Пристрій для безперервного контролю протикорозійного захисту магістральних трубопроводів

Пристрій для безперервного контролю протикорозійного захисту магістральних трубопроводів, що має аналого-цифровий перетворювач, індикатор, блок пам'яті, годинник реального часу, блок живлення, мікропроцесор, який відрізняється тим, що додатково містить модуль блискавкозахисту каналу напруги, з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу напруги, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу напруги, який з єднаний з мікропроцесором та модулем аналого-цифрового перетворення каналу напруги, який з'єднаний з мікропроцесором, модуль блискавкозахисту каналу струму з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем аналого-цифрового перетворення каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором, перетворювачстабілізатор живильної напруги з'єднаний з мікропроцесором та джерелом основного живлення та з джерелом додаткового живлення, до мікропроцесора також під'єднано: блок пам'яті, модуль індикації, клавіатуру, модуль зв'язку та годинник реального часу, до якого під'єднано джерело живлення годинника реального часу. Корисна модель відноситься до галузі електрохімзахисту, а саме до протикорозійного захисту підземних та підводних металевих трубопроводів. Швидкість корозії металу підземних та підводних металевих трубопроводів залежить від одночасної дії двох чинників: активного та пасивного захисту. З часом ступінь пасивного захисту трубопроводів стає меншою з причини деградації їх антикорозійних покрить. В зв'язку з цим, з плином часу, на активний захист, що забезпечується катодними та дренажними перетворювачами, припадає більша роль у забезпеченні антикорозійного захисту підземних та підводних металевих трубопроводів. Безперервний контроль активного захисту (захищеності) трубопроводів в часі, що являє собою наявність захисних потенціалів на певній ділянці трубопроводу, [передбачених ДСТУ 42192003 "Трубопроводи сталеві магістральні" "Загальні вимоги до захисту від корозії""] певний час в абсолютних чи відносних (відносно всього періоду спостереження - за місяць, за квартал, за рік, за п'ять років тощо) одиницях, інформує щодо розвитку чи ступеню гальмування корозії металу трубо проводів, у першу чергу, у місцях з деградованим антикорозійним покриттям. В даний час контроль стану електрохімзахисту підземних та підводних металевих трубопроводів чи споруд здійснюється з використанням електронних самопишучих приладів, можливості яких в найкращих взірцях обмежені декільками діб безперевної роботи на власних батареях живлення. Технічні рішення, покладені у принцип їх роботи унеможливлюють виконання вищевказаної задачі на більш тривалий термін (від 2-3 місяців до одного року і більше одного року). Переносні багатограничні самопишучі мікроампермілівольтметри магнітоелектричної системи Н-373 і Н-39 призначені для вимірювання при захисті підземних металевих споруд від корозії [Волков Б. Г, Тесов Н. И., Шуванов В. В. Справочник по защите подземных металлических сооружений от коррозии. П., "Недра", 1975. 224с. (с.110)]. Вхідний інформаційний сигнал потрапляє у магнітоелектричну систему з вбудованим фотопідсилювачем. Зміни сигналу по струму та напрузі виводяться на діаграмний папір. Границі вимірювання по напрузі від 0,5мВ до 150мВ. Границі ви ю CD о> 7065 мірювання по струму від 0,5 до 150мА. Споживання струму 15мА. Недоліки: - використання діаграмного паперу; - нереалізовано запам'ятовування значень сигналу і зберігання в системній пам'яті пристрою; - постійне споживання електроенергії після включення; - неможливість безперервного накопичення данних на протязі декількох років без заміни елементів живлення. Даний пристрій прийняли за аналог. Пристрій "ПРИМА-2000" [http://www.krom.ua/download/, http://www.krom.ua/]. Пристрій містить аналого-цифровий перетворювач, індикатор, блок пам'яті, годинник реального часу, блок живлення, мікропроцесор. Недоліки: - постійне споживання електроенергії після включення; - неможливість безперервного накопичення данних на протязі декількох років без заміни елементів живлення. Відомий пристрій "ПРИМА-2000" прийнято за прототип. Метою даної корисної моделі є, за допомогою пристрою тривалого контролю часу роботи катодних перетворювачів чи дренажних пристроїв, забезпечення більш повного виконання вимог ДСТУ 4219-2003. [пункт 8 "Експлуатація та контроль протикорозійного захисту"]. Перелік фігур корисної моделі: Фіг.1 - Блок-схема пристрою; Фіг.2 - Алгоритм роботи пристрою; Фіг.