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    • 专利摘要:
    本实用新型公开了一种多参数腐蚀速率远程监测系统，包括主控单元、超声波测厚单元、腐蚀介质参数监测单元、网络模块、唤醒单元。超声波测厚单元包括超声波驱动电路、超声波接收电路、发射器、接收器及标准试片；腐蚀介质参数监测单元用于测量腐蚀介质的pH值、导电率、温湿度、含盐量；主控单元用于计算标准试片的腐蚀速率；唤醒单元用于采集并发送信息后进入休眠模式以节约功耗，然后系统切换为只保留唤醒单元继续工作。通过超声波测厚法计算标准试片的腐蚀速率，再结合腐蚀介质的多种参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度，极大的提升远程监测系统的可靠性。
    公开号:CN214334635U
    申请号:CN202120437582.5U
    申请日:2021-03-01
    公开日:2021-10-01
    发明作者:陶宏杰；罗群；高松标；傅军杰；沈建锋；牛彻；冯明其；严震桓；杜威；刘强
    申请人:East China Branch Of National Petroleum And Natural Gas Pipeline Network Group Co ltd；Chengdu Kaimeili Technology Co ltd；
    IPC主号:G01N17-00
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及腐蚀速率检测技术领域，尤其涉及一种多参数腐蚀速率远程监测系统。
    [n0002] 目前，埋地金属管道广泛应用于石油、天然气、水等的运输，埋地金属管道长期埋于地下，由于环境各异，会发生不同程度的腐蚀。通过对管道周围的土壤进行腐蚀分析，可以预测管道的受损程度，目前对于土壤的腐蚀速率分析方法主要有电极法、电化学法、数学模型推算法等，评估腐蚀速率的参数较少，也不能直接监测土壤对特定工件的腐蚀速度，并且不能实现远程传输，针对上述存在的问题，有必要进行改进。
    [n0003] 为解决现有技术不足，本实用新型提供一种多参数腐蚀速率远程监测系统，通过超声波测厚法计算标准试片的腐蚀速率，再结合腐蚀介质的多种参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度，极大的提升远程监测系统的可靠性。
    [n0004] 为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
    [n0005] 一种多参数腐蚀速率远程监测系统，包括主控单元及与主控单元相连接的超声波测厚单元、腐蚀介质参数监测单元、网络模块、唤醒单元。
    [n0006] 超声波测厚单元包括超声波驱动电路、超声波接收电路、发射器、接收器及标准试片，发射器、接收器及标准试片设置于腐蚀介质内，超声波驱动电路用于根据主控单元提供的控制信号向发射器提供发射电信号，发射器用于接收发射电信号，并将其转换为超声波信号向标准试片发射，标准试片用于通过靠近发射器的一面反弹部分超声波信号，并用于通过另一面反弹在其内部传播后的另外部分超声波信号，接收器用于接收反弹的超声波信号，并将其转换为接收电信号提供给超声波接收电路，超声波接收电路用于接收接收电信号，并发送给主控单元。
    [n0007] 腐蚀介质参数监测单元设置于腐蚀介质内，腐蚀介质参数监测单元包括pH计、电导率仪、温湿度传感器、盐度计，分别用于测量腐蚀介质的pH值、导电率、温湿度、含盐量，腐蚀介质参数监测单元用于将腐蚀介质的参数值发送给主控单元。
    [n0008] 主控单元用于根据发出控制信号与接收接收电信号的时间间隔，结合超声波在标准试片中的传播速度，以计算标准试片的厚度，再根据连续两次测量标准试片厚度的间隔时间，以计算标准试片的腐蚀速率；主控单元还用于控制腐蚀介质参数监测单元进行参数监测，并用于接收腐蚀介质的参数值；主控单元还用于将接收到的所有数据发送给网络模块。
    [n0009] 网络模块用于接收主控单元发送的所有数据，并将数据发送给云服务器；云服务器用于接收网络模块发送的数据，并将数据进行展示和存储。
    [n0010] 唤醒单元用于采集主控单元的数据，并将采集数据成功的信息发送给主控单元，发送信息后，唤醒单元进入休眠模式以节约功耗，然后远程监测系统切换为只保留唤醒单元继续工作。
    [n0011] 进一步的，超声波驱动电路连接发射器和主控单元，超声波接收电路连接接收器和主控单元，发射器和接收器朝向标准试片设置。
    [n0012] 进一步的，主控单元用于根据接收到的数据计算标准试片的腐蚀速率，结合腐蚀介质的参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度。
