Измерительное устройство Российский патент 2022 года по МПК G01P3/00 

Описание патента на изобретение RU2769074C1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применима, например, для измерения скорости движения относительно металлического объекта.

Известна система определения скорости, включающая группу датчиков внешнего магнитного поля. Работа системы основана на том, что по регистрации неоднородности магнитного поля разными датчиками и расстоянию между ними вычисляют вектор скорости движения объекта. Использование системы также позволяет фиксировать какие-либо отклонения от нормы магнитного поля среды (FR 2271578 A1). Данная система позволяет определить скорость движения, но при этом допускается заметная погрешность измерений. Кроме того, данная система не универсальна, не может быть применима в качестве одометра, не может быть применима при проведении измерений в трубопроводах.

Известна система определения скорости, включающая датчики магнитного поля, по меньшей мере один из которых прикреплён к ротору (EP 0484716 A1). Данная система не универсальна, применима только в качестве одометра, обладает погрешностью при измерениях скорости, не представляется возможным проводить измерения на больших расстояниях.

Известно устройство для измерения скорости объекта, содержащее измерительный проводник, расположенный на объекте в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению движения объекта, с возможностью воздействия на этот проводник магнитного поля Земли, бортовой вычислитель, выполненный с возможностью определения скорости движения объекта в зависимости от разности электрического потенциала между различными точками измерительного проводника, обратный проводник, размещенный в магнитном экране, соединенный последовательно с измерительным проводником и расположенный параллельно измерительному проводнику (RU 2307356 C1). Данное устройство не универсально, точность измерений недостаточна.

Технической проблемой является погрешность при измерениях.

В качестве ближайшего аналога может быть принято устройство по RU 2307356 C1.

Предлагается измерительное устройство, включающее датчики внешнего магнитного поля, причём не менее двух датчиков внешнего магнитного поля фиксированно установлены на платформе, с известным расположением друг относительно друга, по оси движения устройства.

Обязательным условием является наличие по меньшей мере двух датчиков и их установка на отрезке не лежащем поперек предполагаемого движения, при этом общее количество датчиков может быть и большим, дополнительные датчики могут устанавливаться разнообразно. Например, в виде окружности, или матрицы.

Техническим результатом является точность измерений, а также универсальность устройства, возможность его применения, как одометра, например, для проведения измерений протяженности конструкций в трубопроводах и самих трубопроводов.

Скорость движения объекта относительно не однородной магнитной поверхности вычисляется по разности времени регистрации одного и того же рисунка магнитного поля разными датчиками, и расстоянию между датчиками.

Изобретение поясняется иллюстрациями.

На иллюстрациях обозначены:

А и В – датчики внешнего магнитного поля,

S – известное расстояние между ними,

C – платформа, на которой размещены датчики внешнего магнитного поля,

D – рисунок магнитного поля,

F - напряженность магнитного поля или индукция (зависит от типа датчика),

t - момент времени,

Т - разность фаз.

На фиг.1 показана общая схема устройства.

На фиг.2 показаны графики, построенные на основе полученных данных с датчиков внешнего магнитного поля, где график 1 – данные, полученные с ведущего датчика А, график 2 – данные, полученные с ведомого датчика B.

Принцип работы построен на фиксации изменений в рисунке магнитного поля, считываемое двумя или более датчиками внешнего магнитного поля.

Благодаря изменениям в рисунке магнитного поля и первоначально известному расстоянию между датчиками, достигается технический результат, а именно, скорость движения и расстояние, пройденное бесконтактным одометром, относительно металлического объекта.

Информация, полученная с датчиков, может быть обработана с помощью ЭВМ.

Расчёт вычисления скорости может быть построен путём нахождения смещения по времени, обеспечивающего наиболее близкие значения данных полученных с ведущего датчика А (t) и данных ведомого датчика B(t+T), смещенных по времени.

