一种基于卫星阴极保护系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于卫星阴极保护系统。

背景技术

中亚地区廉价的石油、天然气等能源产品输送到中国，对管道建设和运输的要求更高，长距离管道甚至会经过多个国家和地区，所处环境异常复杂，这就使得现有的管道阴极保护系统在使用的过程中，会遇到新的问题，管道运输作为我国能源运输的主要通道，其通常需要穿越沙漠、无人区等各种复杂环境区域，管道的阴极保护对管道腐蚀情况的监控，具有重要的意义，阴极保护系统数据的良好采集是保障管道运输安全的可靠保障。

目前的技术中，通常是采用太阳能电池将太阳能转化为电能储存在蓄电池中，然后通过蓄电池给阴极供电，但是目前的太阳能电池板通常是固定的，无法根据光线的角度进行调整；另外，太阳能电池板时候暴露在空气中，尤其是雨水天气，严重缩短了太阳能电池板的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于卫星阴极保护系统，旨在解决上述技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于卫星阴极保护系统，包括测试桩和至少一块太阳能电池板，所述测试桩上安装有与所述太阳能电池板一一对应的保护箱；每个所述保护箱均可转动的安装在所述测试桩上，其一侧敞口；所述太阳能电池板可移动的安装在所述保护箱内，并可上下翻转并定位以调整其角度；转动所述保护箱至其敞口侧朝上，然后移动所述太阳能电池板至伸出于所述保护箱外，或移动所述太阳能电池板至收纳于所述保护箱内，然后转动所述保护箱至其敞口侧朝下。

本发明的有益效果是：使用时，转动保护箱至其敞口侧朝上，然后移动太阳能电池板至伸出于保护箱外，以便接收光线从而将太阳能转换为光能；或移动太阳能电池板至收纳于保护箱内，然后转动保护箱至其敞口侧朝下，保护太阳能电池板。本发明实现了可根据天气调节状况将太阳能电池板移动至保护箱外或收纳于保护箱内，延长太阳能电池板的使用寿命；同时，还可根据光线的具体情况调整太阳能电池板的角度，以便更好的接收光能，节能环保。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述保护箱内可移动的安装有安装框，所述太阳能电池板可上下翻转并定位的安装在所述安装框内。

采用上述进一步方案的有益效果是上下移动安装框，并带动太阳能电池板移动至保护箱外或内部，以接收太阳能或保护太阳能电池板，延长太阳能电池板的使用寿命，节约成本。

进一步，所述太阳能电池板的两侧分别与所述安装框的两侧转动连接，所述安装框至少一侧上安装有气缸，所述气缸的两端分别与所述安装框的对应侧和所述太阳能电池板的一侧转动连接；所述气缸伸缩并带动所述太阳能电池板翻转，以调整角度。

采用上述进一步方案的有益效果是当需要调整太阳能电池板的角度时，通过气缸伸缩并带动太阳能电池板翻转，以调整太阳能电池板的角度，从而尽可能的将太阳能转换为电能。

进一步，所述保护箱内转动的安装有转轴，所述转轴的轴向与所述安装框移动的方向垂直；所述转轴的两端分别同轴固定套设有齿轮一，两个所述齿轮一分别与两个齿条啮合，两个所述齿条同一端分别与所述安装框的两侧固定连接；转动所述转轴，并通过两个所述齿轮一与两个所述齿条之间的啮合力带动所述安装框及其内所述太阳能电池板移动。

采用上述进一步方案的有益效果是转动转轴，并通过两个齿轮一与两个齿条之间的啮合力带动安装框及其内太阳能电池板移动，结构简单，操作简便。

进一步，所述转轴上固定套设有齿轮二，所述保护箱内固定安装有电机一，所述电机一的输出端与所述转轴的轴向平行，并同轴固定套设有齿轮三，所述齿轮三与所述齿轮二啮合；所述电机一驱动所述齿轮三转动，并通过所述齿轮三和所述齿轮二的啮合力带动所述转轴转动。

采用上述进一步方案的有益效果是电机一驱动齿轮三转动，并通过齿轮三和齿轮二的啮合力带动转轴转动，实现安装框和太阳能电池板的移动。

进一步，还包括控制盒和用于检测雨水的传感器，所述控制盒固定安装在所述测试桩上；所述测试桩上固定安装有与所述保护箱一一对应的电机二，所述传感器固定安装在所述检测桩的顶部，每个所述电机二和所述传感器分别通过线路与所述控制盒连接；所述电机二的输出端与对应所述保护箱的一端固定连接，所述电机二驱动所述保护箱转动。

采用上述进一步方案的有益效果是使用时，传感器实时监测天气状况，并将对应的信号发送给控制盒；当下雨天时，传感器将对应的天气信号发送给控制盒，控制盒接收对应的天气信号，并控制电机二驱动保护箱转动至其敞口侧朝下，从而保护太阳能电池板。

进一步，测试桩上还固定安有安装箱，控制盒固定安装在安装箱内；安装箱内还固定安装有蓄电池，安装箱的顶部固定安装有用于接收卫星信号的北斗用户机，太阳能电池板和控制盒通过线路与蓄电池连接，北斗用户机通过线路与控制盒连通。

