Способ и устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода

Авторы патента:

G01N27/00 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

Владельцы патента RU 2634755:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Технические Идеи Новых Технологий" (RU)

Группа изобретений относится к области наружного диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода и уровня его коррозионной защищенности от влияния окружающей среды. Сущность изобретений сводится к реализации возможности проведения диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода при наличии в непосредственной близости - менее 2-х метров - соседних трубопроводов с током. При проведении диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода основной генератор с помощью GPS подает в трубопровод рабочий ток, имеющий установленную базовую ФЧХ, а вспомогательный генератор с помощью микроконтроллера работает в импульсном асинхронном режиме, составляющем не более 20% от времени работы основного генератора. Время подачи основным генератором рабочего тока в трубопровод и время регистрации этого тока БСДУ синхронизируется с помощью GPS, расположенных в БСДУ и генераторе. Выделение обследуемого трубопровода на фоне помех от соседних трубопроводов осуществляется в режиме работы обоих генераторов за счет создания в трубопроводе большого суммарного тока, а также исключением из рассмотрения токов, имеющих отличительные от базового значения ФЧХ. Диагностический контроль технических параметров подземного трубопровода осуществляется в режиме отключения вспомогательного генератора. Технический результат – повышение достоверности и точности диагностического контроля при проведении комплексного обследования технических параметров подземного трубопровода. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое устройство относится к области наружного диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода и уровня его коррозионной защищенности от влияния окружающей среды и может быть использовано при проведении комплексного обследования технического состояния подземного трубопровода в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях, где эксплуатируются подземные и подводные трубопроводы.

Известен способ бесконтактного выявления местоположения и характера дефектов металлических сооружений и устройство для его осуществления, который включает измерение над трубопроводом индукции магнитного поля в заданных точках в процессе перемещения векторов магнитного поля в прямоугольных координатах по крайней мере двумя трехкомпонентными датчиками, составление тензора градиентов магнитного поля, обработку полученной информации путем матричного преобразования, определение по результатам обработки фонового значения и отклонения от этого значения, по отличию которых на заданную критериальную величину от фонового значения, суждение о наличии и местоположении дефектов металлических трубопроводов и построение магнитограммы с указанием местоположения дефектов. Для реализации способа предлагается устройство, которое содержит систему датчиков регистрации магнитного поля, кварцевый генератор, делитель частоты, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, блок порогового уровня, соединенный с блоком звуковой и световой индикации, автоматический индикатор разряда батарей, блок отображения информации, блок вычисления градиентов магнитного поля, блок ситуационных привязок и блок абсолютной географической привязки, сегмент запоминающегося устройства, блок выбора сегмента записи и блок управления записью, при этом блок управления соединен с блоком ситуационных привязок, блоком GPS, блоком выбора сегмента записи и блоком управления записью, соединенных с блоком вычисления градиентов магнитного поля, блок выбора сегмента записи соединен с сегментом запоминающего устройства, соединенного через блок вычисления градиентов магнитного поля с блоком отображения информации, соединенным с блоком порогового уровня и автоматическим индикатором разряда батарей, аналого-цифровой преобразователь соединен с блоком вычисления градиентов магнитного поля [1].

Недостатками данного способа и устройства по его реализации являются:

необходимость проведения трассировки местоположения проекции оси трубопровода на дневной поверхности и измерения глубин фактического заложения трубопровода, что влечет за собой использование дополнительных диагностических приборов и увеличение трудоемкости работ;

достоверность контроля находится в сильной зависимости от выбранного шага записи информации и точности определения расстояния от датчиков до трубопровода, а следовательно, и от негативного влияния «человеческого» фактора при выполнении измерений;

высокая трудоемкость процесса контроля, которая связана с необходимостью постоянного выбора расстояний между датчиками в зависимости от диаметра трубопровода и уточнения угловых местоположений дефектов, а также выбором шага измерения до 0,2 метра;

невысокая чувствительность датчиков - до 10^-8 Тл и невысокая скорость оцифровки используемых АЦП;

отсутствие в устройстве технических решений, позволяющих выделить обследуемый трубопровод от соседнего трубопровода, расположенного в непосредственной близости;

невозможность проведение диагностического контроля трубопровода на технологической площадке с плотной сеткой расположения труб из-за высокой погрешности измерения и невозможности выделить обследуемый трубопровод из-за влияния магнитных помех соседних труб.

Известен способ и устройство диагностики технического состояния подземного трубопровода, который включает непрерывное измерение градиентов индукции постоянного магнитного поля по меньшей мере в восьми точках около трубного пространства при перемещении по меньшей мере трех линеек датчиков, причем две линейки датчиков располагаются вертикально, а одна горизонтально относительно поверхности Земли, каждая из линеек состоит из трех трехкомпонентных датчиков, математическую обработку измерений путем решения избыточной системы уравнений, составленной для градиентов индукции постоянного магнитного поля, определение пространственной траектории трубопровода на основе зависимости величин градиентов от глубины погружения трубопровода и от расстояния между линейкой датчиков и проекцией оси трубопровода, проведение выявления дефектов и их ранжирования на основе рассчитанных геометрических параметров и компонент магнитных моментов дефектов и градиентов моментов вдоль оси. Для реализации способа предлагается устройство, которое включает полевой компьютер, блок сбора данных и управления, три линейки магниторезистивных датчиков постоянного магнитного поля, причем две линейки расположены вертикально, а одна горизонтально относительно поверхности Земли, каждая из линеек состоит из трех трехкомпонентных датчиков, выходы которых соединены с входами соответствующих операционных усилителей каждой компоненты, тогда как выходы операционных усилителей связаны с входами соответствующих сигнализаторов перегрузок и генератором перемагничивания, причем выходы сигнализаторов перегрузок соединены с входами соответствующих аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подсоединены к блоку сбора данных и управления [2].