    [n0013] 进一步的，唤醒单元设置为定时装置，用于在预定时间间隔后唤醒主控单元。
    [n0014] 进一步的，主控单元包含任何一种可编程控制器。
    [n0015] 进一步的，网络模块包括2G/3G/4G/5G、以太网、wifi、北斗的一种或多种。
    [n0016] 进一步的，腐蚀介质位于地面以下。
    [n0017] 进一步的，腐蚀介质包括土壤和/或水。
    [n0018] 本实用新型的有益效果在于：
    [n0019] 1、通过超声波测厚法计算标准试片的腐蚀速率，再结合腐蚀介质的多种参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度，极大的提升了监测系统的可靠性；
    [n0020] 2、本实用新型不需人工定期检测，利用5G或北斗网络等方式，进行连续的远程监测，节约人力，节省时间，另外加入了唤醒单元，唤醒单元与主控单元连接，唤醒单元采集并发送信息后进入休眠模式以节约功耗，远程监测系统切换为只保留唤醒单元继续工作，一定时间间隔后，唤醒单元再唤醒主控单元，通过此种方式，极大的节约了能源。
    [n0021] 图1为本实用新型实施例的系统连接图。
    [n0022] 如图1所示，为本实施例提供的一种多参数腐蚀速率远程监测系统，包括主控单元及与主控单元相连接的超声波测厚单元、腐蚀介质参数监测单元、网络模块、唤醒单元。
    [n0023] 具体的，超声波测厚单元包括超声波驱动电路、超声波接收电路、发射器、接收器及标准试片，发射器、接收器及标准试片设置于腐蚀介质内，腐蚀介质包括土壤和/或水，超声波驱动电路连接发射器和主控单元，超声波接收电路连接接收器和主控单元，发射器和接收器朝向标准试片设置，超声波驱动电路用于根据主控单元提供的控制信号向发射器提供发射电信号，发射器用于接收发射电信号，并将其转换为超声波信号向标准试片发射，标准试片用于通过靠近发射器的一面反弹部分超声波信号，并用于通过另一面反弹在其内部传播后的另外部分超声波信号，接收器用于接收反弹的超声波信号，并将其转换为接收电信号提供给超声波接收电路，超声波接收电路用于接收接收电信号，并发送给主控单元。
    [n0024] 具体的，主控单元根据主控单元发出控制信号与接收接收电信号的时间间隔，结合超声波在标准试片中的传播速度，以计算标准试片的厚度，通过以上方式，以计算标准试片的腐蚀速率，测量原理是：主控单元在T0时刻控制超声波驱动电路发出发射电信号，再由发射器转换为超声波信号，由于超声波信号在不同介质的交界面会反弹，超声波信号传播到标准试片表面后会部分反弹，另一部分继续在标准试片内部传播，传播到标准试片的另外一面后再次反弹，接收器接收到超声波信号后，将超声波信号转换为接收电信号，超声波接收电路调理后将接收电信号发送至主控单元，假设主控单元在T1时刻接收到第一波超声波信号转换的接收电信号，在T2时刻接收到另一部分超声波信号转换的接收电信号，忽略T1，同时假设超声波信号在标准试片中的传播速度为V，则标准试片厚度L=V*(T2-T0)/2；假设连续两次测量标准试片厚度的间隔时间为T，相应的测量厚度值为L0、L1，则标准试片的腐蚀速率R=(L1-L0)/T。
    [n0025] 具体的，腐蚀介质参数监测单元设置于腐蚀介质内，腐蚀介质参数监测单元包括pH计、电导率仪、温湿度传感器、盐度计，分别用于测量腐蚀介质的pH值、导电率、温湿度、含盐量，腐蚀介质参数监测单元用于将腐蚀介质的参数值发送至主控单元。
    [n0026] 具体的，主控单元用于控制腐蚀介质参数监测单元进行参数监测，用于接收腐蚀介质的参数值，主控单元根据接收到的数据计算标准试片的腐蚀速率，结合腐蚀介质的参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度，主控单元将接收评估的所有数据发送给网络模块。
    [n0027] 具体的，网络模块用于接收主控单元发送的所有数据，并将数据发送至云服务器；云服务器用于接收网络模块发送的数据，并将数据进行展示和存储。
    [n0028] 具体的，唤醒单元用于采集主控单元的数据，并将采集数据成功的信息发送给主控单元，发送信息后，唤醒单元进入休眠模式以节约功耗，然后远程监测系统切换为只保留唤醒单元继续工作，唤醒单元设置为定时装置，用于一定时间间隔后唤醒主控单元，通过此种方式，极大的节约了能源。
    [n0029] 更具体的，主控单元包含任何一种可编程控制器。
    [n0030] 更具体的，网络模块包括2G/3G/4G/5G、以太网、wifi、北斗的一种或多种，本实施例不需人工定期监测，利用5G或北斗网络等方式，可进行连续的远程监测，节约人力，节省时间。
