专利名称：埋地燃气管道杂散电流检测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种埋地燃气管道杂散电流检测设备。
背景技术：
管道杂散电流是指任何不按指定通路而流向管道的电流。地(水)中的杂散电 流，表现为直流杂散电流、交流杂散电流、直流和交流共同作用的杂散电流和大地中自然存 在的地电流四种状态，且各具有不同的行为和特点。管道杂散电流源包括以下几种情况 其它管线的强制电流阴极保护系统、直流电运输系统；采矿直流电牵引系统、直流电焊接操 作、高压直交流电输送系统、地下通讯电缆和大地磁场的扰动等。其中对埋地管道有明显腐 蚀作用的主要是直流电流和交流电流以及它们二者的交互影响。城市燃气管道是城市生命 线的重要组成部分，管道一旦失效，将造成不可估量的经济损失和人员伤亡。城市埋地燃气 管线具有点多，面广，线长等特点，易受环境腐蚀和人为破坏，其中杂散电流腐蚀是引起管 道失效的主要因素。由于城市埋地燃气管道和高压线、电气化铁路、地铁轻轨、地下电缆和 多种管道纵横交错，产生的杂散电流类型多，其大小、方向随时间、季节和温度湿度的变化 而变化。我国大部分管道(长输油管道和城市埋地燃气管道)面临着腐蚀防护的难题，大 部分地区和城市都面临着大型用电设备形成的杂散电流造成的腐蚀破坏。杂散电流造成的 管地电压高达8 9V甚至更高，是自然腐蚀(几百毫伏)的几百倍。如果1A的电流从钢 管表面流向土壤溶液，那么一年就会溶解钢铁9kg。即壁厚为7 8mm的钢管，4 5个月 就可发生腐蚀穿孔。交流杂散电流引起的腐蚀大约为直流电的或更小。但当交、直流杂 散电流叠加作用时，可引起电极表面的去极化作用，加速绝缘层的老化和使防腐层的剥离， 形成管道穿孔。有时还会使阴极保护无法在控制电位的范围内正常进行，使牺牲阳极发生 极性逆转，保护失效。近几年管道穿孔事故80%都直接或间接地与杂散电流有关系，不光造 成钢材的损失，还使部分化工企业被迫停机检修维护管道。特别对于城市埋地燃气管道一 旦发现泄漏将危及人的生命安全。为了更好的保护管道不受杂散电流的干扰，必须准确高 效的检测杂散电流。目前检测杂散电流的方法很多，但大多数都是1点检测法，仅检测管道 的一个点的管地电位和两个点的地电位梯度，只能检测和管道相平行的杂散电流的大小和 方向，检测精度较低。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、检测精度高的埋地燃气 管道杂散电流检测设备，从而克服现有技术的不足。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案埋地燃气管道杂散电流检测设备。 包括电源、三支硫酸铜参比电极、两个接线桩和单片机系统，所述的三支硫酸铜参比电极成 120度放置在埋地燃气管道附近，两个接线桩焊接在埋地燃气管道上；三支硫酸铜参比电 极和两个接线桩分别通过导线连接至单片机系统。上述的埋地燃气管道杂散电流检测设备中，所述的三支硫酸铜参比电极是成120度放置在与埋地燃气管道垂直距离有3公分的面上，两个接线桩是相距1米焊接在埋地燃 气管道上。前述的埋地燃气管道杂散电流检测设备中，所述的硫酸铜参比电极为永久性饱和 Cu/CuS04参比电极。前述的埋地燃气管道杂散电流检测设备中，所述单片机系统的电源由两部分组 成，一部分为9V直流电源，由一个插槽和一个挡板组成，插槽装9伏电池；另一部分为220V 交流电源，由一根电源线和插头组成，插头直接插入民用220V电源。本实用新型的有益效果与现有技术相比，本实用新型改变了传统的点测量和线 测量，用面测量来测量土壤中管道的杂散电流的种类、大小和方向。本实用新型的结构简 单，体积小，检测精度高，可连续检测，检修和维护方便，为杂散电流的检测提供了一种高效 和科学的检测方法。本实用新型突破了常规的杂散电流检测单一的缺陷，实现了从点线监 测到面监测的一体化过程，能检测埋地燃气管道的管地电位和地电位梯度，自动判断杂散 电流的大小、方向和类别。