Недостатками данного способа и устройства по его реализации являются:

требуется предварительная трассировка местоположения проекции трубопровода на землю с использованием трассопоисковых приборов, что приводит к увеличению трудоемкости процесса диагностического контроля и негативно отражается на точности привязки выявленных аномалий;

расчет градиентов магнитного поля и магнитных моментов, исходя из средней скорости перемещения оператора над трубопроводом, будет приводить к ошибкам в определении реальных величин магнитных моментов в условиях, когда оператор осуществляет диагностическое обследование в постоянно меняющихся трассовых условиях, например чередование участков трассы, заросших высокой травой или кустарником, и равнинной местностью, на которых скорость движения оператора сильно отличается;

невысокая достоверность диагностического контроля при расположении рядом соседних коммуникаций с током;

невозможность проводить диагностический контроль на технологических площадках, на которых имеется плотная сетка расположения трубопроводов с током, из-за высокой погрешности в измерениях.

отсутствие в устройстве технического решения по позиционированию магнитной антенны устройства над осью трубопровода;

отсутствие в устройстве технических решений, позволяющих выделить (различить) обследуемый трубопровод от соседних трубопроводов, расположенных в непосредственной близости от него - от двух метров и менее;

отсутствие в устройстве технических решений, обеспечивающих его работу в условиях влияния электромагнитных помех от электропроводных коммуникаций, а также от постоянных блуждающих токов в грунтах;

невысокая чувствительность и быстродействие применяемых датчиков магнитного поля, что ограничивает его применение при глубинах заложения трубопровода более двух метров из-за высокой погрешности диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода.

Отсутствие в устройстве технических решений, устраняющих негативное влияние вышеуказанных факторов, приводит к снижению его заявленных точностных характеристик и делает устройство не работоспособным при работе на технологических площадках с плотной сеткой расположения трубопроводов из-за высокой погрешности диагностического контроля.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ и устройство диагностики технического состояния подземного трубопровода [3].

Способ диагностики включает возбуждение в зоне трубопровода переменного магнитного и переменного электрического поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, а при диагностировании, идентификации и ранжировании аномалий внесение поправок в величины компонент поля и их разностей, связанных с расстоянием от датчиков до оси трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной оси, получение матрицы поправок и внесение их в матрицы компонент поля и их разностей, измерение индукции постоянного магнитного поля не менее чем в шести точках пространства над трубопроводом и не менее девяти разностей величин индукции постоянного магнитного поля в этих же точках, одновременно с индукцией постоянного магнитного поля проводят измерение не менее двух компонент вектора индукции переменного магнитного поля по крайней мере в трех точках пространства над трубопроводом, расположенных вдоль горизонтальной или вертикальной оси и совпадающих с точками измерения постоянного магнитного поля, и не менее двух компонент вектора напряженности переменного электрического поля, причем датчики постоянного магнитного поля, переменного магнитного поля и переменного электрического поля совмещены в одном конструктиве, проведение предварительной статистической обработки результатов измерений, выделение по совокупности признаков участки трубопровода для последующей обработки, определение расположения и магнитных моментов источников аномалий постоянного и переменного магнитных полей и параметры нарушений изоляции трубопровода и проведение по полученным данным идентификации и ранжирования особенностей технического состояния трубопровода. Устройство диагностики содержит узел датчиков постоянного магнитного поля и узел датчиков переменного магнитного поля, соединенные в объединенный узел датчиков магнитного поля, блок сбора данных и управления (БСДУ), блок преобразователей-акселерометров, блок возбуждения (генератор) электромагнитного поля. Узел датчиков постоянного магнитного поля содержит устройства определения разности значений индукции постоянного магнитного поля, которые соединены с многовходовыми аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), соединенные в свою очередь с микроконтроллерами. Микроконтроллеры соединены с адаптерами интерфейса, адаптерами преобразователей из одного интерфейса в другой, разветвителем HUB USB и далее с контроллером БСДУ. Индукционные датчики узла переменного магнитного поля соединены с избирательными переключаемыми усилителями, многоканальным АЦП и через разветвитель с контроллером БСДУ. Блок электрометрической диагностики состоит из воздушной и стелющейся антенн, переключающихся на частоты 100 и 625 Гц избирательных усилителей, соединенных с многоканальным АЦП, соединенным через разветвитель HUB USB с контроллером БСДУ. БСДУ через адаптер USB и микроконтроллер управляет работой автоматических аттенюатеров избирательных усилителей. Бесконтактные антенны за счет их распределенной емкости преобразуют напряженности электрического поля в электрические сигналы. БСДУ состоит из соединенных между собой контроллера, энергонезависимой памяти, клавиатуры и индикатора. Контроллер через USB-порт соединен с персональным компьютером и GPS. Блок возбуждения электромагнитного поля состоит из генератора, согласующего устройства, используемого при возбуждении поля рамкой, и заземляющей электрической линии, один из концов которой соединен с трубопроводом, а другой - с заземленным электродом или емкостным заземлителем. Звуковая индикация прохождения оператором над проекцией оси трубопровода на земную поверхность производится с помощью детектора, преобразователя напряжение-частота и головных телефонов.

