Система для наблюдения за состоянием опасного участка магистрального газопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для антитеррористической защиты опасных участков магистрального трубопровода. Система для наблюдения за состоянием опасного участка магистрального трубопровода, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, оптически согласованные с опасным участком магистрального трубопровода, датчик статического давления транспортируемого газа в магистральном трубопроводе, датчик вибраций, установленный на магистральном трубопроводе, и два датчика акустических шумов, а также четыре усилителя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, два пороговых устройства, микропроцессор и радиомодем, при этом выходы датчика статического давления, датчика вибраций, первого и второго датчиков акустических шумов подключены ко входам первого второго, третьего и четвертого усилителей, выходы первого, второго и третьего усилителей подключены ко входам мультиплексора, соединенного выходом через аналого-цифровой преобразователь ко входу микропроцессора, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора и первому управляющему входу радиомодема, а выход четвертого усилителя через первое пороговое устройство соединен со вторым управляемым входом радиомодема, дополнительно содержит узкополосный микрофон, гармонический акустический излучатель, блок обработки доплеровского сигнала и фотоприемник, при этом запускающий вход гармонического акустического излучателя соединен с выходом первого порогового устройства, а электрический выход - с первым входом блока обработки доплеровского сигнала, подключенным первым и вторым выходами соответственно к третьему и четвертому управляемым входам радиомодема, и вторым своим выходом - к запускающему входу видеокамеры, второй выход блока обработки доплеровского сигнала соединен с выходом узкополосного микрофона, а выход фотоприемника через второе пороговое устройство подключен к запускающему входу блока инфракрасной подсветки. Техническим результатом изобретения является повышение уровня антитеррористической защиты магистральных трубопроводов в месте отбора транспортируемой среды.. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для антитеррористической защиты наиболее уязвимых участков магистральных трубопроводов.

Известна система аналогичного назначения, принятая за прототип, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, оптически согласованные с опасным участком магистрального трубопровода, датчик статического давления транспортируемого газа в магистральном трубопроводе, датчик вибраций, установленный на магистральном трубопроводе и два датчика акустических шумов, а также четыре усилителя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, два пороговых устройства, микропроцессор и радиомодем, при этом выходы датчика статического давления, датчика вибраций и первого и второго датчиков акустических шумов подключены ко входам первого второго, третьего и четвертого усилителей, выходы первого, второго и третьего усилителей подключены ко входам мультиплексора, соединенного выходом через аналого-цифровой преобразователь ко входу микропроцессора, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора и первому управляющему входу радиомодема, а выход четвертого усилителя через первое пороговое устройство соединен со вторым управляемым входом радиомодема /Патент РФ №2264578, кл. F16L 17/00, 58/00, F17D 5/02, 2005/.

Недостатком прототипа является низкий уровень антитеррористической защиты магистрального трубопровода в местах расположения запорно-регулируемой арматуры.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является повышение уровня антитеррористической защиты магистральных трубопроводов в месте отбора транспортируемой среды.

Данный технический результат достигают за счет того, что известная система для наблюдения за состоянием опасного участка магистрального трубопровода, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, оптически согласованные с опасным участком магистрального трубопровода, датчик статического давления транспортируемого газа в магистральном трубопроводе, датчик вибраций, установленный на магистральном трубопроводе и два датчика акустических шумов, а также четыре усилителя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, два пороговых устройства, микропроцессор и радиомодем, при этом выходы датчика статического давления, датчика вибраций, первого и второго датчиков акустических шумов подключены ко входам первого второго, третьего и четвертого усилителей, выходы первого, второго и третьего усилителей подключены ко входам мультиплексора, соединенного выходом через аналого-цифровой преобразователь ко входу микропроцессора, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора и первому управляющему входу радиомодема, а выход четвертого усилителя соединен через первое пороговое устройство со вторым управляемым входом радиомодема, дополнительно содержит узкополосный микрофон, гармонический акустический излучатель, блок обработки доплеровского сигнала и фотоприемник, при этом запускающий вход гармонического акустического излучателя соединен с выходом первого порогового устройства, а электрический выход - с первым входом блока обработки доплеровского сигнала, подключенным первым и вторым выходами соответственно к третьему и четвертому управляемым входам радиомодема, и вторым своим выходом - к запускающему входу видеокамеры, второй выход блока обработки доплеровского сигнала соединен с выходом узкополосного микрофона, а выход фотоприемника через второе пороговое устройство подключен к запускающему входу блока инфракрасной подсветки.

