专利名称：地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地埋金属管道防腐层破损检测装置，具体涉及一种地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置。
背景技术：
地埋金属管道运送各种介质且工作压力高，沿途经过环境变化大，目前大都采用外防腐层覆盖进行管道防腐，受各种因素影响，防腐层会出现老化及破损，如何确定防腐层老化、破损及渗水位置以及时修补是减小管道腐蚀风险，从而确保地埋金属管道安全运行的必要条件之一。目前地埋金属管道运行管理大都采用观察流量、压力值的变化等来判断管道是否发生破损泄漏，未能起到预防管道破损的作用，造成管内运输介质流失；且对微小的泄漏不敏感，不能准确得知管道泄漏点位置，后期开挖更换管道的费用高、工作量大。为保证管道的安全运行和方便维修管理，需要掌握平时管道的运行状况。目前常用的标准管地电位(P/ S)测试法通常仅在预定测点获得数据，不能准确获得破损位置。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可以准确定位防腐层破损点位置的地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置。本实用新型的技术解决方案是它包括激励信号装置和信号检测装置，对于具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极、阴极保护整流器、地埋管道测试桩和电流中断器构成，埋于地下与大地相连通的接地阳极通过导线与阴极保护整流器的正极相连通，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩通过导线与电流中断器的一端相连，电流中断器的另一端与阴极保护整流器的负极相连，地埋管道测试桩、电流中断器、阴极保护整流器和接地阳极顺次相连接构成激励信号回路；对于不具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极、外接恒流源、地埋管道测试桩和电流中断器构成，外接恒流源的正极通过导线与电流中断器的一端相连，电流中断器的另一端通过导线与埋于地下与大地相连通的接地阳极相连，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩通过导线与恒流源的负极相连，地埋管道测试桩、恒流源、电流中断器和接地阳极顺次相连接构成激励信号回路；信号检测装置由两个饱和硫酸铜参比电极探杖和信号测量处理器构成，信号测量处理器的两个信号输入端分别与两个饱和硫酸铜参比电极探杖相连。本实用新型的技术效果是它具有结构简单造价低，操作使用方便的优点。使用它可以精确定位防腐层破损点的位置，提高了地埋管道防腐层破损的检测准确度，为掌握平时管道的运行状况，保证管道的安全运行和方便维修管理提供了重要保证。使用该装置检测的抗干扰能力高于现有的标准管地电位法和皮尔逊法，可实现地埋金属管道运行状况的全面检测，实现了对防腐层破损的检测及定位，能有效地避免爆管等事故的发生。在采用管中电流法或密间隔电位法确定地埋管道防腐层破损管段的基础上，使用本实用新型的检测
3方法被称为直流电压梯度(DCVG，Direct Current Voltage Gradient)法，该方法可防止交流电干扰，准确定位防腐层破损点位置，计算缺陷等效圆直径，并降低成本，实现对地埋管道的维护。直流电压梯度法的有益效果1)直流电压梯度法对防腐层破损的定位精度高，且抗干扰性好，适用范围广，可在不同的地质情况下进行有效的检测；2)采用等效圆的方法，可以对不同的破损等级进行分级评估，确定破损的严重程度及维护顺序。
图1为本实用新型实施例一地埋管道检测的系统结构图；图2为本实用新型实施例二地埋管道检测的系统结构图；图3为本实用新型实施例信号处理器及显示单元结构组成；图4为本实用新型实施例参比探杖的结构；图5为本实用新型实施例信号处理器信号处理流程图；图6为本实用新型实施例地埋管道防腐层破损检测结果示意图。
具体实施方式
实施例一，如图1所示，它包括激励信号装置和信号检测装置，对于具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极1、阴极保护整流器2、地埋管道测试桩3和电流中断器4构成，埋于地下与大地相连通的接地阳极1通过导线与阴极保护整流器2的正极相连通，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩3通过导线与电流中断器4的一端相连，电流中断器4的另一端与阴极保护整流器2的负极相连，地埋管道测试桩3、电流中断器4、阴极保护整流器2和接地阳极1顺次相连接构成激励信号回路；信号检测装置由两个饱和硫酸铜参比电极探杖6和信号测量处理器7构成，信号测量处理器7的两个信号输入端分别与两个饱和硫酸铜参比电极探杖6相连。如图3所示，信号测量处理器7由采样保持器、中央控制处理器、时钟、DA转换器和高灵敏度毫伏电压表构成，采样保持器、时钟和DA转换器分别与中央控制处理器相连，DA 转换器与高灵敏度毫伏电压表相连。如图4所示，饱和硫酸铜参比电极探杖6的上部为装有饱和硫酸铜溶液参比电极 61，下部为利于与地面接触的较尖锐的金属头62，金属头62外表覆铜层，参比电极61和金属头62两部分之间用铜导线电气连接。实施例二，如图2所示，与实施例一的不同点是，对于不具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极1、外接恒流源5、地埋管道测试桩3和电流中断器4构成， 外接恒流源5的正极通过导线与电流中断器4的一端相连通，电流中断器4的另一端通过导线与埋于地下与大地相连通的接地阳极1相连，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩3通过导线与外接恒流源5的负极相连，地埋管道测试桩3、外接恒流源5、电流中断器4和接地阳极1顺次相连接构成激励信号回路。信号激励部分的连接方式在有阴极保护系统的管道上，只需使用电流中断器4 连接在阴极保护整流器2与接地阳极1地床之间；无阴极保护的情况下，使用外接恒流源5代替阴极保护整流器2，供电电流一般大于5A，电流中断器4连接在外接恒流源5正极与接地阳极1地床之间，外接恒流源5负极连接在地埋管道上。