УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭХЗ

Полезная модель относится к электронике, а именно, для телемеханизации процессов контроля и управления оборудованием электрохимической защиты трубопроводов и других подземных металлических сооружений.
Известны устройства, обеспечивающие дистанционный контроль параметров электрохимической защиты подземных сооружений.
Известна, например, система контроля для диагностики технического состояния подземных трубопроводов по патенту РФ №2264578 [1], содержащая защитный патрон, преобразователь электрического сопротивления промежутка трубопровод-патрон, аккумуляторную батарею со стабилизатором напряжения, датчик коррозии трубопровода, датчик напряженно-деформированного состояния трубопровода, датчик утечки транспортируемой среды, а также два преобразователя сопротивление-напряжение, два нормирующих усилителя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь напряжения, три диода, фотоэлектрический модуль, термоэлектрогенератор, радиомодем, микропроцессор и рабочую станцию центра мониторинга. Для электропитания блоков системы аккумуляторную батарею постоянно подзаряжают от устройства катодной защиты. Передачу информации в цифровой форме на рабочую станцию мониторинга осуществляют радиомодемом. Блок передачи цифровой информации по трубопроводу является резервным. Повышает точность и надежность диагностики состояния трубопровода. Однако, известная система предназначена для особых условий работы, а именно для контроля перехода трубопровода с устройством катодной защиты под авто- и железными дорогами, и потому обладает избыточностью функциональных блоков. Кроме того, данная система не может быть использована в условиях отсутствия централизованного электроснабжения, что особенно важно при использовании на протяженных участках трубопроводов.
Известно устройство сопряжения для станций катодной защиты (патент на полезную модель №82353 [2], представляющее собой системный модуль, содержащий вычислительное ядро системы, устройства для выполнения основных функций изделия и цифровой последовательный интерфейс, при этом системный модуль выполнен в виде центрального процессора со встроенным аналого-цифровым преобразователем, соединенным с нормирующим устройством, к входу которого подключены цепи аналоговых и дискретных сигналов от СКЗ, обеспечивающим гальваническую изоляцию входных дискретных сигналов, при этом к ЦП подключены цифро-аналоговый преобразователь и устройство коммутации, выходы которых соединены с управляющими входами СКЗ. Устройство производит преобразование аналоговых сигналов от СКЗ в цифровые, прием и обработку дискретных сигналов, а также реализацию обмена данными с внешними устройствами по цепям последовательного цифрового интерфейса. Конструкция известной системы также предусматривает наличие только постоянного централизованного электроснабжения.
По совокупности признаков устройство по полезной модели №82353 [2] принято в качестве наиболее близкого аналога.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание устройства обеспечивающего в условиях работы от автономного источника питания, дистанционный контроль параметров электрохимической защиты, путем измерения, накопления и передачи по каналам радиосвязи данных от датчиков контроля электрохимической защиты подземных сооружений.
Использование автономного источника обеспечивает возможность работы устройства на удаленных участках трубопровода в отсутствии централизованного электропитания. С целью обеспечения продолжительной работы устройства без замены батареи, в устройстве предусмотрены конструктивные решения, обеспечивающие энергосберегающий режим.
Технический результат достигается тем, что устройство контроля параметров ЭХЗ, представляющее собой системный модуль, содержащий устройства для выполнения основных функций изделия, который выполнен в виде центрального процессора (ЦП) со встроенным аналого-цифровым преобразователем (АЦП), к входу которого подключены цепи аналоговых и дискретных сигналов от датчиков контроля ЭХЗ, дополнительно содержит автономный источник питания, управляемый стабилизатор напряжения, таймер и модем связи, при этом все элементы устройства подключены к автономному источнику питания, а модем подключен к источнику питания через управляемый стабилизатор напряжения, управляющая цепь которого соединена с первым выходом центрального процессора, второй выход которого подключен к модему, а управляющий вход соединен с выходом таймера, обеспечивающего периодический запуск ЦП.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
На фиг.1 показана блок схема заявляемого устройства контроля параметров ЭХЗ.
На фиг.2 показан общий вид устройства контроля параметров ЭХЗ.
На фиг.3 показан вид устройства со снятой верхней крышкой
Устройство контроля параметров электрохимзащиты ЭХЗ (фиг.1) представляет собой встраиваемый в стойки контрольно-измерительных пунктов (КИП) системный модуль, выполненный в виде центрального процессора 1, содержащего встроенный аналого-цифровой преобразователь 2, управляемый стабилизатор 6 напряжения, модем 4 связи, таймер 7 реального времени, смонтированные на печатной плате и батарею автономного источника питания.
Общий вид устройства контроля параметров ЭХЗ приведен на фиг.2. Устройство выполнено в пластмассовом корпусе 8, на боковой стенке которого размещен гермоввод 12 (например, серии PG) для ввода внешних цепей внутрь корпуса устройства с целью защиты проводников от механического повреждения и защиты самой сборки от попадания пыли и влаги в месте ввода.
Все элементы смонтированы на печатной плате 9, на которой расположены клеммные соединители 10, при помощи которых осуществляется соединение с внешними датчиками и антенный разъем 11 для подключения внешней антенны.
Описание работы
В исходном состоянии все элементы устройства, кроме таймера 7 находятся в неактивном состоянии, в так называемом «спящем» режиме. Расход электроэнергии от источника 5 автономного питания минимальный. Таймер 7 по заданной программе, периодически формирует управляющий импульс, обеспечивающий «пробуждение» центрального процессора 1, который производит измерения сигналов с подключенных к АЦП 2 датчиков 3, проверяет их на допустимые значения, заносит полученные данные в память и вновь переходит в «спящий» режим. Если измеренные данные выходят за установленные границы, центральный процессор 1 формирует сигнал на управляемый стабилизатор 6, который подает питание на модем связи 4. После этого ЦП 1 выдает данные на модем 4 для передачи их по каналу связи. Получив подтверждение от приемной стороны о получении сообщения, центральный процессор 1 переходит в «спящий» режим. Подключение питания к модему 4 для передачи данных возможно и по программе, находящейся в ЦП 1 и управляющей режимом накопления и передачи данных.
Заявляемая полезная модель обеспечивает минимальный расход электроэнергии и продолжительную работу устройства без замены батареи, что в условиях отсутствия централизованного электроснабжения особенно важно на протяженных участках трубопроводов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №2264578. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПЕРЕХОДА ТРУБОПРОВОДА С УСТРОЙСТВОМ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПОД АВТО-. И ЖЕЛЕЗНЫМИ ДОРОГАМИ. Опубликовано: 20.11.2005
2. Патент на полезную модель №82353 Устройство сопряжения для станций катодной защиты. Опубликовано 20.04.2009 - наиболее близкий аналог.