本實用新型屬于管道監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于FSM的管道腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，油氣運輸過程中，因為管道腐蝕因素所造成的事故較多，對管道內(nèi)壁腐蝕的檢測和監(jiān)測極為重要。目前行業(yè)內(nèi)一般采用電阻探針法和極化探針法在線監(jiān)測管道的腐蝕狀況，但目前只能進行間接的均勻腐蝕檢測，對危害度較大的坑蝕無監(jiān)測能力，急需一種高精度和高可靠性的管道腐蝕檢測系統(tǒng)對管道進行監(jiān)測。

FSM(Field Signature Method)是一種腐蝕監(jiān)測產(chǎn)品，中文名字稱為“電指紋腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)”，用于油氣行業(yè)輸送管線的內(nèi)腐蝕監(jiān)測，這種技術(shù)主要用來檢測各種形式的腐蝕，也可檢測大多數(shù)的裂紋以及監(jiān)控腐蝕和裂紋的擴展。該方法檢測可靠性高，耐高低溫，壽命長，不存在監(jiān)測部件的損耗問題，在均勻腐蝕條件下，敏感性與靈活性要比大多非破壞性試驗好，F(xiàn)SM在實際應(yīng)用中，可獲得壁厚減薄小于0.05％的精確數(shù)據(jù)。因此，在管道腐蝕監(jiān)測領(lǐng)域有其獨特的優(yōu)越性和良好的發(fā)展前景,檢測精度和運行可靠性是FSM系統(tǒng)迫切需要關(guān)注的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：針對目前管道腐蝕系統(tǒng)監(jiān)測精度和可靠性較低的問題，提供一種高精度和高可靠性的基于FSM的管道腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種基于FSM的管道腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括接觸模塊、測量模塊、控制模塊、主機；接觸模塊包括有電極矩陣，電極矩陣包括多個設(shè)于測量管道上呈矩形排列的探測電極；測量模塊包括有依次連接的多路模擬開關(guān)組、前置放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、測量單片機、隔離型接口電路；控制模塊包括與電源模塊連接的控制單片機和恒流源控制器，所述電源模塊為系統(tǒng)提供工作電源，控制單片機分別與恒流源控制器和主機連接；恒流源控制器連接電極矩陣中的探測電極，探測電極連接多路模擬開關(guān)組，隔離型接口電路連接控制單片機；恒流源控制器包括數(shù)字電位器U1、集成運放U2A、NPN三極管Q31；數(shù)字電位器U1的vcc引腳連接VCC的同時通過電容C31接地，其inc引腳與控制單片的I/O連接，其輸出端口vh連接到集成運放U2A的正輸出端；集成運放U2A的正輸入端通過電容C32接地，其負輸入端串聯(lián)電阻R31和電阻R32接地，其輸出端通過電阻R33連接到三極管Q31的基極，三極管Q31的發(fā)射極通過電阻R34連接到電阻R31和電阻R32的節(jié)點，三極管Q32 的集電極作為恒流源控制器輸出端，輸出恒定直流電流到電極矩陣。恒流源控制器通過運算放大器和三極管組合的模式，并采用數(shù)字電位器通過單片機實現(xiàn)電流調(diào)節(jié)。

控制單片機控制電源模塊和恒流源控制器為電極矩陣提供激勵電流，通過設(shè)置于測量管道上的探測電極與測量管道形成反饋電流到多路模擬開關(guān)組，多路模擬開關(guān)組處理后經(jīng)前置放大電路放大處理后再通過AD轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電流信號傳輸?shù)綔y量單片機；測量單片機將信號通過隔離電路經(jīng)控制單片機傳輸?shù)街鳈C進行數(shù)據(jù)后處理。控制單片機通過控制測量單片機選擇采集的反饋信號，反饋信號通過控制單片機傳輸給主機。

進一步的，接觸模塊還包括有與測量管道材質(zhì)相同的同質(zhì)標準板，同質(zhì)標準板上也是設(shè)置有多個矩陣排列與恒流源控制器連接的參比電極，參比電極也與多路模擬開關(guān)組連接，通過同質(zhì)標準板采集標準信號用于測量管道采集信號進行對比，更精確地監(jiān)測管道腐蝕情況。

