管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣管道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種管道陰極保護(hù)及干擾工況的一體化模擬控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]陰極保護(hù)是維護(hù)埋地管道完整性的重要組成部分，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[GB/T埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范]要求新建或已建管道應(yīng)采用或補(bǔ)加陰極保護(hù)措施。隨著公共走廊的建設(shè)，交直流干擾變得愈發(fā)普遍，也成為危害管道完整性的重要因素。針對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況和交直流干擾程度的定期檢測(cè)已被納入多項(xiàng)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[GB 32167油氣輸送管道完整性管理規(guī)范][SY/T 0087.1埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)]。但由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，在進(jìn)行檢測(cè)前往往需要對(duì)設(shè)備的檢測(cè)精度進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，以保證檢測(cè)結(jié)果的有效性。目前，針對(duì)管道陰極保護(hù)和交直流干擾的模擬裝置多為室內(nèi)試驗(yàn)裝置，多采用恒電位儀、干擾電源獨(dú)立工作的方式，較難實(shí)現(xiàn)對(duì)管道真實(shí)環(huán)境的再現(xiàn)，無法滿足驗(yàn)證檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)工藝精度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)，工控機(jī)控制恒電位儀輸出切換單元和干擾狀態(tài)切換單元中電子開關(guān)的通斷狀態(tài)，從而控制連接在恒電位儀輸出切換單元下的恒電位儀和連接在干擾狀態(tài)切換單元下的整流器、調(diào)壓器的信號(hào)輸出狀態(tài)，并且在回路中設(shè)置有陰極保護(hù)外部回路、直流干擾外部回路和交流干擾外部回路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的較難實(shí)現(xiàn)對(duì)管道真實(shí)環(huán)境的再現(xiàn)，無法滿足驗(yàn)證檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)工藝精度要求的技術(shù)問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)，其特征在于:工控機(jī)控制恒電位儀輸出切換單元和干擾狀態(tài)切換單元中電子開關(guān)的通斷狀態(tài)，從而控制連接在恒電位儀輸出切換單元下的恒電位儀和連接在干擾狀態(tài)切換單元下的整流器、調(diào)壓器的信號(hào)輸出狀態(tài)，在恒電位儀的信號(hào)輸出端連接有陰極保護(hù)外部回路，整流器的信號(hào)輸出端連接有直流干擾外部回路，調(diào)壓器的信號(hào)輸出端連接有交流干擾外部回路，陰極保護(hù)外部回路、直流干擾外部回路和交流干擾外部回路共同組成外部回路，數(shù)據(jù)采集模塊將外部回路的信息再傳輸給工控機(jī)，并通過連接在工控機(jī)上的輸出設(shè)備顯示出來，在工控機(jī)上連接有輸入設(shè)備，用來輸入控制命令。
[0005]所述的陰極保護(hù)外部回路中包括有參比電極、輔助陽(yáng)極和模擬管道，參比電極、輔助陽(yáng)極和模擬管道通過恒電位儀輸出切換單元與恒電位儀相連，為外部回路提供陰極保護(hù)。
[0006]所述的直流干擾外部回路由模擬管道、干擾極c和干擾極d組成，通過工控機(jī)控制干擾狀態(tài)切換單元中的電子開關(guān)，從而選擇接入干擾極c或干擾極d或干擾極c與干擾極d共同接入模擬管，為外部回路提供直流干擾。
[0007]所述的交流干擾外部回路由模擬管道、干擾極a和干擾極b構(gòu)成，通過通過工控機(jī)控制干擾狀態(tài)切換單元中的電子開關(guān)，從而選擇接入干擾極a或干擾極b或干擾極a與干擾極b共同接入模擬管道，為外部回路提供交流干擾。
[0008]所述的整流器與干擾狀態(tài)切換單元之間串聯(lián)有過載保護(hù)和電阻器，電阻器與直流干擾調(diào)節(jié)旋鈕連接，用于調(diào)節(jié)直流干擾大小，并通過直流電壓數(shù)顯器和直流干擾電流數(shù)顯器實(shí)時(shí)顯示施加的直流干擾電壓和直流干擾的電流大小。
