СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ТЕЧИ В НАПОРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01M3/08 F17D5/06 

Предлагаемые способ и устройство относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы для определения координат течи в подземных трубопроводах систем тепло- и водоснабжения.

Известны способы и устройства для определения места течи в подземных трубопроводах (авт. свид. СССР №336463, 380909, 380910, 411268, 417675, 724957, 930909, 934269, 941776, 947666, 1079946, 1208402, 1216550, 1283566, 1368685, 1610347, 1657988, 1672105, 1679232, 1777014, 1781577, 1800219, 1812386; патенты РФ №2011110, 2036372, 2047039, 2047815, 2053436, 2084757, 2204119; патенты США №3045116, 3744298, 4289019, 4570477; патент Великобритании №1349120; патенты Франции №2374628, 2504651; патент ФРГ №3112829; патенты Японии №46-4795, 55-6856, 59-38.537, 63-22531; Волошин В.И. и др. Акустический определитель местоположения развивающегося дефекта.// Дефектоскопия, 1980, №8, с.69-74 и другие).

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является "Способ определения места течи в напорном трубопроводе и устройство для его осуществления" (патент РФ №2204119, G 01 М 3/08, 2001), которые и выбраны в качестве прототипов.

Однако в известных способе и устройстве для его осуществления одно и то же значение промежуточной частоты ω_пр может быть получено при приеме сигналов на двух частотах ω_с и ω_з, т.е.

ω_пр=ω_с-ω_г, и ω_пр=ω_г-ω_з.

Следовательно, если частоту настройки ω_с принять за основной канал приема, то наряду с ним будет присутствовать зеркальный канал приема, частота ω_з которого отличается от частоты (ω_с основного канала на 2ω_пр, и расположены симметрично (зеркально) относительно частоты ω_г гетеродина (фиг.2). Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основному каналу, поэтому он наиболее существенно влияет на помехоустойчивость, избирательность и точность определения места течи в напорном трубопроводе.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема, частоту которых можно определить следующим образом:

ω_пр=|±mω_ki±nω_г|,

где ω_ki - частота i-го комбинационного канала приема;

m, n, i - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность приемного устройства по этим каналам близка к чувствительности основного канала приема. Так, двум комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

ω_k1=2ω_г-ω_пр и ω_k2=2ω_г+ω_пр.

Если частота помехи равна промежуточной частоте, то образуется канал прямого прохождения.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, а также по каналу прямого прохождения приводит к снижению помехоустойчивости, избирательности и точности определения места течи в напорном трубопроводе.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости, избирательности и точности определения места течи в напорном трубопроводе путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу определения места течи в напорном трубопроводе, находящемся под слоем грунта, основанном на электромагнитном зондировании грунта вдоль трассы трубопровода плоскополяризованной электромагнитной волной и приема сигналов с правой и левой круговой поляризацией, отраженных от трубопровода, при этом сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональном глубине залегания трубопровода, а сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте, выделяют напряжение промежуточной частоты, а затем выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, ограничивают его по амплитуде, измеряют сдвиг фаз между сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, сравнивают измеренное значение сдвига фаз с эталонным значением и по результатам сравнения принимают решение о наличии места течи в контролируемом трубопроводе, в канале приема сигнала с левой круговой поляризацией выделяют ложный сигнал (помеху) на промежуточной частоте, инвертируют его по фазе и суммируют с исходным принимаемым ложным сигналом (помехой), сдвигают по фазе 90° напряжение гетеродина и используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого сигнала, выделяют дополнительное напряжение промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на 90°, суммируют основное и дополнительное напряжение промежуточной частоты, перемножают полученное суммарное напряжение промежуточной частоты с принимаемым сигналом, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения перемножения полученного суммарного напряжения промежуточной частоты с сигналом правой круговой поляризацией.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения места течи в напорном трубопроводе, содержащее последовательно включенные передатчик, управляющий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, первый ключ, второй вход которого через блок временной задержки соединен с вторым выходом синхронизатора, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый детектор, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, измеритель выходного напряжения, блок сравнения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя выходного напряжения, и индикатор, последовательно включенные вторую приемную антенну и второй приемник, последовательно включенные гетеродин, первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты, при этом передающая антенна имеет линейную поляризацию, первая приемная антенна восприимчива к сигналам с правой круговой поляризацией, вторая приемная антенна восприимчива к сигналам с левой круговой поляризацией, снабжено вторым и третьим узкополосными фильтрами, фазоинвертором, двумя сумматорами, двумя фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым перемножителем, амплитудным детектором и третьим ключом, причем к выходу второго приемника последовательно подключены второй узкополосный фильтр, фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй смеситель, второй вход которого через первый фазовращатель на 90° соединен с первым выходом гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий узкополосный фильтр, амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен к второму входу первого перемножителя, выход первого сумматора подключен к второму входу первого смесителя.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.2.

Устройство содержит последовательно включенные синхронизатор 13, передатчик 1 и передающую антенну 3, последовательно включенные первую приемную антенну 4, первый приемник 2, первый ключ 15, второй вход которого через блок 14 временной задержки соединен с вторым выходом синхронизатора 13, первый перемножитель 21, первый узкополосный фильтр 22, амплитудный ограничитель 23, фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 18, измеритель 6 выходного напряжения, блок 24 сравнения, второй ключ 25, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 выходного напряжения, и индикатор 26, последовательно включенные вторую приемную антенну 16, второй приемник 17, второй узкополосный фильтр 27. Фазоинвертор 28, первый сумматор 29, второй вход которого соединен с выходом второго приемника 17, первый смеситель 19, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 18, и первый усилитель 20 промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу первого сумматора 29, второй смеситель 31, второй вход которого через первый фазовращатель 30 на 90° соединен с первым выходом гетеродина 18, второй усилитель 32 промежуточной частоты, второй фазовращатель 33 на 90°, второй сумматор 34, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 20 промежуточной частоты, второй перемножитель 35, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 29, третий узкополосный фильтр 36, амплитудный детектор 37 и третий ключ 38, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 34, а выход подключен к второму входу первого перемножителя 21.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения на промежуточной частоте ω_пр, обеспечивается "фильтром-пробкой", состоящим из узкополосного фильтра 27, фазоинвертора 28 и первого сумматора 29 и реализующим фазокомпенсационный метод.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте ω_з и по первому комбинационному каналу на частоте ω_к1, обеспечивается "внешним кольцом", состоящим из смесителей 19 и 31, гетеродина 18, фазовращателей 30 и 33 на 90°, усилителей 20 и 32 промежуточной частоты, второго сумматора 34 и реализующим фазокомпенсационный метод.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по второму комбинационному каналу на частоте ω_к2 обеспечивается "внутренним кольцом", состоящим из перемножителя 35, узкополосного фильтра 38 и реализующим метод узкополосной фильтрации.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Синхронизатор 13 формирует стабильные прямоугольные видеоимпульсы с известным периодом следования Т_сл и длительностью Т_и, которые периодически запускают передатчик 1. Последний формирует высокочастотный зондирующий сигнал с линейной поляризацией

u_с(t)=U_сcos(ω_сt+ϕ_с), 0≤t≤T_и,

где U_с, ω_с, ϕ_с, Т_и - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность зондирующего сигнала, который через передающую антенну 3 излучается в направлении трубопровода 8, находящегося под слоем грунта 7. В грунте 7 создается электромагнитное поле путем его электромагнитного зондирования вдоль трассы трубопровода. При достижении зондирующим сигналом 9 трубопровода 8 происходит его частичное отражение в сторону поверхности земли (точка А). Отраженный сигнал 10 улавливается приемными антеннами 4 и 19. При этом приемная антенна 4 восприимчива только к сигналу с правой круговой поляризацией, а приемная антенна 19 - только к сигналу с левой круговой поляризацией.

На выходе приемников 2 и 17 образуются следующие сигналы:

u_п(t)=U_с(t)cos[(ω_с±Δω)t+ϕ₁],

u_л(t)=U_л(t)cos[(ω_с±Δω)t+ϕ₂],

где индексы "п" и "л" относятся соответственно к сигналам с правой и левой круговой поляризацией;

U_п(t), U_л(t) - огибающие сигналов с правой и левой круговой поляризацией;

±Δω - нестабильность несущей частоты, обусловленная некогерентным отражением и другими дестабилизирующими факторами.

Сигнал U_п(t) с выхода приемника 2 через ключ 15 поступает на первый вход перемножителя 21. Чтобы измеряемая разность фаз соответствовала глубине h залегания трубопровода 8, перемножитель 21 стробируется по времени с помощью ключа 15, на управляющий вход которого поступают короткие прямоугольные видеоимпульсы с выхода блока 14 временной задержки. Временная задержка импульсов определяется глубиной h залегания трубопровода 8 в грунте 7. При изменении глубины меняется и время задержки.

Сигнал U_л(t) с выхода приемника 17 через первый сумматор 29 поступает на первые входы смесителей 19 и 31, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 18 соответственно:

u_г1(t)=U_гcos(ω_гt+ϕ_г),

u_г2(t)=U_гcos(ω_гt+ϕ_г+90°),

где U_г, ω_г, ϕ_г - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.