Недостатками способа и устройства по его реализации являются:

высокая погрешность диагностического контроля при расположении рядом соседних коммуникаций с током;

невозможность проведения диагностического контроля на технологических площадках с плотной сеткой расположения трубопроводов с током из-за высокой погрешности в измерениях;

сложная для эксплуатации и технического обслуживания конструкция магнитной антенны устройства, которая перегружена избыточным количеством датчиков и связанных с ними устройствами, что делает устройство трудоемким в производстве, при эксплуатации и ремонте;

невысокая скорость оцифровки применяемых АЦП;

невысокое быстродействие феррозондовых датчиков.

Устройство не работоспособно при работе на технологических площадках с плотной сеткой расположения трубопроводов из-за высокой погрешности диагностического контроля.

Задачей изобретения является повышение достоверности и точности диагностического контроля при проведении комплексного обследования технических параметров подземного трубопровода в независимости от условий его расположения: в техническом коридоре или на технологической площадке, где имеется плотная сетка трубопроводов с током.

Это достигается за счет того, что в способе диагностики технических параметров подземного трубопровода, включающем возбуждение переменного магнитного поля в зоне трубопровода, измерение над и вблизи трубопровода индукции переменного магнитного поля, создаваемой током в трубопроводе, и одновременно с индукцией переменного магнитного поля измеряют три компоненты вектора индукции постоянного магнитного поля над трубопроводом в точках, совпадающих с точками измерения переменного магнитного поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной осей трубопровода, получение матрицы поправок, связанных с углами поворота датчиков и их расстоянием относительно оси трубопровода, внесение поправок в матрицы компонент поля и их разностей, обработку результатов измерений и определение расположения аномалий постоянного и переменного магнитного поля, магнитные моменты и параметры нарушения изоляционного покрытия трубопровода, отличающийся тем, используют два генератора переменного тока, - основной и вспомогательный, - подключенных на концах обследуемого участка трубопровода и включенных навстречу друг другу, содержащих GPS, причем основной генератор работает непрерывно, а вспомогательный генератор - в импульсном асинхронном режиме, составляющем не более 20% от времени работы основного генератора, в режиме работы обоих генераторов обеспечивается выделение обследуемого трубопровода из числа трубопроводов, расположенных в непосредственной близости от него, а также позиционирование оператора над обследуемым трубопроводом, в режиме отключения вспомогательного генератора осуществляется диагностический контроль технических параметров подземного трубопровода.

А также за счет того, что основной генератор с помощью GPS, содержащейся в его составе, задает базовую ФЧХ переменного тока, подаваемого в трубопровод, время подачи генератором тока с установленной базовой ФЧХ в трубопровод и время регистрации этого тока БСДУ синхронизируется с помощью GPS, расположенных в БСДУ и генераторе, что позволяет выделить обследуемый трубопровод из числа трубопроводов, расположенных в непосредственной близости по фазово-частотной характеристике тока и исключить из рассмотрения при диагностическом контроле технических параметров трубопровода токи в трубопроводе, имеющие отличительные от базового значения ФЧХ.

Это достигается также за счет того, что устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода, включающее узел датчиков постоянного магнитного поля, соединенных с буферными усилителями, соединенными, в свою очередь, с АЦП и микроконтроллером, узел датчиков переменного магнитного поля, соединенных с предусилителями, буферными усилителями, АЦП и микроконтроллером, соединенные в модуль датчиков магнитного поля, блок сбора данных и управления, состоящий из соединенных между собой двух микроконтроллеров, энергонезависимой памяти, GPS модуль, порт USB, через который микроконтроллер соединяется с персональным компьютером и системой спутниковой навигации GPS, блок преобразователей-акселерометров, отличается тем, что содержит блок возбуждения и синхронизации, состоящий из двух генераторов - основного и вспомогательного, микроконтроллера, встроенного во вспомогательный генератор, и GPS модулей, встроенных в основной и вспомогательный генераторы.

Дополнительным отличием устройства является то, что основной генератор содержит GPS, задающую базовую фазово-частотную характеристику рабочего тока основного генератора.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими фигурами.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства диагностики технических параметров подземного трубопровода, где

БI - Блок датчик датчиков магнитного поля, содержащий:

1, 2 - трехкомпонентные магниторезистивные датчики,

3-5 - двухкомпонентные индукционные датчики,

6 - предусилители;

БII - Блок сбора данных и управления, содержащий:

7, 8 - буферные усилители,

9, 10 - высокоскоростные АЦП,

11, 12 - микроконтроллеры,

13, 14 - оперативная память,

15 - LSD дисплей,

16 - SD карта,

17 - GPS;

БIII - Блок возбуждения и синхронизации электромагнитного поля, содержащий:

18 - основной генератор,

19 - вспомогательный генератор,

20 – микроконтроллер,

21, 22 – GPS;

BIV - Блок индикации и отображения, содержащий:

23 - USB контроллер,

24 - персональный компьютер;

BV - Блок периферийных устройств, содержащий:

25 – радиодальномер,

26 – трекер,

27 - Bluetooth модуль,

28 - датчик температуры.

На фиг. 2 представлен пример применения устройства при работе на технологической площадке, где

29, 30 - проекции трубопроводов на земной поверхности,

31, 32 - внешние объекты обследуемого трубопровода,

33 – устройство,

18, 19 - генераторы блока возбуждения и синхронизации электромагнитного поля (БIII),

17 - GPS БСДУ устройства (БII),

22 - GPS блока возбуждения и синхронизации электромагнитного поля (БIII),

34, 35 - места подключения и заземления генератора соответственно,

36 – спутник.