∑|HA[i]-HB[i+j]|= min где i- номер отсчета по времени, j – сдвиг числа отсчетов по времени, HA - значение производной функции датчика A на i отсчете по времени, HB - значение производной функции ведомого датчика B на i+j отсчете по времени.

Достижимая точность измерений скорости определяется частотой измерений в секунду и базой (расстоянием) между датчиками.

dV=S/t-S/(t+dt) где S - база, t-сдвиг по фазе, dt – приращение времени.

Возможная сфера применения.

Бесконтактный измеритель скорости может быть использован, например, во внутритрубном снаряде. Анализируя скорость, полученную благодаря устройству, и время начала и конца движения по трубе, используя математические формулы, вычисляется пройденное снарядом расстояние и соответственно дистанция трубы. Также анализ данных позволяет выявить магнитные всплески при прохождении бесконтактным одометром сварных швов, что в свою очередь, позволяет вычислить длину секций, используемых в трубе.

Еще одной сферой применения бесконтактного одометра может быть расчёт длины и площади металлических листов.

При использовании не менее 4-х датчиков, размещённых в форме креста или квадрата, появляется возможность анализа не только скорости движения, но и вращения по оси, и скорости вращения.

Также устройство позволяет выявить дефекты металлического объекта, например трубы, при дальнейшей обработке полученных данных, за счёт несвойственному данному объекту магнитному рисунку на определённых участках.

Пример выполнения устройства и его использования.

Измерительное устройство представляет собой капсулу, изготовленную из нержавеющей стали с электронным запоминающим устройством внутри и двумя платами с датчиками магнитного поля сгруппированными в виде треугольников на каждой плате соответственно. Длина капсулы 0.24 м, диаметр 0.08 м ,толщина стенки 0,005 м. Всего установлены 6 датчиков в виде двух треугольников со стороной 0.005 м и разнесенных на 0.12 м.

Устройство установлено на внутритрубном снаряде, используется для измерения длины труб, внутритрубной дефектоскопии.

Похожие патенты RU2769074C1

название год авторы номер документа
ВНУТРИТРУБНЫЙ СНАРЯД-ДЕФЕКТОСКОП С ОДОМЕТРАМИ 2005
  • Синев Андрей Иванович
  • Плотников Петр Колестратович
  • Никишин Владимир Борисович
RU2306479C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ, ПРОЙДЕННОГО ВНУТРИТРУБНЫМ СНАРЯДОМ-ДЕФЕКТОСКОПОМ С ОДОМЕТРАМИ 2006
  • Синев Андрей Иванович
  • Плотников Петр Колестратович
  • Никишин Владимир Борисович
  • Чеботаревский Юрий Викторович
  • Чигирев Петр Григорьевич
RU2316782C1
КОМПЛЕКС ВНУТРИТРУБНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ С ТРОСОВОЙ ПРОТЯЖКОЙ 2015
  • Топилин Алексей Владимирович
  • Житомирский Борис Леонидович
  • Ангалев Александр Михайлович
  • Бакурский Николай Николаевич
  • Соловых Игорь Анатольевич
  • Петров Валерий Викторович
  • Цаплин Александр Викторович
RU2586258C1
ВНУТРИТРУБНЫЙ СНАРЯД-ДЕФЕКТОСКОП С РЕЗЕРВИРОВАННЫМИ ДАТЧИКАМИ ДЕФЕКТОВ И ОДОМЕТРАМИ 2009
  • Синев Андрей Иванович
  • Плотников Петр Колестратович
  • Морозов Алексей Константинович
  • Никишин Владимир Борисович
  • Чигирев Петр Григорьевич
RU2406082C1
ОДОМЕТР ДЛЯ ВНУТРИТРУБНОГО СНАРЯДА-ДЕФЕКТОСКОПА 2004
  • Синев Андрей Иванович
  • Чеботаревский Юрий Викторович
  • Никишин Владимир Борисович
  • Плотников Петр Колестратович
  • Захаров Юрий Анатольевич
RU2275598C2
ВНУТРИТРУБНЫЙ СНАРЯД-ДЕФЕКТОСКОП С КОЛЕСНЫМИ ОДОМЕТРАМИ 2007
  • Синев Андрей Иванович
  • Никишин Владимир Борисович
  • Чигирев Петр Григорьевич
  • Плотников Петр Колестратович
RU2334980C1
СПОСОБ НАСТРОЙКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ВНУТРИТРУБНОГО ДЕФЕКТОСКОПА И УСТРОЙСТВО НАСТРОЙКИ 2006
  • Попович Александр Максимилианович
  • Косткин Михаил Дмитриевич
  • Лисин Святослав Евгеньевич
RU2325635C1
Способ бесконтактного выявления наличия, месторасположения и степени опасности концентраторов механических напряжений в металле ферромагнитных сооружений 2019
  • Камаева Светлана Сергеевна
  • Горошевский Валериан Павлович
  • Колесников Игорь Сергеевич
  • Белотелов Вадим Николаевич
  • Юсипов Руслан Хайдарович
  • Ивлев Леонид Ефимович
RU2724582C1
СПОСОБ ВНУТРИТРУБНОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДА 2018
  • Елисеев Александр Алексеевич
  • Семенов Владимир Всеволодович
  • Фогель Андрей Дмитриевич
  • Баталов Лев Алексеевич
  • Афанасович Алексей Петрович
  • Грехов Александр Викторович
  • Бацалев Александр Игоревич
  • Галеев Айрат Габдуллович
RU2697008C1
УСТРОЙСТВО ВНУТРИТРУБНОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДА 2018
  • Елисеев Александр Алексеевич
  • Семенов Владимир Всеволодович
  • Фогель Андрей Дмитриевич
  • Баталов Лев Алексеевич
  • Афанасович Алексей Петрович
  • Грехов Александр Викторович
  • Бацалев Александр Игоревич
  • Галеев Айрат Габдуллович
RU2697007C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 769 074 C1

