專利名稱：埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
管道雜散電流是指任何不按指定通路而流向管道的電流。地(水)中的雜散電 流，表現(xiàn)為直流雜散電流、交流雜散電流、直流和交流共同作用的雜散電流和大地中自然存 在的地電流四種狀態(tài)，且各具有不同的行為和特點(diǎn)。管道雜散電流源包括以下幾種情況 其它管線的強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)、直流電運(yùn)輸系統(tǒng)；采礦直流電牽引系統(tǒng)、直流電焊接操 作、高壓直交流電輸送系統(tǒng)、地下通訊電纜和大地磁場的擾動等。其中對埋地管道有明顯腐 蝕作用的主要是直流電流和交流電流以及它們二者的交互影響。城市燃?xì)夤艿朗浅鞘猩?線的重要組成部分，管道一旦失效，將造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。城市埋地燃?xì)?管線具有點(diǎn)多，面廣，線長等特點(diǎn)，易受環(huán)境腐蝕和人為破壞，其中雜散電流腐蝕是引起管 道失效的主要因素。由于城市埋地燃?xì)夤艿篮透邏壕€、電氣化鐵路、地鐵輕軌、地下電纜和 多種管道縱橫交錯，產(chǎn)生的雜散電流類型多，其大小、方向隨時(shí)間、季節(jié)和溫度濕度的變化 而變化。我國大部分管道(長輸油管道和城市埋地燃?xì)夤艿?面臨著腐蝕防護(hù)的難題，大 部分地區(qū)和城市都面臨著大型用電設(shè)備形成的雜散電流造成的腐蝕破壞。雜散電流造成的 管地電壓高達(dá)8 9V甚至更高，是自然腐蝕(幾百毫伏)的幾百倍。如果1A的電流從鋼 管表面流向土壤溶液，那么一年就會溶解鋼鐵9kg。即壁厚為7 8mm的鋼管，4 5個(gè)月 就可發(fā)生腐蝕穿孔。交流雜散電流引起的腐蝕大約為直流電的或更小。但當(dāng)交、直流雜 散電流疊加作用時(shí)，可引起電極表面的去極化作用，加速絕緣層的老化和使防腐層的剝離， 形成管道穿孔。有時(shí)還會使陰極保護(hù)無法在控制電位的范圍內(nèi)正常進(jìn)行，使?fàn)奚枠O發(fā)生 極性逆轉(zhuǎn)，保護(hù)失效。近幾年管道穿孔事故80%都直接或間接地與雜散電流有關(guān)系，不光造 成鋼材的損失，還使部分化工企業(yè)被迫停機(jī)檢修維護(hù)管道。特別對于城市埋地燃?xì)夤艿酪?旦發(fā)現(xiàn)泄漏將危及人的生命安全。為了更好的保護(hù)管道不受雜散電流的干擾，必須準(zhǔn)確高 效的檢測雜散電流。目前檢測雜散電流的方法很多，但大多數(shù)都是1點(diǎn)檢測法，僅檢測管道 的一個(gè)點(diǎn)的管地電位和兩個(gè)點(diǎn)的地電位梯度，只能檢測和管道相平行的雜散電流的大小和 方向，檢測精度較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、檢測精度高的埋地燃?xì)?管道雜散電流檢測設(shè)備，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備。 包括電源、三支硫酸銅參比電極、兩個(gè)接線樁和單片機(jī)系統(tǒng)，所述的三支硫酸銅參比電極成 120度放置在埋地燃?xì)夤艿栏浇瑑蓚€(gè)接線樁焊接在埋地燃?xì)夤艿郎?；三支硫酸銅參比電 極和兩個(gè)接線樁分別通過導(dǎo)線連接至單片機(jī)系統(tǒng)。上述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備中，所述的三支硫酸銅參比電極是成120度放置在與埋地燃?xì)夤艿来怪本嚯x有3公分的面上，兩個(gè)接線樁是相距1米焊接在埋地燃 氣管道上。前述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備中，所述的硫酸銅參比電極為永久性飽和 Cu/CuS04參比電極。前述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備中，所述單片機(jī)系統(tǒng)的電源由兩部分組 成，一部分為9V直流電源，由一個(gè)插槽和一個(gè)擋板組成，插槽裝9伏電池；另一部分為220V 交流電源，由一根電源線和插頭組成，插頭直接插入民用220V電源。本實(shí)用新型的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)的點(diǎn)測量和線 測量，用面測量來測量土壤中管道的雜散電流的種類、大小和方向。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡 單，體積小，檢測精度高，可連續(xù)檢測，檢修和維護(hù)方便，為雜散電流的檢測提供了一種高效 和科學(xué)的檢測方法。本實(shí)用新型突破了常規(guī)的雜散電流檢測單一的缺陷，實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)線監(jiān) 測到面監(jiān)測的一體化過程，能檢測埋地燃?xì)夤艿赖墓艿仉娢缓偷仉娢惶荻?，自動判斷雜散 電流的大小、方向和類別。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1。如圖1所示，圖中1、2、3為三支相同的硫酸銅參比電極，三支硫酸銅參 比電極成120度放置在與埋地燃?xì)夤艿?垂直距離有3公分的面上，硫酸銅參比電極采用 永久性飽和Cu/CuS04參比電極。兩個(gè)接線樁4和5相距1米焊接在埋地燃?xì)夤艿?上。三 支硫酸銅參比電極和兩個(gè)接線樁分別通過導(dǎo)線連接至單片機(jī)系統(tǒng)6，圖中虛線表示導(dǎo)線。