З - Алгоритм роботи пристрою; Фіг.4 - Алгоритм роботи пристрою. На Фіг.1 подана блок-схема пристрою де модуль блискавкозахисту каналу напруги (5), заявляемого пристрою (2) з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу напруги (6), який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу напруги (7), який з'єднаний з мікропроцесором та модулем аналого-цифрового перетворення каналу напруги (8) який з'єднаний з мікропроцесором (9). Модуль блискавкозахисту каналу струму (16) з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу струму (17), який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу струму (18), який з'єднаний з мікропроцесором та модулем аналого-цифрового перетворення каналу струму (19), який з'єднаний з мікропроцесором (9). Перетворювач-стабілізатор живлячої напруги (21) з'єднаний з мікропроцесором та джерелом основного живлення (20) та з джерелом додаткового дивлення (22). До мікропроцесора також під'єднано: блок пам'яті (10), модуль індикації (13), клавіатуру (14), модуль зв'язку (15), та годинник реального часу (11), до якого під'єднано джерело живлення годинника реального часу (12). Принцип роботи пристрою (Фіг.1) полягає у тому що вхідний сигнал, що являє собою різницю потенціалів між трубопроводом (1) (або будь-якою іншою металевою підземною або підводною спо рудою, що знаходиться під дією електрохімічного захисту) та електродом порівняння (3) (наприклад: мідно-сульфатним електродом порівняння), послідовно поступає на модуль блискавкозахисту каналу напруги (5), який захищає пристрій (2) від високих напруг, що можуть спричинити вихід з ладу елементів пристрою, на модуль керованих мікропроцесором (9) вхідних фільтрів каналу напруги (6) (що обмежують частотний діапазон вхідних сигналів), далі сигнал поступає на модуль масштабуючого керованого підсилювача каналу напруги (7), де сигнал або посилюється, або послаблюється (згідно налаштуванню мікропроцесором), далі сигнал поступає на модуль аналого-цифрового перетворення каналу напруги (8), де сигнал перетворюється в цифрову послідовність імпульсів, що однозначно визначають вимірювану величину, і цей сигнал потім поступає в мікропроцесор, який записує значення сигналу в пам'ять (10) через заданий проміжок часу разом зі значенням поточного часу, яке мікропроцесор отримує від годинника реального часу (11). Вхідний сигнал від давача струму (4) (наприклад струм дренажного пристрою, або катодного перетворювача, тощо) послідовно поступає на модуль блискавкозахисту каналу струму (16), який захищає пристрій від високих напруг, що можуть спричинити вихід з ладу елементів пристрою, поступає на модуль керованих мікропроцесором вхідних фільтрів каналу струму (17) (що обмежують частотний діапазон вхідних сигналів). Далі сигнал поступає на модуль масштабуючого керованого підсилювача каналу струму (18), де сигнал або посилюється, або послаблюється (згідно налаштуванню мікропроцесором), далі сигнал поступає на модуль аналого-цифрового перетворення каналу струму (19), де сигнал перетворюється в цифрову послідовність імпульсів, що однозначно визначають вимірювану величину, і цей сигнал потім поступає в мікропроцесор, який записує значення сигналу в пам'ять через заданий проміжок часу разом зі значенням поточного часу, яке мікропроцесор отримує від годинника реального часу. Перетворювач-стабілізатор живлячої напруги (21) стабілізує живлячу напругу від джерела основного живлення (20) (а якщо потрібно - збільшує її до необхідного рівня, або, якщо джерела основного живлення недостатньо для роботи - використовує джерело додаткового дивлення (22)) і живить мікропроцесор. Якщо енергії джерела основного живлення та джерела додаткового живлення недостатньо для нормальної роботи пристрою, то мікропроцесор (як і годинник реального часу) живиться від джерела живлення годинника реального часу (12), та переходить в режим енергозбереження ("SLEEP"). При наявності достатнього живлення пристрою мікропроцесор опитує клавіатуру (14), та в залежності від того, які кнопки натиснуті, налаштовується на вибраний користувачем діапазон вимірювання та запам'ятовує його. Далі процесор діє за алгоритмом програми, що у ньому попередньо записана. Алгоритм роботи програми наведений на Фіг.2, Фіг.