При этом блок обработки доплеровского сигнала выполнен в виде частотного дискриминатора, дифференцирующего устройства, двух частотных пороговых устройств, таймера, схемы опорного сигнала и счетно-решающего устройства, при этом выход узкополосного микрофона подключен ко входу частотного дискриминатора, соединенного выходом с первым входом первого частотного порогового устройства, входом дифференцирующего устройства и первым входом счетно-решающего устройства, второй вход первого частотного порогового устройства подключен к электрическому выходу гармонического акустического излучателя, а выход - к управляемому входу таймера, выход которого подключен к запускающим входам видеокамеры и радиомодема, выход дифференцирующего устройства соединен со входом второго частотного порогового устройства, подключенного выходом к запускающему входу счетно-решающего устройства, ко второму входу которого подсоединен электрический выход гармонического акустического излучателя, а к третьему - выход схемы опорного сигнала.

Радиомодем выполнен в виде радиопередающего устройства с расширенным спектром.

Система дополнительно содержит звуковой излучатель, выполненный преимущественно в виде сирены, управляемый вход которого подключен к выходу усилителя датчика вибраций и пневмоаккумулятор со слезоточивым газом, установленный в зоне опасного участка магистрального трубопровода, при этом управляемый электрический вход вентиля пневмоаккумулятора подключен к выходу усилителя датчика статического давления.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая схема системы; на фиг.2 - ее электронная схема; на фиг.3 - электронная схема блока обработки доплеровского сигнала; на фиг.4 - частотно-временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы.

Система для наблюдения за состоянием опасного участка магистрального трубопровода 1 с запорно-регулируемой арматурой 2 включает в себя видеокамеру 3 с блоком инфракрасной подсветки 4, оптически согласованные с запорно-регулируемой арматурой 2 магистрального трубопровода 1 (фиг.1).

Имеются также датчик 5 статического давления транспортируемого газа в магистральном трубопроводе 1, датчик 6 вибраций, установленный на магистральном трубопроводе 1, и два датчика акустических шумов (7 и 8), узкополосного микрофона 9, гармонический акустический излучатель 10 и фотоприемник 11.

Электронная схема (фиг.2) содержит четыре усилителя 12, 13, 14, 15, мультиплексор 16, аналого-цифровой преобразователь 17, микропроцессор 18, радиомодем 19, пороговые устройства 20 и 21 и блок обработки доплеровского сигнала 22.

Радиомодем 19 может быть выполнен в виде радиопередающего устройства с расширенным спектром для повышения устойчивости системы к средствам радиоэлектронной борьбы (Цифровые радиоприемные системы» под ред. М.И.Жодзинского, М., «Радио»).

Схема электрических соединений электронных блоков 12... 22 представлена на фиг.2

Выходы датчика 6 вибраций, датчика 5 статического давления, датчиков 7 и 8 акустических шумов подключены соответственно ко входам усилителей 12, 13, 14, 15. Выходы усилителей 12, 13, 14 соединены со входами мультиплексора 16, управляемый вход которого подключен к выходу микропроцессора 18, а основной - ко входу аналого-цифрового преобразователя 17, соединенного выходом со входом микропроцессора 18. Выход последнего подключен к управляемому входу радиомодема 19. Другие управляемые входы радиомодема 19 соединены с выходами порогового устройства 20, блока 22 обработки доплеровского сигнала (имеющего два выхода) и видеокамеры 3.

Управляемый вход мультиплексора 16 соединен с выходом микропроцессора 18.

