Устройство для определения положения насосной станции монтируемого трубопровода

 

Изобретение относится к геодезическим изысканиям,в частности к устройствам для определения пунктов развертывания насосных станций на магистральных трубопроводах с помощью транспортных средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированию. Цель изобретения - повышение точности определения расстояния между насосными станциями магистрального трубопровода. Устройство содержит измеритель плотности атмосферного воздуха 10 с нормирующим преобразователем, дополнительным датчиком температуры, установленным в корпусе измерителя плотности атмосферного воздуха и подключенным к соответствующему входу коммутатора аналоговых сигналов, датчик скорости ветра 6, блок вычисления градиента плотности атмосферного воздуха 17, блок вычисления поправки 18. При этом блок вычисления градиента плотности атмосферного воздуха 17 состоит из последовательно включенных первого сумматора, блока возведения в квадрат, второго сумматора, блока умножения, соответствующие входы которых подключены к выходу пульта управления. Эффект достигается за счет того, что измеренное значение плотности атмосферного воздуха корректируется с учетом барического градиента, благодаря чему достигается более точное определение разности высот между насосными станциями. Применение изобретения позволит более точно определить пункты размещения насосных станций на трассе магистрального трубопровода и тем самым повысить его производительность на 3-6%. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 С 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4158772/24-10; 4158745/24-10 (22) 10.12.86 (46) 15. 10 ° 89. Бюл. М- 38 (71) Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии при Госстандарте (72) О.М.Науменко, В.А.Черньппев, Ю.Н.Мельников, П.Е.Зенов, B.Ä.Ùåðбин, В.В.Демичев и В.М.Попов (53) 528 .541(088 .8) (56) Руководство по эксплуатации полевых магистральных трубопроводов„

М.: Воениздат, 1 983, с. 58-69, Авторское свидетельство СССР

N 1138646, кл. С 01 С 7/04, 27.07.83.

ÄÄ SUÄÄ 1515042 A 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ МОНТИРУЕМОГО ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение относится к геодезическим изысканиям, в частности к устройствам для определения пунктов развертывания насосных станций иа магистральных трубопроводах с помощью транспортных средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированыо. Цель изобретения — повышение точности определения расстояния между насосными станциями магистраль. ого трубопровода. Устройство содержит измеритель 10 плотности атмосферного

1 51 5042

15 воздуха с нормирующим преобразователем, дополнительным датчиком температуры, установленным в корпусе измерителя плотности атмосферного воздуха и подключенным к соответствующему входу коммутатора аналоговых сигналов, датчик 16 скорости ветра, блок

17 вычисления градиента плотности атмосферного ноздуха, блок 18 вычисления поправки . При этом блок 17 вычисления градиента плотности состоит из последовательно включенных первого сумматора, блока возведения в квадрат, второго сумматора, блока

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности 20 к средствам, используемым для размещения насосных станций полевых магистральных трубопроводов, оперативно монтируемых с помощью транспортных средств в условиях отсутст- 25 вия предварительных изысканий и топографических материалов.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных пространственной 30 нестабильностью метеорологических параметров, На чертеже изображЕна блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из установленных на транспортном средстве блока 1 управления (ЭВМ) с блоком 2 обработ,ки результатов измерений (процессором), коммутатором (интерферометром) 3 и пультом 4 управления, задатчика 5 40 расстояния между насосными станция ми, задатчика 6 напора насосной станции, счетчика 7 пройденного пути и датчика 8 пути, составляющих блок измерения пройденного пути„ датчика 45

9 температуры атмосферного воздуха, блока 10 измерения плотности атмосферного воздуха, состоящего из алъфаионизационного преобразователя (датчика) 11, нормирующего преобразователя

12, дополнительного датчика 13 температуры н корпусе датчика плотности, нормирующего преобразователя (дат чика) 14, коммутатора !5 аналогоны:; сигналов, блока 16 измерения скорости

55 ветра, блока 17 определения г.радиента плотности атмосферного воздуха и блока 18 вычисления попранки (блока коррекции) . умножения, соответствующие входы которых подключены к ныходу пульта управления. Эффект достигается эа счет того, что измеренное значение плотности атмосферного воздуха корректируется с учетом барического градиента, благодаря чему достигается более точное определение разности высот между насосными станциями. Применение изобретения позволит более точно определить пункты размещения насосных станций на трассе магистрального трубопровода и тем самым повысить его производительность на 3-6Х. 1 ил.

