专利名称：地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法
技术领域：
本发明涉及地铁杂散电流腐蚀的监测和防护领域，尤其涉及一种在线监测地铁杂散电流腐蚀状况和腐蚀影响因素的方法以及系统的实现，主要运用于地铁、轻轨方面。
背景技术：
地铁或轻轨系统的供电通常采用直流供电，利用钢轨作为返回线，若钢轨对地的绝缘下降，则流过钢轨的电流非常容易泄漏到大地，从而形成杂散电流，杂散电流会引起附近的埋地金属结构物，如自来水管、煤气管、电缆和钢筋混凝土金属结构的腐蚀，造成严重的后果，所以应该尽量减少杂散电流腐蚀。在地铁建设初期，由于绝缘等各项防护措施比较好，杂散电流腐蚀情况不会太严重，但随着时间的推移，地铁隧道内潮湿等恶劣环境的影响，杂散电流腐蚀情况会越来越严重，因此监测杂散电流引起金属腐蚀情况，是地铁建设中必须考虑的问题。目前地铁杂散电流腐蚀的是通过测量金属结构或管线的极化电位、钢轨的轨道电位综合分析得到。通常地铁杂散电流腐蚀的监测，多采用临时携带仪表、现场布线的测量方法。该方法主要有以下弊端1、杂散电流对隧道主体结构钢及金属管线的腐蚀主要是电化学反应长期作用产生的结果。而现场临时布线测量，不能反映地铁全部运行时间的杂散电流腐蚀情况，测量结果有一定的随机性，可信度不高；2、由于是局部测量，测量结果不能反映整个地铁线路杂散电流分布情况；3、现场测量的工作条件及隧道空间限制，给测量带来不便和危险；4、造成杂散电流分布过大和腐蚀加剧的原因不容易判别。
发明内容
技术问题本发明目的是提供一种在地铁正常运营时，地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，可以实时监测地铁隧道的埋地金属结构杂散电流腐蚀状况和腐蚀影响因素，为地铁运行维护人员提供依据，保证地铁系统的安全运营。技术方案本发明的技术方案是该监测方法基于一个在线监测系统，该在线监测系统顺序连接有信息采集终端、信息通讯传输系统和信息处理终端；其中信息采集终端包括极化电位信号采集、轨道电压信号采集、混凝土电阻率信号采集、轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集以及信号分析处理系统；信息通讯传输系统是由现场总线或者现场总线与地铁系统局域网组成；信息处理终端包括计算机、打印输出设备和移动存储设备；其中信息采集终端与信息处理终端通过信息通讯传输系统相连，信息采集终端与信息通讯传输系统通过现场总线的方式相连接，信息处理终端与信息通讯传输系统通过网络接口、USB或串口相连接；选取埋地金属结构极化电位、轨道电压、混凝土电阻率以及轨道纵向电阻和轨地过渡电阻作为监测参数，由信息采集终端完成对各参数的在线测量，测量后的数据通过信息通讯传输系统传给信息处理终端，信息处理终端实时接收由信息通讯传输系统传来的信息并将接收到的信息录入相关数据库，并对录入数据库的数据根据要求进行分类处理，提供地铁金属结构腐蚀相关数据的统计、查询、图表显示及打印输出；该信息处理终端根据需要将信息通过信息通讯传输系统传输给信息采集终端。所述极化电位信号采集包括极化电位信号的提取以及极化电位信号采集；其中极化电位信号采样是测试埋地金属结构引出端子与埋设在该引出端子附近的参比电极引出端子之间的电位差，极化电位信号采集装置用于实现极化电位的在线测量。所述的轨道电压信号采集包括轨道电压信号的采样以及轨道电压信号采集，其中轨道电压信号采样是测试轨道与其附近埋地金属结构引出端子之间的电位差，轨道电压信号采集装置用于实现轨道电压信号的在线测量。所述的混凝土电阻率信号采集包括测试混凝土电阻率信号的采样以及混凝土电阻率信号采集，其中混凝土电阻率信号采样是按照Wenner四极法原理布置的信号采集装置进行信号提取，混凝土电阻率信号采集装置用于实现混凝土电阻率的在线测量。轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集包括轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号的采样以及轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集；轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集是根据地铁杂散电流分布的理论公式，在列车和变电所距离L的区间内，任一点χ的轨道电压和电流分别为
