СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ПО ТРУБОПРОВОДНОМУ КАНАЛУ Российский патент 2015 года по МПК G08C19/00 H01P3/127 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам передачи электрических сигналов, и предназначено для организации каналов связи и передачи информации по трубопроводам, проложенным подземным, наземным и надземным способом, а также для оптимизации электромагнитного контроллинга трубопроводов и создания возможности интеграции связи, телеметрии, автоматики и АСУ трубопроводов.

Из уровня техники известен способ связи для дистанционного контроля по трубопроводному каналу, в котором организовывают канал связи по магистральному трубопроводу без гальванической связи приемно-передающих блоков непосредственно с проводниками физической цепи труба-земля, а с применением развязки - через колебательные контуры (RU 2170952, 20.07.2001).

Недостаток данного способа заключается в невозможности исключения из канала связи проводника «земля», что не позволяет осуществлять передачу электромагнитного сигнала на металлических трубопроводах независимо от способа их прокладки, снижает КПД, помехоустойчивость и эксплуатационную надежность.

Известен способ передачи электрической энергии, включающий передачу электрической энергии от источников электрической энергии к приемникам электрической энергии. Между источниками и приемниками электрической энергии формируют в электроизоляционной оболочке по крайней мере один проводящий канал из вещества в жидкой, твердой или газообразной фазе, в каждом проводящем канале генерируют электромагнитные колебания реактивного емкостного тока и электрического поля частотой 0,3 - 300 кГц, создают в канале пучности напряжения, в 2 - 50 раз превышающие напряжение источника, преобразуют реактивный ток и энергию электрического поля канала в приемнике в активный ток и активную электрическую энергию и, при необходимости, в механическую энергию и теплоту (RU 2172546, 20.08.2001).

Недостатком указанного способа является низкий КПД передачи сигналов по каналу связи.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ передачи сигналов по трубопроводу, заполненному диэлектриком, например нефтепродуктами, за счет создания однопроводной линии передачи путем возбуждения, канализации и распространения поверхностной электромагнитной волны по ним с учетом их металлодиэлектрической структуры и электромагнитных параметров (RU 2027260, 20.01.1995).

Такой способ создания однопроводной направляющей линии передачи электромагнитных сигналов по трубопроводу имеет ряд преимуществ перед существующими способами, а именно: обеспечивает надежную и качественную передачу сигналов посредством поверхностной электромагнитной волны по трубопроводным коммуникациям, имеющим комплекс неоднородностей, что не обеспечивают другие способы, которые позволяют осуществлять передачу сигнала только на отдельных участках, ограниченных неоднородностями, малыми дальностями и в узкой полосе частот; увеличивает дальность связи в 8…10 раз только за счет использования линейной направляющей трубопровода как металлодиэлектрической структуры.

Недостатком способа является:

- Ограничения по транспортируемому продукту (продукт должен обладать свойствами поляризующегося диэлектрика);

- Зависимость от геометрических и электромагнитных параметров трубопроводов при определении критических частот и полосы пропускания линии передачи;

- Необходимость согласования выхода генератора с трубопроводом как направляющей линией для выбранной резонансной частоты.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании способа передачи сигналов по трубопроводному каналу, который исключал бы указанные выше недостатки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является оптимизация энергетической связи и повышение КПД устройств передачи электрических колебаний (электромагнитных сигналов) по металлическому трубопроводному каналу связи и диагностического оборудования для электромагнитного контроллинга трубопроводов.

Указанный технический результат достигается в способе передачи сигналов по трубопроводному каналу, в котором подключают передающие устройства к трубопроводному каналу через трансформатор связи, подключенный к участкам трубопроводного канала, электрически разделенным с помощью стандартной вставки электроизолирующей.

Трансформатор связи имеет первичную обмотку и вторичную обмотку.

Вставку электроизолирующую закорачивают многовитковой выходной обмоткой трансформатора связи на сердечнике с высокой магнитной проницаемостью.

Первичная обмотка трансформатора согласует выходные сопротивления передающих устройств.

Вторичную обмотку трансформатора связи подключают по обеим сторонам от вставки электроизолирующей к участкам трубопроводного канала.

Передающие устройства представляют собой устройства передачи электрических колебаний.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны участки 1 и 2 трубопроводного канала (трубопровода, трубопроводной системы), электрически разделенные вставкой 3 стандартной электроизолирующей (ВЭИ); 4 - трансформатор связи, у которого: I - первичная (входная) обмотка, II - вторичная (выходная) обмотка, подключенная к участкам 1 и 2 трубопроводного канала; 5 - передающее устройство электрических колебаний.

Предлагаемый способ передачи сигналов по трубопроводному каналу заключается в подключении передающего устройства электрических колебаний 5 через трансформатор связи 4, реализующий высокий КПД передачи электромагнитной энергии, за счет значительного повышения индуктивности цепи нагрузки - участков 1 и 2 трубопроводного канала, электрически разделенных с помощью стандартной вставки 3 электроизолирующей (ВЭИ), закороченной многовитковой выходной обмоткой трансформатора связи 4 на сердечнике с высокой магнитной проницаемостью, входная обмотка трансформатора связи 4 согласует выходные сопротивления передающего устройства электрических колебаний 5 и нагрузок трубопроводных каналов, при этом происходит оптимизация энергетической связи с трубопроводным каналом, реализующая оптимальный трафик и уровень загрузки канала без изменения существующей инфраструктуры.

Заявленное изобретение позволяет создать оптимальную энергетическую связь устройств передачи электромагнитных сигналов с трубопроводным каналом (трубопроводами) для увеличения дальности действия, за счет подключения этих устройств через трансформатор связи, согласующий выходные цепи устройств и сопротивления нагрузок трубопроводных каналов, к участкам трубопроводного канала, электрически разделенным с помощью стандартной вставки электроизолирующей (ВЭИ).

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов и предназначено для организации каналов связи и передачи информации по трубопроводам, проложенным подземным, наземным и надземным способом. Техническим результатом изобретения является оптимизация энергетической связи и повышение КПД устройств передачи информационных сигналов по трубопроводному каналу связи. Способ передачи сигналов по трубопроводному каналу заключается в подключении передающего устройства к трубопроводному каналу через трансформатор связи на сердечнике с высокой магнитной проницаемостью, подключенный к участкам трубопроводного канала, электрически разделенным с помощью стандартной вставки электроизолирующей, которую закорачивают многовитковой вторичной обмоткой трансформатора связи, первичная обмотка которого согласует выходное сопротивление передающего устройства и нагрузок трубопроводных каналов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ передачи сигналов по трубопроводному каналу, характеризующийся тем, что подключают передающее устройство к трубопроводному каналу через трансформатор связи на сердечнике с высокой магнитной проницаемостью, подключенный к участкам трубопроводного канала, электрически разделенным с помощью стандартной вставки электроизолирующей, которую закорачивают многовитковой вторичной обмоткой трансформатора связи, первичная обмотка которого согласует выходное сопротивление передающего устройства и нагрузок трубопроводных каналов.

2. Способ передачи сигналов по трубопроводному каналу по п. 1, характеризующийся тем, что вторичную обмотку трансформатора связи подключают по обеим сторонам от вставки электроизолирующей к участкам трубопроводного канала.

3. Способ передачи сигналов по трубопроводному каналу по п. 1, характеризующийся тем, что передающее устройство представляет собой устройство передачи электрических колебаний.