На фиг. 3 представлен пример фазово-частотных характеристик токов в трубопроводах 1 и 2 (фиг. 3), где

37 - фазово-частотная характеристика рабочего тока генератора в диагностируемом трубопроводе,

38 - фазово-частотные характеристики рабочего тока генератора в соседних трубопроводах.

Устройство, фиг. 1, работает следующим образом. Блок возбуждения и синхронизации электромагнитного поля БIII подключается к диагностируемому трубопроводу следующим образом: основной генератор 18 подключается к внешнему объекту трубопровода, от которого проводится диагностический контроль, а вспомогательный генератор 19 - к его внешнему объекту, расположенному на другом конце участка обследуемого трубопровода. С помощью GPS 22 задается базовая фазово-частотная характеристика (ФЧХ) рабочего тока генератора 18, который подается в диагностируемый трубопровод. Время подачи в трубопровод рабочего тока и время его регистрации БСДУ (блок БII) синхронизируется по времени GPS 17 и 22. Вспомогательный генератор 19 с помощью микроконтроллера 20 работает в асинхронном импульсном режиме, составляющем 20% от времени работы основного генератора, создавая ток навстречу току от генератора 18. Блок датчиков магнитного поля устройства БI перемещается над диагностируемым трубопроводом. Данные с БI поступают в БСДУ (БII), в котором сигналы с датчиков усиливаются буферными усилителями 7 и 8, с помощью АЦП 9 и 10 преобразуются в цифровой код. Далее сигналы в цифровом коде поступают в микроконтроллер 11, где происходит их обработка по заданной программе. В микроконтроллер 12 БСДУ поступают также сигналы от блока преобразователей - акселерометров БV для учета поправок, связанных с угловыми отклонениями датчиков магнитного поля и GPS. Данные о трубопроводе накапливаются и хранятся в энергонезависимой памяти 13 и 14 устройства. Управление устройством и блоком возбуждения и синхронизации рабочего тока БIII осуществляется с помощью персонального компьютера 24, соединенного с БСДУ (БII) через USB контроллер 23.

Сущность изобретения сводится к реализации возможности измерения технических параметров обследуемого подземного трубопровода в условиях, когда он расположен в техническом коридоре или на технологической площадке, где имеется плотная сетка с расстояниями менее 3-х метров размещения вокруг него трубопроводов с током.

Пример приведен для случая применения устройства при выполнении диагностического контроля технических параметров подземного нефтепромыслового трубопровода (НПТ). Сложность обследования состоит в том, что НПТ содержит внешние объекты, например крановые узлы (КУ), которые расположены на концах его отдельных участков. Эти крановые узлы имеют заземление. При подключении генератора устройства к крановому узлу большая часть тока через заземление КУ уходит к заземляющему электроду генератора, а в трубопровод направляется не более 20…30% от величины рабочего тока. Рабочий ток на крановом узле также перераспределяется между трубопроводами, подходящими к КУ, что резко снижает величину рабочего тока в обследуемом НПТ. Дополнительной сложностью является наличие в непосредственной близости до одного метра других трубопроводов, включая выведенных из эксплуатации, что создает помехи при выделении обследуемого трубопровода.

На фиг. 2 представлен пример диагностического контроля технических параметров подземного трубопровода, который состоит в следующем:

генераторы 18 и 19 блока возбуждения и синхронизации БIII устройства подключаются к внешним объектам 31 и 32, расположенным на обоих концах диагностируемого трубопровода 29, при этом временные параметры работы генераторов и БСДУ устройства синхронизируются по времени с помощью GPS 17, 21 и 22 (фиг. 1) через спутник 36 (фиг. 2);

включаются режимы работы генераторов таким образом: основной генератор 18 с помощью GPS 22 (фиг. 1) подает в трубопровод рабочий ток с определенной базовой фазово-частотной характеристикой. Вспомогательный генератор 19 работает в асинхронном импульсном режиме, составляющего не более 20% от времени работы генератора 18, создавая движение своего тока навстречу току от генератора 18.

оператор с устройством 33 на спине перемещается в пешем порядке от внешнего объекта 31 к объекту 32, позиционируя свое положение относительно проекции оси обследуемого трубопровода 29 на поверхности земли по интерфейсу персонального компьютера 24 устройства;

в период работы обоих генераторов 18 и 19 обеспечивается выделение обследуемого трубопровода на фоне помех от соседних трубопроводов за счет создания большой суммарной величины тока в обследуемом трубопроводе 29 от работы генераторов 18 и 19: I_z=I_1-18+I_1-19, превосходящего по величине токи генераторов I₂ и I₃, протекающие по соседним трубопроводам, а также позиционирование оператора над осью трубопровода;

в период работы генератора 18 при отключенном генераторе 19 осуществляется диагностический контроль технических параметров обследуемого трубопровода; в процессе контроля технических параметров трубопровода 29 осуществляется синхронизация по времени с помощью GPS 17 и 22 ФЧХ тока, подаваемого основным генератором 18 в трубопровод и регистрируемого БСДУ, при этом токи, имеющие отличительную от базовой ФЧХ, исключаются из рассмотрения - это второй признак распознавания диагностируемого трубопровода от соседних трубопроводов.