Выход усилителя 15 соединен со входом порогового устройства 20, выход которого подключен к запускающему входу гармонического акустический излучателя 10.

Блок обработки информации с датчика 6 вибраций, датчика 5 статического давления, датчика 8 акустических шумов условно изображен на фиг.1 под позицией 23.

Выход узкополосного микрофона 9 соединен со входом "а" блока 22 обработки доплеровского сигнала, а электрический выход гармонического акустического излучателя 10 - со входом "б" блока 22 обработки доплеровского сигнала (фиг.2).

Блок 22 обработки доплеровского сигнала (фиг.3) включает в себя частотный дискриминатор 24, дифференцирующее устройство 25, частотные пороговые устройства 26 и 27, таймер 28, схему 29 опорного сигнала и счетно-решающее устройство 30.

Схема электрических соединений блоков 24...30 представлена на фиг.3.

Вход частотного дискриминатора 24 блока 22 обработки доплеровского сигнала соединен с выходом узкополосного микрофона 9 (фиг.2). Данный вход блока 22 обработки доплеровского сигнала обозначен на фиг.2, 3 как вход "а".

Электрический вход гармонического акустического излучателя 10 соединен с частотным пороговым устройством 26 и счетно-решающим устройством 30. Данные входы блока 22 обработки доплеровского сигнала обозначены на фиг.2, 3 как входы "б".

Выход частотного дискриминатора 24 параллельно подключен к входам частотного порогового устройства 26, дифференцирующего устройства 25, счетно-решающего устройства 30. Выход частотного порогового устройства 26 подключен к управляемому входу таймера 28, выход которого соединен с управляемыми входами радиомодема 19.

Система может также включать в себя шумовой излучатель типа «ревун» и пневмоаккумулятор со слезоточивым газом, управляемые входы которых подключены соответственно к усилителям 12, 13 датчиков вибраций и статического давления (на чертеже не показаны).

Система для наблюдения за состоянием участка магистрального трубопровода 1, например, при наличии в магистральном трубопроводе 1 запорно-регулируемой арматуры 2, работает следующим образом.

При приближении к опасному участку магистрального трубопровода 1 объекта, например автомобиля 31 (фиг.1, 2), датчик акустических шумов 7, принимая акустический шумовой сигнал fш, выдает командный сигнал через усилитель 15 и пороговое устройство 20 на гармонический акустический излучатель 10 и радиомодем 19. Последний по радиоканалу передает сигнал тревоги на радиостанцию центра мониторинга (на чертежах не показана), а гармонический акустический излучатель 10 начинает облучать подозрительный объект (автомобиль 31) гармоническим ультразвуковым излучением частоты fо.

Ультразвуковое излучение, отражаясь от движущегося автомобиля 31, принимается узкополосным микрофоном 9 на частоте доплеровского сигнала fД. С выхода узкополосного микрофона 9 сигнал fД через частотный дискриминатор 24 (фиг.3) поступает на входы частотного порогового устройства 26, дифференцирующего устройства 25 и счетно-решающего устройства 30.

Сигнал fД во времени t имеет вид, представленный на фиг.4 (для различных скоростей движения автомобиля 31).

На временах, много больших так называемого траверзного времени to (времени прохода автомобиля 31 мимо узкополосного микрофона 9),

постоянна,

здесь V, м/с - скорость автомобиля,

с, м/с - скорость звука.

Из этой математической формулы можно определить скорость движения автомобиля и ее направление:

Скорость V по алгоритму (1) рассчитывается счетно-решающим устройством 30, на которое подаются сигналы fo через вход "б", с - со схемы опорного сигнала 29 и fД, поступающий на счетно-решающее устройство 30 через вход "а", через частотный дискриминатор 24.

Причем расчет V в счетно-решающем устройстве 30 осуществляется в момент времени, когда производная

т.е. сигнал fД ˜ постоянен. Этот командный сигнал на счетно-решающее устройство 30 поступает с частотного порогового устройства 27 (фиг.3).

