[发明专利]基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统及其监测方法

权利要求书

1.基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：

包括若干监测装置(15)与若干牺牲阳极(2)，牺牲阳极(2)与监测装置(15)一一对应；每一牺牲阳极(2)均与管道(1)连接，每一牺牲阳极(2)还通过其对应的监测装置(15)与管道(1)连接；

每一监测装置(15)均包括卫星授时与通讯模块、数据检测模块、信息处理模块(7)、执行模块、电源模块以及参比电极(3)；

其中，执行模块用于控制牺牲阳极(2)的开断；

数据检测模块根据牺牲阳极(2)的开断检测开路电位、通路电位以及输出电流，开路电位为参比电极(3)与牺牲阳极(2)之间的电位差，通路电位为参比电极(3)与管道(1)之间的电位差，输出电流为牺牲阳极(2)与管道(1)之间的电流值；

信息处理模块(7)用于将数据检测模块测得的数据进行处理，根据处理结果判断牺牲阳极(2)的工作状态并存储数据，同时将数据进行信号转换后传递给卫星授时与通讯模块；

卫星授时与通讯模块用于整条管线所有监测装置(15)的同步授时以及数据传输；

电源模块同时为卫星授时与通讯模块、信息处理模块(7)、执行模块以及数据检测模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：数据检测模块包括电流检测单元与电位检测单元，电流检测单元包括第一电压表(11)与电阻(14)，电位检测单元包括第二电压表(12)与第三电压表(13)。

3.根据权利要求2所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：牺牲阳极(2)、电阻(14)以及管道(1)通过导线依次串联；第一电压表(11)与电阻(14)并联，通过第一电压表(11)测量电阻(14)两端的电压差，通过第一电压表(11)、电阻(14)检测牺牲阳极(2)与管道(1)之间的输出电流。

4.根据权利要求3所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：第二电压表(12)的两端通过导线分别与管道(1)、参比电极(3)连接，通过第二电压表(12)检测参比电极(3)与管道(1)之间的通路电位；第三电压表(13)的两端通过导线分别与牺牲阳极(2)、参比电极(3)连接，通过第三电压表(13)检测参比电极(3)与牺牲阳极(2)之间开路电位。

5.根据权利要求4所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：监测装置还包括第一继电器(5)与第二继电器(4)，第一继电器(5)、第二继电器(4)均设有A档与B档，牺牲阳极(2)通过第二继电器(4)的A档与管道(1)连通；牺牲阳极(2)依次通过第二继电器(4)的B档、第一继电器(5)的B档与电阻(14)连通；牺牲阳极(2)依次通过第二继电器(4)的B档、第一继电器(5)的A档与第三电压表(13)连通。

6.根据权利要求5所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：执行模块控制第一继电器(5)在A档与B档之间进行转换、同时控制第二继电器(4)在A档与B档之间进行转换。

7.根据权利要求1所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：

信息处理模块(7)包括控制单元、数据采集单元、通信单元、信号处理单元以及计时单元；

其中，控制单元与数据采集单元均采用嵌入式微控制器；

通信单元采用GPRS接口、NB－IOT接口、蓝牙接口当中的一种或几种；

信号处理单元用于所采集信号的滤波、增益放大；

计时单元周期性唤醒所有监测装置(15)的执行模块与数据检测模块。

8.根据权利要求1所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：所述卫星授时与通讯模块采用北斗通讯模块和/或蓝牙通讯模块。

9.根据权利要求1所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于：每一牺牲阳极均包括数个并联的锌棒。

10.基于同步授时的牺牲阳极状态监测方法，采用权利要求1-9任一项所述的基于同步授时的牺牲阳极状态监测系统，其特征在于包括以下步骤：

S1:牺牲阳极、第二继电器的A档、管道通过导线依次进行串联；牺牲阳极、第二继电器的B档、第一继电器的B档、电阻、管道通过导线依次进行串联；第一电压表与电阻并联，第二电压表的两端通过导线分别与管道、参比电极连接；第一继电器的A档、第三电压表、参比电极通过导线进行串联；其中，第一继电器的A档为常闭状态，B档为常开状态；第二继电器的A档为常闭状态，B档为常开状态；

S2:卫星同步授时，管道对应的全线监测装置时间校准，全线第一继电器、第二继电器闭合，为常闭状态；

S3:监测装置根据检测指令，立即将全线第二继电器置为常开状态，数据检测模块采集开路电位；将全线第一继电器与第二继电器置为常闭状态，数据检测模块读取通路电位；间隔一段时间后，将全线第一继电器与第二继电器置为常开状态，数据检测模块采集输出电流；间隔一段时间后，将全线第一继电器与第二继电器置为常闭状态；

S4:数据检测模块将所测数据发送至给信息处理模块，监测装置进入休眠省电模式；

S5:信息处理模块对牺牲阳极的长期数据进行数据分析。