На фиг. 3 представлен пример выделения рабочего тока I₁ обследуемого трубопровода от токов, протекающих по расположенным в непосредственной близости соседним трубопроводам 30, где в качестве отличительного признака является сдвиг по фазе токов I₂ и I₃ на величину ΔT₁ и ΔТ₂ соответственно.

Предлагаемые способ и устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода позволяют реализовать в полном объеме, с высокой точностью и достоверностью возможности наружного метода контроля трубопроводов, расположенных в сложных трассовых условий или на технологической площадке, где присутствуют другие коммуникации с током (трубопроводы, электрические кабели) на расстояниях менее двух метров, за счет реализуемых технических решений по выделению обследуемого трубопровода на фоне электромагнитных помех и исключению из рассмотрения токов, попадающих в него по неконтролируемым электрическим каналам.

Источники информации

1. Патент RU №2264617 C2. Заявка №2001113748/28, 23.05.2001, приоритет от 10.06.2003 г.

2. Патент RU №2510500 C1. Заявка №2012140681/28, 23.09.2012, приоритет от 12.09.2012 г., опубликован 27.03. 2014 г.

3. Патент РФ №PU 2453760 C2. Заявка №2009148562/06, 18.12.2009, приоритет от 18.12.2009 г., опубликован 20.06. 2012 г.

1. Способ диагностики технических параметров подземного трубопровода, включающий возбуждение переменного магнитного поля в зоне трубопровода, измерение над и вблизи трубопровода индукции переменного магнитного поля, создаваемой током в трубопроводе, и одновременно с индукцией переменного магнитного поля измеряют три компоненты вектора индукции постоянного магнитного поля над трубопроводом в точках, совпадающих с точками измерения переменного магнитного поля, измерение расстояния от датчиков до проекции оси трубопровода на дневную поверхность, индицирование величины и направления удаления датчиков от проекции оси трубопровода, на основании чего оператор корректирует путь перемещения вдоль трубопровода, определение углов поворота датчиков поля вокруг горизонтальных и вертикальной осей трубопровода, получение матрицы поправок, связанных с углами поворота датчиков и их расстоянием относительно оси трубопровода, внесение поправок в матрицы компонент поля и их разностей, обработку результатов измерений и определение расположения аномалий постоянного и переменного магнитного поля, магнитные моменты и параметры нарушения изоляционного покрытия трубопровода, отличающийся тем, используют два генератора переменного тока, - основной и вспомогательный, - подключенных на концах обследуемого участка трубопровода и включенных навстречу друг другу, содержащих GPS, причем основной генератор работает непрерывно, а вспомогательный генератор - в импульсном асинхронном режиме, составляющем не более 20% от времени работы основного генератора, в режиме работы обоих генераторов обеспечивается выделение обследуемого трубопровода из числа трубопроводов, расположенных в непосредственной близости от него, и позиционирование оператора над обследуемым трубопроводом, в режиме отключения вспомогательного генератора осуществляется диагностический контроль технических параметров подземного трубопровода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основной генератор с помощью GPS, содержащейся в его составе, задает базовую ФЧХ переменного тока, подаваемого в трубопровод, время подачи генератором тока с установленной базовой ФЧХ в трубопровод и время регистрации этого тока БСДУ синхронизируется с помощью GPS, расположенных в БСДУ и генераторе, что позволяет выделить обследуемый трубопровод из числа трубопроводов, расположенных в непосредственной близости по фазово-частотной характеристике тока и исключить из рассмотрения при диагностическом контроле технических параметров трубопровода токи в трубопроводе, имеющие отличительные от базового значения ФЧХ.

3. Устройство диагностики технических параметров подземного трубопровода, включающее узел датчиков постоянного магнитного поля, соединенных с буферными усилителями, соединенными, в свою очередь, с АЦП и микроконтроллером, узел датчиков переменного магнитного поля, соединенных с предусилителями, буферными усилителями, АЦП и микроконтроллером, соединенные в модуль датчиков магнитного поля, блок сбора данных и управления, состоящий из соединенных между собой двух микроконтроллеров, энергонезависимой памяти, GPS модуль, порт USB, через который микроконтроллер соединяется с персональным компьютером и системой спутниковой навигации GPS, блок преобразователей-акселерометров, отличающееся тем, что содержит блок возбуждения и синхронизации, состоящий из двух генераторов - основного и вспомогательного, микроконтроллера, встроенного во вспомогательный генератор, GPS модулей, встроенных в основной и вспомогательный генераторы.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что основной генератор содержит GPS, задающую базовую фазово-частотную характеристику рабочего тока основного генератора.

Группа изобретений относится к устройству и способам для анализа образца с помощью массовой цитометрии. В системе массового цитометра образец ткани, маркированный множеством металлических маркеров, поддерживается на кодированной подложке для построения профиля распределения с помощью лазерной абляции.

Устройство контроля веществ // 2632633

Использование: для контроля веществ. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит последовательно включенные аналого-запоминающий блок, первую и вторую цепи преобразования, каждая из которых содержит последовательно соединенные узлы выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь, накапливающий усредняющий сумматор и отсчетный блок, выход первой цепи подключен к первому входу вычислительного устройства 14, а выход второй цепи присоединен к второму входу вычислительного устройства, у которого первый выход подключен к входам стробирования накапливающих усредняющих сумматоров, объединенных в шину «Время измерения», а второй выход вычислительного устройства соединен с входом управляемого генератора тактовых импульсов, первый выход генератора тактовых импульсов присоединен к первому тактовому входу аналого-запоминающего блока, а второй выход подключен к второму тактовому входу аналого-запоминающего блока, выход аналого-запоминающего блока связан с входом формирователя стробирующих импульсов, первый выход которого присоединен к входам стробирования узла выборки и хранения и аналого-цифрового преобразователя первой цепи, а второй выход подключен к входам стробирования узла выборки и хранения и аналого-цифрового преобразователя второй цепи, при этом источник излучения, элемент с объектом контроля, преобразователь физического поля включены последовательно, а выход преобразователя физического поля присоединен к входу аналого-запоминающего блока.