[0009]所述的調(diào)壓器為外部回路提供交流干擾電流，前置有隔離變壓器用于隔離高電壓，在調(diào)壓器與干擾狀態(tài)切換單元之間串聯(lián)有過載保護(hù)和電容，電容與交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕連接，用于調(diào)節(jié)交流干擾大小，交流電壓數(shù)顯器和交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕用于實(shí)時(shí)顯示施加的交流干擾電壓和交流干擾電流大小。
[0010]所述的數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)施采集模擬管道與參比電極之間為電壓差，作為反饋信號(hào)在輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示。
[0011 ]所述的恒電位儀包括有恒電位儀I和恒電位儀II，一個(gè)作為工作恒電位儀，一個(gè)作為備用恒電位儀，通過恒電位儀輸出切換單元控制兩個(gè)恒電位儀之間的選擇和切換。
[0012]管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)的控制方法，其步驟為:
1)、通過手動(dòng)總開關(guān)控制總電源輸入，為整個(gè)系統(tǒng)供電；
2)、使用恒電位儀切換開關(guān)選擇接入的恒電位儀I或恒電位儀II，也可以在工控機(jī)控制程序中設(shè)定為自動(dòng)運(yùn)行模式；
3)、通過直流干擾模擬切換旋鈕可在手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行切換:
3a)、自動(dòng)模式下，啟動(dòng)載入的預(yù)置的運(yùn)行程序，完成多種干擾工況；
3b)、手動(dòng)模式下，可手動(dòng)開啟或關(guān)閉干擾狀態(tài)切換單元中的電子開關(guān)，選擇接入的干擾極c或干擾極d，或?qū)⒏蓴_極c和干擾極d同時(shí)接入，通過調(diào)節(jié)直流干擾調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)直流干擾大??；
4)、通過交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕可在手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行切換:
4a)、自動(dòng)模式下，啟動(dòng)載入的預(yù)置的運(yùn)行程序，完成多種干擾工況；
4b)、手動(dòng)模式下，可手動(dòng)開啟或關(guān)閉干擾狀態(tài)切換單元中的電子開關(guān)，選擇接入的干擾極a或干擾極b，或?qū)⒏蓴_極a和干擾極干擾極b同時(shí)接入，通過調(diào)節(jié)交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)交流干擾大小。
[0013]5)、在輸出設(shè)備上讀取結(jié)果，并記錄。
[0014]本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果在于:
(I)本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，可以與真實(shí)的埋地管道配合使用，實(shí)時(shí)模擬不同的陰極保護(hù)和交直流干擾工況。
[0015](2)既可模擬靜態(tài)的干擾，也可模擬動(dòng)態(tài)的干擾，可以實(shí)現(xiàn)模擬干擾狀況的連續(xù)可調(diào)。
[0016](3)控制臺(tái)內(nèi)置了多種交直流干擾模擬工況，使用者可選擇自動(dòng)運(yùn)行，也可手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行。
[0017]( 4)控制臺(tái)可同時(shí)對(duì)模擬管道施加直流干擾和交流干擾。
[0018](5)控制臺(tái)由工控機(jī)集中控制，能夠?qū)崿F(xiàn)控制過程的自動(dòng)化。
[0019](6)控制臺(tái)具有實(shí)時(shí)、仿真、演示等3種運(yùn)行模式。在實(shí)時(shí)模式下，可實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)工藝的驗(yàn)證;在仿真模式下，可虛擬運(yùn)行，用于培訓(xùn)教學(xué);在演示模式下，對(duì)已存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。
【附圖說明】
[0020]圖1:為本發(fā)明電氣連接原理圖。
[0021]圖2:為本發(fā)明控制臺(tái)的機(jī)箱面板布置圖。