工作时，电流中断器4以固定频率(如通0. 3秒，断0. 7秒，断流器接通的时间要小于关断时间)，电流中断器4周期通断目的在于消除检测过程中其他直流干扰信号对检测结果的影响。测量部分的连接方式两个饱和硫酸铜探杖6的分别连接在信号测量处理器7差分放大电路的两个输入端，对两个探杖之间的电压差进行放大，放大后的信号，接入到抗杂散电流的电路的输入端，对信号中的直流杂散电流干扰进行屏蔽滤除，之后接入到指针式的毫伏表中，进行显示，指针的偏摆方向指向防腐层的破损点。本实用新型基本原理及测量实施步骤如图5、图6所示，当地埋管道中的电流经过破损的露铁点流入与其接触的外部介质土壤中，从而在破损处的地面上形成一个直流电位梯度场。破损越大，破损处流失电流越大；距离防腐层破损的区域越近，电压梯度将变大且更加集中。测量人员沿管道正上方图1、图2所示箭头方向行走，使用两个饱和硫酸铜参比探杖接触地面进行电位梯度检测，当测量人员靠近破损点时，经过放大的两参比电极之间电压显示在高灵敏度毫伏表上，毫伏表对开/关脉冲电流有反应并指针偏转；在破损处的前方，毫伏表指针正向偏转，经过破损后，指针向相反的方向偏转，随着远离破损偏转逐渐减少，则通过缩小探杖距离到0. 3米左右，再反向测量，可找到指针几乎在零点处的位置，则破损位于两个电极的中间部位正下方。为精确定位，在与第一次的检测行走方向垂直的方向上做同样检测，两次检测直线的交点就是电压梯度的源头，此点位于破损处的正上方，实现了对防腐层缺陷的精确定位。使用本实用新型的直流电压梯度法的检测步骤如下St印1 :(1)若管道存在阴极保护系统，则直接断开阴极保护的整流器与管道的连接，在其中间接入电流中断器；(2)若无阴极保护系统，则需外加直流恒流源，并将电流中断器连接在恒流源正极与接地阳极地床之间。完成后，将其他相关引线接好，打开直流电源及电流中断器。step2:测量人员持两个饱和硫酸铜参比电极探杖，背向信号接入点沿管线行走， 探杖在管道正上方一前一后相距1 2米，平行于管道移动。st印3:发现零点A，沿与管线走向垂直的方向进行st印2的操作，在此方向上找到零点B，则零点B位于管道正上方，确定破损点的位置。step4 以零点B为中心，测出管地电位的衰减率，按照衰减率的大小完成对破损大小的定性检测。
权利要求1.地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置，其特征在于它包括激励信号装置和信号检测装置，对于具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极(1)、阴极保护整流器(2)、地埋管道测试桩(3)和电流中断器(4)构成，埋于地下与大地相连通的接地阳极(1)通过导线与阴极保护整流器(2)的正极相连通，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩(3)通过导线与电流中断器(4)的一端相连，电流中断器(4)的另一端与阴极保护整流器(2)的负极相连，地埋管道测试桩(3)、电流中断器(4)、阴极保护整流器 (2)和接地阳极(1)顺次相连接构成激励信号回路；信号检测装置由两个饱和硫酸铜参比电极探杖(6)和信号测量处理器(7)构成，信号测量处理器(7)的两个信号输入端分别与两个饱和硫酸铜参比电极探杖(6)相连。
2.地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置，其特征在于它包括激励信号装置和信号检测装置，对于不具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极(1)、外接恒流源(5)、地埋管道测试桩(3)和电流中断器(4)构成，外接恒流源(5)的正极通过导线与电流中断器(4)的一端相连通，电流中断器(4)的另一端通过导线与埋于地下与大地相连通的接地阳极(1)相连，插入地下与地埋金属管道相连的地埋管道测试桩(3)通过导线与外接恒流源(5)的负极相连，地埋管道测试桩(3)、外接恒流源(5)、电流中断器(4)和接地阳极(1)顺次相连接构成激励信号回路；信号检测装置由两个饱和硫酸铜参比电极探杖 (6)和信号测量处理器(7)构成，信号测量处理器(7)的两个信号输入端分别与两个饱和硫酸铜参比电极探杖(6)相连。
3.如权利要求1或2所述的地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置，其特征在于所述信号测量处理器(7)由采样保持器、中央控制处理器、时钟、DA转换器和高灵敏度毫伏电压表构成，采样保持器、时钟和DA转换器分别与中央控制处理器相连，DA转换器与高灵敏度毫伏电压表相连。
4.如权利要求1或2所述的地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置，其特征在于所述饱和硫酸铜参比电极探杖(6)的上部为装有饱和硫酸铜溶液参比电极(61)，下部为利于与地面接触的较尖锐的金属头(62)，金属头(62)外表覆铜层，参比电极(61)和金属头 (62)两部分之间用铜导线电气连接。
专利摘要本实用新型涉及一种地埋金属管道防腐层破损点精确定位检测装置。它包括激励信号装置和信号检测装置，具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极(1)、阴极保护整流器(2)、地埋管道测试桩(3)和电流中断器(4)构成；不具有阴极保护系统的地埋管道，激励信号装置由接地阳极(1)、外接恒流源(5)、地埋管道测试桩(3)和电流中断器(4)构成；信号检测装置由两个饱和硫酸铜参比电极探杖(6)和信号测量处理器(7)构成。它具有结构简单造价低，使用方便的优点。使用它可以精确定位防腐层破损点的位置，提高了地埋管道防腐层破损的检测准确度，为掌握平时管道的运行状况，保证管道的安全运行和方便维修管理提供了重要保证。
文档编号G01N27/00GK202141690SQ20112025356
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者孙敬涛, 柏春光, 韩福林 申请人:华电能源股份有限公司