Устройство для определения мест повреждений изоляции подземных трубопроводов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретег ния - повышение точности определения мест изоляции за счет одновременного повьшения чувствительности и помехоустойчивости . Устройство содержит емкостные датчики 1, 2, приемник 7, генератор высокочастотных сигналов (на схеме не показан). Совместное применение дополнительно введенных согласуюпщх 3, 4 и дифференциального 6 усилителей, а также блока симметризации 5 позволило в значительной степени улучшить надежность в определении места повреждения изоляции трубопроводов. Каждый из согласующих усилителей содержит полевой транзисс @ тор 8, LC-контур, состоящий из катуш Л С ки индуктивности 9, конденсатора 10, резисторы 11-14. Согласующий усилитель осуществляет трансформацию вы;сокого переменного выходного сопротивления емкостных датчиков, значе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (д1) 4 0 01 R 31/08 г

Г1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3790632/24-21 (22) 18.09.84 (46) 23.10.86. Бюл. У 39 (71) Конструкторско-технологическое бюро с опытным производством "Белгаэтехника" (72) В;Г.Левтеев (53) 621.317.334,4(088.8) (56) Березин В.Д. и др, Определение состояния изоляции подземных трубопроводов беэ их вскрытия. — M.: Недра, 1972, с, 29-30, Обзорная информация. Сер. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. — H.: ВНИИОЭПГ, 1979, с. 35-36. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ

ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике. Цель иэобретеЭ .)

Г ния — повышение точности определения мест изоляции за счет одновременного повышения чувствительности и помехоустойчивости. Устройство содержит емкостные датчики 1, 2, приемник 7, генератбр высокочастотных сигналов (на схеме не показан). Совместное применение дополнительно введенных согласующих 3, 4 и дифференциального

6 усилителей, а также блока симметриэации 5 позволило в значительной степени улучшить надежность в определении места повреждения изоляции трубопроводов. Каждый из согласующих усилителей содержит полевой транзис- с е тор 8, LC-контур, состоящий из катушки индуктивности 9, конденсатора 10, резисторы 11-14 ° Согласующий усили" тель осуществляет трансформацию вы- С сокого переменного выходного сопротивления емкостных датчиков, значе1265658 ние которого меняется в зависимости ренциального 6 усилителя в режиме от расстоячия до поверхности зем- подавления синфазных сигналов. Введели в постоянное выходное сопротивле- ние ДУ 6 позволяет производить поисние усилителя. Это необходимо для ковые работы при наличии индустрчальобеспечения наилучшей работы диффе- ных помех. 1 ил, Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения мест повреждения изоляционного покрытия подземных металлических сооружений, Цель изобретения — повышение точности определения мест повреждения изоляции за счет одновременного повышения чувствительности и помехоустойчивости приема сигналов.

На.чертеже приведена схема приемной части устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 емкостные датчики, первый

3 и второй 4 согласующие усилители, блок 5 симметризации, дифференциальный усилитель б и приемник 7.

Емкостные датчики 1 и 2 закреплены на штанге с фиксированным расстоянием между ними и подключены соответственно к входам первого 3 и второго

4 согласующих усилителей. Выходы согласующих усилителей 3 и 4 подключены к соответствующим входам блока 5 симметризации, выходы которого подключены к входам дифференциального усилителя 6. Выход последнего подключен к входу приемника 7.

Каждый из согласующих усилителей

3 и 4 содержит полевой транзистор 8 с p — П -nepexoäoì, в стоковую цепь .которого включен резонансный LC-контур, состоящий из катушки 9 индуктивности, конденсатора 10. Затвор полевого транзистора 8 через конденсатор

ll соединен с соответствующим емкостным датчиком, а через резистор 12— с делителем напряжения на резисторах 13 и 14, включенного в истоковую цепь полевого тракзистора 8, образуя цепь следящей обратнбй связи.

Устройство работает следующим образом.

Генератор высокочастотных сигналов (не показан) подключен к трубопроводу и создает в нем переменный электрический ток частотой 1000 Гц.

Оператор с приемником передвигается над обследуемым трубопроводом так что емкостные датчики 1 и 2 расположены один за другим по ходу движения.

3а счет емкостной связи между емкостными датчиками 1 и 2 и поверхностью земли на входы согласующих селективньгх усилителей 3 и 4 поступают сигналы от создаваемых током растекания с трубопровода ка поверхности земли потенциалов. Большое входное сопротивление согласующих селективных усилителей 3 и 4 и их размещение внутри емкостных электродов позголяет получить высокий коэффициент передачи входного сигнала, Если изоляция трубопровода не имеет повреждений, то

20 на вход дифференциального усилителя

6 через блок 5 симметризации поступают почти равные сигналы и на выходе дифференциального усилителя присутствует небольшой разностный сигнал, определяемый неравномерностью покрытия изоляции трубопровода.

