Бесконтактный искатель повреждения изоляции коммуникации

 

Изобретение может быть использовано для выявления мест коррозии токопроводящих протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и измерений и может быть использовано при отыскании мест коррозии, токопроводяпщх протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и т.п.). Пель изобретения - повышение точности , расширения функциональных возможностей , увеличение достоверности измерений при диагностике коррозионного состояния коммуникаций путем создания условий постоянного ориентирования приемников поля в плоскости, и т п,). Цель ияобретонин расширение функциональных возможностей, увеличение точности и достоверности измерений при диагностике коррозионного состояния коммуникации. Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникации состоит из первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального 3, второго горизонтального 4 приемников поля, индикатора Фазы 5, первого 6, второго 7 и третьего 8 делительного устройства, алгебраического сумматора 9, источника опорного напряжения 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 множительных vcTpoficTB, сумматора 14, индикатора глубины 15, индикатора смещения 16, индикатора тока 17. Устройство позволяет производить бесконтактным методом измерение токов, протекающих по коммуникации в условиях постоянного ориентирования приемников (1-4) поля в плоскости, перпендикулярной оси прокладки коммуникации . перпендикулярной оси прокладки коммуникации при непрерывном контроле этими приемниками величины тока, протекающего по коммуникации. Ка чертеже приведена блок-схема устройства. Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникации состоит из первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального 3, второго горизонтального 4 приемников поля, индикатора Лазы 5, первого 6, второго 7 и третьего 8 делительного « (Л о оо 4- 3 N3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ 1684721 (gI)g О 01 К ?7/18

Ilсi ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4308676/21 (22) 3.09.87 (46) 15.10.91. 1 юл. N 38 (71) Физико-механический институт им, Г,В. Карпенко (72) В И. Гордиенко, A 1П!.. Максименко, Н.Д. Печеняк, В..П. Убогий и Е В., Ярошевский (53) 621.317.7(088.8) (56) Григорович К.К. Трассовые испытания макета бесконтактного искателя повреждений изоляции (I!0 Союэоргэнергогаэ ) В сб, НеЛтяная промышленнЬсть. Серия: Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. И.: ВН1П10ЭНГ

1982, h» 7, с. 19-20.

Авторское свидетельство СССP

М 243733, кл. G 01 R 27/16, 1969. (54) БЕСКОНТАКТННЙ ИСКАТЕЛЬ ПОВРЕЖ (ЕНИЯ ИЗОЛЯ11ИИ КОММУНИКАЦИИ (57) Изобретение может быть использовано для выявления мест коррозии токопроводящих протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов

Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и измерений и может быть использовано при отыскании мест коррозии, токопроводящих протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и т.п.).

Пель изобретения — повышение точности, расширения функциональных воэможностей, увеличение достоверности измерений при диагностике коррозионного состояния коммуникаций путем создания условий постоянного ориентирования приемников поля в плоскости, 2 и т„п,), Цель и.".обретения расширение функциональных возможностей, увеличение точности и достоверности измерений при диагностике коррозиовного сг стояния коммуникации. Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникаци;i состоит иэ первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального 3, второго горизонтальногo

4 приемников поля, индикатора фазы 5, первого 6, второго 7 и третьего 8 делительного устройства, алгебраичегко— го сумматора 9, источника опорного напряжения 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 множительных устройств сумматора 14, индикатора глубины 15, индикатора смещения 16, индикатора тока 17. Устройство позволяет произво- дить бесконтактным методом измерение токов, протекавших по коммуникации в ( условиях постоянного ориентирования приемников (1-4) поля в плоскости, перпендикулярной оси прокладки коммуникации.

Cb перпендикулярной оси прокладки коммуникации при непрерывном контроле этими приемниками величины тока, протекающего по коммуникации.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникации состоит из первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального

3, второго горизонтального 4 приемников поля, индикатора фазы 5, первого

6, второго 7 и третьего 8 делительного

1684721 устройства, алгебраического сумматора

9, источника опорного напряжения 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 множительного устройства, сумматора

14, индикатора глубины 15, индикатора

5 смещения 16, индикатора тока 17.