С выхода частотного порогового устройства 26 поступает командный сигнал на таймер 28. При этом последний направляет к радиомодему 19 второй сигнал тревоги о готовности номер один, указывающий на то, что в момент времени to подозрительный объект пересек зону опасного участка магистрального трубопровода 1.

Данный момент характерен тем, что он характеризует время, при котором fД-fo≅0, т.е. fД≅fo (фиг.3, 4). При этом, зная скорость движения объекта, можно оценить время его прибытия в зону опасного участка магистрального трубопровода 1.

Видеокамера 3 (фиг.1, 2) до появления объекта 31 работает в режиме сравнения изображений соседних кадров, дублируя работу акустического канала. После появления сигнала о появлении объекта 31 в поле зрения видеокамеры, последняя переходит в обычный режим работы.

Появление сигнала to на входе видеокамеры 3 также переключает режим работы видеокамеры 3 в обычный. При этом, если объект проявляет активность в темное время суток, фотоэлемент 11 через пороговое устройство 21 включает блок инфракрасной подсветки 4 и видеокамера 3 переводится в инфракрасный режим работы аппаратуры.

Результаты видеонаблюдений передаются с видеокамеры 3 через радиомодем 19 на рабочую станцию центра мониторинга (на чертеже не показана).

При поступлении с одного из датчиков: датчика 6 вибраций, датчика 5 статического давления или датчика 8 акустических шумов сигнала на блок 23 обработки информации (фиг.1) и через него на радиомодем 19, с последнего на рабочую станцию центра мониторинга поступает сигнал "тревога".

Одновременно при поступлении с датчика 6 вибраций командного сигнала на «ревун» (на чертеже не показан) последний включает в работу сирену.

А при поступлении командного сигнала с датчика 5 статического давления на пневмоаккумулятор со слезоточивым газом (на чертеже не показан) открывается вентиль пневмоаккумулятора, и слезоточивый газ заполняет пространство около контролируемого участка магистрального трубопровода.

1. Система для наблюдения за состоянием опасного участка магистрального трубопровода, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, оптически согласованные с опасным участком магистрального трубопровода, датчик статического давления транспортируемого газа в магистральном трубопроводе, датчик вибраций, установленный на магистральном трубопроводе, и два датчика акустических шумов, а также четыре усилителя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, два пороговых устройства, микропроцессор и радиомодем, при этом выходы датчика статического давления, датчика вибраций, первого и второго датчиков акустических шумов подключены ко входам первого, второго, третьего и четвертого усилителей, выходы первого, второго и третьего усилителей подключены ко входам мультиплексора, соединенного выходом через аналого-цифровой преобразователь ко входу микропроцессора, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора и первому управляющему входу радиомодема, а выход четвертого усилителя через первое пороговое устройство соединен со вторым управляемым входом радиомодема, отличающаяся тем, что дополнительно содержит узкополосный микрофон, гармонический акустический излучатель, блок обработки доплеровского сигнала и фотоприемник, при этом запускающий вход гармонического акустического излучателя соединен с выходом первого порогового устройства, а электрический выход - с первым входом блока обработки доплеровского сигнала, подключенным первым и вторым выходами соответственно к третьему и четвертому управляемым входам радиомодема, и вторым своим выходом - к запускающему входу видеокамеры, второй выход блока обработки доплеровского сигнала соединен с выходом узкополосного микрофона, а выход фотоприемника через второе пороговое устройство подключен к запускающему входу блока инфракрасной подсветки.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки доплеровского сигнала выполнен в виде частотного дискриминатора, дифференцирующего устройства, двух частотных пороговых устройств, таймера, схемы опорного сигнала и счетно-решающего устройства, при этом выход узкополосного микрофона подключен ко входу частотного дискриминатора, соединенного выходом с первым входом первого частотного порогового устройства, входом дифференцирующего устройства и первым входом счетно-решающего устройства, второй вход первого частотного порогового устройства подключен к электрическому выходу гармонического акустического излучателя, а выход - к управляемому входу таймера, выход которого подключен к запускающим входам видеокамеры и радиомодема, выход дифференцирующего устройства соединен со входом второго частотного порогового устройства, подключенного выходом к запускающему входу счетно-решающего устройства, ко второму входу которого подсоединен электрический выход гармонического акустического излучателя, а к третьему - выход схемы опорного сигнала.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что радиомодем выполнен в виде радиопередающего устройства с расширенным спектром.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит звуковой излучатель, выполненный преимущественно в виде сирены, управляемый вход которого подключен к выходу усилителя датчика вибраций.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пневмоаккумулятор со слезоточивым газом, установленный в зоне опасного участка магистрального трубопровода, при этом управляемый электрический вход вентиля пневмоаккумулятора подключен к выходу усилителя датчика статического давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию, а именно к гибкой системе водослива, предназначенной для подключения к системе канализации, включающей средства для отвода сточных вод.

