CIPS密间隔管地电位检测仪

仪器背景：  联系人： 刘玉鑫 13426250456

传统的阴极保护效果测量方法是对埋地管道进行管-地电位测量，通过管-地电位值来判断管道是否达到-0.85V的保护电位。它使用一个灵敏的毫伏表和硫酸铜参比电极，通常只能在管线上测试桩处进行电位的接触式测量。该方法的最大问题在于检测工作只能在测试桩附近的 1-2 米距离内有效，测试桩间绝大部分的管-地电压无法测量出来。因此，管道沿线的某些局部影响因素，如距离测试桩很近的较大防腐层缺陷可以对测试桩的检测读数产生较大的影响。由测试桩上得到的管道防护效果方面的信息十分有限。

阴极保护电流评估系统的重要性
　　埋地管道的防腐层在生产、运输、安装、地应力、环境等影响下，难免有破损情况发生；一旦发生局部破损或剥离，就必须保证阴极保护（CP）电流的畅通来达到防护效果；随着防腐层性能的降低，阴极保护的作用会逐渐增加，否则管道本体将迅速腐蚀破坏。所以，拥有一款性能优秀的阴极保护电流评估系统是管网运行单位和检测单位必备工具。CIPS系统就是用于测定阴极保护的效果，间接反映防腐层状况的评估系统。
　　CIPS技术的检测原理
　　在CIPS中，使用一根长导线连接到测试柱上，然后沿着管线方向以非常小的间隔（1.0〜1.5m）使用专用的数据记录仪Quantum采集并记录数据，绘制连续的开/关管地电位曲线图，这样就可以提供出整个管道阴极保护防护情况。在CIPS的使用过程中可以确定可识别直流源的开管地电位（ON potential）和断流器的关管地电位（OFF potential）。OFF potential是非常精确的电位，因为在很大程度上消除IR读数过程中出现的电压降低的错误信息，这是由于电流在土壤和管道表面的沉积物中传播的造成的。

CIPS密间隔管地电位检测仪基本功能
　　1、可以测量管线任意一点真实保护电位(消除IR降后的保护电位)，cips-logger静态数据记录仪可以完成管道电位的静态测量，长时间记录电位波动情况；
　　2、采用卫星同步断流装置，测试管线各点的通电电位和断电电位；
　　3、生成管道距离—电位缺陷，分析管道阴极保护薄弱区域，为管道阴极保护系统的处理方案提供数据支持；
　　4、矫正时间次序和消除时间的漂移，可以精确记录下时间和GPS坐标；
　　5、卫星同步断流装置具有不同的时间通断顺序，既可以满足密间隔管地电位检测仪的检查，也可以满足直流电压梯度检测系统的检测；
　　6、密间隔管地电位检测仪测量主机屏幕上可以显示监测到脉冲的形状，可以看到阴极和阳极的波峰、AC干扰、以及断流器的开/关引起的小脉冲；
　　7、密间隔管地电位检测仪测量主机具有直流电压梯度检测系统电子测量功能，可以测量直流电压梯度检测系统的通电电位和断电电位；

CIPS 技术简介

 

 为打破常规方法的局限，大约在 50 年前发明了 CIPS 检测方法。检测过程中，用一根长导线把某个测试桩上的管道连线连接上，沿着管线路由以小间隔测量管地电压，这样可测出管道上任意点的防护电位。用一个记录式的毫伏计替换了常规的毫伏表，可以大量记录检测到的电位数据，进而得到整个管线上的保护电位分布图。此外，在 CIPS检测中通过测量保护电流的 ON电位和 OFF 电位，可以消除管道周围土壤对检测结果的影响。OFF 电位作为非常有用的参数，在很大程度上消除 IR 读数过程中出现的错误信息。ON/OFF 电位的概念

基础是在阴保电流处于关闭的状态下，电压测量中的 IR 成分几乎同时的衰减，而管体和所接触的土壤之间电压衰减则很小（甚至数小时/数天都不会变化）。这样测得的保护电位（OFF 电位）是非常准确的，可以在没有 IR 降的影响的基础上对管道的保护情况进行更好的评估。

CIPS 的Quantum 数据记录仪的特点

专用的数据记录仪，重量仅为 1.25公斤

坚固耐用，适合现场使用。只需把电极连接好，打开 CIPS 沿着管线行走即可

操作简单，带有字母的全数字键盘

屏幕实时显示 ON/OFF电位 GPS 状态等有用信息

四个通道可以同时记录不同的电位信息

数据存储器达 32MB，为其它设备内存的 16倍

以 1.2m/秒的速度进行检测，连续工作 21小时

可与 DCVG 联合使用，检测到的防腐层数据同时记录下来

可配合中断器以不同的 ON/OFF 时间顺序进行检测

屏幕可以显示监测到的脉冲的波形。屏幕上可以看到阴极和阳极的波峰、AC干扰，以及阴保电流通/断引起的小波峰。

CIPS密间隔管地电位法检测埋地管道防腐层

　　应用最广泛的埋地管道对地电位测量，是使用一个灵敏的毫伏表和一个Cu/CuSO4硫酸盐电极，通常在管线上相距大约1到2km的两根测试柱进行电位接触。上述检测出现的最大问题在于这种检测可能只对于测试柱两端附近1到2米的距离有效，两个测试柱之间绝大部分的管对地电压反应不出来。此外，局部的影响因素例如距离检测柱很近的一个明显的防腐层缺陷可以对测试柱的检测读数其主要作用，这样以来得到的关于管道真实的防护效果方面的信息十分有限。

