Устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением

 

Союз Севетскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11ц953479 (61) Дополнительное к авт. свнп-ву и 616542 (22) Заявлено 04. 01 81 (21) 3231701/25-28 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 23. 08. 82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25. 08.82 (5 l ) M. Кл.

G 01 М 3/24

@оудврстеенный комитет

СССР ео делом нзабретеннй н открытнй (53) УДК 620.16) .29{088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н. Бачегов и Ю.В. Сорокин (71) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ТЕЧИ В СОСУДАХ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

1О

Изобретение относится к испытательной технике для контроля на герметичность и предназначено для определения направления течи жидкостей и газов в сосудах, находящихся под давлением, напорных трубопроводах.

Известно устройство для определения направления течи, содержащее два канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные акустоэлектрический преобразователь, усилитель, частотный фильтр, выходы последних соединены с входами перемножителя, причем в одном из каналов между фильтром и входом перемножителя включен фазовращатель, выход перемножителя через сглаживающий фильтр соединен с входом индикатора (1 ).

Однако это устройство не обеспечивает наибольшего отношения сигнал/ помеха в присутствии коррелированных между собой акустических помех в каналах, в результате чего направление к течи определяется с погрешностью.

По основному авт. св. 616542 известно устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением, содержащее два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных акустоэлектрического преобразователя, усилителя, перестраиваемого полосового фильтра, смесителя, причем в одном из каналов между смесителем и усили телем включен фазовращатель, выходы усилителей соединены с входами перемножителя, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с индикатором, вторые входы смесителей соединены с выходом гетеродина 2).

Однако это устройство также обладает рядом недостатков: величина сигнала на индикаторе зависит не только от мощности акустического сигнала, но и от положения пары акустоэлектрических преобразователей на контрорования, вход которого соединен с выходом сумматора 17, а выход - с блоком 19 управления, выход последнего соединен с вторыми (управляющими) входами полосовых фильтров 5 и 6 и входом гетеродина 20, выход которого соединен с вторыми входами смесителей 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Образованный течью акустический сигнал поступает на расположенные на контролируемом объекте акустоэлектрические преобразователи 1 и 2, жестко связанные между собой. Расстояние 1 между акустоэлектрическими преобразователями 1 и 2 фиксировано так, чтобы выполнялось неравенство где Ц - разность фаз между сигналами на входах перестраиваемых полосовых фильтров и 6; верхняя центральная частота фильтров 5 и 6;

С вЂ” скорость ультразвука в материале объекта.

Электрические сигналы с выходов акустоэлектрических преобразователей 1 и 2 через усилители 3 и 4 поступают на входы перестраиваемых полосовых фильтров < и 6, ко-орые перестраиваются блоком l9 уп равления в рабочем диап-.àîHå частот, с выходов фильтров и 6 узкополосные сигналы поступают на входы смесителей 7 и 8, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода гетеродина 20, также перестраиваемого блоком 19 управления. С выхода смесителя 7 сигнал с центральной промежуточной частотой поступает на вход фазовращателя 9 и на второй вход второго перемножителя 14, а с выхода смесителя 8 — на первые входы перемножителей 10 и 14. С выхода фазовращателя 9 сигнал, сдвинутый по фазе на

1i(2., поступает на второй вход перемножителя 10; с выходов перемножителей 10 и 14 результаты перемножения сигналов поступают на входы сглаживающих фильтров 11 и 15 соответственно. По полярности и величине напряжения выхода сглаживающего фильтра 11 определяется направление к течи, оно подается на индикатор 12, 3 953479 лируемом объекте относительно источника течи, возможен пропуск полезного сигнала и, кроме того, помеха с мощностью меньшей, чем мощность сигнала, может быть принята за полезный сиг" .йал. Все указанные недостатки устройства приводят к неверному определению направления к течи и, следовательно, увеличивают трудозатраты, снижают производительность контроля 10 объектов.

Цель изобретения - повышение производительности контроля.

