本實用新型涉及埋地管道監(jiān)測裝置，更具體地說涉及一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置。

背景技術：

石油、天然氣作為我國主要能源之一，生產(chǎn)、加工、消費大都采用埋地管道輸送。由于輸配管線大多埋設在地下，長期受到土壤、周邊環(huán)境因素和內部介質的影響而發(fā)生腐蝕，可能導致泄漏事故的發(fā)生。據(jù)國內一些地區(qū)的地下管道使用壽命統(tǒng)計，低的3～5年，高的10多年，嚴重的幾個月就會使管道腐蝕損壞和發(fā)生泄漏事故。據(jù)國外統(tǒng)計表明，每年由于腐蝕而報廢的金屬材料，約相當于金屬產(chǎn)量的(20-40)%，全世界每年因腐蝕而損耗的金屬達一億噸以上，金屬腐蝕直接和間接地造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，石油、燃氣等公司對防止管道腐蝕非常重視，采取外加陰極電流和犧牲陽極等方式對管道進行保護，并在管道沿線裝設測試樁，周期性對測試樁電位進行測量，有的公司還采用敷設“腐蝕樣片”的辦法來監(jiān)測管道的腐蝕情況。多年的運行經(jīng)驗證明，陰極保護與涂層技術相結合是最為經(jīng)濟有效的一種腐蝕控制措施。陰極保護技術是電化學保護技術的一種，目前陰極保護技術已經(jīng)發(fā)展成熟，并廣泛應用到各種金屬構筑物的防腐蝕領域中去。但目前陰極保護參數(shù)的獲取大多數(shù)情況下仍然采用的是人工定期錄取的方式，由于管網(wǎng)布置范圍一般較廣，且錯綜復雜，這種人工檢測的方式工作量極為繁重、運行維護成本高且非常容易出現(xiàn)人為因素的錯誤。目前，國內石油、燃氣等公司的埋地管道陰極保護存在如下問題：(1)在陰極保護測量、控制設備方面：公司普遍缺少足夠的關于陰極保護有關的軟件、硬件支持方面的最新、最合適產(chǎn)品；(2)測量技術方面：目前公司都是采用人工現(xiàn)場測試，每年檢測一到兩次。由于土壤性質變化，地質環(huán)境改變，磁場引力變化等眾多因素，可能導致腐蝕的間隙性發(fā)生，從而測試的可靠性比較低；(3)測量點網(wǎng)絡方面：由于管網(wǎng)布置范圍一般較廣，且錯綜復雜，這種人工檢測的方式很難將所有的點集成裝置的網(wǎng)絡來管理。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，該裝置對多個埋地管道陰極保護監(jiān)測點的陰極保護數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、遠程無線傳輸及自動存儲，能夠及時發(fā)現(xiàn)陰極保護電位不合理的監(jiān)測點，報警提示運行維護人員采取措施，進而實現(xiàn)埋地管道的防腐保護。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，該裝置包括數(shù)據(jù)采集終端、GPRS數(shù)據(jù)通信單元、監(jiān)控中心和移動終端，數(shù)據(jù)采集終端與監(jiān)控中心之間通過GPRS數(shù)據(jù)通信單元相互連接；數(shù)據(jù)采集終端連接GPRS模塊，檢測數(shù)據(jù)由移動通信網(wǎng)絡接入Internet網(wǎng)絡，并與TCP/IP地址的監(jiān)控中心固定連接；數(shù)據(jù)采集終端包括信號檢測模塊、信號隔離變換電路、信號調理電路、微控制器CPU、供電電源電路；信號檢測模塊與信號隔離變換電路連接，信號隔離變換電路與信號調理電路連接，信號調理電路與微控制器CPU連接，微控制器CPU與GPRS模塊連接，電源與微控制器CPU和信號隔離變換電路連接；GPRS數(shù)據(jù)通信單元包括GPRS模塊以及無線網(wǎng)絡交換器，GPRS模塊包括通信接口部分、串口驅動部分、GPRS電路部分、SIM卡電路和天線部分。

所述的一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，所述的數(shù)據(jù)采集終端連接埋地管道陰極保護的測試樁或恒電位儀裝置。

所述的一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，所述的監(jiān)控中心包括力控組態(tài)裝置，監(jiān)控中心與多個監(jiān)測點數(shù)據(jù)相連。

