用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置的制作方法

1.本发明是有关于一种万用表辅助测量装置，尤其是涉及一种用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置。


背景技术：

2.目前，对于有阴极保护的管道的腐蚀情况的检测通常是通过对布设于管道周边的参比电极与管道进行通断电电位的测量而获知的，而由于管道具有较长的长度，测量其与参比电极的通断电电位较为不易，因此需借助埋设于临近管道的测试桩极化试片以进行通断电电位的测量，即将测试桩极化试片与管道连接，之后对参比电极与测试桩极化试片进行通断电电位的测量。根据《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》gb/t21246的要求，对于测试桩极化试片的通断周期应符合4/1s和12/3s两种，即测量通电电位时间为4秒、测量断电电位时间为1秒的周期性测量，或是测量通电电位时间为12秒、测量断电电位时间为3秒的周期性测量，上述两种通断周期可自由选择。而目前，对于测试桩极化试片的通断电电位测量还主要依靠人工方式进行操作，对于测量时通断周期的控制是依靠手动方式控制万用表的负电端表笔与测试桩极化试片的接触时间而实现的，在实际施工操作时，此种人工操作方式很难使对测试桩极化试片的通断周期控制达到《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》gb/t21246的要求。
3.因此，如何设计一种能够实现对有阴极保护的管道的测试桩极化试片的电位测量回路进行准确的通断电周期性控制的便携式辅助测量装置，已成为本领域亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

4.本技术方案要解决的技术问题是如何提供一种能够对有阴极保护的管道的测试桩极化试片的电位测量回路进行准确的通断电周期性控制的便携式辅助测量装置。
5.为解决上述技术问题，本技术方案提供了一种用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置，其包括：壳体、表笔接入端、两个外接测试端、通断开关单元、通断周期选择单元及通断控制单元；其中该表笔接入端设置于壳体上，且表笔接入端用于连接万用表的负电端表笔，万用表的正电端表笔与位于土壤中且临近于管道的参比电极连接；该两个外接测试端也设置于壳体上，且其中一个外接测试端用于连接测试桩极化试片，另一个外接测试端用于连接管道，并且该两个外接测试端之间电性连接且于连接线路上设置通断开关单元；该表笔接入端与用于连接测试桩极化试片的外接测试端电性连接；该通断周期选择单元电性连接该通断控制单元的信号控制端；该通断控制单元的信号输出端通过第一开关器件与通断控制单元的复位信号输入端电路电性连接，并且通断控制单元的信号输出端还通过第二开关器件与通断开关单元电性连接；该通断周期选择单元通过对信号控制端选择不同的控制信号，以控制通断控制单元的信号输出端的信号输出，进而控制通断控制单元的复位周期和通断开关单元的闭合周期。以此，本技术方案的便携式辅助测量装
置以通断控制单元对于信号输出的周期性控制取代了人工手动操作的通断电周期性控制，实现了对有阴极保护的管道的测试桩极化试片的电位测量回路的精准的周期性通断，从而极大地提高了对于测试桩极化试片通断电电位测量数据的准确性，为准确了解有阴极保护的管道的腐蚀情况提供了数据保障。
6.作为本技术方案的另一种实施，该通断控制单元是型号为cd4060的14级分频器件；该通断控制单元的信号控制端包括：信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端；该通断控制单元的信号输出端包括：第一输出端及第二输出端；该通断周期选择单元电性连接通断控制单元的信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端；该通断控制单元的第一输出端及第二输出端分别通过第一开关器件与通断控制单元的复位信号输入端电路电性连接，并且第一输出端还通过第二开关器件与通断开关单元电性连接；该通断周期选择单元通过选择不同的输入信号、正向输出信号及反向输出信号，以控制通断控制单元的第一输出端及第二输出端的信号输出。
7.作为本技术方案的另一种实施，该便携式辅助测量装置还包括：发光提示单元；该发光提示单元包括：彼此电性连接的发光部和比较器；该发光部设置于壳体上，该比较器电性连接第一输出端；当比较器判断第一输出端的信号输出为低电平时，使发光部点亮。以此，可以通过发光部的点亮或关闭以提示操作人员通断电电位测量的状态，如发光部点亮时，是进行断电电位测量，而发光部关闭时，是进行通电电位测量。
8.作为本技术方案的另一种实施，该便携式辅助测量装置还包括：蜂鸣器；该蜂鸣器与比较器电性连接；当比较器判断第一输出端的信号输出为低电平时，使蜂鸣器发出声响。以此，可额外增加一种提示手段以提示操作人员通断电电位测量的状态。
9.作为本技术方案的另一种实施，该便携式辅助测量装置还包括：电池；该电池装设于壳体内并与通断开关单元、通断周期选择单元、通断控制单元、发光提示单元及蜂鸣器电性连接以提供电源。以此，可提升便携式辅助测量装置使用的便捷性。