單 片機(jī)系統(tǒng)包括電池繼電器循環(huán)檢測裝置，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，顯示器及其相應(yīng)的電路元件，單片機(jī) 選用AT89C51系列的單片機(jī)系統(tǒng)。本系統(tǒng)中管地電位由埋在埋地燃?xì)夤艿?附近的3個(gè)成 120度排列的永久性硫酸銅參比電極測量(主要用來測量管地電位和地電位梯度用以確定 雜散電流的大小和方向)，參比電極的引出端(共3個(gè))進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算放大器電 路進(jìn)行相應(yīng)的信號變換，變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端，單片機(jī)相應(yīng)引腳與 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)線和控制線相連，用于把模數(shù)轉(zhuǎn)換的模擬量讀取入系統(tǒng)中進(jìn)行處理。在 測的過程中，硫酸銅參比電極(1，2)，(2,3), (1,3)之間可以檢測到相應(yīng)兩點(diǎn)的地電位梯度 (mV/m)，通過(2，4)，(3,5)可以檢測到4點(diǎn)和5點(diǎn)的金屬構(gòu)筑物相對于地的對地電位(mV) 和雜散電流的種類，取兩點(diǎn)的對地電位的平均值即可得到雜散電流的大小。若是直流雜散 電流，則對地電位朝一個(gè)方向變化，若是交流雜散電流，則檢測值正負(fù)周期交替變化。通過 4和5兩點(diǎn)可以檢測到金屬構(gòu)筑物的雜散電流的大小(毫安)和方向。參比電極采集到的 數(shù)值直接是電壓值，要通過模數(shù)轉(zhuǎn)化才能通過單片機(jī)代碼進(jìn)行計(jì)算并顯示。通過1、2、3三 個(gè)參比電極的對地電位測量參數(shù)可以判斷雜散電流源的大小和方向，通過1、2、3點(diǎn)建立平 面直角坐標(biāo)系，雜散電流將在地電場中形成有勢流，并隨著距離的增加，強(qiáng)度要衰減。當(dāng)雜 散電流和地磁場方向相同時(shí)，加劇管道的腐蝕，當(dāng)雜散電流和地磁場相反時(shí)，雜散電流會形 成保護(hù)電流保護(hù)管道，但要防止電流過負(fù)，過負(fù)將出現(xiàn)電流極性反轉(zhuǎn)，破壞管道防護(hù)涂層。電源由兩部分組成，一部分為9V直流電源，由一個(gè)插槽和一個(gè)擋板組成，插槽裝上9伏電 池。當(dāng)設(shè)備在野外單純執(zhí)行管線雜散電流的檢測任務(wù)時(shí)，9V電池提供檢測電源，提供檢測模 塊、顯示模塊和單片機(jī)的用電電源，9V電池可以隨意更換，9V電源也可由筆記本電腦的USB 借口電源提供。另一部分為220V交流電源，由一根電源線和插頭組成，插頭直接插入民用 220V電源即可。電源模塊經(jīng)過雙通路濾波，整流和變壓，最終達(dá)到各個(gè)單元模塊的用電要 求。 本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做 出的各種變化均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備，包括電源、三支硫酸銅參比電極、兩個(gè)接線樁和單片機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述的三支硫酸銅參比電極成120度放置在埋地燃?xì)夤艿栏浇?，兩個(gè)接線樁焊接在埋地燃?xì)夤艿郎希蝗Я蛩徙~參比電極和兩個(gè)接線樁分別通過導(dǎo)線連接至單片機(jī)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備，其特征在于所述的三支 硫酸銅參比電極成120度放置在與埋地燃?xì)夤艿来怪本嚯x有3公分的面上，兩個(gè)接線樁相 距1米焊接在埋地燃?xì)夤艿郎稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備，其特征在于所述的 硫酸銅參比電極為永久性飽和Cu/CuS04參比電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備，其特征在于所述的電源 由兩部分組成，一部分為9V直流電源，由一個(gè)插槽和一個(gè)擋板組成，插槽裝9伏電池；另一 部分為220V交流電源，由一根電源線和插頭組成，插頭直接插入民用220V電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種埋地燃?xì)夤艿离s散電流檢測設(shè)備，包括電源、三支硫酸銅參比電極、兩個(gè)接線樁和單片機(jī)系統(tǒng)，所述的三支硫酸銅參比電極成120度放置在埋地燃?xì)夤艿栏浇瑑蓚€(gè)接線樁焊接在埋地燃?xì)夤艿郎?；三支硫酸銅參比電極和兩個(gè)接線樁分別通過導(dǎo)線連接至單片機(jī)系統(tǒng)。本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)的點(diǎn)測量和線測量，用面測量來測量土壤中管道的雜散電流的種類、大小和方向，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積小，檢測精度高，可連續(xù)檢測，檢修和維護(hù)方便，為雜散電流的檢測提供了一種高效和科學(xué)的檢測方法。
文檔編號G01N27/30GK201583583SQ20092031738
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者劉佳, 呂慕超, 張 杰, 張覃, 易新貴, 李志文, 李自立, 李龍江, 楊剛, 陶文亮 申請人:貴州大學(xué)