管道作为第五大运输产业,在国民经济和社会发展中承担了极其重要的作用。由于管道大多埋设于地下,在潮湿的土壤中极易发生腐蚀。目前主要有外加防腐层和阴极保护两种方式,虽然外加防腐层可以减少90%以上的腐蚀,但是防腐层材料会随时间的推移而日渐老化,在进行具体施工时,外涂防腐层也难免会有因施工人员疏忽造成的划伤、缺陷等问题,这时阴极保护系统为这些防腐层破损点提供了保护。除此之外,也可以通过测量阴极保护下埋地管道的一些参数来判断防腐层的健康性做出判断,是检测埋地管道防腐层缺陷的一种有效地方法。本文针对通过采集管道通/断电位来判断防腐层缺陷的密间隔电位检测系统进行了详细地研究,对电化学腐蚀的原理、阴极保护的原理做了深入研究,介绍了通过测量阴极保护的一些参数来判断埋地管道防腐层和阴极保护系统健康状况的检测方法,理论地证明了在防腐层缺陷处管道电位会有明显的突变。对密间隔电位检测法的原理、检测过程以及检测中需要注意的问题进行了描述和解释,并针对密间隔电位检测法中时间同步的问题,引入了北斗卫星时间同步方法,并论证了时间同步的准确性对整个系统检测精度的重要影响。分析了北斗同步秒脉冲的产生机理,以及造成同步脉冲延迟的原因。基于以上分析,给出了以STC89C52RC单片机为核心处理芯片,UM220-III N北斗卫星芯片为时间同步基准的硬件结构设计。本系统包括了电位采集器、电流中断器、时间同步模块、参比电极和里程轮5个部分,通过搭建阴极保护模拟实验平台验证了整个系统的正确性。首先对电流中断器的性能做了实验,实验证明电流中断器同步性良好,响应时间达到180us,通过对响应时间的重复实验可知标准差为23us,卫星同步脉冲同步性可达100ns。通过搭建模拟的实验平台模拟了阴极保护下防腐层缺陷的情况,并将本系统应用在模拟平台上,结果表明该检测系统可以定性地判断埋地管道防腐层的缺陷,可分辨的最小缺陷半径为3.7cm。