采用上述进一步方案的有益效果是通过太阳能电池板将光能转化为电能并储存在蓄电池中，然后通过蓄电池给各个设备供电；另外，通过北斗用户机接收卫星信号。

进一步，所述安装箱内还固定安装有阳极接线柱、阴极接线柱和参比电极接线柱，所述控制盒还分别通过线路与所述阳极接线柱、所述阴极接线柱和所述参比电极接线柱连接，用于自动采集阳极电位、阴极电位和保护电流。

采用上述进一步方案的有益效果是使用时，通过控制盒自动采集阳极电位、阴极电位和保护电流。

进一步，所述控制盒通过线路连接GPRS模块，所述GPRS模块和所述北斗用户机分别与控制中心通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是使用时，通过GPRS模块和北斗用户机将对应的信号发送给控制中心，以便控制中心的工作人员及时了解详细情况。

进一步，还包括保护组件，所述保护组件包括镁块阳极组、镁带阳极组以及固体永久参比电极，所述镁块阳极组和所述镁带阳极组分别通过线路和所述阳极接线柱连接，所述固体永久参比电极通过线路接地，并通过线路与所述参比电极接线柱连接。

采用上述进一步方案的有益效果是通过镁块阳极组和镁带阳极组，配合固体永久参比电极对埋地钢质管道进行保护，可以平均间隔一公里埋设测试桩，所述测试桩可以和里程桩合二为一，使用镁块阳极组和镁带阳极组，因此可以大大减少测试桩的埋设数量，测试桩由水泥铸造而成，因此能够大大降低测试桩的成本，也能够减少被盗的概率，以及提高保存的时间。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中太阳能电池板展开时的结构示意图；

图3为本发明中太阳能电池板收纳时的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、测试桩，2、太阳能电池板，3、保护箱，4、安装框，5、传感器，6、转轴，7、齿轮一，8、齿条，9、齿轮二，10、电机一，11、齿轮三，12、电机二，13、安装箱，14、蓄电池，15、北斗用户机，16、控制盒，17、阳极接线柱，18、阴极接线柱，19、参比电极接线柱，20、镁块阳极组，21、镁带阳极组，22、固体永久参比电极。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图3所示，本发明提供一种基于卫星阴极保护系统，包括测试桩1和至少一块太阳能电池板2，测试桩1上安装有与太阳能电池板2一一对应的保护箱3；每个保护箱3均可转动的安装在测试桩1上，其一侧敞口；太阳能电池板2可移动的安装在保护箱3内，并可上下翻转并定位以调整其角度；转动保护箱3至其敞口侧朝上，然后移动太阳能电池板2至保护箱3 外，或移动太阳能电池板2至收纳于保护箱3内，然后转动保护箱3至其敞口侧朝下。使用时，转动保护箱3至其敞口侧朝上，然后移动太阳能电池板 2至伸出于保护箱3外，以便接收光线从而将太阳能转换为光能；或移动太阳能电池板2至收纳于保护箱3内，然后转动保护箱3至其敞口侧朝下，保护太阳能电池板2。本发明实现了可根据天气调节状况将太阳能电池板2移动至保护箱3外或收纳于保护箱3内，延长太阳能电池板2的使用寿命；同时，还可根据光线的具体情况调整太阳能电池板2的角度，以便更好的接收光能，节能环保。

实施例1

在上述结构的基础上，本实施例中，每个保护箱3内可移动的安装有安装框4，太阳能电池板2可上下翻转并定位的安装在安装框4内。使用时，上下移动安装框4，并带动太阳能电池板2移动至保护箱3外或内部，以接收太阳能或保护太阳能电池板2，延长太阳能电池板2的使用寿命，节约成本。

上述安装框4为上下穿过的框体结构。

实施例2

在实施例一的基础上，本实施例中，太阳能电池板2的两侧分别通过转轴与安装框4的两侧转动连接，安装框4至少一侧上安装有气缸，气缸的两端分别通过铰链与安装框4的对应侧和太阳能电池板2的一侧转动连接；气缸伸缩并带动太阳能电池板2翻转，以调整角度。当需要调整太阳能电池板 2的角度时，通过气缸伸缩并带动太阳能电池板2翻转，以调整太阳能电池板2的角度，从而尽可能的将太阳能转换为电能。

可以根据太阳的运行路线在整个控制系统内部按照不同的时辰调整太阳能电池板2的角度，例如早上9:00点太阳能电池板2朝设定方向，下午 14:00点太阳能电池板2朝向另一个设定角度等。

实施例3

在实施例一的基础上，本实施例中，保护箱3内转动的安装有转轴6，转轴6的轴向与安装框4移动的方向垂直；转轴6的两端分别同轴固定套设有齿轮一7，两个齿轮一7分别与两个齿条8啮合，两个齿条8同一端分别与安装框4的两侧固定连接，通常采用螺栓连接或焊接的方式；转动转轴6，并通过两个齿轮一7与两个齿条8之间的啮合力带动安装框4及其内太阳能电池板2上下移动。使用时，通过本领域技术人员所能想到的方式转动转轴6，并通过两个齿轮一7与两个齿条8之间的啮合力带动安装框4及其内太阳能电池板2在保护箱3内移动，结构简单，操作简便。

