在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，智能測(cè)試樁是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程把控陰極保護(hù)效果的關(guān)鍵設(shè)備，其背后涉及多種先進(jìn)技術(shù)和高效的數(shù)據(jù)處理流程。

智能測(cè)試樁中運(yùn)用了多種傳感器技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類關(guān)鍵參數(shù)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。電位傳感器基于電化學(xué)原理工作，通過(guò)測(cè)量金屬結(jié)構(gòu)與參比電極間的電位差，來(lái)判斷陰極保護(hù)是否達(dá)標(biāo)。例如，常用的銅 / 硫酸銅參比電極，為電位測(cè)量提供了穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位。當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)的電位處于 -0.85V 至 -1.20V（相對(duì)于銅 / 硫酸銅參比電極，CSE）這個(gè)范圍時(shí)，表明陰極保護(hù)效果良好。電流傳感器則利用霍爾效應(yīng)或分流器原理，測(cè)量犧牲陽(yáng)極輸出電流或外加電流系統(tǒng)的輸出電流，評(píng)估保護(hù)系統(tǒng)效率。比如霍爾效應(yīng)傳感器，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與電流大小成正比的電壓信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的精確測(cè)量 。對(duì)于環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)，像土壤濕度傳感器采用電容式原理，通過(guò)吸濕材料的電容變化來(lái)計(jì)算濕度值；pH 值傳感器則利用電極與土壤溶液之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電位差來(lái)測(cè)量 pH 值 。

數(shù)據(jù)采集與傳輸過(guò)程也至關(guān)重要。傳感器將采集到的模擬信號(hào)，如電位、電流、濕度等信號(hào)，傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊。在這個(gè)模塊中，模擬信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，以便后續(xù)處理。例如 TLC1549 這種具有串行接口的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能將模擬信號(hào)精確轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，會(huì)根據(jù)不同的通信方式進(jìn)行傳輸。在城市管網(wǎng)等有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，常采用 4G/5G 通信技術(shù)，其速度快、覆蓋廣，能將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至管道管理系統(tǒng)（如 GIS 平臺(tái)）或手機(jī) APP，供工程師遠(yuǎn)程查看。在偏遠(yuǎn)地區(qū)，NB-IoT、LoRa 等低功耗、長(zhǎng)距離通信技術(shù)發(fā)揮著重要作用。以 LoRa 為例，其傳輸距離可達(dá) 1 - 10km，能滿足野外環(huán)境下智能測(cè)試樁的數(shù)據(jù)傳輸需求 。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)后，便進(jìn)入數(shù)據(jù)分析與處理階段。通過(guò)建立腐蝕模型，結(jié)合電位、電流、環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)，可以計(jì)算管道的腐蝕速率，預(yù)測(cè)管道剩余壽命。例如采用支持向量回歸（SVR）算法構(gòu)建腐蝕管道剩余壽命預(yù)測(cè)模型，通過(guò)對(duì)物理特性（如管壁厚度、材質(zhì)屬性）、環(huán)境因素（溫度、濕度以及土壤 pH 值）、運(yùn)行狀況（流體壓力、流速及其波動(dòng)情況）等多源異構(gòu)信息進(jìn)行分析，擬合歷史數(shù)據(jù)并預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)。當(dāng)分析結(jié)果顯示某些參數(shù)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，如電位突然低于保護(hù)下限、交流干擾超標(biāo)等情況，通過(guò)短信、APP 推送等方式通知運(yùn)維人員，以便及時(shí)采取措施，保障陰極保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保金屬設(shè)施得到有效保護(hù)。