权利要求
1.一种地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，其特征是该监测方法基于一个在线监测系统，该在线监测系统顺序连接有信息采集终端、信息通讯传输系统和信息处理终端；其中信息采集终端包括极化电位信号采集、轨道电压信号采集、混凝土电阻率信号采集、轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集以及信号分析处理系统；信息通讯传输系统是由现场总线或者现场总线与地铁系统局域网组成；信息处理终端包括计算机、打印输出设备和移动存储设备；其中信息采集终端与信息处理终端通过信息通讯传输系统相连，信息采集终端与信息通讯传输系统通过现场总线的方式相连接，信息处理终端与信息通讯传输系统通过网络接口、USB或串口相连接；选取埋地金属结构极化电位、轨道电压、混凝土电阻率以及轨道纵向电阻和轨地过渡电阻作为监测参数，由信息采集终端完成对各参数的在线测量，测量后的数据通过信息通讯传输系统传给信息处理终端，信息处理终端实时接收由信息通讯传输系统传来的信息并将接收到的信息录入相关数据库，并对录入数据库的数据根据要求进行分类处理，提供地铁金属结构腐蚀相关数据的统计、查询、图表显示及打印输出；该信息处理终端根据需要将信息通过信息通讯传输系统传输给信息采集终端。
2.按照权利要求1所述的地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，其特征是所述极化电位信号采集包括极化电位信号的提取以及极化电位信号采集；其中极化电位信号采样是测试埋地金属结构引出端子与埋设在该引出端子附近的参比电极引出端子之间的电位差，极化电位信号采集装置用于实现极化电位的在线测量。
3.按照权利要求1所述的地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，其特征是所述的轨道电压信号采集包括轨道电压信号的采样以及轨道电压信号采集，其中轨道电压信号采样是测试轨道与其附近埋地金属结构引出端子之间的电位差，轨道电压信号采集装置用于实现轨道电压信号的在线测量。
4.按照权利要求1所述的地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，其特征是所述的混凝土电阻率信号采集包括测试混凝土电阻率信号的采样以及混凝土电阻率信号采集，其中混凝土电阻率信号采样是按照Wenner四极法原理布置的信号采集装置进行信号提取，混凝土电阻率信号采集装置用于实现混凝土电阻率的在线测量。
5.按照权利要求1所述的地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法，其特征是轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集包括轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号的采样以及轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集；轨道纵向电阻和轨地过渡电阻信号采集是根据地铁杂散电流分布的理论公式，在列车和变电所距离L的区间内，任一点χ的轨道电压和电流分别为
全文摘要
地铁杂散电流腐蚀在线监测系统的在线监测方法属于地铁金属结构防护的范畴。杂散电流腐蚀在线监测系统由信息采集终端、信息通讯传输系统和信息处理终端构成，信息采集终端与信息通讯传输系统是通过现场总线的方式相连接，信息通讯传输系统与信息处理终端是通过网络接口、USB或串口相连接；杂散电流腐蚀在线监测方法包括埋地金属结构极化电位、轨道电压、混凝土电阻率和轨道纵向电阻及轨地过渡电阻各参数的监测方法。该监测系统可以在线测量和分析钢轨、大地金属结构电位的分布，将杂散电流腐蚀线监测方法和监测系统有效地结合在一起，该发明具有监测参数全面，监测系统实时性强、信息传输稳定可靠的特点，可以广泛地运用在地铁杂散电流腐蚀监测与防护系统之中。
文档编号G01N17/02GK102175597SQ20111002768
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者叶果, 李威, 杨雪锋, 樊启高, 王禹桥, 苏秀平 申请人:中国矿业大学