Реферат патента 2022 года Измерительное устройство

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для вычисления скорости осевого движения относительно металлического объекта за счет фиксации и/или построения карты неоднородностей магнитного поля содержит датчики для последовательного измерения внешнего магнитного поля, при этом содержит платформу со стационарно установленными на ней датчиками внешнего магнитного поля, размещенными на известном расстоянии друг от друга, не менее двух, расположенных по оси движения устройства. Техническим результатом является точность измерений, а также универсальность устройства, возможность его применения как одометра, например, для проведения измерений протяженности конструкций в трубопроводах и самих трубопроводов. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 769 074 C1

Измерительное устройство для внутритрубной дефектоскопии при осевом движении относительно металлического объекта, характеризующееся тем, что представляет собой размещенную внутри трубы на внутритрубном снаряде, используемом при движении по трубе для измерения длины трубы и внутритрубной дефектоскопии, платформу, на которой на платах, размещенных на расстоянии друг относительно друга вдоль осевого движения трубы, фиксированно установлены, по крайней мере, два датчика для измерения относительно неоднородной магнитной поверхности трубы внешнего магнитного поля для вычисления скорости движения устройства по разности времени регистрации между датчиками магнитного поля и построения карты неоднородностей магнитного поля для поверхности трубы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2769074C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ОБЪЕКТА 2006
  • Коровин Владимир Андреевич
  • Коровин Константин Владимирович
RU2307356C1
ДАТЧИК СКОРОСТИ 2012
  • Рожнов Олег Вадимович
  • Авдеев Виктор Александрович
  • Пичков Сергей Николаевич
  • Макаров Виталий Александрович
  • Маслов Валерий Александрович
RU2521716C2
US 9726639 B1, 08.08.2017
CN 106841659 A, 13.06.2017.

RU 2 769 074 C1

Авторы

Лещенко Виктор Викторович

Лещенко Тимофей Викторович

Носков Виталий Анатольевич

Даты

2022-03-28Публикация

2020-10-20Подача