专利名称：阴极保护测试桩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对长输管线管道防腐用的阴极保护系统进行测试的阴极保 护测试桩。
背景技术：
长输管线管道的防腐通常采用强制电流阴极保护法，即在每个监测点设置一个阴 极保护系统，该阴极保护系统主要监测监测点的自然电位、阴保电位(又称管道电位)、瞬 时断电电位以及阴保电流、杂散电流等。为了保证阴极保护系统的正常运行，目前，国内外 常用的方法是人工使用万用表、记忆棒等对阴极保护系统进行测试，虽然这些方式简单易 行，但是它们存在效率低下、测量误差大、实效性差以及无法实时进行评估阴极保护防腐效 果等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种阴极保护测试桩，该测试桩可对阴极保护系统进 行实时测试，时刻掌握阴极保护系统的运行状态。为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种阴极保护测试桩，其特征在于它包括桩体，该桩体内设有阴极保护测试电 路，该阴极保护测试电路包括单片机、信号采集切换单元、模数转换单元，其中该信号采集 切换单元的测试信号输入端与待测试的阴极保护系统的信号输出端连接，该信号采集切换 单元的切换控制端与该单片机上与其相应的信号输入输出端连接，该信号采集切换单元的 信号输出端与该模数转换单元的模拟信号输入端连接，该模数转换单元的数字信号输出端 与该单片机上与其相应的信号输入输出端连接。所述阴极保护测试桩还包括信号收发单元，该信号收发单元的信号端与所述单片 机上与其相应的信号输入输出端连接。所述信号采集切换单元的测试信号输入端包括自然电位输入端、瞬时断电电位输 入端、管道电位输入端、参比点输入端，该自然电位输入端、瞬时断电电位输入端、管道电位 输入端、参比点输入端分别与待测试的所述阴极保护系统的自然电位输出端、瞬时断电电 位输出端、管道电位输出端、参比点输出端连接。本实用新型的优点是本实用新型阴极保护测试桩可对阴极保护系统的各种保护参数进行监测，准确了 解阴极保护系统的保护效果，判断阴极保护系统的运行是否正常，警示业主及时采取对策。
图1是本实用新型阴极保护测试桩的组成示意图；图2是本实用新型阴极保护测试桩的信号采集切换单元的电路原理图；图3是本实用新型阴极保护测试桩的模数转换单元、信号收发单元与单片机的连接电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行描述。如图1所示，本实用新型阴极保护测试桩包括桩体(图中未示出)，该桩体内设有 阴极保护测试电路，该阴极保护测试电路包括单片机10、信号采集切换单元20、模数转换 单元30。该信号采集切换单元20的测试信号输入端与待测试的阴极保护系统的信号输出 端连接，该信号采集切换单元20的切换控制端与该单片机10上与其相应的信号输入输出 端连接，该信号采集切换单元20的信号输出端与该模数转换单元30的模拟信号输入端连 接，该模数转换单元30的数字信号输出端与该单片机10上与其相应的信号输入输出端连 接。实际应用中，该信号采集切换单元20的测试信号输入端可包括自然电位输入端、瞬时 断电电位输入端、管道电位输入端、参比点输入端，该自然电位输入端、瞬时断电电位输入 端、管道电位输入端、参比点输入端分别与待测试的阴极保护系统的自然电位输出端、瞬时 断电电位输出端、管道电位输出端、参比点输出端连接。在本实用新型中，上述各测试信号 采样值的电压范围在-20V至+20V之间。如图1，该阴极保护测试桩还可包括信号收发单元40，该信号收发单元40的信号 端与单片机10上与其相应的信号输入输出端连接。在实际应用中，如图3所示，该信号收 发单元40可包括ISM射频收发器(选用CCllOl芯片)和天线AT，该ISM射频收发器的数 据输入端、数据输出端分别与单片机Dl (选用MSP430F2274芯片)上与其相应的信号输入 输出端连接，该ISM射频收发器的天线端口与该天线AT连接，该ISM射频收发器的其他端 口与单片机的连接不在这里详述。如图3，模数转换单元30包括3位半模数转换器N5 (选用MAX1497芯片)。3位半 模数转换器N5的高滤波衰减特性可把空间干扰(辐射干扰)和阴极保护系统中的工频干 扰(串行干扰)去除，保证数据的正确性和准确性。3位半模数转换器N5的模拟信号输入 端AIN+、AIN-连接有压敏电阻PTCRl和放电管CA，以保证电路在雷击等大电流、高电压情 况下的安全。该信号采集切换单元20可包括四个继电器，从自然电位输入端、瞬时断电电位输 入端、管道电位输入端、参比点输入端输入的测试信号分别通过一个继电器的通断控制而 输入到模数转换单元30中，该四个继电器的通断由单片机10控制。具体地，如图2所示， 该信号采集切换单元20包括继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4，从自然电位输入 端ZRDW输入的自然电位信号、从瞬时断电电位输入端SSDW输入的瞬时断电电位信号、从管 道电位输入端⑶输入的管道电位信号、从参比点输入端CB输入的参比点信号分别通过继 电器K3、继电器K2、继电器Kl、继电器K4的通断控制而按先后顺序依次输入到3位半模数 转换器N5，继电器Kl至K4的通断由单片机Dl控制。如图2，继电器的触点连接有瞬变抑 制二极管TVSl和N7，以保证电路在雷击等大电流、高电压情况下的安全。