Так как частота настройки ω_н1 узкополосного фильтра 27 выбирается равной промежуточной частоте ω_пр(ω_н1=ω_пр), то у сумматора 29 работает только одно плечо.

На выходах смесителей 19 и 31 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 20 и 32 выделяются только напряжения промежуточной (разностной) частоты:

u_пр1(t)=U_пр(t)cos[(ω_пр±Δω)t+ϕ_пр],

u_пр2(t)=U_пр(t)cos[(ω_пр±Δω)t±ϕ_пр-90°], 0≤t≤T_и,

где ;

К₁ - коэффициент передачи смесителей;

ω_пр=ω_с-ω_г - промежуточная частота;

ϕ_пр=ϕ₂-ϕ_г.

Напряжение U_пр2(t) из выхода усилителя 32 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 33 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

u_пр3(t)=U_пр(t)cos[(ω_пр±Δω)t+ϕ_пр-90°+90°]=U_пр(t)cos[(ω_пр±Δω)t+ϕ_пр.

Напряжения u_пр1(t) и u_пр3(t) поступают на два входа сумматора 34, на выходе которого образуется суммарное напряжение

u_∑(t)=U_∑(t)cos[(ω_пр±Δω)t+ϕ_пр],

где U_∑(t)=2U_пр(t).

Это напряжение подается на первый вход перемножителя 35, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал u_л(t). На выходе перемножителя 35 образуется напряжение

u₁(t)=U₁(t)cos(ω_гt+ϕ_г), 0≤t≤T_и,

где ;

К₂ - коэффициент передачи перемножителя.

Так как частота настройки ω_н2 узкополосного фильтра 36 выбирается равной частоте ω_г гетеродина 18 (ω_н2=ω_г), то напряжение u₁(t) выделяется узкополосным фильтром 36, детектируется амплитудным детектором 37 и поступает на управляющий вход ключа 38, открывая его. В исходном состоянии ключ 38 всегда закрыт. При этом напряжение u_∑(t) с выхода сумматора 34 через открытый ключ 38 поступает на второй вход перемножителя 21. На выходе последнего образуется гармоническое напряжение

u₂(t)=U₂(t)cos(ω_гt+ϕ_г+Δϕ), 0≤t≤Т_и,

где ;

Δϕ=ϕ₂-ϕ₁ - разность фаз между сигналами с правой и левой круговой поляризацией,

которое выделяется узкополосным фильтром 22 и поступает на вход амплитудного ограничителя 23. На выходе последнего образуется напряжение

u₃(t)=U_огрcos(ω_гt+ϕ_г+Δϕ), 0≤t≤T_и,

где U_огр - порог ограничения,

которое поступает на первый вход фазового детектора 5, на второй вход которого подается напряжение u_г(t) гетеродина 18. На выходе последнего образуется постоянное напряжение

u_н(Δϕ)=U_нcosΔϕ,

где ;

К₃ - коэффициент передачи фазового детектора,

пропорциональное измеряемому сдвигу фаз Δϕ. Это напряжение измеряется измерителем 6 выходного напряжения. В блоке 24 сравнения осуществляется сравнение измеренного значения выходного напряжения с эталонным значением

u_э(Δϕ_Э)=U_ЭcosΔϕ_э,

где Δϕ_э - неизменяемый фазовый сдвиг, получаемый при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода 8.

Сдвиг фаз Δϕ определяется частотой зондирующего сигнала и электрическими параметрами грунта 7. Этот сдвиг фаз остается неизменным при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода 8, поскольку все определяющие его величины остаются постоянными. Поэтому в блоке 24 сравнения хранится эталонное значение выходного напряжения, соответствующего сдвигу фаз при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода.

При u_н(t)≈u_э(t) в блоке 24 сравнения постоянное напряжение не формируется.

При зондировании грунта над поврежденным участком 11 трубопровода 8 (точка В) сигналы с правой и левой круговой поляризацией частично проходят по влажному слою 12 грунта 7, образованному при вытекании жидкости из контролируемого трубопровода 8.

При прохождении электромагнитной волны по влажному грунту, имеющему отличные от сухого грунта электрические параметры (большую проводимость и диэлектрическую проницаемость), изменяется фазовая скорость распространения волны.

Когда плоскополяризованная электромагнитная волна отражается от трубопровода, на которую воздействует внешнее магнитное поле Земли, то оно разделяется на две независимые составляющие, которые в общем случае имеют эллиптическую поляризацию с противоположными направлениями вращения. На частотах дециметрового диапазона обе составляющие имеют круговую поляризацию. Обе составляющие электромагнитной волны распространяется во влажном слое 12 грунта 7 с различными скоростями, вследствие чего фазовые соотношения между этими волнами изменяются.

