专利名称：一种海洋平台下的自容式腐蚀电位测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种腐蚀电位测量仪，特别涉及一种适用于海洋平台的自容式电腐蚀电位测量仪。
背景技术：
随着先进探测技术的发展，大型结构物状态监测与安全评定网络化已成为现实，尤其是对于海洋平台的管道腐蚀的防护与状态监测。所使用的技术从早期的单纯现场挂片、潜水检测，到现在的与计算机和自动化技术相结合的在线检测和ROV检测、潜水检测相结合的综合测量，海洋防腐检测与监测技术已发展成为一项涉及多学科的综合技术。在适合潜水员水下操作的电位测量仪技术领域内，国内类似产品较少。虽然也有像上海交通大学海洋研究所针对跨海大桥防腐检测需要而研制的SDC-8100型水下电位测量仪，它是把参比电极浸到海水中至电位测量点，在水面以上用万用表、电导仪等高输入阻抗的电表测量电位，但由于未能实现自容且测量结果单一，适用范围受限且测量结果可靠性低，从而无法推广使用。而国外虽有巴氏(Buckleys)的水下电位仪和深水公司(Deepwater)的Polatrak CP Gun等产品,但都是使用常规电压表头,无法实现采集数据的记录，乃至处理、打�。皇视谒碌缥坏目焖偌觳狻�
发明内容为了克服现有的水下电位测量仪非自容、测量结果单一、不具备数据自动记录和处理、打印等功能上的不足，本实用新型的目的是提供一种适用于海洋平台的自容式电腐蚀电位测量仪。本实用新型所采用的技术方案是一种海洋平台下的自容式腐蚀电位测量仪，包括枪型承压壳体，前方凸出部分的带有电极的电位测量探头，后部圆筒部分的系统封装区。所述系统封装区包括有信号传输电缆和信号处理系统。其中，所述的电位测量探头为双电极电位测量探头，用来测量平台水下钢结构关键节点部位的阴极保护电位，双电极电位测量探头由Ag/AgCl电极和Zn电极组成，可以实现Ag/AgCl电极和Zn电极双电极分两路测量待测点电位，具有长效和防污附着的功能，且具备抗强烈冲击和震动的能力，并能承受平台水深相应的压力。信号传输电缆系统将探头信号传输到信号处理系统，包括传输缆线及数据通信接口。传输缆线是在有缆条件下通过密封螺纹与数据通信接口相连接。所述信号处理系统包括前端调理放大电路、单片机微控单元、多路选择器、高精度A/D转换器、数据存储单元、供电系统、通信系统和通信接口，用来储存、驱动数码管显示和记录水下探头的测量结果。测量电极将获得的电位信号传送到前端放大和调理电路，通过放大和调理使获得的信号更加稳定且易于捕捉；从前端放大和调理电路输出的信号由多路选择器对不同电极的输入端口进行选择，再经高精度A/D转换器输入单片机微控单元进行处理、存储和通信；数据经单片机微控单元对输入信号经稳定判定之后，在有缆方式下经通信系统由通讯接口发送至地面或水面；也可在自容方式下直接存储至内封装的数据存储单元。供电系统则对整个系统提供电力供应。所述单片机微控单元采用STM32系列单片机。
本实用新型还具有通信功能，通过尾部的通信接口使得其也可以在有缆条件下工作，通过RS-485传输协议将水下系统发送的数据采集，处理并能够通过波形显示，数据传输速率高，其接口的最大传输距离标准值可达1200米。本实用新型的有益效果是1. Ag/AgCl电极和Zn电极双电极电位测量，且LED分别显示，增加了单次操作的信息采集量，并便于数据分析，增加了测量可靠性。2.具备稳态识别、数据自动存储和批量导出功能，使得潜水员水下操作更为简便，数据更易获得。3.灵活的设计，满足了既可在有缆方式下工作，也可以自容方式工作，即满足潜水员操作，也可随大型设备集成下水。4.采用自发光LED显示，能较好满足浑水环节下的读数需求。5.在有缆方式下，接口采用RS-485通信协议，具有数据传输速率高、抗噪声干扰性好、有效传输距离远等优点。
图I是本实用新型的外部结构示意图。图2是本实用新型的电路系统组成框图。图3是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例来详细说明本实用新型。如图I和图2所示，本实用新型包括前方凸出部分的带有电极的电位测量探头1，后部圆筒部分的系统封装区2和握柄3。电位测量探头I包括Ag/AgCl电极4-1和Zn电极4-2，通过前端探头部分与所需采集电位信号的点相接触以获得电位信号的输入。Ag/AgCl电极和Zn电极总是同时获得相同电位信号，测量电极4-1和4-2与前端放大和调理电路5相连，通过放大和调理使获得的信号更加稳定且易于捕捉。从前端放大和调理电路5输出的信号由多路选择器6对不同电极的输入端口进行选择，再经高精度A/D转换器7输入单片机微控单元8进行处理、存储和通信。单片机微控单元8采用STM32系列单片机。数据经单片机微控单元8对输入信号经稳定判定(Ag/AgCl电极电位值在-50(T-1250mV，Zn电极电位值在+3(T+250mV，连续采集16次的差值在3mV以内)之后，可以在有缆方式下经通信系统9由通讯接口 12发送至地面或水面；也可在自容方式下直接存储至内封装的数据存储单元10。供电系统11为大容量锂电池，对系统各部分供电。如图3，显示了完成一次数据采集的完整流程。具体是开始任务后，单片机微控单元8会初始化系统时钟及外设，初始化数据存储单元10并读取ID号，初始化数码管并进入测试模式。此时，若检测到初始化不成功，则重新初始化，若检测到初始化成功，则转入电位采集。电位采集具体为按周期采集，每次判断采集周期到之后，就进行一次数据采集，并经单片机微控单元发送至LED数码管显示，然后进入外部控制模式。外部控制模式分为自容方式和有缆方式。在自容方式下，需要当两个按键同时按下并持续2秒，这时单片机微控系统会转向判断电位值是否处于稳态(连续采集16次的差值在3mV以内)，若稳定则读取当前的数据并保存在数据存储単元内；若不稳定，则放弃存储，再次采集；在有缆方式下，需要当接收到上位机存储数据的信号以后，单片机微控单元会转向读取当前数据并保存在数据存储単元。存储完成后，系统会等待是否结束采集的指令，如果没有接收到，则会继续循环采集；如果接收到该信 号，则会结束本次采集工作。
权利要求1.ー种海洋平台下的自容式腐蚀电位测量仪，包括枪型承压壳体，前方凸出部分的带有电极的电位测量探头，后部圆筒部分的系统封装区，所述系统封装区包括有信号传输电缆和信号处理系统，其特征在于所述的电位测量探头为双电极电位測量探头，用来測量平台水下钢结构关键节点部位的阴极保护电位；所述信号传输电缆系统将探头信号传输到信号处理系统，包括传输缆线及数据通信接ロ ；所述信号处理系统包括前端调理放大电路、单片机微控单元、多路选择器、高精度A/D转换器、数据存储単元、供电系统、通信系统和通信接ロ，用来储存、驱动数码管显示和记录水下探头的测量结果；测量电极将获得的电位信号传送到前端放大和调理电路，通过放大和调理使获得的信号更加稳定且易于捕捉；从前端放大和调理电路输出的信号由多路选择器对不同电极的输入端ロ进行选择，再经高精度A/D转换器输入单片机微控单元进行处理、存储和通信；数据经单片机微控单元对输入信号经稳定判定之后，在有缆方式下经通信系统由通讯接ロ发送至地面或水面；或在自容方式下直接存储至内封装的数据存储単元。
2.根据权利要求I所述的海洋平台下的自容式腐蚀电位测量仪，其特征在于所述双电极电位测量探头由Ag/AgCl电极和Zn电极组成。
3.根据权利要求I所述的海洋平台下的自容式腐蚀电位测量仪，其特征在于所述单片机微控单元采用STM32系列单片机。
专利摘要本实用新型涉及一种海洋平台下的自容式电腐蚀电位测量仪，包括枪型承压壳体，前方凸出部分的带有电极的电位测量探头，后部圆筒部分的系统封装区，所述系统封装区包括有信号传输电缆和信号处理系统。本实用新型的优点是1.Ag/AgCl电极和Zn电极双电极电位测量，且LED分别显示，增加了单次操作的信息采集量，并便于数据分析，增加了测量可靠性。2.具备稳态识别、数据自动存储和批量导出功能，使得潜水员水下操作更为简便，数据更易获得。3.灵活的设计满足了既可在有缆方式下工作，也可以自容方式工作，即满足潜水员操作，也可随大型设备集成下水。4.采用自发光LED显示，能较好满足浑水环节下的读数需求。
文档编号G01N17/04GK202421038SQ201120558810
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者亓夫军, 刘凯, 张大伟, 栾涛, 潘东民, 王喆, 陈勇 申请人:中国海洋大学
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