[发明专利]一种用于石油管道的手持式快速腐蚀测试仪

说明书

技术领域

 本发明属于石油管道腐蚀检测技术领域。具体涉及一种用于石油管道的手持式快速腐蚀测试仪。

背景技术

        随着我国经济的快速发展，石油需求越来越大，油气管道的建设也在如火如荼的进行。油气输送行业主要采用钢制管道，而这些石油中含硫、水、氧的比例较高，还有其它腐蚀性物质，这些物质构成酸性环境，会与金属管道壁发生电化学反应，对输油管道壁造成损害，因腐蚀造成的穿孔现象给石化行业的安全生产、储运带来了巨大的挑战。第十届科博会中国石油石化工程建设发展峰会上，关于腐蚀发言主题提供的一组数据显示：2011年我国由于腐蚀造成的损失远远超过了石油的净收益。因此腐蚀检测技术越来越得到了国家、石油公司的关注和重视。

目前国内用于石油管道腐蚀检测的技术主要有：第一种是挂片腐蚀检测技术，该技术主要是通过挂片使用前后的质量变化来计算均匀腐蚀速度；其缺点是测试周期一般要几个月，且必须把挂片从介质中取出来才能评价腐蚀。第二种是电阻腐蚀检测技术，该技术是将测量元件安插在管路中，由于介质对测量元件的腐蚀使它的横截面积减小，从而导致电阻增大，通过测量电阻值的变化量来计算出试件的腐蚀减薄量和腐蚀速率；其缺点是受温度影响大、测试响应速度慢和分辨率低，且要求腐蚀必须是均匀的，如果出现孔蚀、应力腐蚀破裂或其他局部性腐蚀情况，测量结果容易出现偏差。第三种是电感腐蚀检测技术，该技术是将金属试片置于测试线圈所产生的磁场中，当探头表面试样由于腐蚀和磨蚀而变薄时线圈内空气中磁力线长度增大，从而影响测试线圈的等效电感及感抗，通过检测电感变化推算出金属试片的腐蚀减薄量；其缺点是受温度影响大，测试响应速度虽比电阻探针有所提高但仍需几十分钟，分辨率低。第四种是腐蚀壁厚检测技术，该技术主要通过超声波测厚，但需要人为操作且不能获得实时的壁厚数据，受外界环境影响大，分辨率低。

综上所述，以上几种管道腐蚀检测技术测试存在的主要问题是：响应速度较慢、设备体积较大不易携带，只能用于现场在线检测。而现场在线检测所涉及到的供电系统、数据存储容量和数据发送等，则限制了在线腐蚀检测系统的野外使用，而石油管道大部分都铺设在野外的无人区，若仅依靠有限的现场在线腐蚀检测就会使石油管道安全存在盲区。

发明内容

本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种用于石油管道的手持式快速腐蚀测试仪，该测试仪便于携带、测试响应速度快、灵敏度高、测试结果精确、人机界面丰富、操作性强、存储方式多且存储容量大、测试数据以电子表格形式存储、能长时间连续工作、能自动识别测试点和所采集的数据能实时远程传输。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该测试仪包括腐蚀传感器 、LI-ION电池电量检测模块、数据采集单元、TFT彩屏、PC机、单片机、GSM/GPRS模块、时钟模块、键盘模块、电子标签和数据存储单元。

数据采集单元的信号输入端3a、3b与LI-ION电池电量检测模块的输出端2a、腐蚀传感器的输出端1a对应连接，数据采集单元的输出端D0-D7、TFT彩屏的端口D0-D7、数据存储单元的端口D0-D7与单片机的I/O口P1.0-P1.7分别对应连接，TFT彩屏的控制端口CS、RST、RS、WR、RD与单片机的端口P0.6、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7对应连接，PC机的USB接口通过PL2303与单片机的引脚TXD、RXD连接，GSM/GPRS模块的端口TERM-ON、TXD、RXD与单片机的端口P4.4、TXD2、RXD2对应连接，时钟模块的端口SCLK、I/O、RST与单片机的端口P0.4、P0.5、P3.2对应连接，键盘模块的两条行线、键盘模块的二条列线与单片机的端口P0.0-P0.3对应连接，电子标签的信号输出端与单片机的端口P4.3连接，数据存储单元的端口CS_SD、CS_U、WR_U / WR_SD、RD_U / RD_SD、A0_U / A0_SD、SCL、SDA与单片机的端口P0.7、P4.1、P3.6、P3.7、P4.0、P2.0、P2.1对应连接。

该测试仪设置有供电模块，供电模块的LI-ION电池的引线V+与电平转换电路的输入端Vin连接，供电模块向LI-ION电池电量检测模块 、数据采集单元、TFT彩屏、单片机、GSM/GPRS模块、时钟模块和数据存储单元分别供电。

所述的数据采集单元包括第一滤波电路、第二滤波电路、第一放大器、第二放大器、第一光耦开关、第二光耦开关和16-Bit A/D转换。