Устройство для воспроизведения и передачи единиц массовой концентрации газов в жидких и газовых средах // 2626021

Изобретение относится к области исследования и анализа материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств и может быть использована в качестве метрологического обеспечения анализаторов газового состава жидких и газовых сред, преимущественно на предприятиях тепловой и атомной энергетики, металлургии, пищевой, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности и в области охраны окружающей природной среды.

Способ получения и определения содержания коллоидных ионов серебра при электролитическом получении раствора // 2625614

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к ионометрии, и может найти применение при определении концентрации ионов серебра в растворе без использования ионометра.

Устройство контроля веществ // 2618488

Предложено устройство контроля веществ, содержащее источник физического поля 1 в составе соединенных последовательно генератора сигналов 14, модулятора 15, светодиода 16, к которым подключены последовательно элемент с объектом контроля 2, преобразователь физического поля 3, и, кроме того, последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь 5, перемножитель 6, первую и вторую цепь преобразования, каждая из которых содержит последовательно соединенный функциональный преобразователь 7 и 8, накапливающий усредняющий сумматор 9 и 10, отсчетный блок 11 и 12, при этом выход первой цепи подключен к первому входу вычислительного устройства 13, а выход второй цепи присоединен ко второму входу вычислительного устройства 13, первый выход которого соединен с входами стробирования накапливающих усредняющих сумматоров 9 и 10, объединенных в шину «Время измерения», а второй выход вычислительного устройства 13 подключен к свободному входу перемножителя 6, причем вход аналого-цифрового преобразователя 5 подключен к избирательной нагрузке фазового детектора 4, а выход преобразователя физического поля 3 присоединен к первому входу фазового детектора 4, тогда как выход генератора сигналов 14 подключен ко второму входу фазового детектора 4.

Способ потенциометрического определения скорости генерирования пероксильных радикалов // 2612132

Изобретение относится к новому способу определения скорости генерирования пероксильных радикалов. Технический результат: разработан новый способ определения скорости генерирования пероксильных радикалов, который повышает точность, достоверность и воспроизводимость результатов, а также расширяет круг исследуемых веществ и используемых реагентов.

Способ вихретокового контроля // 2610350

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при вихретоковом контроле электропроводящих объектов для дефектометрической оценки выявляемых в них дефектов.

Способ экспресс-анализа биохимического потребления кислорода и устройство для его осуществления // 2608443

Группа изобретений относится к области определения биохимического потребления растворенного кислорода в воде. Устройство для экспресс-анализа биохимического потребления растворенного кислорода содержит измерительный резервуар, выполненный в виде проточной амперометрической ячейки, включающий электрод сравнения и рабочий электрод в виде амперометрического датчика растворенного кислорода, блок коммутации, вычислительный блок суммирования, вычислительный блок вычисления и сравнения, вычислительный блок измерения и индикации.

Способ оценки геометрических размеров дефектов стенки трубной секции и сварных швов по данным ультразвукового внутритрубного дефектоскопа с помощью поиска связанных индикаций // 2607766

Использование: для оценки геометрических размеров дефектов стенки трубной секции и сварных швов. Сущность изобретения заключается в том, что по данным ультразвукового внутритрубного дефектоскопа с помощью поиска связанных индикаций оценивают длину, ширину и глубину дефекта.

Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых, аморфных проб // 2598551

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа жидких, твердых пищевых и непищевых продуктов, сточных, природных, питьевых вод, сыпучих и аморфных материалов, для которых необходимо быстро без подготовки пробы в нативном состоянии оценить признак доминирующего состояния, например, наличие искусственных добавок, отклонение от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте».

Устройство для экспресс-анализа качества продуктов // 2634803

Изобретение предназначено для экспрессного анализа «на месте» жидких и твердых продуктов по концентрации их газов-маркеров. Устройство для экспресс-анализа качества продуктов включает один пьезосенсор с чувствительным пленочным покрытием для сорбции газов-маркеров, встроенный в держатель крышки ячейки детектирования, и устройства для возбуждения колебаний, фиксирования и отображения сигналов пьезосенсора. Ячейка детектирования устройства выполнена в виде съемного цилиндра с меткой, ограничивающей объем анализируемых образцов, цилиндр герметично соединяется с помощью насадки или резьбы с крышкой газоанализатора таким образом, чтобы пьезосенсор находился внутри цилиндра и не соприкасался с жидким или твердым образцом, а все части газоанализатора - миниатюрное устройство для возбуждения колебаний, микропроцессор для регистрации сигнала пьезосенсора и элемент питания (аккумулятор или батарейки) - расположены в одном корпусе над крышкой анализатора и соединены с сигнальным устройством, срабатывание которого определяется скоростью изменения сигнала пьезосенсора при сорбции газов-маркеров газовой фазы над жидким или твердым образцом, зависящей от их концентрации и свидетельствующей о качестве анализируемого объекта, на одной из боковых поверхностей блока питания размещены переключатель плавного установления порога срабатывания сигнального устройства, полученного предварительно по тест-образцу, кнопка включения и индикатор готовности устройства к работе, в нижней части корпуса расположены выходы для зарядного устройства и шины для соединения с регистратором, при этом время анализа жидких и твердых проб составляет 15-30 с, а восстанавливают и хранят пьезосенсоры в миниатюрной емкости с сорбентом на дне. Технический результат - увеличение ассортимента анализируемых продуктов, снижение энергопотребления, повышение мобильности и компактности предлагаемого устройства, сокращение времени анализа. 1 ил.

Способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке // 2635335

Использование: для определения адгезионной прочности несплошных наноструктурированных покрытий. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке включает выбор области покрытия, проведение воздействия на выбранную область, регистрацию данных о воздействии, анализируя которые судят об адгезионной прочности покрытий к подложке, при выборе области покрытия выделяют ряд участков покрытия, содержащих в совокупности по меньшей мере семь одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов, на каждый из выбранных участков проводят воздействие электрическим полем в режиме силовой микроскопии пьезоотклика, при этом регистрируют в виде изображения топографии участков и изображения пьезоотклика, визуально анализируя которые выявляют наличие ступенчатых переходов на изображениях пьезоотклика, которые характеризуют разделение одиночных одномерных пьезоэлектрических нанообъектов выбранных участков на часть нанообъектов, жестко закрепленную на подложке, и часть нанообъектов, незакрепленную на подложке, по изображениям топографии выбранных участков определяют общее количество содержащихся на участках нанообъектов и по изображениям пьезоотклика определяют количество нанообъектов на участках, характеризующихся ступенчатым переходом, по отношению (А) между общим количеством выявленных нанообъектов и количеством нанообъектов, характеризующихся ступенчатым переходом, судят об адгезионной прочности всего покрытия, при А<0,3 определяют отсутствие адгезионной прочности, при А>0,7 определяют максимальную адгезионную прочность. Заявляемый способ позволяет неразрушающими воздействиями на несплошное наноструктурированное покрытие определить его адгезионную прочность. Технический результат: обеспечение возможности определения адгезионной прочности покрытий путем проведения неразрушающих действий. 5 ил.

Контроль и отображение состояния впитывания впитывающего изделия // 2636813

Изобретение относится к способу контроля состояния впитывания впитывающего изделия, содержащему предоставление блока регистратора, получение состояния впитывания впитывающего изделия и запись данных, указывающих полученное состояние впитывания впитывающего изделия, в блок регистратора, причем получение состояния впитывания впитывающего изделия и запись данных, указывающих полученное состояние впитывания впитывающего изделия, в блок регистратора выполняются непрерывно в течение периода контроля впитывающего изделия. Изобретение дополнительно относится к блоку регистратора для выполнения этого способа. Кроме того, изобретение относится к способу обработки данных, указывающих состояние впитывания впитывающего изделия, содержащему прием наборов данных, указывающих состояние впитывания впитывающего изделия, причем каждый из наборов данных указывает состояние впитывания впитывающего изделия в течение части непрерывного периода времени и сопоставление и/или отображение данных в непрерывной форме. Изобретение дополнительно относится к блоку обработки данных для выполнения этих способов обработки данных. Техническим результатом является надежное и эффективное обнаружение сбоев. 7 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Коннектор и установка с этим коннектором для хронической стимуляции электровозбудимых клеток // 2636890

Группа изобретений относится к оборудованию для проведения исследований в области медицины и физиологии. Коннектор для хронической стимуляции электровозбудимых клеток содержит основание и крышку, выполненные с возможностью герметичного соединения друг с другом, микроэлектродную матрицу, выполненную в виде массива из металлических микроэлектродов, сформированных на подложке, с чашей для культуры клеток и с контактными площадками по периметру, соединенными посредством токопроводящих дорожек с микроэлектродами, и плату с отверстием, с выступом, с прижимными пружинными контактами, соединенными токопроводящими дорожками. Основание выполнено с отверстием для выступа платы, крышка выполнена с отверстием, покрытым фильтрующей мембраной, микроэлектродная матрица установлена на дно основания. Над микроэлектродной матрицей установлена плата. Чаша с культурой клеток выполнена выступающей сквозь отверстие платы. Выступ платы выполнен выходящим за периметр основания через отверстие для выступа платы и соединен с внешним разъемом. Прижимные пружинные контакты платы расположены соосно контактным площадкам микроэлектродной матрицы с возможностью взаимодействия с ними. Раскрыта установка для хронической стимуляции электровозбудимых клеток, в которой используется коннектор. Технический результат состоит в обеспечении управления стимуляцией электровозбудимых клеток в стерильных условиях их развития. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Дефектоскоп для сварных швов // 2639592

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и позволяет обнаруживать дефекты малых размеров и глубокого залегания в сварных швах, соединяющих, преимущественно, неферромагнитные материалы. Дефектоскоп для сварных швов включает в себя аппаратную и программную части. Дефектоскоп содержит дополнительные рабочие блоки: генерации, фильтрации, обработки сигнала. Блок генерации управляет генератором и передает интегрированные и усиленные сигналы на возбуждающие катушки вихретоковых преобразователей, которые создают электромагнитное поле, индуцирующее вихревые токи в электропроводящем объекте контроля. При обнаружении дефекта поле изменяется и меняет напряжение и разность выходных напряжений измерительных катушек преобразователей. Разность напряжений в виде сигнала несет информацию о дефектах объекта контроля. Сигнал проходит через блок усиления и блок фильтрации, которые управляются программным блоком фильтрации, связанным с программным блоком генерации. Изменение частоты фильтрации происходит одновременно с изменением частоты генерации. Сигнал передается на амплитудный детектор, через аналого-цифровой преобразователь в программный блок обработки сигнала и результаты измерений выводятся на экран персонального компьютера. Технический результат заключается в определении дефектов сварных швов малых размеров на большой глубине залегания в металле на фоне сигнала от естественных макроструктурных неоднородностей, результаты измерений выводятся на экран персонального компьютера в режиме реального времени. 3 пр., 12 ил.

