Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе

 

Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе. Сущность изобретения: устройство содержит феррозондовый датчик (1), генератор импульсов (2), схему обработки сигналов (3), сигнальную обмотку (4), подмагничивающую обмотку (5), дополнительную обмотку (6), формирователь импульсов (7). 7-6-5 -4-3. 2-5. б ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з()5 В 08 В 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4940475/12 (22) 30.05.91 (46) 23,02.93. Бюл, N 7 (71) Малое научно-производственное предприятие "Магматон" (72) А,И.Петрук, B.À.Kîøîâíèê, А.П.Подолян, А.И;Кравцов, В.А,Горенко и Ю,B.ßìщиков (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1724397, кл. В 08 В 9/04, 1990, „„Я „„1796296 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ОЧИСТНОГО ПОРШНЯ В ТРУБОПРОВОДЕ (57) Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе. Сущность изобретения: устройство содержит феррозондовый датчик (1), генератор импульсов (2), схему обработки сигналов (3), сигнальную обмотку (4), подмагничивающую обмотку (5), дополнйтельную обмотку (6), формирователь импульсов (7). 7-6-5 -4-3, 2-5. 6 ил.

1796296

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов, в частности к технике очистки внутренних поверхностей трубопроводов.

При эксплуатации трубопроводов возникает необходимость в периодической очистке их внутренних поверхностей. Это осуществляется с помощью поршней, движущихся под давлением нагнетаемой среды. Для регулирования подачи рабочей. среды важно знать точное местонахождение поршня в трубопроводе. Кроме того, не исключена возможность несанкционированной остановки очистного поршня. В этом случае возникает задача поиска места остановки. Для этих целей используются спе циал ь н ые устройства.

Обычно устройство состоит из двух частей — передающей и приемной. Передающая часть устанавливается непосредственно на поршне, По сигналу на,выходе приемной части, расположенной вблизи трубопровода, можно судить о моменте прохождения очистного поршня через заданное сечение трубопровода.

Известно устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе (1), являющееся прототипом заявляемого изобретения.

Устройство состоит из двух основных частей — передающей и приемной. Передающая часть представляет собой очистной поршень с устайовленными на нем магнитными дисками. Приемная часть представляет собой чувствительный элемент со схемой обработки сигналов, обеспечивающей адаптацию к медленно меняющимся магнитным полям и реагирующей на быстро меняющееся магнитное поле, вызванное перемещением поршня с выдачей сигнала о его прохождении.

Упрощенная функциональная схема приемной части представлена на фиг. 1. В качестве чувствительного элемента в ней использован феррозондовый датчик магнитного поля 1, имеющий подмагничивающую обмотку 5, подключенную к выходу генератора импульсов 2, и сигнальную обмотку 4, подключенную к входу схемы обработки сигналов 3.

Работа основного изобретения заключается в следующем.

Приемная часть устройства устанавливается с внешней стороны трубопровода и переводится в режим ожидания. В момент прохождения поршня изменяется напря женность магнитного поля в районе индукционного феррозондового датчика, что вызывает изменения магнитного потока в стержнях последнего. Это в свою очередь вызывает изменение переменного напряжения на сигнальной обмотке 4 и, как следствие, срабатывание схемы обработки сигналов и перевод ее в режим индикации.

5 В целях повышения помехозащищенности устройства схема обработки сигналов настраивается таким образом, чтобы ее срабатывание происходило только при скорости изменения магнитного потока VT, где Ч п.мин < V

Целью изобретения является повышение вероятности фиксации прохождения очистного устройства через заданное сечение трубопровода за счет обеспечения возможности предварительной проверки . работоспособности приемной части устройства.

Цель изобретения достигается тем, что

40 феррозондовый датчик оснащен дополнительной обмоткой, в которой с помощью формирователя импульсов по сигналу от коммутатора формируется бросок тока, приводящий к изменению магнитного потока в стержнях датчика и как следствие к срабатыванию прибора.

