СПОСОБ ФОНОННОЙ ДИАГНОСТИКИ Российский патент 2004 года по МПК G08C17/02 G08C19/00 

Изобретение относится к области средств сбора информации, а именно к области сбора информации о состоянии объекта с использованием множества синхронизированных источников информации, и может быть использовано при контроле состояния объекта, предпочтительно протяженного или имеющего большую площадь.

В рамках описания настоящего изобретения будут использованы следующие понятия:

- фононная диагностика - диагностика состояния объекта с использованием энергии межатомных связей твердых тел, так называемой фононной энергии, выделяющейся при изготовлении, эксплуатации, демонтаже объекта путем фононной эмиссии;

- низкочастотный преобразователь фононной эмиссии - датчик, преобразующий выделяющую фононную эмиссию в электрический сигнал (см. Шухостанов В.К. Практические аспекты диагностической технологии инструментального обследования объектов нефтяной и химической промышленности в режиме эксплуатации. “Наука и промышленность России”, 2002, №10 (октябрь), стр.74-81);

- промышленный компьютер - переносной, малогабаритный компьютер, предназначенный для работы в промышленных, в том числе и полевых условиях, при температуре от -30 до +60°С, защищенный от действия пыли, песка, влаги, вибрации, ударов и других вредных воздействий.

Известен способ сбора информации (RU, патент 2126994, G 08 С 17/00, 1997) от датчиков, расположенных в скважинах с использованием радиоканала.

Недостатком известного способа следует признать отсутствие синхронизации получаемой информации.

Известен способ сбора информации при реализации экологической системы мониторинга (RU, патент 2079891, G 08 С 19/00, 1997). Указанная система содержит множество датчиков, контролирующих как близко расположенные, так и удаленные объекты. Информация от датчиков в диспетчерский пункт поступает по мере накопления ее датчиками как по системе проводной связи, так и по радиоканалу.

Недостатком известного способа следует признать отсутствие синхронизации получаемой информации.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в разработке способа сбора информации при фононной диагностике состояния объекта с радиосинхронизацией полученной информации.

Технический результат, получаемый в реализации предложенного изобретения, состоит в уменьшении себестоимости и повышении быстродействия получения результатов фононной диагностики объекта.

Для достижения предложенного технического результата предложено использовать способ фононной диагностики, включающий размещение на диагностируемом объекте, по меньшей мере, двух датчиков, соединенных с пунктом сбора информации, причем в качестве датчиков используют низкочастотные преобразователи фононной эмиссии, каждый из которых подключен к своему промышленному компьютеру, регистрирующему информацию, поступающую от указанных преобразователей, и укомплектованному платой, снабженной формирователем-приемником импульсов, осуществляют выработку формирователем-передатчиком импульсов синхронизирующего сигнала для указанных низкочастотных преобразователей, причем формирователь-передатчик импульсов, содержащий задающий генератор, обеспечивающий независимо от положения фронтов управляющих сигналов формирование неискаженных по длительности синхронизирующих импульсов на выходе, вырабатывает синхронизирующий сигнал, который по радиоканалу с использованием передающей радиостанции поступает на приемные радиостанции формирователей-приемников синхронизирующих импульсов, на каждом промышленном компьютере с точностью до 0,05 миллисекунд регистрируют время поступления синхронизирующего сигнала, при этом в записанную промышленными компьютерами информацию о состоянии объекта поступает синхронизирующий сигнал, обеспечивающий возможность синхронизации зарегистрированной всеми преобразователями информации о состоянии диагностируемого объекта. Обычно в качестве промышленных компьютеров используют компьютеры типа Lunch Box в комплекте с платами AEDSP-32/16. Преимущественно используемый компьютер содержит программу сжатия информации. Предпочтительно на указанной плате дополнительно устанавливают радиопередатчик, предназначенный для передачи собранной информации на центральный пункт сбора информации. Обычно информацию от преобразователей фононной эмиссии собирают, периодически подключая один из портов промышленного компьютера к переносному терминалу. Однако в некоторых случаях регистрацию информации преобразователями осуществляют непрерывно. Преимущественно регистрацию информации преобразователями осуществляют по поступлению синхронизирующего сигнала.

В системе формирователя-передатчика импульсов использован генератор, в котором независимо от положения фронтов управляющего сигнала обеспечено неискаженное по длительности формирование импульсов на выходе. Начало первого синхронизующего импульса совпадает с началом управляющего сигнала. Задающий генератор формирователя может быть собран на микросхеме DD1 и RC-цепочка настроена таким образом, что длительность импульса равна скважности и составляет примерно 0,8-1,0 с. Счетчик импульсов подает сигнал на транзистор, нагрузкой которого является геркон. Формирователь-приемник синхронизирующих импульсов, соединенный с платой, выполнен с возможностью приема указанных синхронизирующих импульсов и передачи их персональному компьютеру через плату.

На чертеже приведена блок-схема системы, при этом использованы следующие обозначения: низкочастотный преобразователь 1 фононной эмиссии, промышленный компьютер 2, плата 3, формирователь-приемник 4 импульсов, радиостанция 5, формирователь-передатчик 6 импульсов.

