Устройство для определения места повреждения напорного трубопровода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕП. КИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГККТ СССР (21) 4679149/29 (22) 14.04.89 (46) 15 ° 03.91. Бюл. У 10 (71) Киевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектноконструкторского института техники, технологии и органиэации управления строительством предприятий нефтяной и газовой промышленности (72) А.И.Афонин, Б.П.Пляцек, Л.И.Лебеда, В.К.Цапенко, IO,В.Куц и Н.11.reâ (53) 621 ° 646 ° 95 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1208402, кл. F 17 D 5/02i 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА . ПОВРЕЖДЕНИЯ НАПОРНОГО ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и предназначено для определения мест. повреждения в заглубленных и недоступных техническому осмотру напорных трубопроводах.

Цель изобретения — повышение точности определения расстояния до места повреждения.

На фиг.I приведена структурная схема устройства для определения места повреждения напорного трубопровода;,на фиг. 2 — структурная схема узла определения спектра сигналов утечки

Устройство дл определения мест

1 повреждения напорного трубопровода содержит датчики I и 2, соединенные че„„SU„„ 1634946 А 1

Щ 5 Р 17 0 5/02 (57) Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем и пред-. назначено для определения мест повреждения в заглубленных и недоступных техническому осмотру напорных трубопроводах. Цель изобретения — повышение точности определения расстояния до места повреждения. Устройство выполняет анализ и обработку сигналов в полосе частот, адаптированной к полосе частот сигналов утечки. Этим достигается уменьшение влияния фоновых шумов и помех на точность определе- ния времени задержки, что обусловливает повышение точности определения расстояния до места повреждения. Полоса с

Ю анализа устройства изменяется автоматически. 1 з ° п. ф-лы, 2 ил. рез усилители 3 и 4 с одинаковым коэффициентом усиления с входами узла

5 определения опорного сигнала, один из выходов которого сс единен с входом 32 узла 36 определения спектра сигналов утечки и через последовательно соединенные регулируемый фильтр 19 нижних частот, усилитель 23, регулируемый фильтр 21 верхних частот, усилитель 6 с автоматической регулировкой усиления, блок 8 формирования импульсов, блок !I задержки и блок 12 циклической перестройки задержки с од- «д, ним из входов блока 10 совпадения, другой выход узла 5 определения опорного сигнала через последовательно включенные регулируемый фильтр 20 нижних частот, усилитель 24, регули1634948

45 руемый фильтр 22 верхних частот, усилитель 7 с автоматически регулируемым коэффициентом усиления и блок 9 формирования импульсов подключен к другому входу блока 10 совпадения.

Выход блока 10 совпадений соединен с входом счетчика 13 совпадений, выход которого подключен к входу блока 14 сравнения и выделения большего числа 10 совпадений. Выход блока 14 сравнения и выделения большего числа совпадений связан с входом блока 15 хранения времени задержки, другой вход которого соединен с блоком 12 цикличес- 15 кой перестройки задержки, а выход— с входом индикатора 16 времени задержки. Блок 18 программного управления подключен входом к тактовому генератору 17, а выход — к управляющим вхо- 20 дам узла 5 определения опорного сигнала, блока 12 циклической перестройки задержки, блока 14 сравнения и выделения большего числа совпадений и уп равляющему входу 33 узла 36 определения спектра сигналов утечки, выходы 34 и 35 которого подключены соответственно к управляющим входам регулируемых фильтров 19 и 20 нижних частот и управляющим входам регулируемых 30 фильтров 21 и 22 верхних частот.

Структурная схема узла 36 определения спектра сигнапов утечки содержит N каналов, каждый из которых состоит из подключенных к входу 32 узла последовательно соединенных полосовык фильтров 23-1 — 23-N детекторов 24-1 — 24-М, йнтеграторов 25-1

25-N и компараторов 26-1 — 26-N, вторые входы компараторов 26-1

26-N соединены параллельно и через последовательно включенные (И+1 1гй детектор 27, (N+1)-й интегратор 28 и усилитель 29 с переменным коэффициентом усиления подключены к входу 32 узла. Шифратор 30 преобразует двухуровневые сигналы компараторов в коды управления частотами среза фильтров

19 и 20 нижних частот и 21 и 22 верхних частот. Эти коды с двух выходов 50 шифратора 30 записываются в регистр

31 памяти по импульсу на синхровходе, которые подключен к управляющему входу 33 узла. Два вйхода регистра 31 памяти связаны с выходами 34 и 35 55 узла.

Устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода работает следующим образом.

Размещенные на трубе с обеих сторон от места дефекта датчики 1 и 2 принимают аку сти че ские сиги алы утечки и преобразуют их в электрические.

Этп сигналы поступают через усилители

3 и 4 с одинаковым коэффициентом усиления на входы узла 5 определения напорного сигнала, выделяющего сигнал большего уровня, i .е. сигнал от расположенного ближе к дефекту датчика Этот сигнал направляется в канал устройства, содержащий блок ll задержки. Сигнал с выхода узла 5 определения опорного сигнала проходят через частотозависимые цепи: регулируемые фильтры 19 нижних частот и 21 верхних частот в одном канале и, соответственно, регулируемые фильтры

20 и 22 в другом канале. Усилители

23 и 24, включенные между фильтрами, служат для их развязки и компенсации затухания электрических сигналов утечки в полосе пропускания фильтров. Частота среза фильтров 19 и 20, а также фильтров 21 и 22 перестраивается соответственно с помощью сигналов с выходов 34 и 35 узла 36 определения спектра сигналов утечки, обеспечивая прохождение сигналов утечки и подавление фоновых шумов и помех.

