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智能仪器仪表技术与应用

智能仪器仪表技术与应用. 测控技术与仪器. A204237 陈兵兵. 一种埋地管线防腐层智能检漏仪的研制. 目前 , 通过埋地管道进行石油的运输是主要的途径之一。一般埋地管线都在管线外表涂上一层防腐层。以延长管线的使用寿命。但时间一长 , 防腐层也会出现破损 , 这样会使管线腐蚀加快 , 以致造成泄漏。因此 , 定期对地下管线防腐层质量进行检测是必要的。利用电磁原理检测地下金属管线防腐层破损状况。适用于石油工业或其它工业的地下金属管线的防腐层质量的检查。近几十年来发展了地面检测技术 , 在不开挖土方的情况下就能在地面上方便而可靠地查出漏铁点的位置。.

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智能仪器仪表技术与应用

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Presentation Transcript

  1. 智能仪器仪表技术与应用 测控技术与仪器 A204237 陈兵兵

  2. 一种埋地管线防腐层智能检漏仪的研制

  3. 目前, 通过埋地管道进行石油的运输是主要的途径之一。一般埋地管线都在管线外表涂上一层防腐层。以延长管线的使用寿命。但时间一长, 防腐层也会出现破损, 这样会使管线腐蚀加快, 以致造成泄漏。因此, 定期对地下管线防腐层质量进行检测是必要的。利用电磁原理检测地下金属管线防腐层破损状况。适用于石油工业或其它工业的地下金属管线的防腐层质量的检查。近几十年来发展了地面检测技术, 在不开挖土方的情况下就能在地面上方便而可靠地查出漏铁点的位置。 Company Logo

  4. 1　电磁波检测原理 这种方法用于检测输油管线防腐涂层破损的情况, 也可以间接地检测到输油管线的泄(渗) 漏位置。其工作原理是: 在管线与大地之间加一交流信号。由于防腐涂层一般都具有很高的阻抗, 所以信号沿一完好的管线传输时的梯度降很小。而且梯度降的值与所加信号的强度无关, 只与防腐涂层的质量有关,一旦防腐层出现了破损, 那么在管线表面与大地之间出现了一个低电阻通道, 信号就经通道流入大地,这时信号损失是相当大的。如果在地面上沿管线采用信号扫描检测仪器测量并处理扫描信号, 就会发现防腐涂层的破损情况。

  5. 本仪器的设计思想正是基于这一原理, 如图1—1 所示, 当有磁力线穿过封闭的金属线圈时会产生电流, 该电流的大小与线圈面积和磁通量的大小有关, 所以当磁通量发生变化时,线圈中的电流也随之变化。而在漏点处, 由于电流的变化, 电流产生的磁场也会产生变化, 从而使线圈中的电流变化, 由此可以判断出漏铁点。 Company Logo

  6. 此法是作为一种间接检漏法而提出的, 它不是直接用 于管线的泄漏检测, 而是通过检测管线表面的防腐涂层的损坏情况来了解管线的目前状况。一旦发现防腐涂层脱落、损坏, 就进行维修, 防止钢管与土壤接触, 对减缓管道的腐蚀速度和延长管线的使用寿命具有很重要的意义。

  7. 2　检漏仪的组成原理及其程序设计 2.1　整机硬件系统组成及其工作原理 整机硬件组成如图2—1 所示, 该检测系统是由 发射机、探管机、接收机及单片机系统等4 部分组成, 单片机系统是由8098 单片机、键盘、显示器等外围器件组成, 上位机为PC 机(或其兼容机)。其工作原理为: 由发射机在管道上加交流信号, 形成沿着管线的电磁场, 由接收机与探管机在电磁场中的电位差产生模拟信号, 经8098 单片机内A /D 转换后, 进行数据分析, 在线报警, 同时记录检测数据, 然后通过串口通讯将检测数据传至上位机, 进行数据的二次分析。

  8. 2.2　单片机系统硬件组成 单片机系统的组成如图2—2 所示, 该系统主要采用的芯片有8098 芯片、2764 芯片(EPROM ) 》2864 芯(E2PROM )、8255 接口芯片、ICL 232 芯片、DALLA S12887 芯片( 时钟) 以及74L S373、74L S138、74L S00 等等。显示器采用16×2 字符型LCD, 键盘采用4×4 触摸键盘。 Company Logo

  9. 2.3　主程序框图 单片机系统软件主要实现系统参数设置、数据 采集、数据分析、数据存储、漏点智能报警、上下微机通信等功能。主程序框图如图2—3 所示, 由接收机发送来的信号经8098 单片机转换处理后, 送到 E2PROM 进行保存, 同时将检测信息送到LCD 液 晶显示屏显示, 也可通过串行通讯将检测数据传至 上位机, 再由上位机进行处理、保存和显示。 Company Logo

  10. Company Logo

  11. 3　智能检漏仪操作原理及实验分析 3.1　管线检测步骤 一般输油管线每隔1 公里就有一个检测井, 发射机便可通过井内阀门向管线施加发射信号, 从而可以对管线进行分段检测。检漏工作一般由2 名检测员沿管线进行。接收机由后者(甲) 背带操作。2 名检测员均配带手表电极, 两电极间连有一段接收线。当二人站在不同电位处, 经由人体电阻和电容将地面电场信号耦合到接收机内, 进行放大后送至8098单片机。根据接收信号的强弱, 确定漏铁位置。探管机由走在前面的检测员(乙) 背带, 沿管线上方行进,用于检测管线的走向, 如图3—1 所示。 Company Logo

  12. 当两名检测员甲、乙先后走过漏铁点时, 可以听到信号声有如下变化: 渐强—强—最弱—弱—渐弱。这种变化是由于两名检测员所处位置的电位变化而引起的。当甲乙二人逐渐走进露铁点时, 信号声逐渐增大。当乙达到漏铁点正上方时, 信号达到最大; 乙走过漏铁点后, 信号又开始减弱, 当甲乙二人离漏铁点等距离, 即漏铁点处于二人中点时, 信号最弱; 当甲到达到漏铁点正上方时, 信号又增大到最大值; 再继续前进, 甲乙均逐渐远离漏铁点时, 信号逐渐减弱。 Company Logo

  13. 3.2　实验结果分析 接收信号的强弱随检测人员距漏点的距离变化而变化, 图3—2 中b 点处为甲在漏点正上方, c 点处为甲乙相距中点, d 点处为乙在漏点正上方, 耳机信号为探管机接收信号与接收机接收信号的差值。由此可见, 耳机所监听到的信号的强弱变化规律为渐强—强—最弱—强—渐弱。 Company Logo

  14. 4　结束语 为了实现在地面上了解埋地管线防腐层的状况, 本文将电磁感应方法用于输油管线防腐涂层破损情况的检测, 并采用8098 单片机进行数据处理、显示和报警, 以达到间接地检测出输油管线泄(渗)漏位置的目的。该仪器具有多种功能, 如: 实时数据采集和显示, 数据断电保存, 长期运行的系统时钟, 以及上、下微机数据通讯等。利用7660 正负电源转换芯片, 通过微型储电器及相应电路, 可方便地为系统提供正负电源。该检测装置体积小, 重量适宜, 操作简便, 有利于野外探测。

  15. Thank You !

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