При приближении к месту повреждения изоляции увеличивается потенциал, снимаемый с Поверхности земли первым по ходу движения датчиком, и увеличивается разносткый сигнал ка выходе дифференциального усилителя б, достигая максимального значения при расположении первого по ходу дви35: жения емкостного датчика кад местом повреждения. Затем наступает резкое, уменьшение сигнала с выхода дифференциального усилителя 6 и при размеще-. нии емкостных датчиков и 2 на. равных расстояниях от места повреждения сигнал уменьшается до нуля, а при прохождении второго емкостного датчика над местом повреждения вновь происходит увеличение сигнала. Для уточнения найденного места поврежде1265658 ния изоляции емкостные датчики устанавливаются перпендикулярно оси трубопровода так, что один из них находится над трубопроводом и место повреждения изоляции определяют по максимальному сигналу на индикаторе.

Совместное применение согласующего 3, 4 и дифференциального б усилителей, а также блока 5 симметризации позволяет в значительной степени t0 улучшить надежность в определении мес-та повреждения изоляции трубопроводов. При этом согласующий усилитель осуществляет трансформацию высокого переменного выходного сопротивления 15 емкостных датчиков, значение которого меняется в зависимости от расстояния до поверхности земли в постоянное выходное сопротивление усилителя.

Это необходимо для обеспечения наи- 20 лучшей работы дифференциального усилителя в режиме подавления синфазных сигналов, при котором необходимо поддерживать постоянство амплитудно-фазовых характеристик синфазных сигна- 25 лов на входах дифференциального усилителя. Высокое входное сопротивление согласующего усилителя на частоте принимаемого сигнала.1000 Гц обеспечивается применением следящей об- gp ратной связи °

Колебательный ЕС-контур включен в цепь стока полевого транзистора 8 и частота его настройки на 40-75 Гц выше частоты принимаемого .сигнала.

Резисторы 13 и 14 образуют делитель сигнала обратной связи, который через резистор 12 поступает в цепь затвора полевого транзистора, в значительной степени увеличивая входное сопротивление усилителя.

Выходной сигнал усилителя имеет

:максимальное значение при частоте настройки контура 1025 Гц. Выбирая частоту настройки контура в диапазоне 1025 — 1075 Гц, можно получить наилучшую селективность согласующего, усилителяпри большоы.входном..сокро=тйвлении, что позволяет значительйо повысить надежность в определении 50 мест повреждения изоляции трубопроводов за счет отстройки от мешающих сигналов (помех от силовых кабелей, радиотрансляционных линий и т.д.). .Переменное входное сопротивление поз воляет обеспечить наилучшие условия для приема полезного сигнала заданной частоты (1000 Гц), для которой коэффициент передачи сигнала максимальный, так как входное сопротивление на этой частоте имеет наибольшее значение с одновременным значительным уменьшением коэффициента передачи для частот выше или ниже принимаемой, для которых входное сопротивление усилителя имеет значительно меньшее значение.

Дифференциальньгй усилитель 6 позволяет наиболее полно использовать воэможности метода Пирсона, по которому входным полезным сигналом является разность сигналов, получаемых от обоих емкостных электродов, на фоне значительного синфазного сигнала, источником которого являются токи растекания с трубопроводом.

Введение дифференциального усилителя б позволяет проводить поисковые работы при наличии индустриальных помех, а равенство мешающих сигналов для их полного подавления устанавливается путем переориентации емкостных датчиков относительно источника помех и поверхности земли так,.чтобы получить на выходе приемника минимальный мешающий сигнал.

Устройство позволяет проводить поисковые работы на значительном удалении от места подключения генератора, причем смещение от оси трубопровода вверх или в сторону не ухудшает точности в определении места повреждения, кроме того, позволяет проводить отстройку от помех электрического происхождения и уменьшить влияние механических помех на процесс поиска.

Формула изобретения

Устройство для опр деления мест повреждения изоляции подземных трубопроводов, содержащее два емкостных датчика, закрепленных на штоках с фиксированным расстоянием между ними, приемник и генератор высокочастотных сигналов, подключенный к контролируемому трубопроводу, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения мест повреждения изоляции, приемник дополнитель-, но снабжен первым и вторым согласующими усилителями, дифференциальным усилителем и блоком симметризации, входы которого подключены к соответствующим выходам первого и второго

Составитель Н.Даки

Техред И.Попович

Корректор Г.Решетник

Редактор Н,Гунько

Заказ 5658/41 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1265658 б согласующих усилителей, а выходы со- тур, а затвор через резистор соедиединены с соответствующими входами нен с делителем напряжения, включендифференциапьного усилителя, выход ным в истоковую цепь полевого транкоторого подключен к входу приемни- зистора, образуя цепь следящей ка, причем каждый из согласующих уси- g. обратной связи, и через конденсалителей включает полевой транзистор тор соединен с выходом соответстс p — n -переходом, в стоковую часть вующего емкостного датчи— которого включен резонансный LC кон- ка °