阴极保护电位测量装置的制作方法

本实用新型涉及阴极保护技术领域，特别是涉及阴极保护电位测量装置。

背景技术：

采用牺牲阳极、外加电流等阴极保护措施保护管道不受土壤腐蚀，为目前常用的做法，在日常维护过程中，需要对管道的阴极保护电位进行测量，监测管道当前是否处于有效的阴极保护状态，综上，有必要提供一种阴极保护电位测量装置。

技术实现要素：

基于此，本实用新型实施例提供了一种阴极保护电位测量装置，包括：通电电位采集单元、断电电位采集单元、数据采集单元和开关组件；

通电电位采集单元的输入端用于连接埋地管道，输出端连接数据采集单元；

断电电位采集单元的输入端用于连接试片，输出端连接数据采集单元；

开关组件用于连接埋地管道与试片，且靠近埋地管道设置有参比电极，参比电极用于提供公共端；试片靠近参比电极设置，埋地管道与阴极保护装置连接；

断电电位采集单元用于测量开关组件断开时试片的电位；

通电电位采集单元用于测量阴极保护装置正常工作时，埋地管道的管道电位。

在其中一个实施例中，阴极保护电位测量装置还包括控制器，控制器分别与开关组件和断电电位采集单元连接。

在其中一个实施例中，断电电位采集单元包括分频器、脉冲分配器和采样保持器；

控制器分别与分频器的控制端和脉冲分配器的控制端连接，分频器的输出端与脉冲分配器的输入端连接，脉冲分配器的输出端与采样保持器的控制端连接；

采样保持器的输入端与试片连接，采样保持器的输出端与数据采集单元连接。

在其中一个实施例中，阴极保护电位测量装置还包括电源供给单元，电源供给单元的输出端分别与通电电位采集单元、断电电位采集单元连接，用于为通电电位采集单元和断电电位采集单元提供工作电源；

控制器还包括第一定时单元，第一定时单元分别与电源供给单元和开关组件连接。

在其中一个实施例中，控制器还包括第二定时单元，第二定时单元的输出端分别与分频器的控制端和脉冲分配器的控制端连接。

在其中一个实施例中，阴极保护电位测量装置还包括交流电位采集单元，交流电位采集单元输入端用于连接埋地管道，交流电位采集单元的输出端连接数据采集单元。

在其中一个实施例中，阴极保护电位测量装置还包括第一信号抗干扰单元，第一信号抗干扰单元的输入端用于连接埋地管道，第一信号抗干扰单元的输出端分别连接通电电位采集单元和交流电位采集单元。

在其中一个实施例中，阴极保护电位测量装置还包括第二信号抗干扰单元，第二信号抗干扰单元的输入端用于连接试片，第二信号抗干扰单元的输出端与断电电位采集单元的输入端连接。

在其中一个实施例中，交流电位采集单元包括通交隔直电路和直流转换电路，通交隔直电路的输入端与第一信号抗干扰单元的输出端连接，通交隔直电路的输出端与直流转换电路的输入端连接，直流转换电路的输出端与数据采集单元连接。

在其中一个实施例中，通电电位采集单元包括通直隔交电路，通直隔交电路的输入端与第一信号抗干扰单元的输出端连接，通直隔交电路的输出端与数据采集单元连接。

本实用新型中的一个或多个实施例至少具有如下优点和有益效果：阴极保护电位测量装置，包括：通电电位采集单元、断电电位采集单元、数据采集单元和开关组件了，通电电位采集单元的输入端用于连接埋地管道，输出端连接数据采集单元，断电电位采集单元的输入端用于连接试片，输出端连接数据采集单元；开关组件用于连接埋地管道与试片，且靠近埋地管道设置有参比电极，参比电极用于提供公共端；试片靠近参比电极设置，埋地管道与阴极保护装置连接；断开开关组件，断电电位采集单元采集试片的电位，获得断电电位，通电电位采集单元采集阴极保护装置正常工作时的管道电位，获得通电电位。通过获取通电电位和断电电位，可以排除土壤环境对实际管道电位测量的影响，实现阴极保护电位监测，并为监测阴极保护装置的运行情况提供数据支撑。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一个实施例中阴极保护电位测量装置的结构示意图；

