|
在陰極保護系統中，智能測試樁是實現遠程把控陰極保護效果的關鍵設備，其背后涉及多種先進技術和高效的數據處理流程。
智能測試樁中運用了多種傳感器技術，以實現對各類關鍵參數的精準監測。電位傳感器基于電化學原理工作，通過測量金屬結構與參比電極間的電位差，來判斷陰極保護是否達標。例如，常用的銅 / 硫酸銅參比電極，為電位測量提供了穩定的基準電位。當金屬結構的電位處于 -0.85V 至 -1.20V（相對于銅 / 硫酸銅參比電極，CSE）這個范圍時，表明陰極保護效果良好。電流傳感器則利用霍爾效應或分流器原理，測量犧牲陽極輸出電流或外加電流系統的輸出電流，評估保護系統效率。比如霍爾效應傳感器，當有電流通過時，會產生與電流大小成正比的電壓信號，從而實現對電流的精確測量 。對于環境參數監測，像土壤濕度傳感器采用電容式原理，通過吸濕材料的電容變化來計算濕度值；pH 值傳感器則利用電極與土壤溶液之間的化學反應產生的電位差來測量 pH 值 。
數據采集與傳輸過程也至關重要。傳感器將采集到的模擬信號，如電位、電流、濕度等信號，傳輸至數據采集模塊。在這個模塊中，模擬信號通過模數轉換器（ADC）轉變為數字信號，以便后續處理。例如 TLC1549 這種具有串行接口的 8 位模數轉換器，能將模擬信號精確轉換為數字信號。轉換后的數字信號，會根據不同的通信方式進行傳輸。在城市管網等有網絡覆蓋的區域，常采用 4G/5G 通信技術，其速度快、覆蓋廣，能將數據實時傳輸至管道管理系統（如 GIS 平臺）或手機 APP，供工程師遠程查看。在偏遠地區，NB-IoT、LoRa 等低功耗、長距離通信技術發揮著重要作用。以 LoRa 為例，其傳輸距離可達 1 - 10km，能滿足野外環境下智能測試樁的數據傳輸需求 。
數據傳輸到管理平臺后，便進入數據分析與處理階段。通過建立腐蝕模型，結合電位、電流、環境參數等數據，可以計算管道的腐蝕速率，預測管道剩余壽命。例如采用支持向量回歸（SVR）算法構建腐蝕管道剩余壽命預測模型，通過對物理特性（如管壁厚度、材質屬性）、環境因素（溫度、濕度以及土壤 pH 值）、運行狀況（流體壓力、流速及其波動情況）等多源異構信息進行分析，擬合歷史數據并預測未來趨勢。當分析結果顯示某些參數異常時，系統會及時發出預警，如電位突然低于保護下限、交流干擾超標等情況，通過短信、APP 推送等方式通知運維人員，以便及時采取措施，保障陰極保護系統的正常運行，確保金屬設施得到有效保護。
|