图1是本实用新型的结构原理图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1。如图1所示，图中1、2、3为三支相同的硫酸铜参比电极，三支硫酸铜参 比电极成120度放置在与埋地燃气管道7垂直距离有3公分的面上，硫酸铜参比电极采用 永久性饱和Cu/CuS04参比电极。两个接线桩4和5相距1米焊接在埋地燃气管道7上。三 支硫酸铜参比电极和两个接线桩分别通过导线连接至单片机系统6，图中虚线表示导线。单 片机系统包括电池继电器循环检测装置，模数转换器，显示器及其相应的电路元件，单片机 选用AT89C51系列的单片机系统。本系统中管地电位由埋在埋地燃气管道7附近的3个成 120度排列的永久性硫酸铜参比电极测量(主要用来测量管地电位和地电位梯度用以确定 杂散电流的大小和方向)，参比电极的引出端(共3个)进入单片机系统的运算放大器电 路进行相应的信号变换，变换后的数据进入模数转换器的模拟输入端，单片机相应引脚与 模数转换器的数据线和控制线相连，用于把模数转换的模拟量读取入系统中进行处理。在 测的过程中，硫酸铜参比电极(1，2)，(2,3), (1,3)之间可以检测到相应两点的地电位梯度 (mV/m)，通过(2，4)，(3,5)可以检测到4点和5点的金属构筑物相对于地的对地电位(mV) 和杂散电流的种类，取两点的对地电位的平均值即可得到杂散电流的大小。若是直流杂散 电流，则对地电位朝一个方向变化，若是交流杂散电流，则检测值正负周期交替变化。通过 4和5两点可以检测到金属构筑物的杂散电流的大小(毫安)和方向。参比电极采集到的 数值直接是电压值，要通过模数转化才能通过单片机代码进行计算并显示。通过1、2、3三 个参比电极的对地电位测量参数可以判断杂散电流源的大小和方向，通过1、2、3点建立平 面直角坐标系，杂散电流将在地电场中形成有势流，并随着距离的增加，强度要衰减。当杂 散电流和地磁场方向相同时，加剧管道的腐蚀，当杂散电流和地磁场相反时，杂散电流会形 成保护电流保护管道，但要防止电流过负，过负将出现电流极性反转，破坏管道防护涂层。电源由两部分组成，一部分为9V直流电源，由一个插槽和一个挡板组成，插槽装上9伏电 池。当设备在野外单纯执行管线杂散电流的检测任务时，9V电池提供检测电源，提供检测模 块、显示模块和单片机的用电电源，9V电池可以随意更换，9V电源也可由笔记本电脑的USB 借口电源提供。另一部分为220V交流电源，由一根电源线和插头组成，插头直接插入民用 220V电源即可。电源模块经过双通路滤波，整流和变压，最终达到各个单元模块的用电要 求。 本实用新型的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本实用新型宗旨的前提下做 出的各种变化均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种埋地燃气管道杂散电流检测设备，包括电源、三支硫酸铜参比电极、两个接线桩和单片机系统，其特征在于所述的三支硫酸铜参比电极成120度放置在埋地燃气管道附近，两个接线桩焊接在埋地燃气管道上；三支硫酸铜参比电极和两个接线桩分别通过导线连接至单片机系统。
2.根据权利要求1所述的埋地燃气管道杂散电流检测设备，其特征在于所述的三支 硫酸铜参比电极成120度放置在与埋地燃气管道垂直距离有3公分的面上，两个接线桩相 距1米焊接在埋地燃气管道上。
3.根据权利要求1或2所述的埋地燃气管道杂散电流检测设备，其特征在于所述的 硫酸铜参比电极为永久性饱和Cu/CuS04参比电极。
4.根据权利要求1所述的埋地燃气管道杂散电流检测设备，其特征在于所述的电源 由两部分组成，一部分为9V直流电源，由一个插槽和一个挡板组成，插槽装9伏电池；另一 部分为220V交流电源，由一根电源线和插头组成，插头直接插入民用220V电源。
专利摘要本实用新型公开了一种埋地燃气管道杂散电流检测设备，包括电源、三支硫酸铜参比电极、两个接线桩和单片机系统，所述的三支硫酸铜参比电极成120度放置在埋地燃气管道附近，两个接线桩焊接在埋地燃气管道上；三支硫酸铜参比电极和两个接线桩分别通过导线连接至单片机系统。本实用新型改变了传统的点测量和线测量，用面测量来测量土壤中管道的杂散电流的种类、大小和方向，本实用新型结构简单，体积小，检测精度高，可连续检测，检修和维护方便，为杂散电流的检测提供了一种高效和科学的检测方法。
文档编号G01N27/30GK201583583SQ20092031738
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者刘佳, 吕慕超, 张 杰, 张覃, 易新贵, 李志文, 李自立, 李龙江, 杨刚, 陶文亮 申请人:贵州大学