本發(fā)明涉及雜散電路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

雜散電流是指設(shè)計(jì)或規(guī)定的回路以外流動(dòng)的電流，當(dāng)雜散電流從金屬向電解質(zhì)中傳輸時(shí)將在界面處發(fā)生雜散電流腐蝕。雜散電流腐蝕的實(shí)質(zhì)是外加電流強(qiáng)制電解過(guò)程，因此具有腐蝕強(qiáng)度高，危害性大，隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)。雜散電流腐蝕在地鐵、輕軌、地下油氣管網(wǎng)等城市基礎(chǔ)設(shè)施中危害嚴(yán)重，引起了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者和政府決策者的普遍重視。如香港地鐵曾因地鐵雜散電流造成埋地燃?xì)夤艿栏g穿孔發(fā)生燃?xì)庑孤┦鹿剩簧虾?、北京、深圳等地的地鐵普遍存在雜散電流對(duì)地下輸油、輸氣、輸水管道的強(qiáng)烈腐蝕問(wèn)題；隨著造船業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型的電子電氣設(shè)備大量應(yīng)用，隨之而來(lái)的管路雜散電流腐蝕問(wèn)題必然日漸突出。

雜散電流的檢測(cè)是雜散電流腐蝕預(yù)防和控制不可或缺的手段，目前由于商業(yè)市場(chǎng)需求龐大和技術(shù)成熟度高的原因，雜散電流檢測(cè)主要集中在電氣化鐵路、城市地鐵領(lǐng)域。雜散電流檢測(cè)依據(jù)電位偏移，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為電位升高20mV確認(rèn)存在雜散電流。基于電位檢測(cè)的成熟產(chǎn)品以英國(guó)Radiodetection，德國(guó)Siemens，瑞士Sechron等為代表，美國(guó)Swain公司也研發(fā)了大直徑霍爾傳感器環(huán)用于測(cè)量埋地管線的雜散電流。雜散電流檢測(cè)最新專(zhuān)利目前可檢索到實(shí)用新型專(zhuān)利一種雜散電流檢測(cè)儀（CN201220012470.6），實(shí)用新型專(zhuān)利一種雜散電流排流器（CN201220012468.9）與智能型雜散電流排流系統(tǒng)（CN201220067876.4）均基于管道在土壤中排流的方法建立了雜散電流排流系統(tǒng)以及核心部件排流器。

遺憾的是以往的專(zhuān)利和商業(yè)化產(chǎn)品并不適用于船舶海水管路。因?yàn)殂~合金等海水管路自身腐蝕電位不穩(wěn)定加之海水管路內(nèi)海水流速高壓力大導(dǎo)致以管體電位偏移定性判定管路是否發(fā)生雜散電流缺乏可信度，此外部分重要管路采取了犧牲陽(yáng)極保護(hù)措施，進(jìn)一步復(fù)雜化了電位作為管路雜散電流判據(jù)的可行性。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)船舶海水管路的雜散電流腐蝕的檢測(cè)尚處于空白狀態(tài)，并未檢索到相關(guān)檢測(cè)方法和專(zhuān)利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置，直接檢測(cè)海水管路上的電流大小和方向，同時(shí)測(cè)量海水管路累積通過(guò)電量以及管內(nèi)海水電位梯度（電位差、電勢(shì)差或參比電位），全面檢測(cè)雜散電流大小，對(duì)于分析雜散電流源頭以及防治雜散電流提供量化支撐。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置，包括依次相連的雜散電流感應(yīng)模塊、測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀和上位機(jī)軟件；

所述雜散電流感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)為一與原海水管路相連的通水管段，通水管段兩端配上法蘭結(jié)構(gòu)，用以代替原海水管路之間的法蘭閥門(mén)，每端所述法蘭結(jié)構(gòu)面內(nèi)嵌導(dǎo)電層，兩端的法蘭結(jié)構(gòu)上設(shè)有參比電極，導(dǎo)電層和參比電極用引線引出，并經(jīng)信號(hào)線連接至通水管段外側(cè)的航空插頭；

所述測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀設(shè)在通水管段外側(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)集成有中央處理器及附件、電流測(cè)量單元、電位測(cè)量單元和電量累積器，電流測(cè)量單元、電位測(cè)量單元和電量累積器分別與中央處理器相連，其中：