Это достигается тем, что устройствО снабжено вторым перемножителем lS т входы которого соединены с выходами смесителей, вторым сглаживающим фильтром, вход которого связан с выходом второго перемножителя, первым квадратором, вход которого соединен с выходом второго фильтра, сумматором, один из входов которого связан с выходом первого квадратора, вторым квадратором, вход которого соединен с фильтром, а выход — с вторым входом сумматора, блоком дифференцирования, вход которого соединен с выходом сумматора, и блоком управления, вход которого связан с выходом блока дифференцирования, а выход соединен с управляющими входами перестраиваемых полосовых фильтров и гетеродина, На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит установленные

35 на поверхности объекта контроля два жестко связанных между собой акустоэлектрических преобразователя 1 и 2, выходы которых соединены с входами

40 усилителей 3 и 4, перестраиваемые полосовые фильтры 5 и 6, выходы которых соединены с входами смесителей

7 и 8, а входы - с выходами усилителей 3 и 4, выход смесителя 7 че.45 рез .фазовращатель 9 соединен с одним из входов перемножителя 10, а выход смесителя 8 — непосредственно с вторым его входом, выход перемножителя 10 через сглаживающий фильтр

11 соединен- с индикатором 12 и вто50 рым квадратором 13, второй перемножитель 14, входы которого соединены с выходами смесителей 7 и 8, а выход через второй сглаживающий фильтр 15 и первый квадратор l6 — с одним из входов сумматора 17, второй вход которого соединен с выходом второго квадратора 13, блок 18 дифференци953479 а также на второй квадратор 13. Выходное напряжение второго сглажи.вающего фильтра 15 подается на первый квадратор 16. После возведения выходных напряжений в квадрат и сложения на сумматоре 17, на выходе последнего имеем напряжение О

-К 1 а®Æl +ем ) О ьщ

4 41 где К - коэффициент пропорциональности.

Это напряжение пропорционально квадрату мощности сигнала в полосе - 15

Ь(Э независимо от по,ожения акусто электрических преобразователей 1 и

2 относительно источника сигнала .(течи). Блок 18 дифференцирования производит дифференцирование суммар- 2о ного напряжения ) по частоте, которая пропорциональна времени при постоянной скорости обзора рабочего диапазона частот. При прохождении максимума огибающей спектра сигнала 25 от течи нулевой сигнал поступает на блок 19 управления, который фиксирует перестраиваемые полосовые . фильтры 5 и 6 и гетеродин 20 на частотах., соответствующих максимуму 30 огибающей спектра сигнала. Далее определяется направление к течи, для чего пара акустоэлектрических преобразователей 1 и 2 поворачивается относительно общей оси в направлении возрастания напряжения на инди каторе 12 до максимального. В этом положении источник течи находится на проекции на поверхность объекта прямой, проходящей через ось, соединяющую акустоэлектрические преобразователи 1 и 2. Положительное напряжение на индикаторе 12 соответствует приходу сигнала сначала к акустоэлектрическому преобразователю 2, а отрицательное — к преобразователю

1. Местоположение течи определяется по смене полярности напряжения на индикаторе t2 при перемещении акустоэлектрических преобразователей 1

50 и 2 в направлении течи.

Использование новых элементов позволяет найти оптимальную полосу частот независимо or положения акустоэлектрических преобразователей, что дает возможность производить определение места течи даже при коррелированных помехах в каналам, мощность которых меньше мощности сигнала, и обеспечивает предельно возможную точность определения направления. Кроме того, при определении направления всегда можно оценить мощность сигнала, а следовательно и величину утечки. Эффективность изобретения заключается в уменьшении погрешнбсти определения направления к течи и, следовательно, в увеличении производительности контроля проверяемых объектов. формула изобретения

Устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением, по авт. св.

1(616542, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено вторым перемножителем, входы которогo соединены с выходами смесителей, вторым сглаживающим фильтром, вход которого связан с выходом второго перемножителя, первым квадратором, вход которого соединен с выходом второго фильтра, сумматором, один из входов которого связан с выходом первого квадратора, вторым квадратором, вход которого соединен с фильтром, а выход — .с вторым входом сумматора, блоком дифференцирования, вход которого соединен с выходом сумматора, и блоком управления, вход которого связан с выходом блока дифференцирования, а выход соединен с управляющими входами перестраиваемых полосовых фильтров и гетеродина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бочегов В.Н. и др. Ультразву-!! ковой течеискатель-.! Дефектоскопия

19?8., и 4, с. 33-36.

2. Авторское свидетельство СССР

N 616542, кл. G 01 M 3/24, 1978 (гюототип).

953479

Заказ 2 5/ 9 Тираж 7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А. Черных

Редактор С. Патрушева Техред А. Ач Корректор М. Коста