    [n0031] 综上，本实施例通过超声波测厚法计算标准试片或者管道的腐蚀速率，再结合腐蚀介质的多种参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度，极大的提升远程监测系统的可靠性，另外超声波测量标准试片的厚度只是一种实施例，电阻法也可为替代方案。
    [n0032] 以上实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本实用新型。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。
    权利要求:
    Claims (8)
    [0001] 1.一种多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，包括主控单元及与所述主控单元相连接的超声波测厚单元、腐蚀介质参数监测单元、网络模块、唤醒单元；
    所述超声波测厚单元包括超声波驱动电路、超声波接收电路、发射器、接收器及标准试片，所述发射器、所述接收器及所述标准试片设置于腐蚀介质内，所述超声波驱动电路用于根据所述主控单元提供的控制信号向所述发射器提供发射电信号，所述发射器用于接收所述发射电信号，并将其转换为超声波信号向所述标准试片发射，所述标准试片用于通过靠近所述发射器的一面反弹部分超声波信号，并用于通过另一面反弹在其内部传播后的另外部分超声波信号，所述接收器用于接收反弹的超声波信号，并将其转换为接收电信号提供给所述超声波接收电路，所述超声波接收电路用于接收所述接收电信号，并发送给所述主控单元；
    所述腐蚀介质参数监测单元设置于所述腐蚀介质内，所述腐蚀介质参数监测单元包括pH计、电导率仪、温湿度传感器、盐度计，分别用于测量腐蚀介质的pH值、导电率、温湿度、含盐量，所述腐蚀介质参数监测单元用于将所述腐蚀介质的参数值发送给主控单元；
    所述主控单元用于根据发出所述控制信号与接收所述接收电信号的时间间隔，结合超声波在所述标准试片中的传播速度，以计算所述标准试片的厚度，再根据连续两次测量所述标准试片厚度的间隔时间，以计算所述标准试片的腐蚀速率；所述主控单元还用于控制所述腐蚀介质参数监测单元进行参数监测，并用于接收所述腐蚀介质的参数值；所述主控单元还用于将接收到的所有数据发送给所述网络模块；
    所述网络模块用于接收所述主控单元发送的所有数据，并将所述数据发送给云服务器；所述云服务器用于接收所述网络模块发送的数据，并将所述数据进行展示和存储；
    所述唤醒单元用于采集所述主控单元的数据，并将采集数据成功的信息发送给所述主控单元，发送信息后，所述唤醒单元进入休眠模式以节约功耗，然后所述远程监测系统切换为只保留所述唤醒单元继续工作。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述超声波驱动电路连接所述发射器和所述主控单元，所述超声波接收电路连接所述接收器和所述主控单元，所述发射器和所述接收器朝向所述标准试片设置。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述主控单元用于根据接收到的数据计算所述标准试片的腐蚀速率，结合腐蚀介质的参数值，综合评估腐蚀速率及腐蚀介质的腐蚀强度。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述唤醒单元设置为定时装置，用于在预定时间间隔后唤醒所述主控单元。
    [0005] 5.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述主控单元包含任何一种可编程控制器。
    [0006] 6.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述网络模块包括2G/3G/4G/5G、以太网、wifi、北斗的一种或多种。
    [0007] 7.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述腐蚀介质位于地面以下。
    [0008] 8.根据权利要求1所述的多参数腐蚀速率远程监测系统，其特征在于，所述腐蚀介质包括土壤和/或水。
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    公开号 | 公开日
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN202120437582.5U|CN214334635U|2021-03-01|2021-03-01|一种多参数腐蚀速率远程监测系统|CN202120437582.5U| CN214334635U|2021-03-01|2021-03-01|一种多参数腐蚀速率远程监测系统|
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