Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу



Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу
Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу

 


Владельцы патента RU 2506645:

Бойко Сергей Иванович (RU)
Петров Алексей Владимирович (BY)

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов и предназначено для бесконтактной организации связи по трубопроводному каналу. Технический результат заключается в том, что создана возможность применять устройство на металлических трубопроводах независимо от способа их прокладки, повышены КПД, помехоустойчивость и эксплуатационная надежность. Сущность изобретения заключается в том, что устройство передает сигналы по трубопроводу без гальванической связи передающего блока непосредственно с проводниками физической цепи труба-земля (бесконтактно). Устройство включает в себя трубопровод и передающий блок, в состав которого входит генератор информационного сигнала и излучатель, представляющий собой подковообразный магнитопровод, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора. При этом трубопровод размещается между полюсами излучателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам передач электрических сигналов, характеризуемых частотой переменного тока, и предназначено для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу из металлических материалов.

Известно устройство дистанционного контроля работоспособности станций катодной защиты (СК3), принятое за аналог, включающее трубопровод, передающий и приемный блоки, причем передающий блок содержит электрод заземления и генератор, а приемный блок - электрод заземления и избирательный усилитель (п-т РФ №2006953, МПК5 G08C 19/02, 1994 г.).

В качестве источника информационного сигнала выступает генератор инфранизкой частоты, включающийся при неисправности СКЗ или обрыве дренажных кабелей станции. Сигнальный провод генератора подключен к минусовой клемме СК3, общий провод - к автономному заземлителю. Приемная часть устройства содержит фильтры инфранизкой частоты, соединенные с трубопроводом, усилитель и заземлитель.

Устройство позволяет за счет использования в качестве носителя информационного сигнала автономного от СК3 генератора инфранизкой частоты пульсаций однополупериодного выпрямленного напряжения отрицательной полярности значительно повысить дальность и качество передачи сигналов контроля.

Недостатком данного изобретения является то, что для обеспечения номинальной нагрузки и увеличения дальности передачи информационного сигнала автономного генератора устройства при подключении к цепи труба-земля, его заземлитель устанавливается на значительном расстоянии от оси трубопровода и его охранной зоны. Это существенно увеличивает риск нарушения дренажной цепи заземлителя при сельскохозяйственных и ремонтных работах, а значит и нарушение работоспособности устройства в целом. Кроме того, работа устройства на трассе в технологическом коридоре многониточной прокладки трубопроводов требует установки дополнительных автономных заземлителей для ослабления эффекта экранирования, что дополнительно повышает уязвимость физической целостности дренажной цепи.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство связи для дистанционного контроля по трубопроводному каналу, включающее трубопровод, передающий блок, в состав которого входят электрод заземления, генератор информационного сигнала и колебательный контур, и приемный блок, в состав которого входят электрод заземления, избирательный усилитель и колебательный контур, причем каждый из колебательных контуров состоит из катушки индуктивности и цилиндрического конденсатора, одной обкладкой которого служит металлическая стенка трубопровода, а другой обкладкой - электропроводящий материал, нанесенный на изоляцию трубопровода в местах передачи и приема информационного сигнала. Колебательные контуры передающего и приемного блоков имеют резонансную частоту, равную частоте информационного сигнала (п-т РФ №2170952, МПК7 G08C 19/08, 1997 г.).

Существенным недостатком прототипа является гальваническое подключение передающего блока к цепи труба-земля, что приводит:

- к невозможности применения устройства связи на трубопроводах проложенных наземным и надземным способом, а также проложенных подземно в каналах и коллекторах;

- к непостоянству нагрузочных характеристик устройства связи по причине гетерогенности грунта, приводящей к существенному снижению качества колебательного контура и увеличению потерь за счет частотной расстройки при переходе электромагнитной энергии из передающего блока в трубопроводный канал;

- к отрицательному влиянию потенциала поляризации трубопровода, блуждающих токов от мощных электроустановок с рабочим заземлением, пульсаций токов промышленной частоты 50 Гц и токов от СК3-100 Гц, присутствующих в цепи труба-земля, на генератор информационного сигнала и колебательный контур;

- к потере значительной части электромагнитной энергии информационных сигналов на переходном сопротивлении электрода заземления;

Резюмируя недостатки аналога и прототипа предлагаемого изобретения, можно констатировать, что указанные устройства, гальванически подключенные к цепи труба-земля, имеют ограниченное применение в зависимости от способа прокладки трубопроводов, обладают низким КПД при передаче информационного сигнала, являются эксплуатационно ненадежными из-за гетерогенности грунта, подверженности отрицательному влиянию потенциала поляризации, блуждающих токов, помех на промышленных частотах и уязвимости физической целостности цепей автономных заземлителей.

Задачей настоящего изобретения является устранение распределенного проводника «земля» из трубопроводного канала связи, что приводит к возможности применения устройства на металлических трубопроводах независимо от способа прокладки, повышению КПД, помехоустойчивости и эксплуатационной надежности передающих блоков информационных сигналов.