Это явление обычно называется эффектом Фарадея, из-за которого отраженный сигнал испытывает вращение плоскости поляризации. Угол поворота плоскости поляризации, который определяется разной скоростью распространения сигналов с правой и левой круговой поляризацией по влажному слою грунта, находится из соотношения:

где ϕ₁, ϕ₂ - фазовые запаздывания сигналов с правой и левой круговой поляризацией соответственно.

Все это приводит к изменению сдвига фаз Δϕ и значения выходного напряжения u_н(Δϕ) фазового детектора 5. При u_н(Δϕ)>u_э(Δϕ) в блоке 24 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 25, открывая его. В исходном состоянии ключи 15, 25 и 38 всегда закрыты. При этом выходное напряжение u_н(Δϕ) с выхода измерителя 6 выходного напряжения поступает через открытый ключ 25 на вход индикатора 26. При этом факт регистрации выходного напряжения u_н(Δϕ) фазового замера свидетельствует о наличии течи на данном участке трубопровода 8, а величина данного напряжения характеризует степень повреждения трубопровода.

Применение предлагаемого способа облегчает нахождение с поверхности земли трассы подземного трубопровода, так как при отклонении в сторону от трассы трубопровода будет зафиксировано отсутствием отраженного сигнала 10.

Следует отметить, что в предлагаемом способе исключатся отражения от поверхности воздух-грунт, используется поляризационная селекция и устраняется неоднозначность фазовых измерений, что достигается тем, что фазовые измерения осуществляются между сигналами с правой и левой круговой поляризацией, а не между зондирующим и отраженным сигналами. При этом фазовый сдвиг (Δϕ) между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией измеряется на стабильной частоте ω_г гетеродина 18. Поэтому процесс измерения фазового сдвига инвариантен к нестабильности амплитуды и несущей частоты отраженного сигнала, возникающих при некогерентном отражении сигнала от трубопровода и за счет других дестабилизирующих факторов, что позволяет повысить точность измерения фазового сдвига Δϕ и, следовательно, точность определения места течи в напорном трубопроводе, расположенном под слоем грунта.

Описанная выше работа устройства, реализующего предлагаемый способ, соответствует случаю приема отраженного от трубопровода сигнала с левой круговой поляризацией по основному каналу на частоте ω_с (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на частоте ω_пр

u_пр4(t)=U_пр4cos(ω_прt+ϕ_пр4), 0≤t≤Т_пр,

то он выделяется узкополосным фильтром 27 и поступает на вход фазоинвертора 28, где он инвертируется по фазе на 180°

u_пр5(t)=-U_пр4cos(ω_прt+ϕ_пр4).

Напряжения u_пр4(t) и u_пр5(t), поступающие на два входа сумматора 29, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения на частоте ω_пр, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте ω_з

u_з(t)=U_зcos(ω_прt+ϕ_пр6), 0≤t≤T_з,

то усилителями 20 и 32 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

u_пр6(t)=U_пр6cos(ω_прt+ϕ_пр6),

u_пр7(t)=U_пр6cos(ω_прt+ϕ_пр6+90°), 0≤t≤T_з,

где ;

ω_пр=ω_г-ω_з - промежуточная частота; ϕ_пр6=ϕ_г-ϕ_з.

Напряжение u_пр7(t) с выхода усилителя 32 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 33 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

u_пр8(t)=U_пр6cos(ω_прt+ϕ_пр6+90°+90°)=

=-U_пр6cos(ω_прt+ϕ_пр6), 0≤t≤T_з.

Напряжения u_пр6(t) и u_пр8(t), поступающие на два входа сумматора 34, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ω_з, подавляется.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ω_к1.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте ω_к2

u_k2(t)=U_k2cos(ω_k2t+ϕ_k2), 0≤t≤Т_k2,

то усилителями 20 и 32 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

u_пр9(t)=U_пр9cos(ω_прt+ϕ_пр9), 0≤t≤Т_k2,

u_пр10(t)=U_пр9cos(ω_прt+ϕ_пр9-90°),

где ;

ω_пр=ω_к2-2ω_г - промежуточная частота; ϕ_пр9=ϕ_к2-ϕ_г .

Напряжение u_пр10(t) с выхода усилителя 32 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 33 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

u_пр11(t)=U_пр9cos(ω_прt+ϕ_пр9-90°+90°)=

=U_пр9cos(ω_прt+ϕ_пр9), 0≤t≤T_k2.