Изобретение относится к устройствам для соединения труб и может быть использовано при изготовлении и ремонте различных трубопроводов. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к уплотнениям для трубопроводов различных систем и установок, работающих при изменяющейся температуре, но, главным образом, для трубопроводов, передающих пар или горячую воду на большие расстояния.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к устройствам, обеспечивающим разделение пневмогидромагистрали с криогенной рабочей средой.

Изобретение относится к кожуху, включающему в себя зажимной элемент для скрепления вместе двух частей кожуха, в особенности затвора для сращивания кабелей, например для вмещения телекоммуникационных кабелей, особенно оптоволоконных кабелей или других кабелей.

Изобретение относится к соединению деталей машин, механизмов, металлоконструкций. .

Изобретение относится к соединениям труб, в частности к соединениям в виде составных втулок (муфт), и может быть использовано, например, для соединения защитных кабельных металлических труб при их установке в зданиях, сооружениях.

Изобретение относится к разъемным соединениям трубопроводов

Изобретение относится к соединительным хомутам для ремонта трубопроводов из различных материалов с трещинами и утечками

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение может быть использовано в уплотнительных системах для соединения трубчатых деталей автомобиля. Уплотнительная система для соединения трубчатых деталей автомобиля содержит штуцер (26), расположенную радиально снаружи штуцера (26) соединительную насадку (22) преимущественно трубчатой формы и уплотнительный элемент (24), охватывающий внешнюю сторону штуцера (26) для его уплотнения по отношению к соединительной насадке (22). Уплотнительный элемент (24) имеет приемный карман (30) для приема соединительной насадки (22) и зажимный элемент (28), создающий через уплотнительный элемент (24) удерживающее усилие по радиусу вовнутрь на соединительную насадку (22). Соединительная насадка (22) выполнена с возможностью изгибания в радиальном направлении и содержит по меньшей мере один шлиц, расположенный, в основном, в осевом направлении. Раскрыт всасывающий воздуховод для двигателя внутреннего сгорания, использующий уплотнительную систему. Технический результат заключается в упрощении монтажа уплотнительной системы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к барьерному уплотнению и оборудованию устья скважины, включающему данное барьерное уплотнение. Оборудование устья скважины содержит выпускную трубу, оснащенную контрольно-измерительным оборудованием колонны, содержащую первый патрубок, образующий уплотняющий профиль, второй патрубок, образующий уплотняющий профиль, барьерное уплотнение, расположенное между первым патрубком и вторым патрубком и содержащее перегородку, имеющую первый конец, второй конец и поверхность, проходящую между первым концом и вторым концом, и ребро, проходящее радиально наружу от поверхности перегородки и образующее первый уплотняющий профиль, проходящий от первой стороны ребра, и второй уплотняющий профиль, проходящий от второй стороны ребра, и хомут, находящийся в зацеплении с первым патрубком и вторым патрубком для отклонения первого уплотняющего профиля в уплотненное зацепление с уплотняющим профилем первого патрубка и для отклонения второго уплотняющего профиля в уплотненное зацепление с уплотняющим профилем второго патрубка. Ребро образует множество расположенных на одной линии отверстий. Технический результат - повышение техники безопасности с целью предотвращения миграции скважинных текучих сред, а также повышение эффективности монтажа оборудования. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к муфте для труб. Устройство для прижатия уплотнения содержит уплотнительный элемент, имеющий осевую длину и наружный криволинейный край, прижимаемый к внутреннему диаметру уплотнения, причем указанный уплотнительный элемент имеет осевой ряд монтажных отверстий для размещения в них механических крепежных средств и, по меньшей мере, одну крыльчатую удлинительную часть, проходящую от конца указанного уплотнительного элемента и изогнутую внутрь от указанного наружного криволинейного края уплотнительного элемента. Изобретение повышает герметичность соединения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к соединениям трубопроводов. Соединительное устройство включает прокладку и оболочку, имеющую первую боковую сторону для приема первого трубного сегмента и вторую боковую сторону для приема второго трубного сегмента. Вторая боковая сторона находится на расстоянии от первой боковой стороны, определяя серединную ось оболочки. Внутренняя поверхность оболочки определяет полость для схватывания и размещения прокладки, располагаемой вокруг первого и второго трубных сегментов. Прокладка включает периферическую поверхность и внутреннюю поверхность, которые могут иметь свойства, относящиеся и к оболочке, и к трубным сегментам, образуя непроницаемый для текучей среды узел трубного стыка. Изобретение повышает надежность уплотнения и соединения трубопровода. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к уплотнительной муфте для трубной связки. В уплотнительной муфте для трубной связки, содержащей по меньшей мере две внутренние трубы для размещения электрических проводников, таких как кабели, и гибкую, окружающую по меньшей мере две внутренние трубы оболочку, содержащей по меньшей мере две охватывающие трубную связку чаши муфты, в частности получаши муфты, которые ограничивают входное отверстие и выходное отверстие для труб, разделенный в продольном направлении уплотнительной муфты уплотнительный мат, уплотнительную шайбу для уплотнения выходного отверстия для труб по меньшей мере с двумя проходами, каждый из которых предназначен для размещения внутренней трубы с образованием окружной замкнутой уплотнительной поверхности для внутренней трубы, и предназначенное для установки снаружи на чашах муфты зажимного устройства для сжатия друг с другом чаш муфты и для радиального прижимания уплотнительного мата к оболочке трубной связки, предусмотрено, что уплотнительный мат имеет несколько окружных, проходящих радиально внутрь к оболочке кольцевых утолщений для уплотнения входного отверстия, и между двумя кольцевыми утолщениями образует окружную кольцевую канавку, в которую при сжатии могут входить соответствующие эластично деформированные кольцевые утолщения, так что образуется окружная замкнутая поверхность уплотнения для оболочки по меньшей мере между одним кольцевым утолщением и оболочкой. Изобретение обеспечивает достаточную функцию уплотнения как на входном отверстии, так и на выходном отверстии для труб. 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к стяжному ремню для трубной муфты для соединения с силовым замыканием, в частности, труб с гладкими концами. Устройство имеет перекрывающиеся концы, при этом ширина двух перекрывающихся концов стяжного ремня вместе соответствует максимум ширине стяжного ремня на продольном участке между этими концами. В конце стяжного ремня, который продет через продольную прорезь другого конца, предусмотрена по меньшей мере одна проходящая в продольном направлении стяжного ремня продольная прорезь. Трубная муфта с применением этого стяжного ремня имеет уплотнительный элемент, при необходимости скрепляющий элемент, заключающий в себе этот уплотнительный элемент, который состоит из поочередно следующих в окружном направлении элементов. В областях стяжных винтов в скрепляющем элементе предусмотрено по одному углублению, в котором, по меньшей мере, частично оказывается продольный участок стяжных винтов. Изобретение обеспечивает равномерную нагрузку труб с наименьшими нагрузками механизмов стягивания. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх