区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统，所述方法包括以下步骤：S1、电位参考模块和泄漏检测模块埋设在轨道交通埋地管线土壤中，所述电位参考模块采集土壤电位的数据，所述泄漏检测模块采集介质泄漏浓度的数据，并且发送至数据处理模块；S2、所述数据处理模块对所述土壤电位的数据进行处理，获取土壤电位梯度；本发明专利技术通过监测土壤中的电位变化和管道泄漏情况，实现对区域杂散电流的精确监测和分析，达到检测轨道交通附近土壤电位及管道附近传输介质泄漏浓度的作用，并且能够实时判断杂散电流干扰程度、传输介质泄漏情况以及实现快速定位到泄漏点。以及实现快速定位到泄漏点。以及实现快速定位到泄漏点。

【技术实现步骤摘要】
区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统


[0001]本专利技术涉及土壤电位梯度的监测
，具体涉及为区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统。

技术介绍

[0002]由于轨道交通钢轨对地电阻存在薄弱点，泄漏到土壤中的杂散电流会在附近的埋地管线上流入、流出，造成管地电位的变化，形成地铁直流杂散电流。杂散电流造成附近埋地管道腐蚀严重时造成管道泄漏，当处于直流电气化铁路、阴极保护系统及其他直流干扰源附近的管道，其附近的土壤电位梯度超过一定的范围时，管道应及时采取他防护措施。
[0003]当前土壤电位梯度的测量工作劳动强度较大，需多人配合多台测试仪使用，且由于电极与地面直接接触，每次测试需要寻找符合测试条件的场地并进行参比电极的埋设，往往测量结果会造成不稳定，同时后期需要人工操作进行大量的数据分析，为此，需要区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统，旨在至少解决
技术介绍
中提出的问题中存在的技术问题之一。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法，方法包括以下步骤：
[0006]S1、电位参考模块和泄漏检测模块埋设在轨道交通埋地管线土壤中，电位参考模块采集土壤电位的数据，泄漏检测模块采集介质泄漏浓度的数据，并且发送至数据处理模块；
[0007]S2、数据处理模块对土壤电位的数据进行处理，获取土壤电位梯度，并将土壤电位、介质泄漏浓度数据与土壤电位梯度发送至网络通信模块；
[0008]S3、网络通信模块接收土壤电位和介质泄漏浓度的数据，以及土壤电位梯度后进行光电转换，并且将转换后的土壤电位和介质泄漏浓度的数据以及土壤电位梯度发送至数据管理模块；
[0009]S4、数据管理模块基于土壤电位、介质泄漏浓度和土壤电位梯度，通过预设的设定值对轨道交通埋地管线土壤中杂散电流干扰程度进行评估，并且判断管道是否泄漏，如存在泄漏，则报警，同时将杂散电流干扰评估数据和管道是否泄漏的信息发送至上位机；
[0010]S5、上位机用于显示、统计以及存储土壤电位、介质泄漏浓度、土壤电位梯度、杂散电流干扰评估数据和管道是否泄漏的信息。
[0011]优选的，其中，土壤电位梯度的获取方法具体如下：
[0012]步骤A1、电位参考模块包括多组参比电极，每组参比电极的数量为两个；
[0013]步骤A2、两组参比电极分别分布在平行和垂直于钢轨的土壤中，其中一组参比电极与钢轨管道平行，另一组参比电极与上一组参比电极方向垂直，获取平行和垂直方向的
电位差；
[0014]步骤A3、数据处理模块基于沿钢轨方向附近土壤电位变化和垂直钢轨方向附近土壤电位变化的两组参比电极的电位差，获取到检测点的土壤电位梯度，并且发送至网络通信模块。
[0015]优选的，其中，杂散电流干扰的评估方法，具体如下：
[0016]步骤B1、数据管理模块对土壤电位梯度的设定值分为U1、U2和U3
[0017]步骤B2、当土壤电位梯度小于等于U1时，判断为杂散电流干扰程度弱；
[0018]步骤B3、当土壤电位梯度大于U1但小于等于U2时，判断为杂散电流干扰程度中等；
[0019]步骤B4、当土壤电位梯度大于U2但小于等于U3时，判断为杂散电流干扰程度强。
[0020]优选的，其中，管道泄漏认定方法具体如下：
[0021]步骤D1、数据管理模块将当前获取检测轨道交通埋地管线土壤中周围的介质泄漏浓度数据与上一次检测的介质泄漏浓度数据比较得到差值；
[0022]步骤D2、当两次检测轨道交通埋地管线土壤中周围的介质泄漏浓度数据的数据差值大于设定值，则判定轨道交通埋地管线土壤中的管道发生泄漏，发出报警信息并且发送至上位机。
[0023]优选的，数据管理模块通过以太网将土壤电位的数据、介质泄漏浓度的数据、土壤电位梯度、杂散电流干扰评估数据以及管道是否泄漏的信息发送至上位机。
[0024]优选的，数据处理模块中包括多个检测传感器，多个检测传感器检测到轨道交通埋地管线土壤中的管道泄漏时，至少一个检测到介质泄漏浓度数据的检测传感器用于确定轨道交通埋地管线土壤中的管道泄漏点。
[0025]区域杂散电流土壤电位梯度智能监测系统，系统包括：电位参考模块、泄漏检测模块、网络通信模块、数据处理模块、数据管理模块和上位机；
[0026]电位参考模块，用于采集轨道交通埋地管线土壤中土壤电位，获取土壤电位的数据并且发送至数据处理模块；
[0027]泄漏检测模块，用于采集、检测轨道交通埋地管线土壤中周围的介质泄漏浓度的数据，获取介质泄漏浓度的数据，并且发送至数据处理模块；
[0028]数据处理模块，用于处理土壤电位和介质泄漏浓度的数据，基于土壤电位的数据，获取土壤电位梯度，并且将土壤电位、介质泄漏浓度数据与土壤电位梯度发送至网络通信模块；
[0029]网络通信模块，用于光电转换接收土壤电位和介质泄漏浓度的数据以及土壤电位梯度，并且将转换后的土壤电位和介质泄漏浓度的数据以及土壤电位梯度发送至数据管理模块；
[0030]数据管理模块，基于土壤电位的数据、介质泄漏浓度的数据和土壤电位梯度，通过预设的设定值对轨道交通埋地管线土壤中的杂散电流干扰程度进行评估，并判断管道是否泄漏，如存在泄漏，则报警，同时将杂散电流干扰评估数据和管道是否泄漏的信息发送至上位机；
[0031]上位机：用于对土壤电位的数据、介质泄漏浓度的数据、土壤电位梯度、杂散电流干扰评估数据以及管道是否泄漏的信息进行显示和统计以及存储。
[0032]优选的，数据处理模块为检测传感器，网络通信模块为光电交换机，数据管理模块
为杂散电流监测仪。
[0033]优选的，多个网络通信模块通过光纤电缆组成光纤环网。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0035]本专利技术通过监测土壤中的电位变化和管道泄漏情况，实现对区域杂散电流的精确监测和分析，达到检测轨道交通附近土壤电位及管道附近传输介质泄漏浓度的作用，并且能够实时判断杂散电流干扰程度、传输介质泄漏情况以及快速定位到泄漏点。
附图说明
[0036]图1为根据本专利技术的实施例的区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统的流程图；
[0037]图2为根据本专利技术的实施例的区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法和系统的结构框图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]请参阅图1
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图2所示，本专利技术提供区域杂散电流土壤电位梯度智能监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、电位参考模块和泄漏检测模块埋设在轨道交通埋地管线土壤中，所述电位参考模块采集土壤电位的数据，所述泄漏检测模块采集介质泄漏浓度的数据，并且发送至数据处理模块；S2、所述数据处理模块对所述土壤电位的数据进行处理，获取土壤电位梯度，并将所述土壤电位、所述介质泄漏浓度数据与所述土壤电位梯度发送至网络通信模块；S3、所述网络通信模块接收所述土壤电位和所述介质泄漏浓度的数据，以及土壤电位梯度进行光电转换，并且将转换后的所述土壤电位和所述介质泄漏浓度的数据以及土壤电位梯度发送至数据管理模块；S4、所述数据管理模块基于所述土壤电位、所述介质泄漏浓度和所述土壤电位梯度，通过预设的设定值对轨道交通埋地管线土壤中杂散电流干扰程度进行评估，并且判断管道是否泄漏，如存在泄漏，则报警，同时将杂散电流干扰评估数据和管道是否泄漏的信息发送至上位机；S5、上位机用于显示、统计以及存储所述土壤电位、所述介质泄漏浓度、所述土壤电位梯度、所述杂散电流干扰评估数据以及管道是否泄漏的信息。2.根据权利要求1所述的区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法，其特征在于：其中，所述土壤电位梯度的获取方法具体如下：步骤A1、所述电位参考模块包括多组参比电极，每组所述参比电极的数量为两个；步骤A2、两组所述参比电极分别分布在平行和垂直于钢轨的土壤中，其中一组所述参比电极与钢轨管道平行，另一组所述参比电极与上一组所述参比电极方向垂直，获取平行和垂直方向的电位差；步骤A3、数据处理模块基于沿钢轨方向附近土壤电位变化和垂直钢轨方向附近土壤电位变化的两组所述参比电极的电位差，获取到检测点的所述土壤电位梯度，并且发送至网络通信模块。3.根据权利要求2所述的区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法，其特征在于：其中，所述杂散电流干扰的评估方法，具体如下：步骤B1、所述数据管理模块对所述土壤电位梯度的设定值分为U1、U2和U3；步骤B2、当土壤电位梯度小于等于U1时，判断为杂散电流干扰程度弱；步骤B3、当土壤电位梯度大于U1但小于等于U2时，判断为杂散电流干扰程度中等；步骤B4、当土壤电位梯度大于U2但小于等于U3时，判断为杂散电流干扰程度强。4.根据权利要求1所述的区域杂散电流土壤电位梯度智能监测方法，其特征在于：其中，管道泄漏认定方法具体如下：步骤D1、数据管理模块将当前获取检测轨道交通埋地管线土壤中周围的所述介质泄漏浓度数据与上一次检测的所述介质泄漏浓度数...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵莎，李宁，王婷，林欢，张欢，黄金，苗金元，王亚桥，孟献仪，姚红岩，刘聪，
申请(专利权)人：江苏广识电气有限公司，
类型：发明
国别省市：