一种埋地管道阴极保护监测装置的制作方法

本实用新型涉及埋地管道监测装置，更具体地说涉及一种埋地管道阴极保护监测装置。

背景技术：

石油、天然气作为我国主要能源之一，生产、加工、消费大都采用埋地管道输送。由于输配管线大多埋设在地下，长期受到土壤、周边环境因素和内部介质的影响而发生腐蚀，可能导致泄漏事故的发生。据国内一些地区的地下管道使用寿命统计，低的3～5年，高的10多年，严重的几个月就会使管道腐蚀损坏和发生泄漏事故。据国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料，约相当于金属产量的(20-40)%，全世界每年因腐蚀而损耗的金属达一亿吨以上，金属腐蚀直接和间接地造成了巨大的经济损失。因此，石油、燃气等公司对防止管道腐蚀非常重视，采取外加阴极电流和牺牲阳极等方式对管道进行保护，并在管道沿线装设测试桩，周期性对测试桩电位进行测量，有的公司还采用敷设“腐蚀样片”的办法来监测管道的腐蚀情况。多年的运行经验证明，阴极保护与涂层技术相结合是最为经济有效的一种腐蚀控制措施。阴极保护技术是电化学保护技术的一种，目前阴极保护技术已经发展成熟，并广泛应用到各种金属构筑物的防腐蚀领域中去。但目前阴极保护参数的获取大多数情况下仍然采用的是人工定期录取的方式，由于管网布置范围一般较广，且错综复杂，这种人工检测的方式工作量极为繁重、运行维护成本高且非常容易出现人为因素的错误。目前，国内石油、燃气等公司的埋地管道阴极保护存在如下问题：(1)在阴极保护测量、控制设备方面：公司普遍缺少足够的关于阴极保护有关的软件、硬件支持方面的最新、最合适产品；(2)测量技术方面：目前公司都是采用人工现场测试，每年检测一到两次。由于土壤性质变化，地质环境改变，磁场引力变化等众多因素，可能导致腐蚀的间隙性发生，从而测试的可靠性比较低；(3)测量点网络方面：由于管网布置范围一般较广，且错综复杂，这种人工检测的方式很难将所有的点集成装置的网络来管理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种埋地管道阴极保护监测装置，该装置对多个埋地管道阴极保护监测点的阴极保护数据的实时监测、远程无线传输及自动存储，能够及时发现阴极保护电位不合理的监测点，报警提示运行维护人员采取措施，进而实现埋地管道的防腐保护。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种埋地管道阴极保护监测装置，该装置包括数据采集终端、GPRS数据通信单元、监控中心和移动终端，数据采集终端与监控中心之间通过GPRS数据通信单元相互连接；数据采集终端连接GPRS模块，检测数据由移动通信网络接入Internet网络，并与TCP/IP地址的监控中心固定连接；数据采集终端包括信号检测模块、信号隔离变换电路、信号调理电路、微控制器CPU、供电电源电路；信号检测模块与信号隔离变换电路连接，信号隔离变换电路与信号调理电路连接，信号调理电路与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS模块连接，电源与微控制器CPU和信号隔离变换电路连接；GPRS数据通信单元包括GPRS模块以及无线网络交换器，GPRS模块包括通信接口部分、串口驱动部分、GPRS电路部分、SIM卡电路和天线部分。

所述的一种埋地管道阴极保护监测装置，所述的数据采集终端连接埋地管道阴极保护的测试桩或恒电位仪装置。

所述的一种埋地管道阴极保护监测装置，所述的监控中心包括力控组态装置，监控中心与多个监测点数据相连。

所述的一种埋地管道阴极保护监测装置，所述的监控中心包括一台无线网络交换器、一台连接于INTERNET网络的工控机和报表打印机，工控机服务器内置实时数据库和关系数据库。

所述的一种埋地管道阴极保护监测装置，所述的移动终端设备为笔记本电脑或台式电脑或手机或平板电脑。

本实用新型具有以下明显的优势和有益的效果：

1、通过对多个埋地管道阴极保护监测点的阴极保护数据的实时监测，能够及时发现阴极保护电位不合理的监测点，报警提示运行维护人员采取措施，进而实现埋地管道的防腐保护；

2、装置具有数据查询与导出、越限报警、历史报表、事件记录、绘制趋势曲线、用户管理、数据分析等功能；

3、装置具有扩展功能，如根据需要，可增加环境温度等参数的监测；

4、可以实现所有的测量数据上传至监控中心，便于分析、管理及决策；

5、可以实现多个监测点的数据自动测量、远程无线传输及存储，降低现场工人的劳动强度，节省人力，避免人为操作错误；

6、监控中心获得的阴极保护现场数据，可以为专门开发的埋地管道数据处理软件提供接口，实现埋地管道装置的数据共享；

7、装置具有WEB发布功能，网络终端设备在用户权限范围内可以随时随地查看装置实时运行情况，满足网络化管理需求。

附图说明

图1为本实用新型埋地管道阴极保护监测装置的功能框图；

图2为本实用新型数据采集终端的功能框图；

图3为本实用新型数据采集终端的数据处理流程图；

图4为本实用新型监控中心的功能框图；

图5为本实用新型监控中心的数据处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作详细的说明。

本实用新型一种埋地管道阴极保护监测装置是一套面向埋地管道阴极保护监测领域的无线远程智能在线监测装置。

请参阅图1所示，其为本实用新型埋地管道阴极保护监测装置的功能框图，其包括数据采集终端、GPRS数据通信单元、监控中心和移动终端，数据采集终端通过GPRS数据通信单元实现与监控中心的无线数据通信。其中，所述的数据采集终端，其对埋地管道阴极保护参数进行采集和转换，实时接收监控中心下达的控制信息并执行相应的指令操作；所述的监控中心，由工控机作为服务器和管理机，应用力控组态软件实现监测信息的显示以及数据管理功能；所述的网络终端设备为能够接入Internet网络的台式电脑或笔记本电脑或平板电脑或手机，网络终端设备在用户权限范围内可以通过监控中心设定的网络地址查看监测装置的实时运行状态。装置具有用户管理、事件记录、越限报警、数据分析、数据查询与导出、历史报表、绘制趋势曲线等功能。

请参阅图2所示，其为本实用新型数据采集终端的功能框图，其包括检测模块、信号隔离变换电路、信号调理电路、微控制器CPU、电源电路，其中，检测模块与信号隔离变换电路连接，信号隔离变换电路与信号调理电路连接，信号调理电路与微控制器CPU连接，微控制器CPU与GPRS模块单元连接，电源电路向各个模块和电路供电。本实施例中，微控制器CPU为STC12C5608AD单片机，电源电路采用12V直流输入经板内两路DC/DC变换模块获得隔离的+5V和±5V电源，分别给单片机装置及信号隔离变换电路供电。

请参阅图3所示，其为本实用新型数据采集终端的数据处理流程图，数据采集终端的CPU通过串口与GPRS数据通信单元连接，装置上电或复位时先对GPRS模块进行初始化设置，然后以设定的采样频率对数据端口进行循环检测，如果有数据，进行A/D转换、数据处理及打包、数据上传等操作，及时把检测的数据上传至监控中心。

请参阅图4所示，其为本实用新型监控中心的功能框图，监控中心包括一台无线网络交换器、一台连接于INTERNET网络的工控机服务器和报表打印机，工控机服务器内置实时数据库和关系数据库，软件采用力控组态软件实现，接收数据采集终端上传数据的显示、保存及分析，如果采集终端设备故障或参数异常，能够发出报警信息及控制指令。监测装置功能主要有六大模块：事件记录、故障报警、趋势曲线、数据查询、用户管理、历史报表。其中，事件记录部分实现装置事件和用户事件的记录及查询功能；故障报警部分实现参数异常报警以及数据采集终端设备故障报警功能，并可形成报警记录；趋势曲线部分实现绘制参数的趋势曲线功能，包括实时趋势曲线和历史趋势曲线；数据查询部分完成监测数据的查询功能，并可以实现数据导出或打印输出功能；用户管理部分完成用户的登录、修改密码、用户注销、添加或删除用户等；历史报表部分完成历史数据的快速报表，包括快速生成月报表和日报表，并可以实现报表导出和打印操作。

请参阅图5所示，其为本实用新型监控中心的数据处理流程图，力控组态软件具有功能强大的实时数据库，但对用户开放程度不高，不能满足对于数据的灵活管理及操作要求。本实用新型嵌接SQL数据库作为关系数据库，解决数据灵活管理的需要。数据采集终端上传的实时监测数据，在存入实时数据库的同时，再按设定的存储频率存入到关系数据库。对于实时性要求较高的图形显示、越限报警、趋势曲线、状态指示等功能，关联实时数据库；而对于数据灵活管理要求较高的数据查询、数据报表、数据导出与分析等功能，关联SQL关系数据库。

通过力控组态软件的页面发布功能，实现监测装置的WEB发布，具有能够连接于因特网的台式电脑或笔记本电脑或平板电脑或手机等网络终端设备，在用户权限范围内可以随时随地通过监控中心设置的网页地址查看装置实时运行情况，满足网络化、智能化管理需求。

本实用新型通过对多个埋地管道阴极保护监测点的阴极保护数据的实时监测，能够及时发现阴极保护电位不合理的监测点，报警提示运行维护人员采取措施，进而实现埋地管道的防腐保护。装置具有数据查询与导出、越限报警、历史报表、事件记录、绘制趋势曲线、用户管理、数据分析等功能，界面友好，操作简单；装置具有扩展功能，如根据需要，可增加环境温度等参数的监测；可以实现多个监测点的数据自动测量、远程无线传输及存储，降低现场工人的劳动强度，节省人力，避免人为操作错误；可以实现所有的测量数据上传至监控中心，便于分析、管理及决策；监控中心获得的阴极保护现场数据，可以为专门开发的埋地管道数据处理软件提供接口，实现埋地管道装置的数据共享；装置具有WEB发布功能，网络终端设备在用户权限范围内可以随时随地查看装置实时运行情况，满足网络化管理需求。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应该落入本实用新型的权利要求的保护范围之内。