所述的一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，所述的監(jiān)控中心包括一臺無線網(wǎng)絡交換器、一臺連接于INTERNET網(wǎng)絡的工控機和報表打印機，工控機服務器內置實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫。

所述的一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置，所述的移動終端設備為筆記本電腦或臺式電腦或手機或平板電腦。

本實用新型具有以下明顯的優(yōu)勢和有益的效果：

1、通過對多個埋地管道陰極保護監(jiān)測點的陰極保護數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)陰極保護電位不合理的監(jiān)測點，報警提示運行維護人員采取措施，進而實現(xiàn)埋地管道的防腐保護；

2、裝置具有數(shù)據(jù)查詢與導出、越限報警、歷史報表、事件記錄、繪制趨勢曲線、用戶管理、數(shù)據(jù)分析等功能；

3、裝置具有擴展功能，如根據(jù)需要，可增加環(huán)境溫度等參數(shù)的監(jiān)測；

4、可以實現(xiàn)所有的測量數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，便于分析、管理及決策；

5、可以實現(xiàn)多個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)自動測量、遠程無線傳輸及存儲，降低現(xiàn)場工人的勞動強度，節(jié)省人力，避免人為操作錯誤；

6、監(jiān)控中心獲得的陰極保護現(xiàn)場數(shù)據(jù)，可以為專門開發(fā)的埋地管道數(shù)據(jù)處理軟件提供接口，實現(xiàn)埋地管道裝置的數(shù)據(jù)共享；

7、裝置具有WEB發(fā)布功能，網(wǎng)絡終端設備在用戶權限范圍內可以隨時隨地查看裝置實時運行情況，滿足網(wǎng)絡化管理需求。

附圖說明

圖1為本實用新型埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置的功能框圖；

圖2為本實用新型數(shù)據(jù)采集終端的功能框圖；

圖3為本實用新型數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)處理流程圖；

圖4為本實用新型監(jiān)控中心的功能框圖；

圖5為本實用新型監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作詳細的說明。

本實用新型一種埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置是一套面向埋地管道陰極保護監(jiān)測領域的無線遠程智能在線監(jiān)測裝置。

請參閱圖1所示，其為本實用新型埋地管道陰極保護監(jiān)測裝置的功能框圖，其包括數(shù)據(jù)采集終端、GPRS數(shù)據(jù)通信單元、監(jiān)控中心和移動終端，數(shù)據(jù)采集終端通過GPRS數(shù)據(jù)通信單元實現(xiàn)與監(jiān)控中心的無線數(shù)據(jù)通信。其中，所述的數(shù)據(jù)采集終端，其對埋地管道陰極保護參數(shù)進行采集和轉換，實時接收監(jiān)控中心下達的控制信息并執(zhí)行相應的指令操作；所述的監(jiān)控中心，由工控機作為服務器和管理機，應用力控組態(tài)軟件實現(xiàn)監(jiān)測信息的顯示以及數(shù)據(jù)管理功能；所述的網(wǎng)絡終端設備為能夠接入Internet網(wǎng)絡的臺式電腦或筆記本電腦或平板電腦或手機，網(wǎng)絡終端設備在用戶權限范圍內可以通過監(jiān)控中心設定的網(wǎng)絡地址查看監(jiān)測裝置的實時運行狀態(tài)。裝置具有用戶管理、事件記錄、越限報警、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢與導出、歷史報表、繪制趨勢曲線等功能。

請參閱圖2所示，其為本實用新型數(shù)據(jù)采集終端的功能框圖，其包括檢測模塊、信號隔離變換電路、信號調理電路、微控制器CPU、電源電路，其中，檢測模塊與信號隔離變換電路連接，信號隔離變換電路與信號調理電路連接，信號調理電路與微控制器CPU連接，微控制器CPU與GPRS模塊單元連接，電源電路向各個模塊和電路供電。本實施例中，微控制器CPU為STC12C5608AD單片機，電源電路采用12V直流輸入經(jīng)板內兩路DC/DC變換模塊獲得隔離的+5V和±5V電源，分別給單片機裝置及信號隔離變換電路供電。

請參閱圖3所示，其為本實用新型數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)處理流程圖，數(shù)據(jù)采集終端的CPU通過串口與GPRS數(shù)據(jù)通信單元連接，裝置上電或復位時先對GPRS模塊進行初始化設置，然后以設定的采樣頻率對數(shù)據(jù)端口進行循環(huán)檢測，如果有數(shù)據(jù)，進行A/D轉換、數(shù)據(jù)處理及打包、數(shù)據(jù)上傳等操作，及時把檢測的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。

