一种埋地管道阴极保护数据传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种埋地管道阴极保护数据传输系统，属于埋地管道保护技术领域。
【背景技术】
[0002]埋地管道包括各种输油、输气以及输水管道，绝大多数埋地管道为金属管道。为了提高金属管道的抗腐蚀能力，延长使用寿命，金属管道外层一般都有防腐层。为了进一步提高防腐能力，还采用了阴极保护措施，一般是给金属管道施加一个电压，使金属管道对地呈现负电位。随着经济的发展，地面电磁环境越来越复杂，埋地管道附近直流输电系统，交流高压输电线路等建设也在飞速发展，交直流电气化铁路及其整流站、变电所、大型工厂、交流接地体、直流接地体等可能的杂散电流干扰源，都会干扰金属管道的阴极保护系统的工作，加快金属管道的腐蚀速度。因此有必要实时发现埋地管道是否遭受杂散电流干扰，了解杂散电流干扰的类型、大小、具体位置等详细情况，进而及时采取相应防护措施以避免恶化形成更严重的管道事故。
[0003]目前应用较多的杂散电流判断方法是利用人工采集埋地管线测试粧处管道阴极保护电位，如果管地电位异常，则表明管道上有可能存在杂散电流干扰。阴极保护电位定期人工测量，存在测试周期长、数据量少且准确性差、不能连续采集、取点资料具有偶然性等弊端。而杂散电流干扰的程度和出现时间是不确定的，导致决策和管理失误而造成管道安全运行不良隐患甚至事故和损失。另外，测量数据的显示主要是字符显示或指针读数，缺乏直观性，不能进行图形化显示，给现场应用带来不方便。
[0004]现有技术中较为先进的埋地油气管道阴极保护自动监测系统，可实现对温度及管地交、直流电位的采集和存储，但该系统无法实现对管道自腐蚀电位及管地瞬间断电电位的测量，同时只能测量杂散电流交、直流电位而无法实现对交、直流电流相关参数的测量，使得其无法判断杂散电流干扰程度从而采取防护措施。另外，该监测系统需要开发专用数据表来实现现场数据采集器的参数设置和数据传输，增加了系统的复杂性和成本。同时，该系统依靠人工分析处理数据，过于简单化。现有的埋地管道腐蚀检测评价系统，可实现对管道和土壤腐蚀在线检测，但该系统仍然存在上述无法实现对交、直流电流相关参数的测量，使得其无法判断杂散电流干扰程度而大大影响了该监控系统的可靠性和实用性，同时也极大干扰了阴极保护有效性判断的准确度。另外该系统采用GPRS无线传输技术进行传输，存在一定的技术缺陷，如在GPRS信号无法覆盖的地方，数据传输则无法实现。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:解决现有技术中埋地管道阴极保护及杂散电流相关测试参数在GPRS信号缺失区域不能实时传输的问题。
[0006]为实现上述的发明目的，本发明提供了一种埋地管道阴极保护数据传输系统，包括:
[0007]埋地管道阴极保护数据采集装置、无线数据汇聚装置、无线通信网关；
[0008]所述埋地管道阴极保护数据采集装置通过无线网络与所述无线数据汇聚装置通信连接，所述无线数据汇聚装置与所述无线通信网关通信连接；
[0009]所述埋地管道阴极保护数据采集装置采集埋地管道阴极保护数据信息处理并储存后通过无线网络传输至所述无线汇聚装置，所述无线汇聚装置汇聚所述埋地管道阴极保护数据采集装置传输的埋地管道阴极保护数据信息通过无线网络传输至所述无线通信网关;或，
[0010]相邻的所述埋地管道阴极保护数据采集装置通过无线网络连接，所述埋地管道阴极保护数据采集装置与所述无线通信网关通信连接；
[0011]所述埋地管道阴极保护数据采集装置采集埋地管道阴极保护数据信息处理并储存后通过无线网络传输至相邻的埋地管道阴极保护数据采集装置，收到相邻的埋地管道阴极保护数据采集装置传输的埋地管道阴极保护数据信息后传输至所述无线通信网关；
[0012]所述无线通信网关与互联网通信连接，所述无线通信网关通过互联网将埋地管道阴极保护数据信息传输至上位机。
[0013]其中较优地，所述无线通信网关是GPRS网关。
[0014]其中较优地，所述埋地管道阴极保护数据采集装置，包括:
[0015]控制单元、电压检测单元、电流检测单元和极化探头；
[0016]所述电压检测单元、所述电流检测单元分别与所述控制单元通信连接；所述电压检测单元、所述电流检测单元分别与所述极化探头连接；所述电流检测单元还与埋地管道连接；
[0017]所述电压检测单元检测到的电压信息传输至所述控制单元，所述电流检测单元检测到的直流和/或交流电流信息传输至所述控制单元，所述控制单元对接收到的电压信息、直流和/或交流电流信息计算和处理后储存和/或传输至上位机；
[0018]还包括:通信单元，所述通信单元包括有线通讯模块和/或无线通讯模块，所述通信单元与所述控制单元连接；
[0019]所述控制单元处理后的数据通过所述通讯单元传输至上位机。
[0020]其中较优地，所述通信模块包括HC-12SI4463芯片。
[0021]其中较优地，所述电流检测单元包括直流电流采集单元和交流电流采集单元；所述直流电流采集单元和所述交流电流采集单元分别与所述控制单元通信连接；
[0022]所述直流电流采集单元和所述交流电流采集单元分别与所述极化探头连接；
[0023]所述直流电流采集单元通过电感与所述埋地管道连接检测埋地管道的直流电流值；所述交流电流采集单元通过电容与所述埋地管道连接检测埋地管道的交流电流值；
[0024]所述直流电流采集单元检测埋地管道的直流电流值并计算直流电流密度后一起传输至控制单元；所述交流电流采集单元检测埋地管道的交流电流值并计算交流电流密度传输后一起至控制单元。
[0025]其中较优地，所述直流电流采集单元通过与埋地管道之间连接的电感检测埋地管道的直流电流值；所述交流电流采集单元通过与埋地管道之间连接的电容检测埋地管道的交流电流值。
[0026]其中较优地，所述直流电流采集单元和所述交流电流采集单元通过嵌入式程序编程区分检测埋地管道的直流电流值、直流电流密度、交流电流值、交流电流密度。
[0027]其中较优地，所述直流电流采集单元和所述交流电流采集单元是包括电流通路电路和稳定斩波型低偏置霍尔电路的采集装置；
[0028]所述稳定斩波型低偏置霍尔电路感测所述电流通路电路产生的磁场信息并转换成相应的电压信息输出。
[0029]其中较优地，所述直流电流采集单元和所述交流电流采集单元包括ASC712芯片。
[0030]其中较优地，所述埋地管道与所述极化探头之间还设置有继电器，所述电压采集单元通过所述继电器的通断采集埋地管道的交流电压、管道通电电位、瞬间断电电位、自腐蚀电位传输至控制单元。
[0031]其中较优地，所述控制单元与所述电压检测单元集成。
[0032]其中较优地，所述控制单元与所述电压检测单元包括STM32F103VET6芯片。
[0033]其中较优地，还包括全球定位单元和防水外壳；
[0034]所述控制单元、所述电压检测单元、所述电流检测单元、所述通讯单元、所述全球定位单元置于所述外壳内；所述全球定位单元与所述控制单元连接。
[0035]本发明提供的埋地管道阴极保护数据传输系统，通过无线汇聚装置或埋地管道阴极保护数据采集装置组成的无线网络保证了管道杂散电流和阴极保护测试数据的可靠性和真实性，同时通过GPRS网关保证了不同位置的埋地管道阴极保护数据采集装置采集的数据能实时传输至上位机，保证了埋地管道阴极保护数据传输的及时性。
【附图说明】
[0036]图1是本发明埋地管道阴极保护数据传输系统结构示意图；
[0037]图2是本发明埋地管道阴极保护数据采集装置之间传输数据示意图；
[0038]图3是本发明埋地管道阴极保护数据采集装置系统结构图；
[0039]图4是本发明电流检测单元一种实施方案系统结构示意图；
[0040]图5是本发明ACS712芯片功能原理示意图；
[0041]图6是本发明电流检测单元另一种实施方案系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0043]如图1、图2所示，本发明提供一种埋地管道阴极保护数据传输系统，该系统包括:埋地管道阴极保护数据采集装置、无线数据汇聚装置、无线通信网关；埋地管道阴极保护数据采集装置通过无线网络与无线数据汇聚装