高良泽 肖志 张蓓蕾

中国石油西部管道酒泉输油气分公司

为了减小管道腐蚀速率，管道在建设时往往要采取阴极保护措施，运行阶段定期对管道阴极保护电位进行测量统计，分析腐蚀状况并采取相应防护措施。但管道电位测试点多线长，尤其是在穿越河流、湿地、沙漠戈壁等地段，电位测试极为不便。本文是对智能电位采集仪在西部油气管网应用成果的初步总结。

1 智能电位采集仪系统组成

智能电位采集在线监控系统分为数据采集部分和数据处理部分。

数据采集部分：该部分由智能电位采集仪和参比电极等组成。

数据处理部分：该部分集中在监控系统管理中心，硬件需要服务器，配套软件有win2000server、 SQL2000和监控软件，根据使用GPRS或者GSM业务，需要服务器配置静态IP或者短信接受模块。

无线电位采集终端将采集的电位数据通过GPRS无线通讯方式传送到INTERNET网上，通讯协议采用TCP/IP，数据通过INTERNET网传送到服务器中，或者通过GSM短信方式，把数据打包成短信的格式，发送到监控中心的服务器，最后通过服务器中对应的后台服务程序完成数据处理。

后台服务程序在数据处理时，同时完成数据的存储、通讯和与GIS客户端的信息交换工作。在GIS客户端末运行时，可以实现自动的数据接收和信息下发功能。满足数据采集无人职守的要求。

用户通过GIS应用程序提供的电子地图、图表和报表，可以观察到智能电位采集仪工作情况和管道沿线保护电位变化的情况，分析强制电流阴极保护系统中相关部分故障的原因和应对措施。

2 智能电位采集仪主要组成及工作原理

1)智能电位采集仪主要由采集仪天线、采集仪电池盒、采集仪集成电路板等组成（详见下图）。

输入（采集）处理单元：将采集到的数据分为直流和交流两部分。

运放处理单元：将输入处理单元送过来的数据处理为中心控制单元需要的范围。

存贮单元：保存中心控制单元采集的数据。无线通信单元：是连接中心控制单元和服务器中心的桥梁。

中心控制单元：包括处理输入数据、控制电源管理单元和无线通信单元的数据交换、定时向服务器中心传数据。

采集器采用低功耗运行模式，大部分时间处于睡眠状态，电流达到微安级，以保证采集器在电池供电的情况下运行的时间更长，通过设定时间，定时唤醒并采集管道上的电位传往服务器中心；能够采集管道上的正常电位和干扰电压，并且在采集管道电位时能够滤除干扰电压，取到正确的管道电位。

3）通讯原理

对于通过GPRS方式进行数据传输的智能采集仪，采集的数据通过采集通道、处理单元等最后通过无线通信单元把数据传送到INTERNET网络上，数据在传送到之前，无线通信单元在传输时指定了接收地址，并把数据加密，接收地址就是监控中心的公网IP，监控中心服务器电脑安装有配套的监控软件，监控软件在收到数据后进行解密，只有符合通讯协议并解密成功的数据将被记录并存储下来，从而完成数据的采集、传输、存储。

对于通过GSM短信方式进行数据传输的智能采集仪，采集的数据通过采集通道、处理单元等最后通过无线通信单元把数据以短信发送出去，安装监控服务程序的服务器电脑连接有短信接收模块，用于接收智能采集仪发来的短信，当接收到短信后监控服务程序解析短信包，验证是否是有效的短信，通过验证后把数据接收并存储，从而完成数据的采集、传输、存储。

4）采集仪采集数据查询

智能采集仪将数据采集传送至指定的服务器或者管道公司统一的SCADA后，即可进行访问，包括智能采集仪采样数据记录查询、智能采集仪状态信息查询、智能采集仪断电测试等，用户还可以设定智能采集仪的采集频率、时间及有效范围预警等。

3  智能电位采集仪在西部管道上的运用

目前，无线智能电位采集在我国西部地区部分站场及线路上使用，例如在西气东输二线西段管道上，每10公里设置了一个智能电位采集仪，从该套系统4年来的运行情况看，在管道经过无人区、河流、湿地等特殊地区非常实用，系统运行稳定，可以大范围推广使用。 ◢

2014年第4期（总第17期）