一种基于无线传输的腐蚀在线监测系统的制作方法

文档序号:12258005阅读:283来源:国知局

本实用新型涉及钢材设备及油气管道设备的腐蚀监测及壁厚测量领域,特别涉及一种基于无线传输的腐蚀在线监测系统。



背景技术:

金属腐蚀是人类面对的一个重大课题,因为金属和周围的环境随时都在发生化学或者电化学反应,所以腐蚀现象就这样无声的进行。腐蚀给人类带来了巨大的财产损失和社会危害,甚至是生命的代价,尤其是炼油和化工管道腐蚀带来危害后果最严重。在炼化行业中,管道设备长期工作在高温高压复杂的环境下,所传输的材料本身又有很强的腐蚀性,所以为了保证设备的和管道的正常运转,避免灾难性事故的发生,采用有效的技术手段对油气管道及设备进行腐蚀监测具有十分重要的理论意义和实际意义。

电子网络技术的发展为腐蚀监测技术开辟了广泛的应用前景。在线数据采集线监测系统以其功能完善,设计方案灵活,功能可控制等特点已经广泛应用于生活,商业,医疗以及工业等各个领域,在线监测系统的研究具有较高的实用价值,可以用于现场设备的检测,符合社会发展的需求。由于油田行业目前使用较多的是以离线监测为主,以在线监测为辅,每次检测都耗费较多的人力物力,而且不能及时的反应管道的腐蚀情况,有时候在事故发生了以后才去进行维修,这样不仅会浪费大量的财力物力,同时也会造成严重的事故。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是克服现有技术的不足,提供一种基于无线传输的壁厚腐蚀在线监测系统,该系统可以安装在室内运行设备上及室外传输管道上,周期性的监测设备的腐蚀情况,并通过无线的方式发送到接收端,接收端通过分析观察设备及腐蚀情况并进行相应的措施。

本实用新型一种基于无线传输的腐蚀在线监测系统,包括主控制模块,为所述腐蚀在线监测系统供电的电源管理模块,无线通讯模块、实时监测模块、数据采集模块、用于发射周期性高压脉冲的高压发射模块、用于整流滤波的信号处理模块、用于实时显示和数据存储的显示存储模块;所述主控制模块分别与所述电源管理模块,无线通讯模块、实时监测模块、数据采集模块、高压发射模块、信号处理模块、显示存储模块连接;所述数据采集模块还分别与所述高压发射模块、信号处理模块连接。

进一步的,所述无线通讯模块包括GPRS/GSM模块、以太网模块中的一种或者多种。

进一步的,所述实时监测模块包括电量检测子模块、温度传感器、RTC实时时钟以及后备电池。

进一步的,所述数据采集模块采用4路超声传感器。

进一步的,所述高压发射模块采用高压变压器电路升压,所述数据采集模块采用收发分开式设计。

进一步的,所述显示存储模块采用FLASH进行存储、采用彩色液晶模块进行显示。

本实用新型的有益效果为:

(1)能够实时显示温度、时间、电压等状态信息;

(2)系统含有后备电池,当系统关机的时候自动切换到后备电池进行计时;

(3)带有温度补偿功能,准确测量现场温度值;

(4)无线通讯接口多,能够通过以太网、2G、3G、4G网络与外围设备进行通信;

(5)系统结构合理、新颖,应用前景广阔。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例一种基于无线传输的壁厚腐蚀在线监测系统的结构示意图。

其中:1-主控制模块、2-GPRS/GSM模块、3-电源管理模块、4-实时监测模块、5-调试模块、6-高压发射模块、7-数据采集模块、8-信号处理模块、9-显示存储模块。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本实用新型具体实施例。应当注意的是,下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的,它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中,各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件,可应用于不同实施例中。

本实用新型实施例一种基于无线传输的腐蚀在线监测系统,包括主控制模块1,用于控制整个系统;电源管理模块3,为整个系统供电;无线通讯模块,用于数据传输;实时监测模块4,用于状态监测;数据采集模块7;高压发射模块6,用于发射周期性高压脉冲;信号处理模块8,用于整流滤波;显示存储模块9,用于实时显示和数据存储;所述主控制模块1分别与所述电源管理模块3,无线通讯模块、实时监测模块4、数据采集模块7、高压发射模块6、信号处理模块8、显示存储模块9连接;所述数据采集模块7还分别与所述高压发射模块6、信号处理模块8连接。

所述腐蚀监测系统还可以包括调试模块5,通过串口与系统相连,用于系统调试。

所述无线通讯模块包括GPRS/GSM模块2、以太网模块中的一种或者多种。

所述实时监测模块4包括电量检测子模块、温度传感器、RTC实时时钟以及后备电池。

所述数据采集模块7采用4路超声传感器。

所述高压发射模块6采用高压变压器电路升压,所述数据采集模块7采用收发分开式设计。

所述显示存储模块9采用FLASH进行存储、采用彩色液晶模块进行显示。

优选的,主控制模块1采用ARM 32-bit Cortex-M3内核微控制器STM32F103CB。

优选的,所述数据采集模块7采用一款单电源电压反馈型放大器AD8032,小信号带宽为80MHz,压摆率为30V/us。

优选的,所述电源管理模块3采用高效率转换芯片LM1117-3.3。

在实际使用中,用户根据监测需求选择合适的监测点,特别是腐蚀较为严重的管道设备,在这些腐蚀严重的地方布置超声波传感器探头、数据采集模块7,每个监测点可以布置1-4个传感器探头,这需要根据设备腐蚀程度进行布点的选取,探头之间的距离为2-3米,系统工作时,主控制模块1会周期性的发送脉冲信号,脉冲信号经过高压发射模块6会产生周期性的高压尖脉冲,周期性的高压脉冲会作用到数据采集模块7的发送端,数据采集模块7发送端的超声波探头在高压尖脉冲的激励下会把电信号转化为声信号,声信号进入工件当到达材料分界面时则返回,此时数据采集模块7的接收端会接收到返回的超声波信号,接收端的超声波探头会把声信号转化为电信号进入信号处理模块8进行数据处理。信号处理模块8进行数据处理完成之后会把数据发送给显示存储模块9及主控制模块1,主控制模块1则可以控制无线传输模块进行数据传输。

主控制模块1为整个系统的核心模块,它控制着系统的整体运行。整个系统由电源管理模块3进行供电。当进行数据采集时,主控制模块1会控制整个系统上电,此时系统会判断为人为开机还是自动启动。如果为自动启动测量,则主控制模块1会周期性发送脉冲到高压发射模块6,高压发射模块6作用于数据采集模块7进行数据采集,采集到数据后通过信号处理模块8进行数据处理,然后处理的数据会传输给主控制模块1。主控制模块1通过实时监测模块4获取现场环境温度,通过电源管理模块3获取整个系统的电量情况,最终主控制模块1把组织好的数据发送到上位机。本实用新型所用到的所有模块、子模块均可采用现有技术,通过模块之间的新的组合、连接方式,达到腐蚀在线监测的目的。

本实用新型的有益效果为:

(1)能够实时显示温度、时间、电压等状态信息;

(2)系统含有后备电池,当系统关机的时候自动切换到后备电池进行计时;

(3)带有温度补偿功能,准确测量现场温度值;

(4)无线通讯接口多,能够通过以太网、2G、3G、4G网络与外围设备进行通信;

(5)系统结构合理、新颖,应用前景广阔。

本文虽然已经给出了本实用新型的几个实施例,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离本实用新型精神的情况下,可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的,不应以本文的实施例作为本实用新型权利范围的限定。

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