З, Фіг.4. Програма та результати вимі 7065 рів зберігаються в процесорі та пам'яті незмінними при відключенні джерела живлення. Значення напруги, струму, поточного часу та інше можуть відображатися за допомогою модулю індикації (13) (в якості якого може бути використаний наприклад рідиннокристалічний індикатор). За допомогою клавіатури можливо налаштовувати пристрій (наприклад: встановити поточний час, періодичність вимірів, налаштувати модуль керованих вхідних фільтрів каналу напруги та модуль керованих вхідних фільтрів каналу струму, налаштувати потрібну точність вимірювань модулю аналого-цифрового перетворення каналу напруги та модулю аналого-цифрового перетворення каналу струму), або передати накопичені пристроєм дані за допомогою модулю зв'язку наприклад в електронну обчислювальну машину (ЕОМ). В якості модулю зв'язку (15) може використовуватись інфрачервоний передавач, або радіопередавач, провідна лінія, середовище труба-грунт тощо. В якості джерела основного живлення та джерела додаткового живлення можуть бути використані наступні джерела енергії: аккумулятор, батарея, випростовувач, протектор, сонячна батарея, тощо. Технічне рішення полягає у наявності аналогоцифрового перетворювача, індикатору, блоку пам'яті, годинника реального часу, блоку живлення, мікропроцесору, відрізняється тим, що згідно винаходу, містить модуль блискавкозахисту каналу напруги, з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу напруги, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу напруги , який з'єднаний з мікропроцесором та модулем аналогоцифрового перетворення каналу напруги який з'єднаний з мікропроцесором , модуль блискавко захисту каналу струму з'єднаний з модулем керованих вхідних фільтрів каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем масштабуючого керованого підсилювача каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором та модулем аналого-цифрового перетворення каналу струму, який з'єднаний з мікропроцесором, перетворювач-стабілізатор живлячої напруги з'єднаний з мікропроцесором та джерелом основного живлення та з джерелом додаткового дивлення, до мікропроцесора також під'єднано: пам'ять, модуль індикації, клавіатуру, модуль зв'язку, та годинник реального часу, до якого під'єднано джерело живлення годинника реального часу, згідно винаходу, за алгоритмом, споживаний пристроєм струм зв'язаний з налаштуванням годиннику реального часу з можливістю програмної зміни налаштування інтервалу вимірювань завдяки чому забезпечується можливість роботи пристрою на протязі декількох років без заміни елементів живлення та досягається технічний результат: збільшення часу безперервного контролю стану електрохімзахисту підземних та підводних металевих трубопроводів чи споруд, та виконання вимог ДСТУ 4219-2003 "Трубопроводи сталеві магістральні" "Загальні вимоги до захисту від корозії". Після комп'ютерної обробки даних пристрою, ЕОМ будує графіки розподілу напруги чи струму у часі, що характеризує захищенність трубопроводу чи споруди у часі та визначає час роботи катодних перетворювачів чи дренажних пристроїв, обраховує ступінь деградації протикорозійного покриття трубопроводів, час максимального і мінімального впливу на трубопровід джерела блукаючих струмів. 1 г Г 3 5 6 7 I 8 16 I I I 11 -|12 9 2 17 13 I 14 18 - 19 20 21 22 Фіг І 10 l _ 15 7065 ПОЧАТОК Перехід в режим енергозбереження ("SLEEP") Стандартне налаштування мікропроцесора та його модулю Вимірювання напруги живлення пристрою та збереження її значення Виконання вимірів напруги і струму Напруга живлення менша за мінімально допустиму? Отримання значень поточного часу від годинника реального часу Запис в пам'ять пристрою значень поточного часу, напруги та струму Ініціалізація мікропроцесора та його модулів та індикація значень налаштувань Фіг.3 Фіг,2 Вивід на дисплей значень поточного часу, напруги, струму та іншої' поточної Передача в комп'ютер накопичених даних Вимірювання напруги живлення і запам'ятування її значення в пам'ять пристрою Передача а комп'ютер накопичених даних Очищення лам яті Комп'ютерна верстка Д. Шеверун Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601