УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА НАПРАВЛЕНИЯ И ИНТЕНСИВНОСТИ КОРРОЗИИ В ЗОНЕ ПРОЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2024 года по МПК G01N17/04 

Устройство относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для измерения величины и скорости коррозии в зоне пролегания подземных трубопроводов.

Известно устройство измерения направления блуждающих токов в зоне пролегания подземных трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, общий и информационный проводники, коммутатор единичных индикаторов, измеритель сопротивления единичных индикаторов, N блоков памяти единичных индикаторов, N регистров считывания единичных индикаторов, N блоков выбора максимальных значений последовательных данных, блок выбора максимального значения параллельных данных, регистр максимального значения данных, блок формирования потока передаваемых данных, блок передачи данных, антенну передачи данных, таймер периодов опроса, таймер запуска цикла, блок управления, блок считывания и индикации данных, антенну приема данных, антенну передачи запуска цикла, антенну приема запуска цикла, компаратор, блок запуска цикла (Патент RU №2789022, кл. G01N 17/04, опубл. 27.01.2023).

Устройство не обеспечивает измерение интенсивности коррозионных процессов в продольных и поперечных направлениях одновременно и определение соотношения интенсивности продольной и поперечной коррозии относительно пролегания подземных металлических трубопроводов.

Известно устройство измерения величины и скорости коррозии в зоне пролегания подземных трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, общий и информационный проводники, коммутатор единичных индикаторов, измеритель сопротивления единичных индикаторов, N блоков памяти единичных индикаторов, N регистров считывания единичных индикаторов, блок формирования потока передаваемых данных, блок выбора максимального значения параллельных данных, N блоков выбора максимальных значений последовательных данных, регистр максимального значения данных блок формирования потока передаваемых данных, N первых и вторых сдвиговых регистров, N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, вычислитель временного интервала, регистр записи даты опроса, блок временной коррекции, блок предварительного сбора данных, датчик и корректор влажности, блок передачи данных, антенну передачи и приема данных, таймер периодов опроса, таймер запуска цикла, компаратор, блок управления, блок считывания и индикации данных (Патент RU №2801478, кл. G01N 17/04, опубл. 09.08.2023).

Устройство не обеспечивает измерение интенсивности и направления коррозионных процессов при действии блуждающих токов в продольных и поперечных направлениях и определение соотношения интенсивности продольной и поперечной коррозии относительно пролегания подземных металлических трубопроводов, что снижает возможность применения превентивных мер для предотвращения возможных аварийных ситуаций.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство мониторинга коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, круговую внешнюю рамку единичных индикаторов, общий и информационный проводники, коммутатор единичных индикаторов, измерители сопротивления, N блоков памяти и N регистров считывания единичных индикаторов, блоки формирования потока передаваемых данных, блок выбора максимального значения, N блоков выбора максимальных значений последовательных данных, регистр и блок выбора максимального значения параллельных данных, блок передачи данных с антенной, таймеры периодов опроса и запуска цикла, блок управления, блок считывания и индикации данных с антенной передачи запуска цикла, антенна приема запуска с компаратором и блоком запуска цикла, N первых и вторых сдвиговых регистров, N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, вычислитель временного интервала, регистры записи даты опроса, блок временной коррекции, блок предварительного сбора данных, датчик влажности и корректор, N блоков памяти продольных единичных индикаторов, N регистров считывания продольных единичных индикаторов и N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной (Патент RU №2817825, кл. G01N 17/04, опубл. 22.04.2024).

Устройство не обеспечивает измерение максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов при действии блуждающих токов и определение соотношения интенсивностей коррозии в продольном, поперечном и охватывающем относительно трубопровода направлениях, что снижает возможность применения превентивных мер для предотвращения возможных аварийных ситуаций при значительных коррозионных воздействиях на подземный металлический трубопровод.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в измерении максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов при действии блуждающих токов и определении соотношений интенсивностей коррозии в продольном, поперечном и охватывающем относительно трубопровода направлениях, что позволяет принять превентивные меры для предотвращения возможных аварийных ситуаций и повысить надежность газоснабжения потребителей.