Поставленную задачу решают благодаря тому, что в устройстве для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу, включающем трубопровод, являющийся каналом связи, и передающий блок, содержащий генератор информационного сигнала и излучатель, согласно изобретения, излучатель конструктивно выполнен в виде подковообразного магнитопровода из электротехнической стали 0.3-Н-1-ЭТ-А-3408, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, настроенный на резонансную частоту информационного сигнала и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора, минимизирующая отрицательное взаимовлияние генератора и контура, при этом трубопровод располагается между полюсами магнитопровода для обеспечения максимальной индукционной связи.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - конструкция излучателя, его связь с генератором и положение относительно трубопровода.

Передающий блок устройства состоит (фиг.1) из генератора информационного сигнала 1, соединенного с излучателем 2, который индукционно связан с трубопроводом 3. В свою очередь излучатель содержит (фиг.2) катушку трансформаторной связи 4, непосредственно соединенную с генератором 1, и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности 5 и конденсатора 6, причем катушка трансформаторной связи 4 и катушка индуктивности 5 собраны на подковообразном магнитопроводе 7, между полюсами которого располагается трубопровод 3.

Устройство подключается к трубопроводу и работает следующим образом.

Генератор информационного сигнала 1 (фиг.2) подключается непосредственно к катушке трансформаторной связи 4, которая наводит ЭДС резонанса в колебательном контуре излучателя 2 (фиг.1) на частоте информационного сигнала, усиливая выходную электрическую мощность генератора в Q раз, где Q - добротность колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности 5 и конденсатора 6. Усиленная за счет резонанса выходная мощность генератора преобразуется в энергию переменного магнитного поля и объемно сосредотачивается в подковообразном магнитопроводе 7, расположенном относительно оси трубопровода 3 согласно фиг.2, при этом силовые линии магнитного поля оптимально пересекают трубопровод 3, бесконтактно индуцируя и передавая информационный сигнал той же частоты по трубопроводному каналу.

Таким образом, сущность изобретения состоит в том, что заявляемое устройство, в отличие от прототипа, позволяет передавать сигналы по трубопроводу без гальванической связи передающего блока непосредственно с проводниками физической цепи труба-земля (бесконтактно), что позволяет устранить распределенный проводник «земля» из трубопроводного канала связи и приводит к возможности применения устройства на металлических трубопроводах независимо от способа прокладки, повышению КПД, помехоустойчивости и эксплуатационной надежности передающих блоков информационных сигналов.

Внедрение устройства позволит значительно повысить эффективность работы передающих блоков средств связи, использующих трубопроводный канал, вне зависимости от способа прокладки трубопровода.

Литература

1. Патент РФ №2006953 от 03.06.1991 г., МПК5 G08C 19/02. Устройство дистанционного контроля работоспособности станций катодной защиты.

2. Патент РФ №2170952 от 17.03.1997 г., МПК7 G08C 19/08. Устройство связи для дистанционного контроля по трубопроводному каналу.

Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу, включающее трубопровод, являющийся каналом связи, передающий блок, содержащий генератор информационного сигнала и колебательный контур, имеющий резонансную частоту, равную частоте информационного сигнала, отличающееся тем, что передающий блок связан бесконтактно с трубопроводом, помещенным между полюсами излучателя, представляющего собой подковообразный магнитопровод, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области передачи цифровых данных и энергии. Технический результат заключается в повышении устойчивости алгоритма детектирования.
Изобретение относится к способу опроса измеренного значения. .

Изобретение относится к устройству и способу беспроводной связи. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для мониторинга состояния конструкции искусственного сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к системе и способу передачи/приема данных в режиме широковещательной передачи и режиме многоадресной передачи. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины. .

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в различных приводных системах. .

Изобретение относится к системе дистанционного управления. .

Изобретение относится к передаче информации на расстояние и может быть использовано в системах проводной и беспроводной связи, кодировании и декодировании информации.

Изобретение относится к дистанционному управлению объектами, конкретно к устройству ручных пультов дистанционного управления. .