图2为另一个实施例中阴极保护电位测量装置的结构示意图；

图3为一个实施例中断电电位采集单元与其他器件的连接示意图；

图4为一个实施例中，通电电位采集单元、交流电位采集单元与其他器件的连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型实施例提供了一种阴极保护电位测量装置，如图1所示，包括：通电电位采集单元10、断电电位采集单元20、数据采集单元30和开关组件40；通电电位采集单元10的输入端用于连接埋地管道50，输出端连接数据采集单元30；断电电位采集单元20的输入端用于连接试片60，输出端连接数据采集单元30；开关组件40用于连接埋地管道50与试片60，且靠近埋地管道50设置有参比电极70，参比电极70用于提供公共端；试片60靠近参比电极70设置，埋地管道50与阴极保护装置连接；断电电位采集单元20用于测量开关组件40断开时试片60的电位；通电电位采集单元10用于测量阴极保护装置正常工作时，埋地管道50的管道电位。

其中，参比电极70，reference electrode，测量各种电极电势时作为参照比较的电极，在阴极保护电位测量装置中为各单元模块提供公共端。开关组件40用于连接试片60和埋地管道50，开关组件40闭合时，试片60和埋地管道50连通，开关组件40断开时，试片60和埋地管道50断开。具体的，通电电位采集单元10采集埋地管道50的通电电信号，并发送至数据采集单元30，得到通电电位，断电电位采集单元20在开关组件40断开时，测量试片60的断电电位，并将采集的数据发送至数据采集单元30，采用试片60断电测试，采集阴极保护电位的通电电位和断电电位，从而获得可以表征土壤腐蚀性的断电电位和用于表征在土壤环境下阴极保护装置工作性能的通电电位，通过采集两种参数，可以消除一部分IR降对实际管道电位的影响，以判断管道当前是否处于阴极保护状态下。

在其中一个实施例中，如图2所示，阴极保护电位测量装置还包括控制器80，控制器80分别与开关组件40和断电电位采集单元20连接。具体的，控制器80控制开关组件40的通断状态，以控制试片60与埋地管道50之间的连接或断开。同时，控制器80控制断电电位采集单元20在试片60与埋地管道50断开时，测量试片60的电位，获得断电电位。

可选的，阴极保护电位测量装置还包括辅助阳极92，辅助阳极92是用于在试片60与管道断开时，用于与试片60连接，从而保护试片60的牺牲阳极。开关组件40可以包括切换开关，切换开关可以是包括三个接头的开关，其中一个接头用于与其他两个接头连接，例如可以是单刀双掷开关或单刀双掷继电器等。切换开关包括第一接头、第二接头和第三接头，第一接头接辅助阳极92，第二接头接试片60，第三接头接埋地管道50，在进行断电电位测量时，控制器80控制切换开关，使第二接头和第三接头连接，此时与第二接头连接的试片60和与第三接头连接的管道之间连通，对试片60进行极化，此时，试片60受与埋地管道50连接的外加电流保护，然后控制器80控制切换开关的第二接头和第三接头断开，控制器80控制断电电位采集单元20采集试片60的电位，获取断电电位，在获取断电电位后，控制器80控制切换开关切换到第一接头和第二接头连接的状态，牺牲辅助阳极92以保护试片60，以免试片60长期处于土壤中时发生腐蚀，提高管道阴极保护电位的检测精度。

在其中一个实施例中，如图3所示，断电电位采集单元20包括分频器21、脉冲分配器22和采样保持器23；控制器80分别与分频器21的控制端和脉冲分配器22的控制端连接，分频器21的输出端与脉冲分配器22的输入端连接，脉冲分配器22的输出端与采样保持器23的控制端连接；采样保持器23的输入端与试片60连接，采样保持器23的输出端与数据采集单元30连接。

具体的，分频器21用于生成高低电平脉冲并传输至脉冲分配器22，脉冲分配器22根据分频器21发送的高低脉冲，输出一定周期的高低脉冲至采样保持器23，采样保持器23高电平时，采集断电电位，低电平时采样保持。控制器80在控制开关组件40断开试片60与埋地管道50连接的同时，控制分频器21和脉冲分配器22的工作状态，进行断电电位采集。

可选的，如图2所示，阴极保护电位测量装置还包括断电采样开关95，断电采样开关95串接在第三接头与埋地管道50之间，控制器80通过控制断电电位采集单元20的采样节拍与断电采样开关95的通断节拍配合，以便采集断电采样开关95断开后的断电电位。

在其中一个实施例中，如图2所示，阴极保护电位测量装置还包括电源供给单元90，电源供给单元90的输出端分别与通电电位采集单元10、断电电位采集单元20连接，用于为通电电位采集单元10和断电电位采集单元20提供工作电源；控制器80还包括第一定时单元81，第一定时单元81分别与电源供给单元90和开关组件40连接。