進一步的，接觸模塊還包括有設(shè)置于測量管道上的溫度傳感器，溫度傳感器通過溫度傳感器接口與隔離型接口電路連接；溫度傳感器采集測量管道上的溫度參數(shù)，為監(jiān)測結(jié)果提供有效的溫度補償，減少環(huán)境溫度對監(jiān)測結(jié)果的干擾。

進一步的，電源模塊包括儀器用鋰電池和連接恒流源控制器的恒流源用鋰電池，儀器用鋰電池的輸出電壓為6.4v，容量為20AH1；恒流源用鋰電池的輸出電壓為3.2V，容量為80AH，其為整個系統(tǒng)提供基礎(chǔ)供電，本系統(tǒng)大部分工作環(huán)境在于野外，進行遠距離有線供電，布線難度較高，輸電損耗也較大，故提供獨立電源保證系統(tǒng)正常工作，同時遠距離系統(tǒng)矯正也存在困難，故提供儀器用鋰電池方便外接儀器進行系統(tǒng)矯正。

進一步的，控制單片機還連接有液晶顯示屏和鍵盤，方便系統(tǒng)工作的狀態(tài)顯示和系統(tǒng)的控制。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：

1.本系統(tǒng)監(jiān)測靈敏度高，工作穩(wěn)定性強，可長時間獨立運行，能對采集數(shù)據(jù)進行智能化處理。

2.通過調(diào)節(jié)探測電極的密度大小，方便對不同內(nèi)徑的管道的測量精度進行調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1是本實用新型原理圖；

圖2是本實用新型的恒流源控制器電路圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式 組合。

下面結(jié)合圖1對本新型作詳細說明。

如圖1所示，一種基于FSM的管道腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，包括接觸模塊、測量模塊、控制模塊、主機；接觸模塊包括有電極矩陣，電極矩陣包括多個設(shè)于測量管道上呈矩形排列的探測電極；測量模塊包括有依次連接的多路模擬開關(guān)組、前置放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、測量單片機、隔離型接口電路；控制模塊包括與電源模塊連接的控制單片機和恒流源控制器，所述電源模塊為系統(tǒng)提供工作電源，控制單片機分別與恒流源控制器和主機連接；恒流源控制器連接電極矩陣中的探測電極，探測電極連接多路模擬開關(guān)組，隔離型接口電路連接控制單片機；恒流源控制器包括數(shù)字電位器U1、集成運放U2A、NPN三極管Q31；數(shù)字電位器U1的vcc引腳連接VCC的同時通過電容C31接地，其inc引腳與控制單片的I/O連接，其輸出端口vh連接到集成運放U2A的正輸出端；集成運放U2A的正輸入端通過電容C32接地，其負輸入端串聯(lián)電阻R31和電阻R32接地，其輸出端通過電阻R33連接到三極管Q31的基極，三極管Q31的發(fā)射極通過電阻R34連接到電阻R31和電阻R32的節(jié)點，三極管Q32的集電極作為恒流源控制器輸出端，輸出恒定直流電流到電極矩陣。數(shù)字電位器U1采用X9C102，運算放大器U2A采用HAF17358。主機可以使用PC主機，通過USB與控制單片機進行數(shù)據(jù)通信。

接觸模塊還包括有與測量管道材質(zhì)相同的同質(zhì)標準板，同質(zhì)標準板上也設(shè)置有多個矩陣排列與恒流源控制器連接的參比電極，參比電極也與多路模擬開關(guān)組連接。

接觸模塊還包括有設(shè)置于測量管道上的溫度傳感器，溫度傳感器通過溫度傳感器接口與隔離型接口電路連接。

電源模塊包括儀器用鋰電池和連接恒流源控制器的恒流源用鋰電池，儀器用鋰電池的輸出電壓為6.4v，容量為20AH1；恒流源用鋰電池的輸出電壓為3.2V，容量為80AH。

控制單片機還連接有液晶顯示屏和鍵盤。