杨帆

西部管道甘肃输油气分公司

摘要：为防止长输天然气埋地管道发生腐蚀，常用阴极保护技术防腐。断电（极化）电压对于管道阴保有效性判断极为重要，目前国内外均缺少一种快速准确测量管道极化电压的专业检测设备。针对此问题提出一种新型管道阴保参数检测仪，可以实现管道极化电压的快速检测，并具备检测所有管道常见参数的功能，方便日常管理中的管道阴保参数测量。

关键词：断电（极化）电压；阴保参数；检测设备

对于管道极化电压测试，目前国内管道企业多采用管道测试块测试管道断电电压；专业管道检测公司使用2台GPS同步中断器；而国外则借助uDL数据记录仪。方法虽各有优劣，但均缺少一种快速准确的站场区域阴极保护断电电压测试设备。针对相关极化电压测试仪进行的科技查新，确定无同类产品。基于此，笔者设计研制一种新型快速管道阴保参数检测仪器。

1  技术路线

研制管道阴保参数检测仪需要解决三个问题。

（1）实现测试数据数字显示，并将模拟信号转换为数字信号，数值精确至千分之一，满足数值精度要求。

（2）快速捕捉测试极化电压，需要具备捕捉100～150 ms区间电压值的能力，以有效捕捉瞬间发生的极化电压。

（3）便于使用，除了测试断电电压外，还要具备电压、电流、电感、电阻、电容等所有阴保防腐参数检测功能，可以替代原有设备。

1.1  数字式表头显示

（1）工作原理

模拟电压信号通过变阻器分压后，经过模/数转换，产生相应的数字量并经过其输出通道传送给芯片出口，芯片把接收到的数字量经过数据处理，产生正确的7段数码管的显示段码传送给四位led，同时它还通过其四位i/o口p2.0、p2.1、p2.2、p2.3产生位选信号控制数码管的亮灭，从而实现四位显示即0.001 V的目的。

（2）电路设计

电路由4个部分组成：a/d转换电路、单片机系统、led显示系统、测量电压输入电路。电路设计框图见图 1。

图 1  电路设计框图

经过现场测试，其电压显示可以达到0.001 V（图 2），满足测试要求。

图 2  表头电压显示

1.2  控制系统实现快速测试

采用延迟控制器控制时间，利用单刀多掷开关控制表头、无线遥控控制单片切换功能。采用变压器提供电源，以交流触发器实现快速控制和快速测试的目的，控制系统如图 3所示。

图 3  控制系统框图

据此，对极化电压进行测试，将测试后站场阴保系统恢复时间与要求时间进行对比，结果均小于150 ms，满足测试要求，可以有效捕捉瞬间发生的极化电压。

1.3  集成电路模块组装实现多参数检测

将设计电路做成集成电路，以模块组装完成多通道管道阴保参数检测仪（图 4），并用树脂封装，实现防爆效果。为防止测试仪电压值波动，干扰测试效果，采取下列措施减小或消除干扰。①仪表供电与感性负载供电分开；②在感性负载的控制接点并联RC火花吸收电路。通过改进后，连续进行电位监测，仪表显示电压值已无波动。

图4 集成电路图

2  使用效果

邀请专业检测单位对完成后的产品实物（图 5）进行站场极化电压现场测试实验，效果良好，结果见图 6。

图5 管道多功能阴保参数检测仪

图 6 现场试验记录

该多功能阴保参数检测仪同时具备电压、电流、电感、电阻、电容等所有阴保防腐参数检测功能，可以广泛用于站场区域阴极保护断电电位测试。

作者：杨帆，女，1984年生，助理工程师。现在西部管道甘肃输油气分公司管道科从事管道完整性管理工作。

《管道保护》2018年第1期（总第38期）