具体的，第一定时单元81与电源供给模组的输入端连接，第一定时单元8141输出高低脉冲，控制电源供给单元90供电或停止供电，通过控制电源供电单元的供电状态，实现对阴极保护电位检测装置的工作状态的控制，例如，第一定时单元81可以每隔15天输出一次高电平脉冲，驱动电源供给单元90为各模块供电，使各模块单元投入到阴极保护电位采集工作中，且第一定时单元81在控制电源供给单元90进行供电后，可以控制开关组件40的闭合和关断状态，以便通电电位采集单元10和断电电位采集单元20进行阴极保护电位采集工作。

在其中一个实施例中，如图3所示，控制器80还包括第二定时单元82，第二定时单元82的输出端分别与分频器21的控制端和脉冲分配器22的控制端连接。具体的，第二定时单元82的输出端分别连接脉冲分配器22的控制端和分频器21的控制端，第二定时单元82控制分频器21和脉冲分配器22输出采样脉冲，脉冲分配器22输出的采样脉冲输出至采样保持器23，采样保持器23在高电平时采样，低电平时采样保持。可选的，如图2所示，第二定时单元82控制断电采样开关95的通断节拍，且同时控制分频器21和脉冲分配器22输出至采样保持器23的采样节拍，使得采样保持器23可以采集断电采样开关95断开后的断电电位。

在其中一个实施例中，如图2所示，阴极保护电位测量装置还包括交流电位采集单元91，交流电位采集单元91输入端用于连接埋地管道50，交流电位采集单元91的输出端连接数据采集单元30。其中，交流电位采集单元91采集的是管道通电电流中的交流电对应的等效直流电位，为正值。具体的，埋地管道50输出的混合电信号输出至交流电位采集单元91，交流电位采集单元91输出交流电位至数据采集单元30。

在其中一个实施例中，如图4所示，阴极保护电位测量装置还包括第一信号抗干扰单元93，第一信号抗干扰单元93的输入端用于连接埋地管道50，第一信号抗干扰单元93的输出端分别连接通电电位采集单元10和交流电位采集单元91。具体的，第一信号抗干扰单元93接收管道流出的电流信号，并对该电流信号进行信号放大和隔离等处理，处理后的电信号分别输出至通电电位采集单元10和交流电位采集单元91，提高信号可靠性。

在其中一个实施例中，如图3所示，阴极保护电位测量装置还包括第二信号抗干扰单元94，第二信号抗干扰单元94的输入端用于连接试片60，第二信号抗干扰单元94的输出端与断电电位采集单元20的输入端连接。

具体的，第二信号抗干扰单元94的输入端与试片60或第二接头连接，第二信号抗干扰单元94的输出端与断电电位采集单元20(采样保持器23)的输入端连接，断电电位采集单元20的输出端与数据采集单元30连接，断电采样控制单元的输出端与采样保持器23的控制端连接。其中，采样保持器23可以是型号为LF398型号的采样保持器23。第二信号抗干扰单元94可以包括第二运算放大器942和第二信号隔离器943，第二运算放大器942和第二信号隔离器943依次串接在第二接头与采样保持器23之间。可选的，断电电位采集单元20还包括第二滤波电路941，第二滤波电路941串接在第二接头与第二运算放大器942之间。

在其中一个实施例中，如图4所示，交流电位采集单元91包括通交隔直电路911和直流转换电路912，通交隔直电路911的输入端与第一信号抗干扰单元93的输出端连接，通交隔直电路911的输出端与直流转换电路912的输入端连接，直流转换电路912的输出端与数据采集单元30连接。

具体的，第一信号抗干扰单元93输出的混合电信号分别输出至通直隔交电路11和通交隔直电路911，经过通交隔直电路911部分的混合电流转变为交流分量，交流分量再经直流转换电路912，输出交流电位至数据采集单元30。其中，直流转换电路912可以包括直流转换器和量程调整电路，量程调整电路外接在直流转换器外围，用于调整直流转换器输出的等效直流信号的量程。可选的，直流转换器可以是型号为AD637型号的直流转换器。

在其中一个实施例中，如图4所示，通电电位采集单元10包括通直隔交电路11，通直隔交电路11的输入端与第一信号抗干扰单元93的输出端连接，通直隔交电路11的输出端与数据采集单元30连接。

具体的，第一信号抗干扰单元93接收埋地管道50流出的电流信号，并对该电流信号进行滤波、信号放大和隔离等处理，处理后的电信号经通直隔交电路11后，输出通电电位至数据采集单元30。其中，第一信号抗干扰单元93可以包括第一运算放大器932和第一信号隔离器933组成，例如，第一运算放大器932可以是TL0626型号的第一运算放大器932，第一信号隔离器933可以是IS0124型号的第一信号隔离器933。可选的，第一信号抗干扰单元93还可以包括第一滤波电路931，第一滤波电路931串接在管道与第一信号隔离放大电路之间，用于对管道输出的电信号进行滤波。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。