Первый горизонтальный приемник поля 1 одновременно соединен с первым входом делителя первого делительного устройства 6 и первым входом второго множительного устройства 12, выход первого вертикального приемника поля

2 одновременно подключен ко второму входу первого делительного устройства 15

6, выход которого одновременно подключен к первому входу алгебраического сумматора 9.и первому входу первого множительного устройства 11, к первому входу индикатора фазы 5 и первому входу третьего множительного устройства 13, второй вертикальный приемник поля 3 одновременно подключен ко второму входу индикатора фазы 5, выход которого соединен с третьим управляю- 25 щим входом алгебраического сумматора 9, и первому входу второго 7 делительного устройства, на второй вход которого подключен второй 4 горизонтальный приемник поля а выход которого подФ

30 ключен ко второму входу алгебраического сумматора 9, выход алгебраического сумматора 9 подключен к первому входу делителя третьего 8 делительного устройства, на второй вход которого подключен источник опорного напряжения 1С, а выход которого одновременно подключен ко вторым входам первого 11 и второго 12 множительного устройства и входу индикатора глубины 15, вы40 ход первого 11 множительного устройства одновременно подключен к индикатору смещения 16 и второму входу третьего 13 множительного устройства, выходы второго 12 и третьего 13

45 множительного устройства подключены к соответствующим входам сумматора

14, выход которого соединен с индикатором тока 17.

Работа устройства основана на измерении ортогональных составляющих

50 напряженности магнитного поля металлической инженерной коммуникации (кабеля, трубопровода и т,п.) при проте канин по ней тока. Действующие значе-

55 ния напряжений (выходных электричес- ких сигналов приемника поля) Ueb<><

Ub > определяются известными форму» ьых 4 ламй

z к ь (I К Х1

Sb1x2. g((h> + у и

I К Хг

Bb>x3 2 у + у2 (3) ((1

I "К h

ВЫ1 4 2 h2 + Х2 (4)

2 где К вЂ” коэффициент преобразования приемника поля;

? — действующее значение тока в коммуникации;

Х, h - -координаты центров ортогональных приемников;

Х Х вЂ” смещение приемников относи< Ill тельно оси коммуникации в горизонтальном, а h- в вертикальном направлениях.

Эти координаты могут быть получены через отношения действующих значений напряжений на выходах приемников

1...,4

r Ueb

Пвых t (6) В предлагаемом устройстве выходные электрические сигналы приемников поля

1 (у Х )

В знаменателе формулы (5) знак минус соответствует расположению двух пар приемников поля слева или справа от оси коммуникации, а знак плюс соответствует случаю, когда ось коммуникации расположена между парами ортогональных приемников поля.

Для определения величины тока в коммуникации удобно воспользоваться выражением (1), так как величина

П,ы„„ ) 0 для h o 0 (которые- часто встречаются на практике).

2н hx + Х т = — (h

) USbixi

Подставив в (7) выражения (5), (6) получим формулу для определения величины тока в коммуникации, связываю щую координаты коммуникации и действующие значения напряжений приемников поля

1684721

1)(» = Кц Х„ (16) Uon К1 K« K6 (10) (17) (18) Uon

"выха К U вык 9 (11) 30 (20) 17 6ЫХ 14е

К 11 х (13) Uon

Пьыхг V X 3.

"(+ — "ч

"ЬМх1 UbblX4

1 (21) К17 К14 э к

Пьых 2, в |я U ьх (— + )

Цвыхг " вых э

"ВыХ| "вых 4 (14) (22) |еег 111

К<6 Пвь|хи

2,1 и 3,4 подаются на входы делительных устройств 6 и 7, выходные напряжения которых равны:

Б = К В |-х2 П = К Пьых Э . (9) 5

ВЫх 06, »lX7 7 UBblX4

Выходные сигналы делительных устройств подаются на оба входа алгебраического сумматора 9, выходной сигнал которого равен: е вь!х I g(ьыхб ьых 7

Работой алгебраического сумматора управляет индикатор фазы 5, который включает алгебраический сумматор на сложение выходньм сигналов делительHblx УстРойств Пвыхg и 1.вых7 пРи сДви ге фаз входных сигналов 1166|хам и

U „х Э близком к 180 и на вычитание при сдвиге фаз около Р о

Вьгходной сигнал U |,источника опорного напряжения 10 и выходной сигнал алгебраического сумматора 9 поступают соответственно на вхог|ы делимого и делителя третьего делительного устройства 8, выходной сигнал которого равен:

Если выполнить условие K = К а

КБ = Гх, то показания В индикатора глубины 15 будут пропорциональны гх|у 35 бине залегания коммуникации:

М| (12)

ЬЫХ6 — BblX7

Подставив (5) в (12) получим: 40 где К

По

Одновременно выходной сигнал перво- 45 го делительного устройства 6 и выходной сигнал третьего делительного устройства 8 поступают на входы первого множительного устройства 11, выходной сигнал которого равен: 50 Bblx а 11 Ьых б вь!Х8

Показания (Xg индикатора смещения

16 будут пропорциональны смещению ортогональных приемников поля 1 и 2 относительно трассы коммутации:

С учетом (5), (6), (10), (11), (14) вьгражение (15) запишется г| ||||де где К

Выходной сигнал третьего лелител|.— ного устройства 8 H HE!pRQI o горизонтального приемника поля 1 одновременно поступают на входы второго множительного устройства 12, выходной сигнал которого равен:

"Bblx1g 12 "ьых1 Uвых 6

В то же время выходной сигнал пер-. вого вертикального приемника поля 2 и выходной сигнал первого множительного устройства 11 поступают на входы третьего множительного устройства 13, выходной сигнал которого равен:

ВЫХ|Э 15 ВЫХ Я Bblx 11

Одновременно выходной сигнал второго 12 и третьего 13 множительньж устройств поступают на входы сумматора

14, выходной сигнал которого равен

UBblX14 14("вых 12 + Пвых|Э

Показания |х Э индикатора тока 17, включенного на выходе сумматора 14, будут равны

Учитывая выражения (9) — (11) ° (14), (17)-(20), показания индикатора тока

17 при условии Кб = K7 = К = Кд, К 1 К12 К1> К К 7/(д будут равны:

Учитывая выражения (S), (6), (8), получим

K Кл Км Км U n где К с1 Il

Показания первого 15, второго 16 и третьего 17 выходных индикаторов .

1684721 пропорциональны соответственно глубине залегания коммуникации, смещению трассы коммуникации и амплитуде ток в коммуникации, S

Таким образом устройство позволяет при движении оператора с устройством вдоль трассы коммуникации решать задачи, связанные с точным определением места нахождения трассы коммуникации и диагностикой ее состояния, 10

Формула изобретения

Бесконтактный искатель поврежден 15 изоляции коммуникации, содержащий два приемника поля и выходной индикатор тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения функциональных возможностей и увеличения достоверности измерений диагностики коррозионного состояния коммуникации, дополнительно введены два приемника поля, причем первый горизонтальный, первый вертикальный и второй горизонтальный, второй вертикальный образуют ортогональные пары, расположенные на фиксированном расстоянии 1 в плоскости, перпендикулярной оси коммуникации, три делительных устройства, индикатор фазы, алгебраический сумматор, источник опорного напряжения, три множительных устройства, сумматор, индикатор глубины и индикатор смещения, причем выход первого горизонтального приемника поля одновременно соединен с первым входом делителя первого делительного устройства и первым входом второго множительного устройства, выход первого вертикального приемника поля одновременно подключен к второму входу первого пелительного устройства„ первому входу инликатора фазы и первому входу третьего множительного устройства, выход первого делительного устройства одновременно подключен к первому входу алгебраического сумматора и первому входу первого множительного устройства, второй вертикальный приемник поля одновременно подключен к второму входу индикатора фазы и первому входу второго делительного устройства, на второй вход к<: орого подключен второй горизонтальный приемник поля, а выход которого подключен к второму входу алгебраического сумматора, выход алгебраического сумматора подключен к первому входу делителя третьего делительного устройства, на второй вход которого подключен источник опорного напряжения а выход третьего делительного устройства одновременно подключен к вторым входам первого и второго множительных устройств и входу индикатора глубины, выход индикатора фазы соединен с третьим управляющим входом алгебраического сумматора, выход первого множительного устройства одновременно подключен к индикатору смещения и второму входу третьего множительного устройства, выходы второго и третьего множительных устройств подключен соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с индикатором тока.

1684721

Составитель В. Коваленко

Техред М.Моргентал . Корректор H.Ревская

Репактор Т. Сегляник

Заказ 3505 Тираж 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