10.作为本技术方案的另一种实施，该通断周期选择单元为选择开关电路，并具有第一阻容元件、第二阻容元件以及设置于壳体上的选择开关；通过触动选择开关，以使选择开关电路选择第一阻容元件或第二阻容元件与通断控制单元的信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端电性连接，从而控制通断控制单元的第一输出端及第二输出端的信号输出。
11.作为本技术方案的另一种实施，该第一阻容元件是由第一信号输入端电阻、第一信号正向输出端电容及第一信号反向输出端电阻构成，且第一信号输入端电阻、第一信号正向输出端电容及第一信号反向输出端电阻的一端彼此电性连接，另一端通过选择开关电路所控制的开关而与信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端电性连接；该第二阻容元件是由第二信号输入端电阻、第二信号正向输出端电容及第二信号反向输出端电阻构成，且第二信号输入端电阻、第二信号正向输出端电容及第二信号反向输出端电阻的一端彼此电性连接，另一端通过选择开关电路所控制的开关而与信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端电性连接；并且该第一信号输入端电阻与第二信号输入端电阻的阻值不同，该第一信号正向输出端电容与第二信号正向输出端电容的电容量不同，该第一信号反向输出端电阻与第二信号反向输出端电阻的阻值不同。
12.作为本技术方案的另一种实施，该选择开关电路还包括设置于壳体上的两个选择
指示灯；当选择开关电路选择第一阻容元件与通断控制单元的信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端电性连接时，对应的一个选择指示灯点亮；当选择开关电路选择第二阻容元件与通断控制单元的信号输入端、信号正向输出端及信号反向输出端电性连接时，对应的另一个选择指示灯点亮。以此，可以方便的提示操作人员目前所使用的通断电电位测量的周期是多少。
13.作为本技术方案的另一种实施，该第一开关器件为二极管，该第二开关器件为三极管；该复位信号输入端电路为由供电电源正电端通过一个二极管而连接至通断控制单元的复位信号输入端所形成的电路；该第一输出端及第二输出端分别通过线路与两个二极管的负极电性连接，该两个二极管的正极通过线路而与复位信号输入端电路上的二极管的正极电性连接，该复位信号输入端电路上的二极管的负极再通过线路与复位信号输入端电性连接；该第一输出端还通过线路与三极管的基极电性连接，该三极管的集电极与通断开关单元电性连接，该三极管的发射极接地。
14.作为本技术方案的另一种实施，该通断开关单元为继电器。
附图说明
15.图1为本发明用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置的外观示意图；图2为本发明用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置的电路结构示意图。
16.附图中的符号说明：10 壳体；11 表笔接入端；12 外接测试端；13 选择开关；14 选择指示灯；15 发光部；16蜂鸣器；2 通断开关单元；3 通断控制单元；cin 信号输入端；cout1 信号正向输出端；cout2 信号反向输出端；rst 复位信号输入端；q14 第一输出端；q10 第二输出端；4 第一开关器件；5 第二开关器件；6 选择开关电路；7 万用表；71 参比电极；8 管道；81 测试桩极化试片；r1 第一信号输入端电阻；c1 第一信号正向输出端电容；r11 第一信号反向输出端电阻；r2 第二信号输入端电阻；c2 第二信号正向输出端电容；r22 第二信号反向输出端电阻。
具体实施方式
17.有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
18.如图1及2所示，分别为本发明用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置的外观示意图及其电路结构示意图。该用于管道阴极保护通断电电位测量的便携式辅助测量装置，以下简称便携式辅助测量装置，其包括：壳体10、表笔接入端11、两个外接测试端12、通断开关单元2、通断周期选择单元及通断控制单元3；其中该表笔接入端11设置于壳体10上，且表笔接入端11用于连接万用表7的负电端表笔，万用表7的正电端表笔与位于土壤中且临近于管道8的参比电极71连接；该两个外接测试端12也设置于壳体10上，且其中一个外接测试端12用于连接测试桩极化试片81，另一个外接测试端12用于连接管道8，并且该两个外接测试端12之间于壳体10内部电性连接且于连接线路上设置通断开关单元2。该
表笔接入端11与用于连接测试桩极化试片81的外接测试端12于壳体10内电性连接；该通断周期选择单元电性连接该通断控制单元3的信号控制端；该通断控制单元3的信号输出端通过第一开关器件4与通断控制单元3的复位信号输入端电路电性连接，并且通断控制单元3的信号输出端还通过第二开关器件5与通断开关单元2电性连接；该通断周期选择单元通过对信号控制端选择不同的控制信号，以控制通断控制单元3的信号输出端的信号输出，进而控制通断控制单元3的复位周期和通断开关单元2的闭合周期。