Группа изобретений относится к устройству с просвечивающимся тактильным экраном, включающим в себя невидимые соединения электронных компонент, и способу его формирования. Техническим результатом является обеспечение просвечивающегося электронного устройства, прозрачных соединений электронных компонент с этим устройством, возможности увеличения количества тактильных зон на заданной площади устройства, а также экономия времени при его формировании. Просвечивающееся электронное устройство содержит сетку из проводящего материала с удельным сопротивлением меньше чем примерно 3,0 Ом/мм2, по меньшей мере, часть которой сконфигурирована в виде электрической схемы; электронную компоненту, прикрепленную к сетке, в которой, по меньшей мере, часть сетки сконфигурирована в виде электрической схемы, связанной с выводами электронной компоненты в первой области сетки, а вторая область сетки, определенная вне поверхностной области электронной компоненты, является прозрачной; и схемы, связанные с электронной компонентой, соединенной с более крупным электронным устройством, включающим просвечивающееся электронное устройство, схемы предназначены для обработки электрических сигналов электронной компоненты. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системе для передачи информации между медицинскими устройствами, имплантируемыми в тело субъекта, с использованием объемной проводимости электрических сигналов в качестве средства осуществления связи. Одно из имплантируемых устройств обеспечивает электрическую стимуляцию ткани. Система содержит два имплантируемых устройства, средство кодирования, использующее канал в качестве передающей среды для стимулирующих импульсов и кодирующее информацию в стимулирующих импульсах, и средство декодирования информации, закодированной в стимулирующих импульсах. Первое имплантируемое устройство имеет два передающих электрода, передающих электрические стимулирующие импульсы, где один электрод может представлять собой общий возвратный электрод. Второе имплантируемое устройство имеет два принимающих электрода, принимающих переданные стимулирующие импульсы с закодированной информацией, переданные через канал. Первое устройство дополнительно выполнено с возможностью непрерывной стимуляции, приема информации относительно вызванных ответов на стимулы первого устройства, которую измеряют посредством второго устройства, и отправления запроса второму устройству на измерение вызванного ответа. Второе устройство дополнительно выполнено с возможностью обеспечения стимуляции по запросу, отправления подтверждения обратно и передачи параметров и/или характеристик измеренного сигнала первому устройству. Описанная система обеспечивает надежную и эффективную связь между имплантируемыми устройствами. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам наблюдения и контроля окружающей среды, народнохозяйственных и промышленных объектов. Технический результат заключается в возможности снижении массы, сложности устройства и возможности передачи информации с нескольких дисплеев и циферблатов по мобильному телефону. Устройство состоит из дистанционно измерительных приборов, навигатора GPS и телекамеры обзора, которые расположены в контейнере 1 прямоугольной формы, передняя и задняя стенки которого выполнены в виде кассет. В передней кассете 1 установлены контрольно измерительные приборы, навигатор GPS 22 и экран 23 телекамеры видеонаблюдения, которые направлены во внутреннюю сторону контейнера. На задней стенке контейнера в кассете 3 установлен мобильный телефон 10, объектив которого направлен на дисплеи и циферблаты передней кассеты. Задняя наружная стенка кассеты 3 образована дисплеем мобильного телефона - его лицевой стороной. Подготовленный к работе монитор устанавливают на дистанционно пилотируемый аппарат (ДПЛА), предварительно соединив мобильный телефон монитора с пультом оператора 28. Все получаемые в полете измерительные, контрольные данные и видеонаблюдения поступают на пульт оператора. 8 ил.

Изобретение относится к области управления радиоресурсами между терминалом пользователя и беспроводной сетью. Технический результат изобретения заключается в оптимизации энергопотребления беспроводного устройства. Способ и устройство для экономии ресурса батареи в устройстве беспроводной связи основаны на динамическом координировании состояния соединения уровня управления радиоресурсами RRC мобильного устройства беспроводной связи, осуществляющего связь с беспроводной сетью, с закономерностью потока данных, передаваемых между мобильным устройством беспроводной связи и беспроводной сетью. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к носимым на теле электронным устройствам. Техническим результатом является повышение надежности фиксации устройства на теле пользователя посредством свободновисящих проводов небольшой общей длины, близко прилегающих к телу пользователя. Составное носимое устройство электросвязи содержит нашейную петлю, очковую оправу и гибкий адаптер, содержащий два провода, где хотя бы один провод электрически соединяет нашейную петлю с очковой оправой, причем два провода гибкого адаптера соединены с нашейной петлей в непосредственной близости друг от друга с образованием дорсального узла соединения проводов, расположенного при ношении устройства на нижней дорсальной поверхности шеи пользователя, и где указанные два провода дополнительно механически соединены на участках проводов между очковой оправой и дорсальным узлом с образованием субокципитального узла соединения проводов, расположенного при ношении устройства под затылком пользователя. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 1 табл., 30 ил.

Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства относится к взрывным работам, в частности к устройствам бесконтактного программирования и передаче данных инициатору газодинамического импульсного устройства с индуктивной цепью управления. Устройство содержит внешний корпус с отверстием для выхода магнитного потока, в котором размещены колебательный контур, задающий генератор, схема управления усилителем мощности, усилитель мощности, модулятор. Регулируемый тактовый генератор соединен последовательно со схемой управления усилителем мощности, усилителем мощности и колебательным контуром, содержащим излучающую катушку, соединенную последовательно с конденсатором. Сердечник выполнен из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью и высокой индукцией насыщения и имеет форму части кольца, установленного с возможностью направления излучения магнитного поля в зону размещения приемной катушки индуктивности газодинамического импульсного устройства. При этом плоскости торцов сердечника параллельны или расположены под углом друг к другу. Усилитель мощности выполнен по мостовой схеме на мощных МОП-транзисторах. Параллельно регулируемому тактовому генератору к схеме управления усилителем мощности подключен модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение эффективности работы устройства. 1 ил.
Наверх