電流測(cè)量單元以串聯(lián)方式接入雜散電流感應(yīng)模塊的電流信號(hào)，電流檢測(cè)單元連接至電流傳感器，電流傳感器以?xún)?nèi)嵌式配置在法蘭結(jié)構(gòu)面的導(dǎo)電層為測(cè)量端，用于測(cè)量被測(cè)原海水管路的雜散電流大小，以正負(fù)的形式記錄電流方向并進(jìn)行顯示；電流測(cè)量單元連接至電量累計(jì)器，通過(guò)每秒末時(shí)記錄被測(cè)原海水管路電流值進(jìn)行安時(shí)電量累計(jì)并進(jìn)行顯示；電壓檢測(cè)單元連接至電位傳感器，電位傳感器以參比電極作為參比端，以?xún)?nèi)嵌式配置在法蘭結(jié)構(gòu)面上的導(dǎo)電層作為測(cè)量端，用于測(cè)量被測(cè)原海水管路對(duì)參比電極的電位差并進(jìn)行顯示；

測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有通訊接口和航空插座，通訊接口與上位機(jī)相通訊，航空插座與上述航空插頭快速插接。

進(jìn)一步的，所述通水管段兩端配上法蘭結(jié)構(gòu)后與原海水管路之間的法蘭閥門(mén)長(zhǎng)度一致、內(nèi)徑一致，也即采用符合國(guó)標(biāo)的法蘭閥門(mén)接口尺寸。

進(jìn)一步的，所述參比電極的探頭端與原海水管路內(nèi)壁處于同一水平線。

進(jìn)一步的，所述通水管段外表面增加有防撞擊尼龍結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀通訊接口通過(guò)RS485總線與上位機(jī)相通訊。

進(jìn)一步的，所述通水管段材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍。

進(jìn)一步的，所述引線為銅線、銀線或銅銀合金線。再進(jìn)一步的，所述引線直徑為1-5 mm。

進(jìn)一步的，所述參比電極為銀/氯化銀參比電極。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電層為銅合金。

進(jìn)一步的，所述航空插頭為防水航空插頭。

本發(fā)明的一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是：

本發(fā)明涉及的海水管路雜散電流檢測(cè)裝置，不但實(shí)現(xiàn)了海水管路雜散電流直接在線檢測(cè)，而且可以對(duì)監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的累積安時(shí)電量進(jìn)行累積，這樣既利于尋找雜散電流源頭，又利于評(píng)估雜散電流腐蝕量。電流流向檢測(cè)對(duì)于尋找雜散電流源并消除雜散電流隱患具有重要意義。本發(fā)明還在測(cè)試裝置內(nèi)設(shè)置了電位測(cè)量，進(jìn)一步測(cè)試水中雜散電流，輔助分析雜散電流腐蝕特征。此外，本檢測(cè)裝置雜散電流感應(yīng)模塊采取符合國(guó)標(biāo)的閥門(mén)接口尺寸，安裝更為方便；上位機(jī)的引入可以及時(shí)將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示和進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理，系統(tǒng)集成化更高。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明的整體框架結(jié)構(gòu)圖；

附圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是圖2中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是本發(fā)明的測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5是本發(fā)明的測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、原海水管路，2、銅合金，3、參比電極，4、航空插頭，5、通水管段，6、法蘭結(jié)構(gòu)，7、電解液，8、防撞擊尼龍結(jié)構(gòu)，9、雜散電流感應(yīng)模塊，10、電流顯示窗口，11、電位顯示窗口，12、電源開(kāi)關(guān)，13、電源指示燈，14、故障指示燈，15、航空插座，16、RS485通訊接口，17、電源插座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-5，對(duì)本發(fā)明的一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置作以下詳細(xì)說(shuō)明。

如附圖1、2所示，本發(fā)明的一種新型海水管路雜散電流檢測(cè)裝置，主要包括雜散電流感應(yīng)模塊9、測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀和上位機(jī)軟件三個(gè)部分；

雜散電流感應(yīng)模塊9：為了方便與船上海水管路相配合，根據(jù)閥門(mén)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)雜散電流感應(yīng)模塊9為一與原海水管路1相連的通水管段5，原海水管路1與通水管段5相連通，構(gòu)成電解液7流道。通水管段5兩端配上法蘭結(jié)構(gòu)6，其長(zhǎng)度和直徑與閥門(mén)國(guó)標(biāo)相對(duì)應(yīng)，這樣在實(shí)際測(cè)量時(shí)，不需要切割原海水管路1，只需要將閥門(mén)更換為本發(fā)明的雜散電流感應(yīng)模塊9即可，牽連工程小。

通水管段5材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍，兩端的法蘭結(jié)構(gòu)6面內(nèi)嵌銅合金2，兩個(gè)銅合金2法蘭面在電解液7處相耦接，兩個(gè)銅合金2法蘭面通過(guò)銅線連接至通水管段5外側(cè)的航空插頭4處，銅線直徑為1-5 mm。兩端的法蘭結(jié)構(gòu)6上設(shè)有高精度銀/氯化銀參比電極3，參比電極3的探頭端與原海水管路1內(nèi)壁處于同一水平線，以降低對(duì)水流的影響。參比電極3通過(guò)銅線引出，并經(jīng)信號(hào)線連接至通水管段5外側(cè)的航空插頭4處。