19.更详细而言，该通断控制单元3是型号为cd4060的14级分频器件，该14级分频器件为一种内部设置有周期震荡元件的器件，由于其是一种现有元器件，因此本发明不对其进行赘述。该通断控制单元3的信号控制端包括：信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2；该通断控制单元3的信号输出端包括：第一输出端q14及第二输出端q10。如图2所示，该第一输出端q14及第二输出端q10可为14级分频器件的14分频输出端和10分频输出端，然而本技术方案也可使用14级分频器件的其它分频输出端作为信号输出端，本发明对此不进行限定。该通断周期选择单元电性连接通断控制单元3的信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2；该通断控制单元3的第一输出端q14及第二输出端q10分别通过第一开关器件4与通断控制单元3的复位信号输入端电路电性连接，并且第一输出端q14还通过第二开关器件5与通断开关单元2电性连接；该通断周期选择单元通过选择不同的输入信号、正向输出信号及反向输出信号，以控制通断控制单元3的第一输出端q14及第二输出端q10的信号输出。
20.本发明中，该通断周期选择单元可为一种选择开关电路6，并且其具有第一阻容元件、第二阻容元件以及设置于壳体上的选择开关13；操作人员通过触动选择开关13，可使选择开关电路6选择第一阻容元件或第二阻容元件与通断控制单元3的信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2电性连接，从而控制通断控制单元3的第一输出端q14及第二输出端q10的信号输出。而该第一阻容元件可由第一信号输入端电阻r1、第一信号正向输出端电容c1及第一信号反向输出端电阻r11构成，且第一信号输入端电阻r1、第一信号正向输出端电容c1及第一信号反向输出端电阻r11的一端彼此电性连接，另一端通过选择开关电路6所控制的开关而与信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2电性连接；该第二阻容元件是由第二信号输入端电阻r2、第二信号正向输出端电容c2及第二信号反向输出端电阻r22构成，且第二信号输入端电阻r2、第二信号正向输出端电容c2及第二信号反向输出端电阻r22的一端彼此电性连接，另一端通过选择开关电路6所控制的开关而与信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2电性连接；并且该第一信号输入端电阻r1与第二信号输入端电阻r2的阻值不同，该第一信号正向输出端电容c1与第二信号正向输出端电容c2的电容量不同，该第一信号反向输出端电阻r11与第二信号反向输出端电阻r22的阻值不同。通过选择开关电路6以选择不同的阻容元件（第一阻容元件或第二阻容元件），可在不改变14级分频器件的分频输出端的情况下，使通断周期成倍的增加或减小，以此，使本发明的技术方案可以符合《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》gb/t21246关于测试桩极化试片的通断周期应符合4/1s和12/3s两种标准的要求。另外，该选择开关电路6还包括设置于壳体10上的两个不同颜色的选择指示灯14，该选择指示灯14可以为发光二极管。当选择开关电路6选择第一阻容元件与通断控制单元的信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2电性连接时，对应的一个选择指示
灯14点亮；当选择开关电路6选择第二阻容元件与通断控制单元的信号输入端cin、信号正向输出端cout1及信号反向输出端cout2电性连接时，对应的另一个选择指示灯14点亮，以此，可以方便的提示操作人员目前所使用的通断电电位测量的周期是多少。
21.本发明中，该第一开关器件4可为二极管，该第二开关器件5可为三极管。该复位信号输入端电路为由供电电源的正电端通过一个二极管而连接至通断控制单元3的复位信号输入端rst所形成的电路。该第一输出端q14及第二输出端q10分别通过线路与两个二极管的负极电性连接，该两个二极管的正极通过线路而与复位信号输入端电路上的二极管的正极电性连接，该复位信号输入端电路上的二极管的负极再通过线路与复位信号输入端rst电性连接。该第一输出端q14是通过线路与三极管的基极电性连接，该三极管的集电极与通断开关单元2电性连接，该三极管的发射极接地。而该通断开关单元2可以为继电器。
22.本发明中，该便携式辅助测量装置还可包括：发光提示单元；如图1所示，该发光提示单元包括：彼此电性连接的发光部15和比较器（图未标示）；该发光部15设置于壳体10上，该比较器电性连接第一输出端；当比较器判断第一输出端的信号输出为低电平时，使发光部15点亮，以此，可以通过发光部的点亮或关闭以提示操作人员通断电电位测量的状态，如发光部点亮时，是进行断电电位测量，而发光部关闭时，是进行通电电位测量。此外，该便携式辅助测量装置还可包括：蜂鸣器16；该蜂鸣器16与比较器电性连接；当比较器判断第一输出端的信号输出为低电平时，使蜂鸣器发出声响，以此，可额外增加一种提示手段以提示操作人员通断电电位测量的状态。另外，该便携式辅助测量装置还可包括：电池（图未标示）；该电池装设于壳体内并与通断开关单元、通断周期选择单元、通断控制单元、发光提示单元及蜂鸣器电性连接，以为上述元器件或电路提供12v的直流电压源，电池的配设可提升便携式辅助测量装置使用的便捷性。
23.综上所述，本技术方案的便携式辅助测量装置以通断控制单元对于信号输出的周期性控制取代了人工手动操作的通断电周期性控制，实现了对有阴极保护的管道的测试桩极化试片的电位测量回路的精准的周期性通断，从而极大地提高了对于测试桩极化试片通断电电位测量数据的准确性，为准确了解有阴极保护的管道的腐蚀情况提供了数据保障。
24.以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。