Способ реализуют следующим образом. Преобразователи фононной диагностики устанавливают на объекте контроля и соединяют кабелем с промышленными компьютерами. Формирователь-передатчик импульсов подключают к передающей радиостанции. Формирователи-приемники импульсов подключают к принимающим радиостанциям промышленных компьютеров. Подключают промышленные компьютеры к источнику питания. При этом запускают программы, заложенные в промышленных компьютерах. Программы и настройки промышленных компьютеров одинаковы. Подключают радиостанцию к передатчику-формирователю импульсов. Посредством радиостанции подают синхронизирующий измерения сигнал. Записывают время прихода на каждый промышленный компьютер указанного синхронизирующего сигнала. Промышленные компьютеры отмечают точку синхронизации записываемой информации, поступающей от датчиков фононной диагностики. При необходимости повторяют подачу сигналов синхронизации. При необходимости синхронизированную информацию передают по радиоканалу на центральный пункт приема информации. Однако возможен вариант реализации системы, при котором периодически снимают синхронизированную информацию непосредственно с промышленных компьютеров путем поочередного их подключения к интерфейсу компьютера.

Возможности применения системы будут раскрыты с использованием следующих примеров.

При определении месторождения нефти и газа методом пассивной сейсморазведки размещают датчики колебаний над предполагаемым месторождением, подключают их к профессиональным компьютерам предложенной системы, посредством радиоканала подают синхронизирующий сигнал, на каждом промышленном компьютере с точностью до 0,03 миллисекунды регистрируют время поступления синхронизирующего сигнала и регистрируют сейсмический фон земли в течение 120 часов. Причем с периодом 2 часа повторяют подачу синхронизирующего сигнала регистрируя его с той же точностью на каждом промышленном компьютере. По истечении срока регистрации по радиоканалу собирают информацию об амплитудно-частотной характеристике записанного сейсмического сигнала. По виду записанного сейсмического сигнала судят о наличии нефтегазового месторождения. Поскольку использование системы исключает размещение кабелей между датчиками колебаний и пунктом регистрации сигнала, время и себестоимость работ уменьшается.

При мониторинге загрязнения акватории моря по побережью в зоне затопления приливом размещают датчики, реагирующие на присутствие нефти и нефтепродуктов, органических загрязнений и т.д. Совмещают датчики с профессиональными компьютерами предложенной системы. Посредством радиоканала подают синхронизирующий сигнал, причем на каждом промышленном компьютере с точностью до 0,05 миллисекунд регистрируют время поступления синхронизирующего сигнала. Непрерывно и синхронно регистрируя информацию о загрязнении побережья, определяют динамику его загрязнения. Отсутствие кабелей между датчиками и пунктом регистрации ускоряет и удешевляет процесс мониторинга загрязнения.

Использование предложенного изобретения позволяет уменьшить себестоимость и повысить быстродействие диагностики объекта.

Изобретение относится к области сбора информации и может быть использовано при контроле состояния объекта, предпочтительно протяженного или имеющего большую площадь. Технический результат заключается в уменьшении себестоимости и повышении быстродействия. Способ заключается в сборе информации о состоянии объекта с помощью промышленных компьютеров и с использованием множества синхронизированных источников информации. 6 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ фононной диагностики, включающий размещение на диагностируемом объекте, по меньшей мере, двух датчиков, соединенных с пунктом сбора информации, отличающийся тем, что в качестве датчиков используют низкочастотные преобразователи фононной эмиссии, а в качестве пункта сбора информации используют промышленные компьютеры, каждый из которых предназначен для регистрации информации, поступающей от указанных низкочастотных преобразователей, и укомплектован платой, снабженной формирователем-приемником синхронизирующих импульсов, осуществляют выработку формирователем-передатчиком импульсов синхронизирующего сигнала для указанных низкочастотных преобразователей, причем формирователь-передатчик импульсов синхронизирующих сигналов, содержащий задающий генератор, обеспечивающий независимо от положения фронтов управляющих сигналов формирование неискаженных по длительности синхронизирующих импульсов на выходе, вырабатывает синхронизирующий сигнал, который по радиоканалу с использованием передающей радиостанции поступает на приемные радиостанции формирователей-приемников синхронизирующих импульсов, на каждом промышленном компьютере с точностью до 0,05 мс регистрируют время поступления синхронизирующего сигнала, при этом в записанную промышленными компьютерами информацию о состоянии диагностируемого объекта поступает синхронизирующий сигнал, обеспечивающий возможность синхронизации поступающей от всех низкочастотных преобразователей информации о состоянии диагностируемого объекта.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве промышленных компьютеров используют компьютеры типа Lunch Вох в комплекте с платами AEDSP-32/16.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют компьютер, содержащий программу сжатия информации.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на указанной плате дополнительно устанавливают радиопередатчик, предназначенный для передачи собранной информации на центральный пункт сбора информации.5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что информацию от преобразователей фононной эмиссии собирают, периодически подключая один из портов промышленного компьютера к переносному терминалу.6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что регистрацию информации осуществляют непрерывно.7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что регистрацию информации осуществляют по поступлению синхронизирующего сигнала.