請參閱圖4所示，其為本實用新型監(jiān)控中心的功能框圖，監(jiān)控中心包括一臺無線網(wǎng)絡交換器、一臺連接于INTERNET網(wǎng)絡的工控機服務器和報表打印機，工控機服務器內置實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫，軟件采用力控組態(tài)軟件實現(xiàn)，接收數(shù)據(jù)采集終端上傳數(shù)據(jù)的顯示、保存及分析，如果采集終端設備故障或參數(shù)異常，能夠發(fā)出報警信息及控制指令。監(jiān)測裝置功能主要有六大模塊：事件記錄、故障報警、趨勢曲線、數(shù)據(jù)查詢、用戶管理、歷史報表。其中，事件記錄部分實現(xiàn)裝置事件和用戶事件的記錄及查詢功能；故障報警部分實現(xiàn)參數(shù)異常報警以及數(shù)據(jù)采集終端設備故障報警功能，并可形成報警記錄；趨勢曲線部分實現(xiàn)繪制參數(shù)的趨勢曲線功能，包括實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線；數(shù)據(jù)查詢部分完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢功能，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)導出或打印輸出功能；用戶管理部分完成用戶的登錄、修改密碼、用戶注銷、添加或刪除用戶等；歷史報表部分完成歷史數(shù)據(jù)的快速報表，包括快速生成月報表和日報表，并可以實現(xiàn)報表導出和打印操作。

請參閱圖5所示，其為本實用新型監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理流程圖，力控組態(tài)軟件具有功能強大的實時數(shù)據(jù)庫，但對用戶開放程度不高，不能滿足對于數(shù)據(jù)的靈活管理及操作要求。本實用新型嵌接SQL數(shù)據(jù)庫作為關系數(shù)據(jù)庫，解決數(shù)據(jù)靈活管理的需要。數(shù)據(jù)采集終端上傳的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，在存入實時數(shù)據(jù)庫的同時，再按設定的存儲頻率存入到關系數(shù)據(jù)庫。對于實時性要求較高的圖形顯示、越限報警、趨勢曲線、狀態(tài)指示等功能，關聯(lián)實時數(shù)據(jù)庫；而對于數(shù)據(jù)靈活管理要求較高的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報表、數(shù)據(jù)導出與分析等功能，關聯(lián)SQL關系數(shù)據(jù)庫。

通過力控組態(tài)軟件的頁面發(fā)布功能，實現(xiàn)監(jiān)測裝置的WEB發(fā)布，具有能夠連接于因特網(wǎng)的臺式電腦或筆記本電腦或平板電腦或手機等網(wǎng)絡終端設備，在用戶權限范圍內可以隨時隨地通過監(jiān)控中心設置的網(wǎng)頁地址查看裝置實時運行情況，滿足網(wǎng)絡化、智能化管理需求。

本實用新型通過對多個埋地管道陰極保護監(jiān)測點的陰極保護數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)陰極保護電位不合理的監(jiān)測點，報警提示運行維護人員采取措施，進而實現(xiàn)埋地管道的防腐保護。裝置具有數(shù)據(jù)查詢與導出、越限報警、歷史報表、事件記錄、繪制趨勢曲線、用戶管理、數(shù)據(jù)分析等功能，界面友好，操作簡單；裝置具有擴展功能，如根據(jù)需要，可增加環(huán)境溫度等參數(shù)的監(jiān)測；可以實現(xiàn)多個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)自動測量、遠程無線傳輸及存儲，降低現(xiàn)場工人的勞動強度，節(jié)省人力，避免人為操作錯誤；可以實現(xiàn)所有的測量數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，便于分析、管理及決策；監(jiān)控中心獲得的陰極保護現(xiàn)場數(shù)據(jù)，可以為專門開發(fā)的埋地管道數(shù)據(jù)處理軟件提供接口，實現(xiàn)埋地管道裝置的數(shù)據(jù)共享；裝置具有WEB發(fā)布功能，網(wǎng)絡終端設備在用戶權限范圍內可以隨時隨地查看裝置實時運行情況，滿足網(wǎng)絡化管理需求。

根據(jù)上述原理，本實用新型還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本實用新型并不局限于上面描述的具體實施方式，對本實用新型的一些修改和變更也應該落入本實用新型的權利要求的保護范圍之內。