5 

 

 

2019 Award Nomination Title of Innovation: corTalk® RMU1 Remote Monitor  Nominee(s)  Tony da Costa, Mobiltex Technologies Inc.  Category: Cathodic Protection  Dates of Innovation Development: August 2013 to January 2016.  Web site:  http://www.mobiltex.com/products/rmu1/  Summary Description:  The RMU1 is an ideal solution for automated remote monitoring of CP coupon probes and critical bonds terminated in an industry standard 3” test station head.  A CP coupon probe emulates a void in a structure’s protective coating; measuring current density and potential parameters on coupons yields valuable information about the cathodic protection levels on the structure.  The RMU1 is equipped with an internal interruption relay and analog measurement channels capable of accurately measuring AC/DC current density and potentials for single coupon, dual coupon, and structure bond applications.  Measurement data is remotely accessible through an intuitive Internet web interface called corView where it can be analyzed using graphical tools. 

Prior to the RMU1, corrosion technicians would have to travel to coupon sites to take manual readings or install bulky power hungry remote monitoring equipment.  Manually reading coupons does not generate data sets with sufficient measurement frequency and can also be wrought with errors and measurement method inconsistencies.  Prior existing remote monitoring equipment was usually installed in external enclosures next to the test station and required solar panels or some other form of external power supply.  Battery operated equipment used volatile battery chemistries that were large 

6 

 

and transport limited. 

The RMU1 solved these issues with its small innovative package and the use of modern power efficient electronics.  The accuracy of measurement across the rated temperature range is superb, giving reliable data sets.  Small standard batteries are used to power the unit beyond 10 years in most configurations and are easily sourced locally when replacements are needed.  Its small size allows the unit to be installed directly in the test station head, yielding a simple innocuous looking installation that does not attract vandalism.  The satellite or cellular transceiver and antenna for transporting data to the web service are integral to the unit.   

RMU1 Mounted to a 3” CP Test Station (Cap Not Shown) 

7 

 

Full Description:  1. What is the innovation? The RMU1 remote monitor is part of the Mobiltex corTalk® family of cathodic monitoring and control products.  The RMU1 is a low cost, high reliability device intended to remotely monitor AC/DC CP coupon probes and critical bonds.  A CP coupon probe emulates a void in a structure’s protective coating; measuring current density and potential parameters on coupons yields valuable information about the cathodic protection levels on the structure.  The device is available in two satellite (RMU1‐S and RMU1‐I) and one cellular (RMU1‐G) communication configurations. The field hardware consists of a single component that is usually mounted inside an industry standard 3” plastic test station.  

The device operates for 10+ years from a set of small, internal, low cost, field replaceable batteries. This self‐powered solution can be used to monitor coupons and bonds without the requirement for nearby line or solar power sources.  The RMU1 has integral high‐energy surge suppression and provides unprecedented lightning immunity because there are no connections to electrical ground. 

2. How does the innovation work?  The RMU1 monitors and transmits multiple channels of information.  An integral IR proximity sensor can be used as a test station cap open sensor or tamper detection alarm. The RMU1 measures temperature and internal battery voltage. A user accessible magnetic switch allows the transmission of uniquely identified messages that can be used to record site visit information.  A local LCD display can be used to quickly obtain the latest measurement readings without additional equipment. 

The unit is designed to be flexible in its measurement acquisition capabilities.  It can be software configured for several different measurement modes to suit the particular installation requirements.  Typically, the unit is installed in a standard 3” test station head and connected to a CP coupon set and an associated reference cell.  A secondary purpose allows connection and measurement of critical bonds. 

The following diagram shows a typical application for AC mitigation.  The RMU1 is connected to a CP coupon and reference cell for the purposes of measuring typical current density and potential parameters for AC and DC corrosion control.  In addition, measurement of an AC ground decoupling device is provided through the use of a clamp‐on current transformer; this maintains the integrity of the AC mitigation device while allowing its operation to be validated. 

8 

 

 RMU1 AC Mitigation Typical Installation 

The unit wakes up periodically to acquire the configured measurements.  The measurements are optionally stored locally in a non‐volatile memory for audit purposes.  Those measurements are compared to programmed alarm thresholds that result in exception transmissions to the corView website if measurements are found to be outside the thresholds.  Beyond the normal full periodic wake up measurements, an optional AC current density spike detector can also be enabled as an additional exception transmission source.  The website then forwards the alerts to a configured email list.  In addition, the unit will send measurement sets to the backend web site at preprogrammed periodic intervals.   

As data sets are acquired by the unit, they can easily be seen through the local LCD display on the unit.  The display reduces the need for specialized field equipment to validate operation. 

9 

 

RMU1 LCD Display 

Measurement data is wirelessly transmitted to the Mobiltex corView servers over wide area networks.  The unit is available in two low Earth orbit satellite transmitter configurations that allow true pole‐to‐pole global monitoring capability.  A cellular unit is available for cost sensitive installations were cellular service is available. 

The corView web site manages all field data communications, maintains historical measurement data, sends alarm exception and system performance emails, and provides password protected remote customer access. With the proper credentials, corView can be accessed using a standard web browser. The measurement data is presented in an intuitive tabular format or graphical mapping display that color‐codes abnormal measurement or site conditions for quick user interpretation. CorView can also provide near real‐time email notification of abnormal measurement and alarm conditions. 

 RMU1 Communications Block Diagram 

10 

 

3. Describe the corrosion problem or technological gap that sparked the development of the innovation? How does the innovation improve upon existing methods/technologies to address this corrosion problem or provide a new solution to bridge the technology gap?  Prior methods of recording CP coupon data required field visits by a knowledgeable technician who would then perform the measurements manually with handheld measurement instruments.  The measurements would be infrequent due to the cost of site visits and potentially inaccurate due to inconsistent measurement methods or transcription errors.   

The infrequent measurements could potentially miss important events that serve as indicators to an inadequacy of cathodic protection or AC mitigation measures.  This is especially true with AC corrosion as power line utility load transfer and fault events can be very short, yet occur on an ongoing basis.  Some parameters measured on coupons require that the coupon be disconnected from the protected structure and a reading be made after a short period of time.  The variance in the disconnect‐to‐measurement time when making manual readings can skew the validity of the measurements. 

Beyond manual measurements made through field visits, some remote monitoring equipment was previously available to measure coupon parameters, but it was usually adapted from rectifier monitoring equipment or used older technology.  The configurations were large and bulky and came in the form of external boxes that were attached to the outside of test station riser pipes.  In addition, these solutions required external power in the form of mains power or solar panel/battery combinations.  The large packaging was unsightly and a draw for vandalism.  Installation was long and cumbersome.  

Some solutions were available to fit in the test station riser pipe and were battery powered.  However, to attain adequate run times on battery power, these were large devices with large volatile battery packs that filled the entire riser pipe and required specialized test station heads to terminate the pipe.  The blocking of the riser pipe with the monitor prevented use of portable half‐cells down the pipe when field validations were required.  Replacement batteries for these devices were transport limited, which made sourcing them more difficult.  Again, installation was not a quick process. 

The RMU1 solves many of these problems with its modern electronics and innovative packaging. 

Designed from the ground‐up for low power operation, the unit operates on four small (0.55” x 1.98”) AA Lithium/Iron Disulfide batteries—no other external power source is needed.  The unique stable battery chemistry allows for wide ambient temperature range operation.  Being standard batteries used in consumer equipment, they are available from many local consumer stores.  The battery cell construction allows for relaxed air transport requirements.  But, 

11 

 

replacement of the batteries is very infrequent as the unit may operate from a single set for over 10 years.  Even in the most demanding configurations, battery life will still nominally exceed 5 years.   

The RMU1 is packaged in a small custom plastic enclosure that is water resistant and fits into a standard 3” test station head.  All components of the remote monitor are integrated, including communications and GPS antennae.  Only some short jumper wires are connected between the test station wire termination bolts and the RMU1 measurement terminals, making for a quick and clean install process on an existing test station.  

An innovative spacer ring is added to the standard test station cap to create space in the cap for the RMU1’s communications antenna.  The result is a very innocuous looking installation that does not attract vandalism.  If the cap is removed by intruders, an integral optical cap detector can alert system operators of the event.  The RMU1 is easily moved out of the way if a portable reference cell needs to be introduced through the test station riser pipe for field validation purposes. 

    RMU1 Spacer Ring Extension Used with a Standard Test Station Head 

The RMU1’s measurement electronics utilize modern low power high accuracy components.  Accuracy of measurements is maintained over the entire ‐40° to +60° C (‐40° to +140° F) operating temperature resulting in reliable data sets.  An integral coupon disconnect relay allows for controlled repeatable instant disconnect potential measurements.  The RMU1 can periodically send measurements to the web portal as often as once an hour.   

12 

 

For AC mitigation monitoring, where measurements once an hour may not be enough to capture critical events, a low power AC current density spike detector can be enabled to detect asynchronous events as short as 30s long.  Those events and their associated restoral events are immediately transmitted to the corView site and operators optionally notified through an exception email.  Even with the near continuous operation by the AC spike detector, unit battery life is not reduced substantially.     

4. Has the innovation been tested in the laboratory or in the field? If so, please describe any tests or field demonstrations and the results that support the capability and feasibility of the innovation. The RMU1 design was tested extensively in the lab during development. All the measurement ranges of the instrument were tested and fully characterized over a ‐40 to +140 degree Fahrenheit operating range.  The following plot illustrates accuracy of the current density measurement channel vs temperature test conducted during the design phase. 

 

Prototype units were deployed in the field for several months to validate device operation and field accuracy before the design was released to production.  All production RMU1 devices are factory calibrated utilizing high accuracy reference instrumentation.  Automated testing and calibration systems maintain historical testing and factory calibration records. 

13 

 

The RMU1 has been utilized in a wide variety of field measurement applications. The measurement and data logging of CP coupons is a common application. Monitoring the effects of AC transmission lines as well as stray current influences from electric rail systems are other popular applications.  The unit is also used for monitoring of critical bonds. 

The following plot is an example of actual field data captured from a location that experiences occasional induced current events as a result of parallel AC high tension power transmission lines.  The plot captures several momentary increases in current density to above approximately 35 A/m2. The current density for the location is normally around 5 A/m2. The client attained confirmation that AC mitigation equipment is working for now, but occasional AC current density spikes do still occur and need to be monitored in an ongoing basis. 

 

Zooming in on the graph, we can see that the AC spike detector has captured that actual width of a spike event instead of what would have been captured with just the coarser periodic measurement intervals. 

 

The raw tabular data can be inspected for finer granularity in the times and measured values.  As this RMU was periodically transmitting measurements hourly at approximately 11 minutes after the top of the hour, without the spike detector, the event that started at 9:51AM and lasted until 11:17AM would have been normally reported as lasting from 10:10AM to 12:10PM.  The better accuracy in event times with the AC spike detector allows for easier correlation with power line operator data. 

14 

 

 

In this particular case, the unit is installed in a high voltage transmission line corridor.  Induced voltages on any unprotected structures in the area are extremely high.  Operation of the RMU1 has been validated in this harsh electromagnetic environment. 

   RMU1 Installation Along a High Voltage Transmission Line Corridor 

15 

 

5. How can the innovation be incorporated into existing corrosion prevention and control activities and how does it benefit the industry/industries it serves (i.e., does it provide a cost and/or time savings; improve an inspection, testing, or data collection process; help to extend the service life of assets or corrosion‐control systems, etc.)? The RMU1 is used with existing corrosion prevention and control processes to improve measurement data accuracy and frequency as well as reduce field labor requirements.  

The unit provides high accuracy measurements from a fully‐contained, easy to install device. An internal GPS receiver ensures an accurate time reference with the benefit of recording the site geolocation as positive confirmation the measurements occurred at the target site location.  Data validity is improved over manual reads by the reduction of transcription errors and measurement technique differences between technicians.  Data point interval time is significantly reduced over manual reads. 

Immediate cost savings are attained through reduced field travel time.  Technicians no longer have to drive to test stations to obtain manually measured data from CP coupons.  Additionally, the higher quality of the data obtained through the remote monitor can motivate decisions that improve CP and AC mitigation on an asset resulting in longer service life of the protected structure. 

6. Is the innovation commercially available? If yes, how long has it been utilized? If not, what is the next step in making the innovation commercially available? What are the challenges, if any, that may affect further development or use of this innovation and how could they be overcome? The RMU1 has been commercially available since March 2014. The product is being utilized globally with the largest user concentration within the USA and Canada. As more devices are deployed, we attain more field feedback on new measurement applications and also receive enhanced functionality suggestions. Since the product was introduced there have been twelve firmware release updates, each of which has added additional functionality.  The firmware updates are backward compatible and are offered to all clients at no cost so even old devices benefit from the newly introduced features.   

In January 2016 the AC spike detector was added to the hardware platform to accommodate the requests for applications that required quicker response to events in AC mitigation system configurations.  The device hardware and software continue to evolve and improve to accommodate the needs of the field users. 

7. Are there any patents related to this work? If yes, please provide the patent title, number, and inventor. The RMU1 design relies on company trade secrets and has copyrights on the embedded source 

16 

 

software and internal circuit board artwork design.  The following expired US patent relates to a portion of the device functionality: USA Patent #6,107,811, “Coupon Monitor for Cathodic Protection System”, inventors: Dan L. Caudill, Neil G. Thompson, Kurt M. Lawson. This patent has expired so the patent claims are in the public domain.