(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211312979.7 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 苏茂源　张安安　李茜　杨威　 刘建生　杨超　马岩　周嘉婷　 党一中　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. G01N 17/00(2006.01) G01N 17/02(2006.01)H04W 4/30(2018.01) H04L 67/12(2022.01) H04L 12/40(2006.01) (54)发明名称 一种管道腐蚀速率自动测试装置 (57)摘要 本发明公开了一种管道腐蚀速率自动测试 装置， 包括： 电源模块、 金属试片探头、 标准信号 源、 测量模块、 信号处理模块、 定位模块和通信存 储模块； 金属试片探头包括： 探头本体、 腐蚀金属 试片和补偿金属试片； 其中， 腐蚀金属试片 的材 质与被测管道材质一致， 并靠近待测管道埋设在 土壤中； 补偿金属试片封装在探头本体内部； 测 量模块在标准信号源提供电流的情况下， 测量腐 蚀金属试片和补偿金属试片两端的电压； 信号处 理模块计算腐蚀金属试片在一定时间内的厚度 变化以及腐蚀速率； 定位模块对测试装置的安装 位置进行定位； 通信存储模块将各种数据信号传 输至云平台和/或移动终端。 本发明可实现对管 道腐蚀速率的在线监测和评估， 且提升了监测效 率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115541486 A 2022.12.30 CN 115541486 A 1.一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 包括： 电源模块、 金属试片探头、 标准 信号源、 测量模块、 信号处理模块、 定位模块和通信存储模块； 所述电源模块分别为所述标 准信号源、 所述测量模块、 所述信号处 理模块、 所述 通信存储模块和所述定位模块供电； 所述金属试片探头包括： 探头本体、 腐蚀金属试片和补偿金属试片； 其中， 所述腐蚀金 属试片的材质与被测管道材质一致， 并靠近待测管道埋设在土壤中； 所述补偿金属试片封 装在所述探 头本体内部； 所述标准信号源用于在所述信号处理模块的控制下提供恒定电流至所述腐蚀金属试 片和所述补偿金属试片； 所述测量模块用于在信号处理模块的控制下， 每间隔预设时间段测量所述腐蚀金属试 片和所述补偿金属试片两端的电压； 所述信号处理模块用于根据 所述测量模块测量的电压信号， 计算所述腐蚀金属试片在 一定时间内的厚度变化以及腐蚀速率； 所述定位模块用于对测试装置的安装位置进行定位； 所述通信存储模块用于将所述腐蚀金属试片的腐蚀速率和测试装置的位置信息传输 至云平台和/或移动终端。 2.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 还包括： 参比 电极； 所述测量模块用于测量所述腐蚀金属试片和所述参比电极两端的电压以及所述补偿 金属试片和所述 参比电极两端的电压 。 3.根据权利要求2所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述测量模块 包括两路测量单元， 每路测量单元分别包括电压衰减单元、 偏置单元和ADC变换单元； 所述 电压衰减单元用于将当前环境中存在的大电压通过分压的方式衰减成较小的电压； 所述偏 置单元用于将衰减后的电压转换成可输入 所述ADC变换单元的特定电压信号； 所述AD C变换 单元用于将特定电压信号 转换为对应的数字信号， 并输出至所述信号处 理模块。 4.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述信号处理 模块包括： 电阻计算单 元、 金属试片厚度计算单 元和腐蚀率计算单 元； 所述电阻计算单元用于根据 所述标准信号源输出的恒定电流、 所述腐蚀金属试片两端 的电压和所述补偿金属试片两端的电压， 计算所述腐蚀金属试片的电阻RC和所述补偿金属 试片的电阻RR； 所述金属试片厚度计算单元用于根据所述腐蚀金属试片和所述补偿金属试片在一定 时间内的阻值变化， 计算所述腐蚀金属试片的当前厚度； 所述腐蚀率计算单元用于根据 所述腐蚀金属试片在一定时间内的厚度变化， 计算腐蚀 速率。 5.根据权利要求4所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述信号处理 模块还包括： 电流密度计算单 元； 所述测量模块还 包括： 交直 流分离单 元； 所述交直流分离单元用于采用傅里叶变换将流经所述腐蚀金属试片的交直流电压进 行分离， 得到直 流分量和交流分量； 所述电流密度计算单元用于根据经傅里叶变换得到的直流分量和所述腐蚀金属试片 的面积， 计算所述腐蚀金属试片的直流电流密度， 根据经傅里叶变换得到的交流分量和所 述腐蚀金属试片的面积， 计算所述腐蚀金属试片的交流电流密度。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541486 A 26.根据权利要求5所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述信号处理 模块还包括： 扩散电阻计算单元； 所述扩散电阻计算单元用于计算所述腐蚀试片的扩散电 阻。 7.根据权利要求4所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述信号处理 模块还包括： 报警数据生成单 元； 所述报警数据生成单元用于将所述腐蚀金属试片的腐蚀速率和/或腐蚀厚度与预设阈 值进行比较， 当超出 预设阈值时， 生成警报数据。 8.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述通信存储 模块包括： 通信单 元和存储单元； 所述通信单元用于采用4G+MQTT+JSON的方式将所述信号处理单元生成的各种数据以 及测试装置的位置信息远程发送至云平台或移动终端； 所述存储单元用于在所述 通信单元发送数据失败时， 将本次待发送数据进行暂存。 9.根据权利要求8所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述通信单元 包括： RS485 接口、 GPRS接口、 NB ‑IOT接口和蓝牙接口。 10.根据权利要求1所述的一种管道腐蚀速率自动测试装置， 其特征在于， 所述电源模 块为可充电 电池、 市电供电模块或太阳能供电模块。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541486 A 3