Сущность изобретения поясняется фун-. кциональной схемой, представленной на фиг, 2, В состав приемной части устройства входит феррозондовый датчик 1, генератор импульсов подпитки 2 и схема обработки сигналов 3. Сигнальная обмотка 4 ферроэондового датчика 1 подключена к схеме обработки сигналов 3, а подмэгничивающая обмотка 5 — к выходу генератора импульсов

2. Вновь введенными элементами являются дополнительная обмотка 6, формирователь импульсов 7 и коммутатор 8. При этом выход коммутатора 8 соединен с входом формиро1796296

10

20

30

55 вателя импульсов 7, выход которо о соединенн с допол нител ь ной обмоткой 6.

Работа устройства заключается в следующем.

После включения питания и окончания переходного процесса приемная часть устройства переходит в режим ожидания. С помощью коммутатора 8 оператор подает сигнал на формирователь импульса 7, который обеспечивает нарастание тока в дополнительной обмотке 6, что влечет за собой изменение магнитного потока в стержнях феррозондового датчика 1 и как следствие изменение напря>кения на сигнальной обмотке 4, что вызовет срабатывание схемы обработки сигнала, в связи с чем можно судить о работоспособности приемной части устройства, Формирователь импульса 7 может быть построен по аналоговой или цифровой схеме. На фиг. 3 представлен вариант аналогового выполнения формирователя импульса.

В его состав входят коммутатор 8, выход которого подключен к входу R R-S-триггера

9„интегрирующий усилитель 10, входом подключенный к выходу триггера 9, а выходом одновременно к дополнительной обмотке 6 и первому входу компаратора 11, Второй вход компаратора напряжения 11 соединен с выходом задатчика 12, а выход— с входом S-триггера 9.

Работа формирователя импульса заключается в следующем, Пока коммутатор 8 не замкнут, на входах R u S R-S-триггера 9 — сигналы логической единицы, в связи с чем триггер 9 осуществляет хранение информации — логического нуля на своем выходе, При кратковременном замыкании оператором контактов коммутатора 8 на входе R R-S.триггера 9 появляется сигнал логического

"нуля", что приводит триггер 9 в единичное состояние на его выходе. При появлении напряжения логической единицы на входе интегрирующего усилителя 10 на его выходе начинает плавно увеличиваться напряжение, вызывающее изменение магнитного потока в стержнях феррозондового датчика, Данное напряжение сравнивается на компараторе 11 с опорным, поступающим с датчика порога 12, При превышении им опорного на выходе компаратора 11 появляется сигнал логического нуля, поступающий на вход S R-$-триггера 9 и переводящий его в нулевое состояние на выходе .

Вариант цифровой схемы формирователя импульса представлен на фиг, 4. В его состав входит R-S-триггер 9, генератор импульсов 13, счетчик импульсов 14 и цифроаналоговый преобразователь 15.

Работа формирователя импульса зэклю чается в следующем, Пока коммутатор 8 не замкнут на входах

S u R R-S-триггера 9 -- сигнал логической единицы, в связи с чем триггер 9 осуществляет хранение информации — логического нуля на своем выходе. Данный сигнал является запирающим для счетчика 14, При кратковременном замыкании оператором контактов контактора 8 на выходе

R-S-триггера 9 появляется сигнал логического "нуля", что переведет триггер 9 в единичное состояние на его выходе. Логическая единица на выходе триггера 9 (и соответственно на управляющем входе счетчика импульсов) разрешает прохождение импульсов от генератора 13, в результате чего двоичное число на счетчике начинает увеличиваться и на выходе цифроаналогового преобразователя (и соответственно на дополнительной обмотке 6) появится ступенчато возрастающее напряжение. В момент появления логической единицы в последнем разряде счетчик 14 и триггер 9— обнулятся.

Параметры интегрирующего усилителя

10 (фиг. 3), частота генератора 13 и разрядность счетчика 14 (фиг. 4) выбираются исходя из того, что скорость нарастания магнитного потока в стержнях феррозонда при проверке должна соответствовать скорости нарастания магнитного потока при средней скорости движения очистного поршня.