优选地，安装框4与保护箱3的敞口侧平行设置。

实施例4

在实施例三的基础上，本实施例中，转轴6上固定套设有齿轮二9，保护箱3内通过螺栓固定安装有电机一10，电机一10的输出端与转轴6的轴向平行，并同轴固定套设有齿轮三11，齿轮三11与齿轮二9啮合；电机一 10驱动齿轮三11转动，并通过齿轮三11和齿轮二9的啮合力带动转轴6 转动。使用时，电机一10驱动齿轮三11转动，并通过齿轮三11和齿轮二9 的啮合力带动转轴6转动，实现安装框4和太阳能电池板2的移动。

实施例5

在上述结构的基础上，本实施例还包括控制盒16和用于检测雨水的传感器5，控制盒16通过螺栓固定安装在测试桩1上；测试桩1上通过螺栓固定安装有与保护箱3一一对应的电机二12，传感器5通过螺栓固定安装在检测桩1的顶部，每个电机二12和传感器5分别通过线路与控制盒16连接；电机二12的输出端与对应保护箱3的一端固定连接，电机二12驱动保护箱 3转动。使用时，传感器5实时监测天气状况，并将对应的信号发送给控制盒16；当下雨天时，传感器5将对应的天气信号发送给控制盒16，控制盒 16接收对应的天气信号，并控制电机二12驱动保护箱3转动至其敞口侧朝下，从而保护太阳能电池板2，此时需要实现将太阳能电池板2收纳至保护箱3内。

实施例6

在实施例五的基础上，本实施例中，测试桩1上还固定安有安装箱13，控制盒16通过螺栓固定安装在安装箱13内；安装箱13内还固定安装有蓄电池14，安装箱13的顶部通过螺栓固定安装有用于接收卫星信号的北斗用户机15，太阳能电池板2和控制盒16通过线路与蓄电池14连接，北斗用户机15通过线路与控制盒16连通，安装箱13上设有供线路穿过的穿线孔。使用时，通过太阳能电池板2将光能转化为电能并储存在蓄电池14中，然后通过蓄电池14给各个设备供电；另外，通过北斗用户机15接收卫星信号。

实施例7

在实施例六的基础上，本实施例中，安装箱13内还通过本领域技术人员所能想到的方式固定安装有阳极接线柱17、阴极接线柱18和参比电极接线柱19，控制盒16还分别通过线路与阳极接线柱17、阴极接线柱18和参比电极接线柱19连接，用于自动采集阳极电位、阴极电位和保护电流。使用时，通过控制盒16自动采集阳极电位、阴极电位和保护电流。

实施例9

在实施例七的基础上，本实施例中，控制盒16通过线路连接GPRS模块，GPRS模块和北斗用户机15分别与控制中心通讯连接。使用时，通过 GPRS模块和北斗用户机15将对应的信号发送给控制中心，以便控制中心的工作人员及时了解详细情况。

实施例10

在实施例七的基础上，本实施例还包括保护组件，保护组件包括镁块阳极组20、镁带阳极组21以及固体永久参比电极22，镁块阳极组20和镁带阳极组21分别通过线路和阳极接线柱17连接，固体永久参比电极22通过线路接地，并通过线路与参比电极接线柱19连接，安装箱13上设有供上述线路穿过的通孔。

上述镁块阳极组20和镁带阳极组21的安装部位可根据需求进行选择。

在长距离管道运输中，测试桩1的埋设多，人工巡查的难度大，测试桩 1的更换维修问题突出，本发明通过镁块阳极组20和镁带阳极组21，配合固体永久参比电极22对埋地钢质管道进行保护，可以平均间隔一公里埋设测试桩，测试桩1可以和里程桩合二为一，使用镁块阳极组20和镁带阳极组21，因此可以大大减少测试桩1的埋设数量，测试桩1由水泥铸造而成，因此能够大大降低测试桩1的成本，也能够减少被盗的概率，以及提高保存的时间。

在通信方式上北斗用户机15和GPRS模块的选择，根据二者信号状况选择最优的工作方式。在无人区或者沙漠地区优选的为北斗用户机15，在居民区或者有GSM基站的地区优选的为GPRS模块作为数据通信传输工具。

本发明的工作原理如下：

使用时，通过电机二12转动保护箱3至其敞口侧朝上，然后通过上述方式移动太阳能电池板2至保护箱3外，以便接收光线从而将太阳能转换为光能；或移动太阳能电池板2至收纳于保护箱3内，然后通过电机二12转动保护箱3至其敞口侧朝下，保护太阳能电池板2。

需要说明的是，本发明所涉及到的各个电子设备均采用现有技术，并且上述各个部件与控制盒电连接，控制盒与各个部件之间的控制电路为现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。