測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀：如附圖2、3所示，其設(shè)在通水管段5外側(cè)，實(shí)雜散電流檢測(cè)裝置的主體，實(shí)現(xiàn)對(duì)參比電位、雜散電流流向及電流值、單位時(shí)間內(nèi)雜散電流累計(jì)值得實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示合報(bào)警。測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)外部220 V、50 Hz交流供電，與雜散電流感應(yīng)模塊9通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)集成有中央處理器及附件、電流測(cè)量單元、電位測(cè)量單元和電量累積器，電流測(cè)量單元、電位測(cè)量單元和電量累積器分別與中央處理器相連，其中：

電流測(cè)量單元以串聯(lián)方式接入雜散電流感應(yīng)模塊9的電流信號(hào)，電流檢測(cè)單元連接至電流傳感器，電流傳感器以?xún)?nèi)嵌式配置在法蘭結(jié)構(gòu)6面的銅合金2為測(cè)量端，用于測(cè)量被測(cè)原海水管路1的雜散電流大小，以正負(fù)的形式記錄電流方向并進(jìn)行顯示。電量直接對(duì)于那個(gè)了雜散電流腐蝕量，但是在即時(shí)測(cè)試時(shí)，往往體現(xiàn)電流的瞬時(shí)值，無(wú)法反應(yīng)電量值，本發(fā)明中，電流測(cè)量單元連接至電量累計(jì)器，通過(guò)每秒末時(shí)記錄被測(cè)原海水管路1電流值進(jìn)行安時(shí)電量累計(jì)并進(jìn)行顯示，可以反映一段時(shí)間內(nèi)潛在的異常增大雜散電流的累計(jì)破壞。電壓檢測(cè)單元連接至電位傳感器，電位傳感器以參比電極3作為參比端，以?xún)?nèi)嵌式配置在法蘭結(jié)構(gòu)6面上的銅合金2作為測(cè)量端，用于測(cè)量被測(cè)原海水管路1對(duì)參比電極3的電位差（即參比電位）并進(jìn)行顯示；

測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀上設(shè)有電流顯示窗口10、電位顯示窗口11、電源指示燈13、故障指示燈14、電源開(kāi)關(guān)12和電源插座17，還設(shè)有RS485通訊接口16和航空插座15，RS485通訊接口16通過(guò)RS485總線與上位機(jī)相通訊，航空插座15通過(guò)數(shù)據(jù)線與上述航空插頭4快速插接。

測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀主要技術(shù)指標(biāo)：

電源: 交流220V±10%

電流測(cè)量范圍：-500 mA-0-500 mA，測(cè)量分辨率0.1 mA

電位測(cè)量范圍：-3 V-3 V，顯示分辨率1 mV

安培小時(shí)計(jì)：0.00-99999（正反向分別計(jì)數(shù)）

報(bào)警值可設(shè)定，雜散電流、參比電位超過(guò)設(shè)定值時(shí)測(cè)量?jī)x面板故障燈亮

通信：RS485通信

測(cè)量?jī)x外型尺寸：240mm×130mm×250mm（寬×高×深）

上位機(jī)軟件：上位機(jī)與測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀連接后，利用基于RS485 的專(zhuān)用軟件，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)部位的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、存儲(chǔ)被測(cè)原海水管路1雜散電流、參比電位等數(shù)據(jù)，可以追溯各項(xiàng)歷史數(shù)據(jù)并形成曲線，據(jù)此可以深入分析雜散電流的產(chǎn)生原因。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所涉及的銅合金2可替換為銀合金、銅銀合金等導(dǎo)電層，銅線可替換為銀線、銅銀合金線等導(dǎo)電引線。所涉及的航空插頭4優(yōu)選為防水航空插頭4。所涉及的通水管段5優(yōu)選為外表面增加有防撞擊尼龍結(jié)構(gòu)8，使得總體的防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68。

具體實(shí)踐例

將某船空調(diào)海水管路主管F89直徑閥門(mén)拆除，更換為相應(yīng)尺寸和長(zhǎng)度的雜散電流感應(yīng)模塊9，該支管路上配套的泵以及空調(diào)進(jìn)出口閥門(mén)均更換為相應(yīng)規(guī)格的雜散電流感應(yīng)模塊9，每一個(gè)雜散電流感應(yīng)模塊9通過(guò)數(shù)據(jù)線連接一個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀，測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀采用船上的220V交流電供電，開(kāi)啟測(cè)量數(shù)據(jù)采集儀電源開(kāi)關(guān)12設(shè)備進(jìn)行自檢，各數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)RS485總線線最終匯總到一個(gè)上位機(jī)軟件上，打開(kāi)電腦上的上位機(jī)軟件查各個(gè)位置實(shí)時(shí)電流電位數(shù)據(jù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。