[0022]圖3:為發(fā)明系統(tǒng)電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)，其結(jié)構(gòu)為:工控機(jī)I控制恒電位儀輸出切換單元8和干擾狀態(tài)切換單元29中電子開關(guān)的通斷狀態(tài)，從而控制連接在恒電位儀輸出切換單元8下的恒電位儀和連接在干擾狀態(tài)切換單元29下的整流器19、調(diào)壓器25的信號(hào)輸出狀態(tài)，在恒電位儀的信號(hào)輸出端連接有陰極保護(hù)外部回路，整流器19的信號(hào)輸出端連接有直流干擾外部回路，調(diào)壓器25的信號(hào)輸出端連接有交流干擾外部回路，陰極保護(hù)外部回路、直流干擾外部回路和交流干擾外部回路共同組成外部回路，數(shù)據(jù)采集模塊4將外部回路的信息再傳輸給工控機(jī)，并通過連接在工控機(jī)上的輸出設(shè)備2顯示出來，在工控機(jī)I上連接有輸入設(shè)備3，用來輸入控制命令。
[0024]所述的陰極保護(hù)外部回路中包括有參比電極6、輔助陽(yáng)極7和模擬管道5，參比電極
6、輔助陽(yáng)極7和模擬管道5通過恒電位儀輸出切換單元8與恒電位儀相連，為外部回路提供陰極保護(hù)。
[0025]所述的直流干擾外部回路由模擬管道5、干擾極c42和干擾極d43組成，通過工控機(jī)I控制干擾狀態(tài)切換單元29中的電子開關(guān)，從而選擇接入干擾極c42或干擾極d43或干擾極c42與干擾極d43共同接入模擬管道5，為外部回路提供直流干擾。
[0026]所述的交流干擾外部回路由模擬管道5、干擾極a40和干擾極b41構(gòu)成，通過通過工控機(jī)I控制干擾狀態(tài)切換單元29中的電子開關(guān)，從而選擇接入干擾極a40或干擾極b41或干擾極a40與干擾極b41共同接入模擬管道5，為外部回路提供交流干擾。
[0027]所述的整流器19與干擾狀態(tài)切換單元29之間串聯(lián)有過載保護(hù)和電阻器，電阻器與直流干擾調(diào)節(jié)旋鈕46連接，用于調(diào)節(jié)直流干擾大小，并通過直流電壓數(shù)顯器11和直流干擾電流數(shù)顯器15實(shí)時(shí)顯示施加的直流干擾電壓和直流干擾的電流大小。
[0028]所述的調(diào)壓器25為外部回路提供交流干擾電流，前置有隔離變壓器24用于隔離高電壓，在調(diào)壓器25與干擾狀態(tài)切換單元29之間串聯(lián)有過載保護(hù)和電容，電容與交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕16連接，用于調(diào)節(jié)交流干擾大小，交流電壓數(shù)顯器13和交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕16用于實(shí)時(shí)顯示施加的交流干擾電壓和交流干擾電流大小。
[0029]所述的數(shù)據(jù)采集模塊4實(shí)施采集模擬管道5與參比電極6之間為電壓差，作為反饋信號(hào)在輸出設(shè)備2上進(jìn)行顯示。
[0030]所述的恒電位儀包括有恒電位儀117和恒電位儀1118，一個(gè)作為工作恒電位儀，一個(gè)作為備用恒電位儀，通過恒電位儀輸出切換單元8控制兩個(gè)恒電位儀之間的選擇和切換。[0031 ]管道陰極保護(hù)及干擾綜合控制臺(tái)的控制方法，其步驟為:
1)、通過手動(dòng)總開關(guān)10控制總電源輸入，為整個(gè)系統(tǒng)供電； 2)、使用恒電位儀切換開關(guān)48選擇接入的恒電位儀117或恒電位儀1118，也可以在工控機(jī)I控制程序中設(shè)定為自動(dòng)運(yùn)行模式；
3)、通過直流干擾模擬切換旋鈕12可在手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行切換:
3a)、自動(dòng)模式下，啟動(dòng)載入的預(yù)置的運(yùn)行程序，完成多種干擾工況；
3b)、手動(dòng)模式下，可手動(dòng)開啟或關(guān)閉干擾狀態(tài)切換單元29中的電子開關(guān)，選擇接入的干擾極c42或干擾極d43，或?qū)⒏蓴_極c42和干擾極d43同時(shí)接入，通過調(diào)節(jié)直流干擾調(diào)節(jié)旋鈕46調(diào)節(jié)直流干擾大??；
4)、通過交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕16可在手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行切換:
4a)、自動(dòng)模式下，啟動(dòng)載入的預(yù)置的運(yùn)行程序，完成多種干擾工況；
4b)、手動(dòng)模式下，可手動(dòng)開啟或關(guān)閉干擾狀態(tài)切換單元29中的電子開關(guān)，選擇接入的干擾極a40或干擾極b41，或?qū)⒏蓴_極a40和干擾極干擾極b41同時(shí)接入，通過調(diào)節(jié)交流干擾調(diào)節(jié)旋鈕16調(diào)節(jié)交流干擾大小。
[0032]5)、在輸出設(shè)備2上讀取結(jié)果，并記錄。
[0033]具體使用時(shí):
本發(fā)明主要包括工控機(jī)1、輸出設(shè)備2、輸入設(shè)備3、恒電位儀17和18、恒電位儀輸出切換單元8、整流器19、調(diào)壓器25、干擾狀態(tài)切換單元29、數(shù)據(jù)采集模塊4、控制模塊44等。能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)模擬、仿真