[发明专利]一种管道腐蚀度确定方法

说明书

本发明公开一种管道腐蚀度确定方法，包括：在管道外壁焊接等距的电极矩阵，电极对之间的电阻，形成电阻网络；在参考板上焊接参考电极；将正向激励电流输入待监测区域的两端；测量任意两个监测电极之间的压差信号，并将各压差信号和参考电极之间的参考信号依次输入差分放大电路、基于斩波技术的放大电路、移相电路、锁相放大电路、数模转换电路、主控电路；根据主控电路的输出结果，计算得到电阻网络中电极对之间管道的指纹系数FC：根据指纹系数FC确定所述管道腐蚀度。能够节约电能，降低了对电子元件的要求，提高了易燃易爆环境下的安全性。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种管道腐蚀度确定方法。

背景技术

在现有技术中，通常采用基于电场指纹法的管道确定方法，尤其是金属管道，均采用直流恒流电流源进行激励，获得被测管道的电位矩阵，通过监测各电极的电位变化情况来了解管道的腐蚀趋势。这种方法需要采用高达数十安培甚至上百安培的恒定电流，才能获得可测量的电压幅值，以及相对较高的信噪比。

在实现本申请的过程中，发明人认为，大激励电流不仅造成大的电能消耗，相关电子元件发热严重，需要提供较粗的电缆，而且对于易燃易爆环境造成威胁。此外，这种方法的监测精度还容易受到环境温度变化、电极接触电阻、环境电磁干扰等因素的影响。

发明内容

本发明提供一种管道腐蚀度确定方法，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种管道腐蚀度确定方法，包括：在管道外壁焊接等距的电极矩阵，电极对之间的电阻，形成电阻网络；在电阻网络附近焊接参考板；在参考板上设置一对串联连接的参考电极，参考电极之间形成参考电阻；

将正向激励电流输入待监测区域的两端；测量任意两个监测电极之间的压差信号，并将各压差信号和参考电极之间的参考信号依次输入差分放大电路、基于斩波技术的放大电路、移相电路、锁相放大电路、数模转换电路、主控电路；根据主控电路的输出结果，计算得到电阻网络中电极对之间管道的指纹系数FC：

其中，FC_ki(t)——电极对k_i在t时刻的指纹系数；v_ki(0)——电极对k_i在监测开始t＝0时的电压；v_k0(0)——参考电极对k₀在监测开始t＝0时的电压；v_ki(t)——电极对k_i在t时刻的电压；v_k0(t)——参考电极对k₀在t时刻的电压；根据指纹系数FC确定管道腐蚀度。

本发明实施例的创新点包括：

1、同基于恒流直流电流源的电场指纹法相比，本发明通过采用交流激励电流源及锁相放大技术，所需的激励电流要小1到2个数量级，而又能提供更好的信噪比，对电子元件的要求更低，安全性也更好。这是本发明实施例的创新点之一。

2、同时能够实现测量被测管道敏感区域的电阻网络的变化情况，达到了解和掌握管道腐蚀发展趋势的目的；这是本发明实施例的创新点之一。

3、本发明采用1Hz到1kHz可调的正弦交流激励电流源施加于管道被测区域，通过对被测区域的电极矩阵进行采样、信号放大、滤波、锁相放大及数-模转换，可直接获得各被测电极对之间的电阻，通过对电阻网络的分析，判断管道腐蚀的现状及发展趋势，这是本发明实施例的创新点之一。

4、本发明通过采用锁相放大技术，可以将正弦激励电流源的峰-峰值降低0.1安培级别；激励电流源的大幅度降低不仅节约电能，降低了对电子元件的要求，而且提高了易燃易爆环境下的安全性，这是本发明实施例的创新点之一。