[发明专利]牺牲阳极的使用寿命预测方法及装置

权利要求书

1.一种牺牲阳极的使用寿命预测方法，其特征在于，包括：

获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时所述牺牲阳极的等效输出电流；

获取管道受杂散电流干扰的时间占比；

根据所述自然输出电流以及所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命；

还包括：

提供列车沿线管道牺牲阳极保护系统模拟装置；其中，所述模拟装置包括试验箱、填料模拟液、土壤模拟液、金属管道试样、牺牲阳极试样以及电源；所述土壤模拟液装于试验箱一侧，用于模拟列车沿线管道所处的土壤环境，所述填料模拟液装于试验箱另一侧，用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极的填料包，并跟土壤模拟液接触；金属管道试样用于模拟列车沿线管道，浸于所述土壤模拟液中；牺牲阳极试样用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极，浸于所述填料模拟液中；电源分别与所述金属管道试样、牺牲阳极试样连接，用于模拟列车运行时通过轨道泄露至列车沿线管道的杂散电流；

令所述电源提供模拟的杂散电流；

检测受模拟的杂散电流作用时，所述牺牲阳极试样输出的模拟等效输出电流，以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失；

根据所述模拟等效输出电流以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失，获取杂散质量消耗参数；

所述根据所述自然输出电流、所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命的步骤是按照如下方式，根据所述杂散质量消耗参数、自然输出电流、等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命：

其中，T为预测的所述使用寿命，W为牺牲阳极的质量，ω为未受杂散电流干扰时牺牲阳极的消耗率，I₀为所述自然输出电流，I_sc为所述等效输出电流，k_sc，t为所述时间占比，a为所述杂散质量消耗参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牺牲阳极为列车沿线管道的牺牲阳极；

所述杂散电流为列车运行时泄露至沿线管道的电流；所述自然输出电流为列车未运行时牺牲阳极的输出电流，所述等效输出电流为列车运行时牺牲阳极的输出电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述模拟等效输出电流以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失，获取所述杂散质量消耗参数的步骤是将牺牲阳极试样对应时间内的质量损失与相应的模拟等效输出电流的比值作为所述杂散质量消耗参数；

其中，模拟的杂散电流在所述对应时间内不变。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式，获取所述牺牲阳极处于杂散电流作用下的杂散质量消耗参数：

a＝56.37-11.80i

其中，i为模拟的杂散电流的电流密度，a为所述杂散质量消耗参数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取管道受杂散电流干扰的时间占比的步骤包括：

获取列车运行的时间和测试时间，将列车运行的时间在测试时间中所占的百分比作为所述时间占比。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟装置还包括开关；所述电源包括双极性电源和信号发生器；所述金属管道试样通过所述开关与所述双极性电源连接，所述开关用于在闭合时连通所述双极性电源与金属管道试样；所述信号发生器用于调节双极性电源的输出电压，使金属管道试样与土壤模拟液之间的对地电位和列车沿线管道的对地电位相同，实现所述杂散电流的模拟；

所述获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流的步骤包括：

断开所述开关，检测所述牺牲阳极试样的输出电流，将所述输出电流作为所述自然输出电流。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流的步骤包括：

闭合所述开关，检测所述牺牲阳极试样的输出电流，将所述输出电流作为所述等效输出电流。

8.一种牺牲阳极的使用寿命预测装置，其特征在于，包括：

电流获取模块，用于获取未受杂散电流干扰时牺牲阳极的自然输出电流以及受杂散电流干扰时牺牲阳极的等效输出电流；时间占比获取模块，用于获取管道受杂散电流干扰的时间占比；

使用寿命预测模块，用于根据所述自然输出电流、所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命；

所述装置还用于提供列车沿线管道牺牲阳极保护系统模拟装置；其中，所述模拟装置包括试验箱、填料模拟液、土壤模拟液、金属管道试样、牺牲阳极试样以及电源；所述土壤模拟液装于试验箱一侧，用于模拟列车沿线管道所处的土壤环境，所述填料模拟液装于试验箱另一侧，用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极的填料包，并跟土壤模拟液接触；金属管道试样用于模拟列车沿线管道，浸于所述土壤模拟液中；牺牲阳极试样用于模拟列车沿线管道的牺牲阳极，浸于所述填料模拟液中；电源分别与所述金属管道试样、牺牲阳极试样连接，用于模拟列车运行时通过轨道泄露至列车沿线管道的杂散电流；令所述电源提供模拟的杂散电流；检测受模拟的杂散电流作用时，所述牺牲阳极试样输出的模拟等效输出电流，以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失；根据所述模拟等效输出电流以及所述牺牲阳极试样随时间的质量损失，获取杂散质量消耗参数；所述根据所述自然输出电流、所述等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命的步骤是按照如下方式，根据所述杂散质量消耗参数、自然输出电流、等效输出电流以及所述时间占比，预测所述牺牲阳极的使用寿命：

其中，T为预测的所述使用寿命，W为牺牲阳极的质量，ω为未受杂散电流干扰时牺牲阳极的消耗率，I₀为所述自然输出电流，I_sc为所述等效输出电流，k_sc，t为所述时间占比，a为所述杂散质量消耗参数。