Блок 17 вычисления градиента плотности атмосферного воздуха состоит иэ последовательно включенных первого сумматора 19, к первому и второму входам которого подключены датчик 9 температуры окружающей среды и датчик 16 скорости ветра, блока 20 возведения н квадрат, второго сумматора

21, к второму входу которого подключен датчик 9 температуры окружающей среды, блока 22 умножения, второй вход которого связан с блоком 10 измерения плотности атмосферного воздуха, а выход подключен к входу блока

18 коррекции, пульта 23 управления, выходы которого связаны с соответствующими входами первого 19 и второг го 21 сумматоров и блока 22 умножения. Все элементы, входящие в блок

17 вычисления градиента плотности атмосферного воздуха, стандартные, серийно выпускаемые промьппленностью.

Пульт 4 управления и сигнализации служит для ручного ввода информации в ЭВМ, а также для установления различных режимов процессора. Ои также позволяет осуществлять контроль эа состоянием работы интерфейса 3 и процессора 2.

Интерфейс 3 осуществляет связь с оперативным запоминающим устройством и внешними устройствами ЭВМ 1.

Процессор 2 (вычислитель) служит для автоматического выполнения последовательности операций, предусмотренных программой решения задач. Аналоговый коммутатор 15 обеспечивает по запросу ЭВМ поочередное подключение к ней датчиков 9 и 14 температуры, в результате чего упрощается схема

1515042 п=О где К вЂ” постоянная иониэационного измерителя, г/см з а „- ко эффицие нты разложения рабочей характеристики ионизационного измерителя, определяемые при его градуи- 20 ровке, 1/а;

I — ток иониэационного измерителя, А (снимается с датчика ll); и — степень полинома рабочей 25 характеристики (задается из требований точности определения плотности атмосферного воздуха, и 3).

По измеренной плотности и температуре атмосферного воздуха и температуре в корпусе датчика 11 в начальной и текущей точках трассы трубопровода разность dH< высот между пунктами трассы трубопровода вычисляется по формуле

35 числить разность высотных отметок пунктов трассы трубопровода, а следовательно, и более точно определить расстояние между насосными станциями.

Таким образом, определение разности высот между пунктами трассы трубопровода осуществляется с учетом барического градиента, в результате чего удается исключить возможные ошибки, связанные с изменениями сос» тояния атмосферы по длине трассы трубопровода за период барометрического хода устройства для определения расстояния между насосными станциями.

Температуру воздуха можно измерять кварцевыми датчиками. Ионизационный измеритель плотности атмосферного воздуха (блока 10) представляет собой, например, цилиндрическую камеру, снабженную альфаиониэационным излучателем с приемником ионизационного тока, электрометрическим усилителем иониэационного тока и нормирующим преобразователем с аналого-цифровым преобразователем.

Устройство работает следующим образом.

В начале трассы, т.е. в пункте размещения первой насосной станции, 40 (2) и а„ Х

i%t

1 где R удельная газовая постоянная воздуха, эрг/оград; темпеРатуРа атмосферно- 45

ro воздуха град (от датчика 9); и

ll

2 а„ В 1 величина иониэационного тока блока 10, пропор- 50 циональная плотности атмосферного воздуха в начальной точке трассы трубопровода, A и

ll а„,Т, i=- 7 устройства и повышается его надежность °

Плотность воздуха может контролироваться с помощью ионизационного измерителя типа с(-ИП, у которого вели5 чина тока на выходе связана с плотностью р атмосферного воздуха соотношением р К ° ехр(g. a„I ), (1) 55 величина ионизационного тока блока 10, пропорциональная плотности атмосферного воздуха в те6 кущей точке трассы трубопровода, А;

Т, и Т „ - температура, измеренная датчиком 13 в начальной (Т,) и текущей (Т-г „) точках трассы трубопровода, град.; и — степень полинома размножения рабочей характеристики блока 10.

Градиент vS плотности атмосферного воздуха вычисляют по формуле п8 -((2.10 T+ V ) - 2 10 Т)у (3) где р — плотность атмосферного воз/ 3.

p = 9 67 10 ехр Га„I 3;

Чэ — скорость ветра, м/с.

В блоке 18 значение плотности атмосферного воздуха, измеренное блоком 10, корректируется с учетом вычисленного блоком 17 барического градиента. В ЭВМ 1 значение плотности воздуха, соответствующее разности высотных отметок пунктов трубопровода, заносится с учетом коррекции.