При некоторых специфических отказах приемной части устройства потеря емкости интегрирующих элементов и т,д., проверка ее работоспособности при средней скорости нарастания магHMTHoco потока не позволяет судить о его работоспособности при минимальной и максимальной скорости нарастания (минимальной и максимальной скорости движения очистного поршня). В этом случае целесообразно проводить проверку на двух крайних скоростях нарастания магнитного потока, Функциональная схема устройства, обеспечивающая такую проверку, представлена на фиг, 5. От устройства (фиг. 2) оно отличается наличием второго коммутатора 16, выход которого подключен к второму входу формирователя импульсов 7. Работа устройства не отличается от работы устройства, описанного ранее, за исключением того, что при замыкании коммутатора 8 имитируется очистное устройство, движущееся с минимальной скоростью, а коммутатора 16 — с максимальной, На фиг. 6 представлена функциональная схема формирователя импульса, Вновь

1796296 ля введенными элементами являются второй коммутатор 16, второй R-S-триггер 17, второй интегрирующий усилитель 18 и сумматор 19. Работа формирователя импульса заключается в следующем, При кратковре- 5 менном замыкании контактов контактора 8 (или 46) происходит перевод триггера 10 (или 17) в единичное состояние на выходе, что влечет за собой появление нарастающего напряжения на выходе интегрирующего 10 усилителя 10 (или 18), Напряжение на выхоФормула изобретения

1. Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе, содержащее равномерно закрепленные одноименными полюсами в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода, по окружности корпуса очистного поршня постоянные магниты и расположенный с внешней стороны трубопровода генератор импульсов, соединенный выходом с подмагничивающей обмоткой феррозондового датчика, подключенного сигнальной обмоткой к схеме обработки сигналов, и коммутатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено расположенной на феррозондовом датчике дополнительной обмоткой и формирователем импульса, выход которого соединен с дополнительной обмоткой, причем выход коммутатора подключен ко входу формирователя импульса, 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно имеет второй коммутатор, вход которого соединен с входом первого коммутатора, а выход подключен к второму входу формирователя импульса.

3. Устройство по и, 1. о т л и ч а ю ще ес я тем, что формирователь импульса имеет последовательно включенные триггер, ин-. тегрирующий усилитель и компаратор напряжения и задатчик порога, соединенный выходом с вторым входом компаратора наде сумматора будет повторять напряжение на одном из входов (при условии замыкания контактов только одного контакторэ). Параметры интегрирующих усилителей 10 и 18 выбраны таким образом, чтобы при замыкании контактов контактора 8 скорость нарастания напряженности магнитного поля в районе феррозондового датчика была равна

Чт = Чп мин,а flpL1 замыкании KQHT8KT08 KQHтактора 16 — V и ин. пряжения, подключенного выходом к информационному входу триггера, установочный вход которого является входом формирователя импульса, выходом которого является выход интегрирующего усилите4,Устройствопоп,1, отличающеес я тем, что формирователь импульса имеет генератор импульсов, последовательно включенные триггер, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом формирователя импульса, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика, выход старшего разряда которого связан с установочным входом счетчика и информационным входом триггера, установочный вход которого является входом формирователя импульса.

5, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь импульса имеет цепи последовательно соединенных триггера и интегрирующего усилителя, последовательно включенные суммирующий усилитель и компаратор напряжения и задатчик порога, связанный выходом с вторым входом компаратора напряжения, подключенного вь ходом к информационным входам триггеров, установочные входы которых являются входами формирователя импульса, выходы интегрирующих усилителей связаны с входами суммирующего усилителя, выход которого является выходом формирователя импульса.

К6.

1796296

Редактор М.Кузнецов

Заказ 613 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

I

Составитель АЯетрук

Техред M.Моргентал Корректор.А.Обручар