Спектрометр с емкостным трансимпедансным усилителем со смещением // 2641614

Изобретение относится к детекторному устройству, а именно к детекторам для спектрометров, которые могут быть использованы для обнаружения таких веществ как взрывчатка, наркотики, отравляющих веществ кожно-нарывного и нервнопаралитического действия и т.п. Согласно изобретению спектрометры включают интегральные емкостные детекторы, при этом интегральный емкостной детектор интегрирует ионный ток из коллектора с получением изменяющегося напряжения. Детектор имеет в своем составе коллектор, сконфигурированный для приема ионов в спектрометре, диэлектрик и пластину, перекрывающую коллектор, с противоположной стороны от диэлектрика. Детектор также имеет в своем составе усилитель. Предложен емкостной детектор со смещением. Изобретение обеспечивает возможность расширения динамического диапазона и снижение уровня шумов. 3 н. и 35 з.п. ф-лы, 9 ил.

Система емкостных датчиков измерения влажности в зерновом бункере // 2641635

Изобретение относится к устройствам для определения влажности зерна. Каждый зерновой бункер содержит блок сбора данных, соединенный с множеством емкостных кабелей для измерения влажности, причем каждый содержит множество сенсорных узлов, расположенных вдоль него с шагом. Каждый сенсорный узел содержит пару проходящих продольно емкостных пластин емкостного датчика измерения влажности, расположенных параллельно и на расстоянии друг от друга с образованием проходящего продольно между емкостными пластинами зазора. В продольном зазоре между емкостными пластинами расположена монтажная плата, содержащая микропроцессор, память и датчик температуры. Наружный корпус обеспечивает герметичный кожух, расположенный вокруг монтажной платы, емкостных пластин и продольного отрезка кабеля для измерения влажности, который проходит через отверстия в каждом продольном торце корпуса и уплотняет их. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Способ получения наноструктурированного газового сенсора на озон // 2642158

Изобретение относится к технологии получения высокочувствительного резистивного газового сенсора на озон на основе оксидных пленок в системе In2O3-SnO2. Способ получения наноструктурированного газового сенсора на озон включает совместную кристаллизацию растворов солей или их соосаждение, при этом в качестве исходных реагентов используют растворы солей-прекурсоров (SnSO4, In(NO3)3*xH2O), получают оксидные порошки методом золь-гель совместной кристаллизации и соосаждения, после чего полученные порошки прокаливают при 120-400°С и обжигают при 650°С до получения твердого раствора на основе In2O3 с размером ОКР ~ 27-29 нм, затем приготавливают пасту со связующим на основе этилцеллюлозы [С6Н7O2(ОН)3-x(ОС2Н5)x]n и скипидара, причем в первой серии к навеске порошка добавляют 10 мас.% этилцеллюлозы и 5 мл скипидара, а для второй серии порошок смешивают с 30 мас.% этилцеллюлозы и 8 мл скипидара, затем после интенсивного перемешивания полученную пасту наносят на корундовые подложки трафаретной печатью, после чего образцы обжигают при 700°С в течение 5 часов на первом этапе и затем при 1100°С в течение 3 часов. Технический результат – повышение чувствительности сенсора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ эксплуатации двигателя с датчиком влажности // 2643406

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к системам двигателя с датчиком влажности. Представлены способы и системы эксплуатации двигателя с емкостным датчиком влажности. В одном из вариантов осуществляют контроль за изменениями датчика давления и влажности с одновременным направлением газов в воздухозаборник двигателя ниже по потоку от датчика влажности и выше по потоку от компрессора, в случае, если контролируемые изменения датчика давления и влажности меньше соответствующих пороговых значений, осуществляют интрузивное регулирование давления в воздухозаборнике и выполняют индикацию ухудшения работы датчика влажности, когда показания влажности изменяются на величину, которая меньше первого порогового значения, а давление на датчике изменяется на величину, которая больше второго порогового значения. Техническим результатом является повышение точности показаний датчика влажности. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ определения количества свободного углерода при конверсии углеводородов в конверторах // 2643600

Изобретение относится к способам получения водорода в местах его применения, минуя стадию его хранения, и касается способа определения количества свободного углерода при конверсии углеводородов в конверторах. Способ включает отбор проб и определение количества углерода на катализаторе, отбор проб производят из газовой фазы на выходе из конвертора, затем анализируют состав отобранной газовой фазы, далее на основании содержания проб определяется массовая доля находящегося в них водорода и по формуле рассчитывается количество свободного углерода, по величине массовой доли водорода. Изобретение обеспечивает упрощение способа определения количества свободного углерода при конверсии углеводородов в конверторах, позволяет не только использовать способ в процессе непрерывной работы конвертора на любых режимах, но и с достаточной точностью дает определить массовые доли свободного углерода в составе синтез-газа. 2 ил., 1 табл.