Все это позволяет более точно вы1 51 5042

ЭВМ 1 устанавливают в исходное состояние. Затем с помощью пульта 4 управления и сигнализации в ЭВМ i от задатчиков 5 и 6 заносят расчетные значения расстояния между насоснымг станциями, напора, развиваемого насосной станцией, значения коэффициен тов разложения рабочей характеристики. от датчика 9 — значение температуры атмосферного воздуха, от блока

10 — значение плотности атмосферного воздуха, 2 от блока 16 — значения скорости ветра. Счетчик 7 пройденного

II II пути устанавливают в положение Нуль .

Все приборы устройства монтируют на подвижной транспортной базе,. С началом движения транспортной базы вдоль будущей трассы магистрального трубопровода осуществляют пуск устройства с пульта 4. В процессе движения сигналы от датчика 8 пройденного пути поступают на счетчик 7. В блок 17 вычисления градиента плотности воздуха поступают сигналы с блока 10 плотности атмосферного воздуха, с датчика 9 температуры окружающего ,воздуха и с блока 16 измерения скорости ветра. Блок 17 по формуле (3) рассчитывает градиент плотности атмосферного воздуха и полученный результат пересылает в блок 18 коррекции, который корректирует плотность атмосферного воздуха в ходе движения устройства по трассе трубопровода с учетом барического градиента и откорректированный сигнал поступает в интерфейс 3. Одновременно в интерфейс автоматически от датчиков 8, 9 и 14 температуры окружающей среды и температуры в корпусе датчика плотности заносится соответствующая информация.

Процессор 2 ведет обработку полученных данных от блока 18 коррекции 18 и датчиков 8, 9 и 14 пути, температуры окружающей среды и температуры соответственно в корпусе блока 10 по формуле

s,„= s.„..„,+(ан — ((г o I +v,> — 2 ° ) 06T)„„„, (4)

Q где 4Н вЂ” разность высотных отметок пунктов трассы трубопровода, м;

S „ — пройденный измерительным устройством путь, и.;

S<Ä,„— расчетное расстояние между насосными станциями для горизонтального участка ,„, трассы трубопровода, м;

Н вЂ” напор, развиваемый насосной станцией, м; р — плотность атмосферного воздуха, эрг/г оград;

t0 Т вЂ” температура воздуха, К;

Vs- скорость ветра, м/с

В процессе движения устройства по трассе трубопровода, пройденный путь возрастает от нуля до значения, при

15 котором его величина сравнится с правой частью уравнения, в которой величины S и б Н меняют свое значение. В момент равенства величины

S р„и правой части уравнения (5) на

20 пульт 4 управления выдается световой и звуковой сигналы, по которым фиксируются пункт размещения насосной станции на трассе трубопровода, В этом пункте счетчик 7 устанавливают

25 а "Нуль" и снова заносят значение величины температуры окружающего воздуха от датчика 9, плотности атмосферного воздуха от блока 10 и температуры воздуха в корпусе датчика 11

30 от датчика 13. Далее процесс повторяется, Физически момент равенства пути 5 „, и правой части уравнения ма кс означает, что напор Н +. создаваемый насосной станцией, израсходован на преодоление расстояния 8,„ и разности йН высотных отметок между пунктами, в которых установлены предыдущая и последующая насосные станции„ Данные от датчика скорости вет40 ра и дополнительные .данные по температуре и плотности атмосферного воздуха позволяют осуществлять непрерывный контроль за величиной горизонтального барического градиента не45 посредственно в момент прохождения устройством трассы магистрального трубопровода и обеспечить необходимую точность определения разности вьсотных отметок пунктов трассы трубопровода.

Формула изобретения

Устройство для определения положения насосной станции монтируемого трубопровода, содержащее установленные на транспортном средстве блоки измерения пройденного пути и температуры атмосферного воздуха, пульт

Составитель В. Сараханов

Техред Л. Олийнык Корректор О. Крав цова редактор А. Ревин

Заказ 621S/40 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 управления с задатчиками расстояния

H напора, коммутатор и блок обработки результатов измерений, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных пространственной нестабильностью метеорологических параметров, оно снабжено блоком измерения плотности атмосферного воздуха, подключенным через введенный блок вычисления

15042 10 поп ра в к и к коммута то ру, и блоком измерения скорости ветра, подключенным через введенный блок определе5 ния градиента плотности атмосферного воздуха к соответствующему входу блока вычисления поправки, причем выходы блоков измерения температуры и плотности атмосферного воздуха связаны с соответствующими входами блока определения градиента плотности атмосферного воздуха.