[发明专利]接地网腐蚀速率检测系统

权利要求书

1.一种接地网腐蚀速率检测系统，其特征在于，包括：

接地网（10），所述接地网（10）具有输入口（110）和输出口（120），其中所述输入口（110）和所述输出口（120）为所述接地网（10）中单元长度最小的网格的两端；

扫频电源（20），与所述接地网（10）电连接，用于为所述接地网（10）提供扫频电压信号；

电流传感器（30），串联于所述扫频电源（20）以及所述接地网（10）之间的回路上，用于检测所述接地网（10）的扫频电流信号；

主控装置（40），与所述扫频电源（20）和所述电流传感器（30）分别电连接，用于接收所述扫频电压信号以及所述扫频电流信号，根据所述扫频电压信号和所述扫频电流信号采用如下公式计算所述接地网（10）的所述扫频阻抗谱：

对所述扫频阻抗谱进行傅里叶反变换后可得到时域信号与位置域之间的关系为：

；

电阻率测量装置（50），与所述主控装置（40）电连接，用于测量所述接地网（10）所在位置的土壤电阻率，并将所述土壤电阻率发送至所述主控装置（40）；

其中，所述主控装置（40）还用于根据所述土壤电阻率计算得到标准阻抗谱，并根据所述扫频阻抗谱和所述标准阻抗谱，计算接地网（10）的腐蚀程度和腐蚀位置，根据所述接地网（10）腐蚀程度和所述腐蚀程度对应的检测时间计算得到所述接地网（10）的腐蚀速率；

其中，为接地网（10）的两端口的扫频阻抗谱，Γ_L为接地网（10）的远端，即距离测试端口最远的两端口的反射系数，γ为接地网（10）的传播系数，l为接地网（10）的总长度，x为距离接地网（10）远端，即距离测试端口最远的两端口的长度，为接地网（10）的频域复阻抗实部，为接地网（10）的频域复阻抗的虚部，ρ为土壤电阻率，S为接地网（10）中网格的总面积， 为高频介电常数，D为接地网（10）中网格内的电通量，r为所述接地网（10）的导体电阻率。

2.根据权利要求1所述的接地网腐蚀速率检测系统，其特征在于，所述主控装置（40）包括：

数据获取单元（410），与所述扫频电源（20）和所述电流传感器（30）分别电连接，用于接收所述扫频电压信号以及所述扫频电流信号；

阻抗谱计算单元（420），与所述数据获取单元（410）电连接，用于根据所述扫频电压信号和所述扫频电流信号计算所述接地网（10）的所述扫频阻抗谱；

接地网仿真单元（430），与所述电阻率测量装置（50）电连接，用于根据所述接地网（10）的结构和所述土壤电阻率对所述接地网进行阻抗谱仿真，以得到所述接地网（10）的标准阻抗谱；以及

腐蚀速率计算单元（440），分别与所述阻抗谱计算单元（420）和所述接地网仿真单元（430）电连接，用于根据所述扫频阻抗谱和所述标准阻抗谱，计算所述接地网（10）的腐蚀程度和腐蚀速率。

3.根据权利要求1所述的接地网腐蚀速率检测系统，其特征在于，所述扫频电源（20）包括：

信号发生电路（210），用于生成扫频信号；

功率放大电路（220），所述功率放大电路（220）的输入端与所述信号发生电路（210）的输出端电连接，用于对所述扫频信号进行放大处理；以及

阻抗变换器（230），与所述功率放大电路（220）的输出端以及所述输入口（110）分别电连接，用于对所述功率放大电路（220）的输出端和所述输入口（110）之间的阻抗、电流和/或电压进行调整。

4.根据权利要求3所述的接地网腐蚀速率检测系统，其特征在于，所述扫频电源（20）还包括：

供电电源（240），与所述信号发生电路（210）、所述功率放大电路（220）以及所述阻抗变换器（230）分别电连接，用于分别为所述信号发生电路（210）、所述功率放大电路（220）以及所述阻抗变换器（230）供电。