Перестройка частоты среза фильтров может осуществляться, например, посредством цепей, входящих в состав фильтров. Сигналы с выхода фильтров верхних частот 21 и 22 проходят соответственно через усилители 6 и 7 с автоматической регулировкой усиления на блоки 8 и 9 формирования импульсов.

Сигнал от ближнего к месту дефекта датчика с выхода блока 8 формирования импульсов проходит через блок 11 задержки, блок 12 циклической перестройки задержки на один из входов блока IO совпадения, на другой вход которого поступают сигналы с выхода блока 9 формирования импульсов. Ко1 личество совпавших импульсов подсчитывается счетчиком 13 совпадения импульсов. Полученное число импульсов для каждого фиксированного значения времени задержки пропорционально величине знаковой корреляционной функции сигналов датчиков I и.2 для данного значения времени задержки. Максимальное значение знаковой корреляционной функции определяется в блоке

14 сравнения н выделения большего числа совпадений, а соответствующее это1634948

40

45. тот, входы которых через усилители

55 му значение задержки Т фиксируется в блоке 15 хранения задержки путем записи в него значения задержки иэ блока 12 циклической перестройки задержки по команде блока !4 сравнения и выделения большего числа. Полученное значение Т отображается на индикаторе

16 времени задержки. Блок 18 программного управления и тактовый генератор

l7 обеспечивают управление работой узла 5 определения опорного сигнала и узла 36 определения спектра сигналов и используется в устройстве для перестройки частот среза регулируемых фильтров 19 — 22.

В предлагаемом устройстве место повреждения трубопровода определяется по формуле

1 С

Х= — +- Т

2 2 где Х вЂ” расстояние до места повреждения от датчика, расположенного ближе к месту повреждения;

Ь вЂ” расстояние между датчиками;

С „- скорость распространения звука по данному трубопроводу;

Т вЂ” измеренное время задержки, Предлагаемое устройство выполняет анализ и обработку сигналов в полосе частот, адаптированной к полосе частот сигналов утечки. Этим достигается уменьшение влияния фоновых шумов и помех на точность определения времени задержки, что и определяет повышение точности определения расстояния до места повреждения.

Таким образом, введенные в предлагаемое устройство новые элементы и их соединения позволяют автоматически изменять полосу анализа устройства, согласуя ее с полосой сигналов утечки, и тем самым уменьшать влияние фоновых шумов и помех на точность определения времени задержки Т, Использование предложенного устройства позволяет повысить точность определения времени задержки Т и за счет этого обеспечить более точное определение места повреждения заглубленных напорных трубопроводов.

Формула из обретения

I. Устройство для определения места повреждения напорного трубопровода, содержащее датчики двух каналов, 15

35 подключенные через усилители с одинаковым коэффициентом усиления к входу узла определения стопорного сигнала, два усилителя с автоматической регулировкой усиления, выходы которых соединены с входами блоков формирования импульсов, блок совпадения импульсов, один иэ входов которого через последовательно включенные блок задержки и блок циклической перестройки задержки подключен к выходу одного блока формирования импульсов, второй вход блока совпадения подключен к выходу другого блока формирования импульсов, а выход — к входу счетчика совпадений импульсов, блок сравнения и выделения большего числа совпадений, вход которого подключен к выходу счетчика совпадений, а выход— к первому входу блока хранения времени задержки, второй вход блока хранения времени задержки соединен с блоком циклической перестройки задержки, а выход — с индикатором гремени задержки, тактовый генератор и блок программного управления, вход которо-, го подключен к тактовому генератору, а выход — к узлу определения опорного сигнала, блоку циклической перестройки задержки и блоку сравнения и выделения большего числа совпадений, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места повреждения, в него введены узел определения спектра сигналов утечки, вход которого соединен с..одним из выходов узла определения опорного сигнала, а управляющий вход — с выходом блока программного управления, два регулируемых фильтра нижних частот, подключенных к выходам узла определения опорного сигнала, и два регулируемых фильтра верхних чассоединены с выходами регулируемых фильтров нижних частот, а выходы— с входами усилителей с автоматической регулировкой усиления, один выход узла определения спектра сигналов утечки подключен к параллельно включенным управляющим входам регулируемых фильтров нижних частот, а второй— к параллельно включенным управляющим входам регулируемых фильтров верхних частот.

2 ° Устройство по п l о т л и ч аю щ е е с я тем, что узел определения спектра сигналов утечки содержит

7 1634948. 8

Фиг. 1

Составитель С. Рыбин

Редактор Л. Веселовская Техред С.Мигунова Корректор С.Черни

Заказ 745 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК11Т СССР

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

Производственно-и эдатедьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

N каналов, состоящих из последовательно включенных полосового фильтра,детектора и интегратора, входы поло совых фильтров соединены параллельно h подклю-5 чены к входу узла,выходыинтеграторов подключены к первым входамМ компараторов,вторые входы которых соединены параллельно и подключены через последовательно соединенные (N+1)-й де- 10 тектор, (11+1)-й интегратор и усилитель с переменным коэффициентом усиления к входу узла, шифратор, входы которого соединены с выходами N компараторов, а выходы — с входами регистра памяти, синхровход которого подключен к управляющему входу узла, выходы регистра памяти подключены к двум выходам узла.