电阻探针实时腐蚀监测软件系统设计开发

摘要

统计资料表明，管道腐蚀是导致海底管道泄漏事故的主要因素之一。针对海底管道的内壁腐蚀，目前所采用的腐蚀监测技术均具有一定的局限性，无法对海底管道内壁腐蚀状态进行实时、准确的监测。因此，如何提高海底管道内壁腐蚀实时监测技术的有效性成为目前迫切需要解决的问题。
　　本文基于“海底管道内壁腐蚀实时监测技术”课题的研究目标，设计开发了一套基于环状传感器微电阻测量的电阻探针实时腐蚀监测软件系统。结合自主研制的腐蚀监测装置，实现了海底管道内壁周向各区域腐蚀状态的实时在线监测与评估，并提供了腐蚀趋势预测、历史数据查询、当前腐蚀状态评估、监测设备调试等辅助功能，能够及时地了解海底管道内壁的腐蚀状况，确保海底管道的安全运行。
　　本文的主要研究内容包括:
　　(1)针对环状传感器微电阻测量腐蚀监测系统的工作原理进行研究，包括环状传感器的结构、环状传感器的测量原理、在线分析腐蚀速率方法等。在此基础上，对软件系统涉及到的理论方法进行研究，包括管道内壁分区温度的测量方法、管道内壁腐蚀损伤等级评估方法、腐蚀趋势预测方法、监测数据滤波算法。上述研究内容为软件系统的编写提供了理论基础。
　　(2)根据软件系统的功能需求分析，对软件系统的整体结构进行设计，同时对软件系统涉及到的关键技术进行研究，包括通信模块的设计与实现、数据库的设计与实现、基于Chart控件动态图表的显示等。在此基础上，完成了软件系统各个功能模块的编写，包括人机交互界面、数据采集与处理模块、系统参数设置模块、设备调试模块、辅助工具模块、警报通讯模块、账户管理模块等，形成了一套完整的电阻探针实时腐蚀监测软件系统。
　　(3)搭建管道内壁腐蚀监测实验平台，并基于此进行了长期的腐蚀监测实验，完成了软件系统的功能性测试和稳定性测试，验证了整个软件系统的有效性和可靠性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 海底管道运输概况

1．1．2 海底管道泄漏事故统计分析

1．1．3 海底管道腐蚀监测的意义

1．1．4 课题来源及说明

1．2 腐蚀监测技术的研究现状

1．3 主要研究内容

2 软件系统的相关理论研究

2．1 腐蚀监测系统的硬件平台

2．1．1 腐蚀监测装置

2．1．2 电缆与通讯系统

2．1．3 腐蚀监测中控室

2．2 腐蚀监测系统的工作原理

2．2．1 环状传感器的结构

2．2．2 环状传感器的测量原理

2．2．3 在线分析腐蚀速率方法

2．3 软件系统涉及到的理论方法

2．3．1 管道内壁分区温度的测量原理

2．3．2 管道内壁腐蚀损伤等级评估方法

2．3．3 管道内壁腐蚀趋势预测方法

2．4 本章小结

3 软件系统的总体设计和关键技术

3．1 软件系统的概述

3．2 软件系统的总体设计

3．2．1 软件系统的开发工具介绍

3．2．2 软件系统的整体结构框架

3．3 软件系统涉及到的关键技术

3．3．1 通信模块的设计与实现

3．3．2 监测数据的滤波算法

3．3．3 基于Chart控件的动态图表显示

3．3．4 数据库的设计与实现

3．3．5 配置文件的设计与实现

3．3．6 多线程操作技术

3．4 本章小结

4 软件系统的总体功能实现

4．1 软件系统的用户界面

4．2 数据采集与处理模块

4．2．1 数据的实时采集

4．2．2 数据的预处理

4．2．3 数据的处理与显示

4．3 系统参数设置模块

4．3．1 数据库维护模块

4．3．2 监测器属性设置模块

4．3．3 图表参数设置模块

4．4 设备调试模块

4．5 辅助工具模块

4．5．1 腐蚀状态评估模块

4．5．2 历史数据查询模块

4．5．3 腐蚀趋势预测模块

4．5．4 系统日志管理模块

4．6 警报通讯模块

4．7 账户管理模块

4．8 本章小结

5 软件系统的联机测试

5．1 系统测试环境

5．1．1 测试平台搭建

5．1．2 腐蚀监测实验

5．2 软件测试方案

5．2．1 功能性测试

5．2．2 稳定性测试

5．3 监测结果分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