　　为消除测试柱读数上的限制，大约在45年前，发明了CIPS这种方法。在CIPS中，用一根长导线把两个测试柱连接上，沿着管线方向以非常小的间隔管地电压，这样就可以提供整个管道的防护情况。用一个记录式的伏特计替换了常规的伏特计，可以大量记录检测到的数据。这种技术可以提供一个详细的电压情况，检测到的数据广泛的用来评估管道阴极保护的情况，在CIPS的使用过程中通过识别全部的直流电压（ON POTENTIAL），然后通过所有的断流器(OFF POTENTIAL)确定管地电压。在后面的检测中，OFF potential作为非常准确的电压，可以在很大程度上消除IR读数过程中出现的电压降低的错误信息，这是由于电流在土壤和管道表面的沉积物中传播的造成的。ON/OFF电压的概念基础是在阴极保护处于关闭的情况下，电压测量中的IR成分几乎同时的衰减，但是管道和所接触的土壤之间的电压衰减的很小（甚至几个小时/几天都不会变化），还与土壤的构成有关。这样得到的管地电压是比较准确的（OFF Potential），可以对管道的防护情况进行更好的评估（没有IR的影响）。
　　没有相应的工业标准规定整流电的频率以及时间等参数对ON 和OFF电压进行测量，设备的买主通常选择他们自己的时间序列，这依据同步法则(同步法飘移)、使用的断流器的精确性以及和断流器配套使用的数据记录仪的同步性决定的。
　　DCVG公司在进行了十分彻底的试验、卫星控制、掌握了可变ON/OFF次序的操作尤其是0.45 ON/0.8 OFF DCVG的脉冲频率，设计开发了自己CIPS设备。两种不同类型的监测：DCVG和CIPS可以独立的运行，但通过ECDA概念的引入可以在一次检测中完成这两项操作。

DCVG和CIPS断流器

以下是四种不同型号的阴极保护电流断流器 ：

型号 1
　　无与伦比的同步断流器进行简单的DCVG检测，按照DCVG脉冲频率。不能和CIPS配套使用。

型号 2
　　卫星同步断流器：使用Quantum设备在一次检测中完成DCVG/CIPS 两种检测。只能按照DCVG的脉冲频率操作：(0.45秒ON, 0.8秒OFF)。

型号 3
　　应用于DCVG/CIPS检测的卫星同步断流器，有5种不同的ON/OFF转换次序：
　　　　A) 直接的DCVG或组合的DCVG/CIPS 0.45秒 ON, 0.8 秒 OFF (1.25 秒)
　　　　B) DCVG (反向) 0.8 秒 ON, 0.45 秒 OFF (1.25 秒)
　　　　C) DCVG (反向) 1.6 秒 ON, 0.9 秒 OFF (2.5 秒)
　　　　D) 常规的CIPS 3 秒 ON, 2 秒 OFF (5 秒)
　　　　E) 常规的CIPS 4 秒 ON, 1 秒 OFF (5 秒)

型号 4
　　用于DCVG/CIPS检测的卫星同步断流器，按照型号3的ON/OFF转化次序进行操作，但是数据记录仪中有三个通道能够记录所有的卫星信息、时间、位置和电流(T/R输出)，局部管地电压的转化次序等。这种类型的断流器可以用来提供详细的数据，用于研究干扰，解决所有的时间上的争论，这些争论是当前的CIPS设备所忽视的也是当前所有的操作技术人员所不能解决的问题。

　　注意：所有的断流器应用180 Amp,200V DC的适配器。180Aap包含断流器打开/关闭时的峰值电压。所有的断流器除型号1以外都含有单独的卫星接收电线，每5秒钟检查一次同步性。

同步卫星的概念

　　为了扩大DCVG的日常检测范围及进行CIPS（或在一次检测中综合使用两种技术），要求多功能断流器打开或关闭阴极保护是同步的。同样要求CIPS数据记录仪与断流器二者也是同步的。
　　DCVG公司开发了这样一种技术：断流器和CIPS数据记录仪具有单独的卫星天线，通过NAVSTAR卫星系统发出的脉冲代码实现同步。断流器或数据记录仪内部的电脑对特定的GPS时间信号进行识别，安装到整流器中之后，在一天中的不同时刻、距离几千米的不同位置，都能够识别同一个时间从而确定on/off的次序。每5秒钟进行一次重新同步的操作，不断地矫正时间次序和消除时间的漂移，更重要的是能够记录下时间和GPS坐标，以便于以后的分析（以前的晶体控制断流器最常见的问题就是在一天中会发生明显的时间飘逸）。
　　当按照DCVG的频率（0.45 ON, 0.8 OFF）进行CIPS检测时，精确的同步性对于所有的CIPS设备是非常重要的。
　　同步性并不是DCVG检测的基本的要求。但是，在多重变压整流器管道上进行实际的检测时，同时打开两个以上的整流器要比一次打开一个整流器的效果好的多。

       

Quantum的CIPS数据记录仪的特征

　　1、Quantum是专用的数据记录仪，并不是专门定制的电脑，只不过是进行了一些改进充当CIPS的记 录仪。Quantum数据记录仪重大约2.8磅（1.25公斤)。
　　2、电脑坚固耐用，操作简单适合现场人员的使用。进行检测时，只需要把电极和导线设置好，打开CIPS，然后沿着管线行走即可，数据会自动记录下来，每1.25秒钟打开关闭各一次（距离约为1米）。Quantum的设置程序很简单。
　　3、Quantum 有一个带有字母的键盘。
　　4、屏幕可以显示数据记录仪监测到的脉冲的形状，从而可以进行检测。你可以看到阴极和阳极的波峰，AC干扰，以及断流器的开/关引起的小脉冲。
　　5、屏幕上还可以显示ON/OFF电压，GPS的状态，已经使用的内存，仪器的操作状态和卫 星的状态。