本实用新型的工作原理为将阴极保护测试桩的自然电位输入端ZRDW、瞬时断电电位输入端SSDW、管道电位 输入端GD、参比点输入端CB分别与被测试的阴极保护系统中的自然电位输出端、瞬时断电 电位输出端、管道电位输出端、参比点输出端连接。单片机Dl控制信号采集切换单元20中的继电器的通断，从而使得从自然电位输入端ZRDW输入的自然电位信号、从瞬时断电电位 输入端SSDW输入的瞬时断电电位信号、从管道电位输入端GD输入的管道电位信号、从参比 点输入端CB输入的参比点信号按照设定先后顺序输入3位半模数转换器N5中(即进行信 号采样)，在3位半模数转换器N5中进行模数转换，然后，3位半模数转换器N5将转换后的 数字信号传送到单片机Dl中进行分析处理，将处理后的测试数据进行存储。若阴极保护系 统的信号输出端无电压值输出，则本实用新型测试桩不进行信号采样。在实际应用中，巡线人员通过手持设备随时在测试桩安装位置附近接收ISM射频 收发器经由天线AT无线传输的数据，然后，将收集到的所有数据人工上传至监控中心并存 储，以便监控中心对该测试桩进行有效监控。在实际实施中，每个测试桩都是独立的，每个 测试桩都具有一个唯一的身份标识——生产编号和通用的通信标识码，生产编号具有唯一 性，通用的通信标识码是为了保证手持设备在巡线抄表工作中建立通信信道，进行稳定、可 靠的工作，每个测试桩的生产编号和安装位置的标号(里程号)在监控中心是一一对应的， 以保证采集到的数据同实际测试桩相对应，测试桩间的数据通信互不制约、互不影响。本实用新型的优点是本实用新型阴极保护测试桩可对阴极保护系统的各种保护参数进行监测，准确了 解阴极保护系统的保护效果，判断阴极保护系统的运行是否正常，警示业主及时采取对策。以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术 人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基 础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
权利要求一种阴极保护测试桩，其特征在于它包括桩体，该桩体内设有阴极保护测试电路，该阴极保护测试电路包括单片机、信号采集切换单元、模数转换单元，其中该信号采集切换单元的测试信号输入端与待测试的阴极保护系统的信号输出端连接，该信号采集切换单元的切换控制端与该单片机上与其相应的信号输入输出端连接，该信号采集切换单元的信号输出端与该模数转换单元的模拟信号输入端连接，该模数转换单元的数字信号输出端与该单片机上与其相应的信号输入输出端连接。
2.如权利要求1所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述阴极保护测试桩包括信号 收发单元，该信号收发单元的信号端与所述单片机上与其相应的信号输入输出端连接。
3.如权利要求2所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述信号收发单元包括ISM射 频收发器和天线，该ISM射频收发器的数据输入端、数据输出端分别与所述单片机上与其 相应的信号输入输出端连接，该ISM射频收发器的天线端口与该天线连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述信号采集切 换单元的测试信号输入端包括自然电位输入端、瞬时断电电位输入端、管道电位输入端、参 比点输入端，该自然电位输入端、瞬时断电电位输入端、管道电位输入端、参比点输入端分 别与待测试的所述阴极保护系统的自然电位输出端、瞬时断电电位输出端、管道电位输出 端、参比点输出端连接。
5.如权利要求4所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述信号采集切换单元包括四 个继电器，从所述自然电位输入端、所述瞬时断电电位输入端、所述管道电位输入端、所述 参比点输入端输入的信号分别通过一个继电器的通断控制而输入到所述模数转换单元中， 该四个继电器的通断由所述单片机控制。
6.如权利要求5所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述继电器的触点连接有瞬变 抑制二极管，以保证电路在雷击等大电流、高电压情况下的安全。
7.如权利要求1至3中任一项所述的阴极保护测试桩，其特征在于所述模数转换单 元包括3位半模数转换器。
专利摘要本实用新型公开了一种阴极保护测试桩。它包括桩体，桩体内设有阴极保护测试电路，该电路包括单片机，信号采集切换单元的测试信号输入端与阴极保护系统的信号输出端连接，信号采集切换单元的切换控制端与单片机上相应的信号输入输出端连接，信号采集切换单元的信号输出端与模数转换单元的模拟信号输入端连接，模数转换单元的数字信号输出端与单片机上相应的信号输入输出端连接。本实用新型可监测阴极保护系统的各保护参数，准确了解阴极保护系统的保护效果，判断阴极保护系统的运行是否正常。
文档编号G01R19/00GK201686746SQ20102017484
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者冯德军, 张志强, 张文阁, 张青松, 李娟 , 王智渊, 盛旭伟 申请人:郑州安然测控设备有限公司