行程序指令，定时启动信号输入极4测量管道阴极活性值，并经A/D模数电路5转换成为MCU控制�？榈缏�6可处理的数据信号并存储。
6，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置2上的天线，与管道阴极保护无线监测存储装置1上的天线之间的无线传递，将管道阴极保护无线巡检取样采集装置1内存储的数据监测信号，输入管道阴极保护无线巡检取样采集装置2内的CPU中央处理器14进行处理，并分类定义输入到数据采集、定义及存储块12中存储。
7，由信号接口电缆20将管道阴极保护无线巡检取样采集装置2与计算机3的计算机接口16连接，将管道阴极保护无线监测存储装置1内存储的数据监测信号，输入管道阴极保护无线巡检取样采集装置2内的CPU中央处理器14进行处理，并分类定义输入到数据采集、定义及存储块12中存储。
8，将管道阴极保护无线巡检取样采集装置2采集的数据存储信号，输入计算机3内的计算机处理装置18进行分析、处理及存储，并经分类、归纳，在显示器19中显示全部或定点的测量数据信号或图形；或由打印机纸件式输出测量数据、图形。由此可确知管道的整体或局部的阴极活性值及腐蚀，便于进行管道及阴极的维修、保养或更换，以保证长输管道安全畅通，完成其管道液体运输的任务。
管道阴极保护无线巡检取样采集装置，也可采用PDA+无线卡模式，同样可实现本发明的目的、功能和效果。
权利要求
1.一种长输管道阴极保护信号巡检监测，其特征在于，它包括1)数个管道阴极保护无线监测存储装置，所述的管道阴极保护无线监测存储装置由信号输入极、A/D转换电路、MCU控制�？榈缏�、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟、电源A、时钟�？榈缏饭钩桑�信号输入极由导体与A/D转换电路、MCU控制�？榈缏�、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟顺序连接，MCU控制�？榈缏凡⒂傻继逵胧敝幽？榈缏妨�接，电源A还由导体分别与信号输入极、A/D转换电路、MCU控制�？榈缏�、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稟、时钟�？榈缏妨�接；2)一个管道阴极保护无线巡检取样采集装置，所述的管道阴极保护无线巡检取样采集装置由低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、中央处理器、计算机通讯接口、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？�、电源B构成，中央处理器由导体分别与低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？�、计算机通讯接口连接，电源B还由导体分别与中央处理器、低功耗短距离的双功率电台�？榈缏稡、校准时钟电路、数据采集定义及存储�？�、计算机通讯接口连接；3)一个计算机，所述的计算机由计算机处理装置、计算机接口、鼠标、显示器构成，计算机处理装置由导体分别与计算机接口、鼠标、显示器连接；所述的管道阴极保护无线巡检取样采集装置的计算机通讯接口，还由信息接口电缆与计算机的计算机通讯接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种长输管道阴极保护信号巡检监测系统的监测方法，包括下列步骤1)开启计算机；2)由鼠标点击计算机处理装置内设置的计算机管道阴极保护巡检监测软件包，和输入管道保护阴极的控制信号，并由计算机处理装置转换为程序执行指令并存储；3)用信息接口电缆连接计算机处理装置与管道阴极保护无线巡检取样采集装置，由管道阴极保护无线巡检取样采集装置接收计算机输入的执行程序指令并存储；4)由管道阴极保护无线巡检取样采集装置上的天线，与管道阴极保护无线监测存储装置上的天线之间的无线传递，管道阴极保护无线监测存储装置接收管道阴极保护无线巡检取样采集装置输入的监测执行程序指令并存储；5)管道阴极保护无线监测存储装置执行程序指令，自动定时/同步监测管道阴极保护数据，并将测量数据信号存储；6)由管道阴极保护无线巡检取样采集装置上的天线，与管道阴极保护无线监测存储装置上的天线之间的无线传递，向多个管道阴极保护无线巡检取样采集装置相互通讯传递测量数据的信号、操作信息及存储；7)由信号接口电缆将管道阴极保护无线巡检取样采集装置与计算机的通讯接口连接，向计算机处理装置输入管道阴极保护无线监测存储装置取样采集的全部测量数据信号；8)由计算机处理装置对输入的取样采集数据进行归纳、分析、处理及存储，并由显示器显示各监测点的测量数据或图形。
全文摘要
本发明的长输管道阴极保护信号巡检监测系统包括:数个管道阴极保护无线监测存储装置,一个管道阴极保护无线巡检取样采集装置,一个计算机;所述的管道阴极保护无线巡检取样采集装置的计算机通讯接口,由信息接口电缆与计算机的计算机接口连接。长输管道阴极保护信号巡检监测系统的监测方法,包括开启计算机,由鼠标点击监测软件包,输入控制信号及转换为程序执行指令并存储;无线受控定时巡检、取样采集、发送采集数据,由计算机处理装置对输入的取样采集数据进行归纳、分析、处理及存储,并由显示器显示各监测点的测量数据或图形。具有,装置系统构造简单,操作方便,测量数据及时准确。
文档编号G01N17/00GK1388367SQ0212149
公开日2003年1月1日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者谢自力 申请人:谢自力