Напряжения u_пр9(t) и u_пр11(t) поступают на два входа сумматора 34, на выходе которого образуется суммарное напряжение

u_∑1(t)=U_∑1cos(ω_прt+ϕ_пр9), 0≤t≤Т_k2,

где .

Это напряжение подается на первый вход перемножителя 35, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал u_r2(t). На выходе перемножителя 35 образуется следующее напряжение:

u₄(t)=U₄cos(2ω_гt+ϕ_г), 0≤t≤T_k2,

где ,

которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 36. Ключ 38 не открывается, и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте ω_к2, подавляется.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости, избирательности и точности определения места течи в напорном трубопроводе, расположенном под слоем грунта. Это достигается путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения, по зеркальному и комбинационным каналам. При этом для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения, по зеркальному и первому комбинационному каналам, используется фазокомпенсационный метод. А для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по второму комбинационному каналу, используется метод узкополосной фильтрации.

Изобретения относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы для определения координат течи в подземных трубопроводах систем тепло- и водоснабжения. Изобретения направлены на повышение помехоустойчивости, избирательности и точности определения места течи в напорном трубопроводе путем подавления принимаемых ложных сигналов (помех). Этот технический результат обеспечивается за счет того, что устройство, реализующее способ, содержит последовательно включенные передатчик, управляющий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, первый ключ, второй вход которого через блок временной задержки соединен с вторым выходом синхронизатора, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый детектор, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, измеритель выходного напряжения, блок сравнения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя выходного напряжения, и индикатор, последовательно включенные вторую приемную антенну и второй приемник, последовательно включенные гетеродин, первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты, при этом передающая антенна имеет линейную поляризацию, первая приемная антенна восприимчива к сигналам с правой круговой поляризацией, вторая приемная антенна восприимчива к сигналам с левой круговой поляризацией. Устройство также снабжено вторым и третьим узкополосными фильтрами, фазоинвертором, двумя сумматорами, двумя фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым перемножителем, амплитудным детектором и третьим ключом, причем к выходу второго приемника последовательно подключены второй узкополосный фильтр, фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй смеситель, второй вход которого через первый фазовращатель на 90° соединен с первым выходом гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий узкополосный фильтр, амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен ко второму входу первого перемножителя, выход первого сумматора подключен к второму входу первого смесителя. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения места течи в напорном трубопроводе, находящемся под слоем грунта, основанный на электромагнитном зондировании грунта вдоль трассы трубопровода плоскополяризованной электромагнитной волной и приеме сигналов с правой и левой круговой поляризацией, при этом сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональном глубине залегания трубопровода, а сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте, выделяют напряжение промежуточной частоты, а затем выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, ограничивают его по амплитуде, измеряют сдвиг фаз между сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, сравнивают измеренное значение сдвига фаз с эталонным значением и по результатам сравнения принимают решение о наличии места течи в контролируемом трубопроводе, отличающийся тем, что сигнал с левой круговой поляризацией пропускают через узкополосный фильтр, частоту настройки которого выбирают равной промежуточной частоте ω_{н1 =} ω_пр, сдвигают по фазе на 180° и суммируют с сигналом с левой круговой поляризацией, суммарный сигнал дополнительно преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, сдвинутого по фазе на 90°, выделяют дополнительное напряжение промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на 90°, суммируют с напряжением промежуточной частоты, перемножают полученное суммарное напряжение с суммарным сигналом, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения перемножения полученного суммарного напряжения промежуточной частоты с сигналом с правой круговой поляризацией.2. Устройство для определения места течи в напорном трубопроводе, содержащее последовательно включенные передатчик, управляющий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, первый ключ, второй вход которого через блок временной задержки соединен с вторым выходом синхронизатора, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый детектор, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, измеритель выходного напряжения, блок сравнения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя выходного напряжения, и индикатор, последовательно включенные вторую приемную антенну и второй приемник, последовательно включенные гетеродин, первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты, при этом передающая антенна имеет линейную поляризацию, первая приемная антенна восприимчива к сигналам с правой круговой поляризацией, вторая приемная антенна восприимчива к сигналам с левой круговой поляризацией, отличающееся тем, что оно снабжено вторым и третьим узкополосными фильтрами, фазоинвертором, двумя сумматорами, двумя фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым перемножителем, амплитудным детектором и третьим ключом, причем к выходу второго приемника последовательно подключены второй узкополосный фильтр, фазоинвертор, первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй смеситель, второй вход которого через первый фазовращатель на 90° соединен с первым выходом гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель на 90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, третий узкополосный фильтр, амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен ко второму входу первого перемножителя, выход первого сумматора подключен к второму входу первого смесителя.