Техническая задача решается тем, что в известном устройстве содержащем единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения и расположенные равномерно через определенный угол по диаметрам окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов с радиусом, равным длине единичного индикатора, общий и информационный проводники, начала единичных индикаторов расположены в центре круговой внешней рамки единичных индикаторов, концы единичных индикаторов расположены на окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов, начала единичных индикаторов соединены между собой и с общим проводником, конец каждого единичного индикатора соединен с соответствующим информационным проводником, информационные проводники единичных индикаторов соединены с входами коммутатора единичных индикаторов, а выход соединен с первым входом измерителя сопротивления единичных индикаторов, второй вход которого соединен с общим проводником, выход измерителя сопротивления единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти единичных индикаторов, выходы N блоков памяти единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания единичных индикаторов, входы N регистров считывания единичных индикаторов соединены с блоком формирования потока передаваемых данных непосредственно, а с блоком выбора максимального значения параллельных данных через N блоков выбора максимальных значений последовательных данных, вход регистра максимального значения данных соединен с выходом блока выбора максимального значения параллельных данных, а выход с входом блока формирования потока передаваемых данных, выход блока формирования потока передаваемых данных через блок передачи данных соединен с антенной передачи данных, таймер периодов опроса через таймер запуска цикла соединен с управляющим входом запуска цикла блока управления, управляющие выходы блока управления соединены с входом коммутатора единичных индикаторов, входами выбора N блоков памяти единичных индикаторов, входами записи N блоков памяти единичных индикаторов, входами записи N регистров считывания единичных индикаторов, входами считывания N регистров считывания единичных индикаторов и входом регистра максимального значения данных, антенна приема данных соединена с входом блока считывания и индикации данных, выход которого соединен с антенной передачи запуска цикла, антенна приема запуска цикла через компаратор соединена с входом блока запуска цикла, выход которого соединен с управляющим входом принудительного включения таймера запуска цикла, выходы N регистров считывания единичных индикаторов соединены с информационными входами N первых сдвиговых регистров, а выходы с входами N вторых регистров и первыми информационными входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, выходы N вторых регистров соединены со вторыми информационными входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, управляющие входы N первых сдвиговых регистров соединены с выходом блока управления, первый вход вычислителя временного интервала через первый регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления, второй вход вычислителя временного интервала через второй регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления, выход вычислителя временного интервала через блок временной коррекции соединен с корректирующими входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, выходы N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов соединены с входами блока предварительного сбора данных, выход датчика влажности через корректор по влажности соединен с корректирующим входом измерителя сопротивления единичных индикаторов и входом блока предварительного сбора данных, выход которого соединен с входом блока формирования потока передаваемых данных, продольные единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения расположены продольно между круговой внешней рамкой единичных индикаторов и второй круговой рамкой с радиусом, равным радиусу круговой внешней рамки единичных индикаторов, конец каждого продольного единичного индикатора на окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов соединен с концом соответствующего единичного индикатора и информационным проводником, начала продольных единичных индикаторов на окружности второй круговой рамки соединены между собой и вторым общим проводником, первый вход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с выходом коммутатора единичных индикаторов, а второй вход соединен со вторым общим проводником, корректирующий вход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с выходом корректора по влажности, выход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти продольных единичных индикаторов, выходы N блоков памяти продольных единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания продольных единичных индикаторов, выходы N регистров считывания продольных единичных индикаторов соединены со вторыми входами N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной и входами второго блока формирования потока передаваемых данных, первые входы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной соединены с выходами N регистров считывания единичных индикаторов соответственно, выходы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной соединены с входами третьего блока формирования потока передаваемых данных, выходы второго и третьего блоков формирования потока передаваемых данных соединены с входами блока передачи данных, управляющие входы выбора N блоков памяти продольных единичных индикаторов, записи N блоков памяти продольных единичных индикаторов, записи N регистров считывания продольных единичных индикаторов, считывания N регистров считывания продольных единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления, дополнительно введены охватывающие единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, и имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, поддерживающие проводники для охватывающих единичных индикаторов, охватывающая рамка с длиной, равной длине окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов, информационный проводник охватывающих индикаторов и третий общий проводник, измеритель сопротивления охватывающих единичных индикаторов, N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, количество N которых соответствует количеству единичных индикаторов, N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода в поперечном направлении относительно его пролегания коррозии, регистр максимального значения коррозии в продольном направлении, регистр максимального значения охватывающей коррозии, первый, второй и третий блоки возведения в квадрат, сумматор пространственной коррозии, блок извлечения квадратного корня, причем охватывающие единичные индикаторы расположены в направлении охвата трубопровода в поперечном направлении, начала охватывающих единичных индикаторов через поддерживающие проводники для охватывающих единичных индикаторов соединены с охватывающей рамкой, конец каждого охватывающего единичного индикатора через информационный проводник охватывающих индикаторов соединен с информационным проводником, охватывающая рамка соединена с третьим общим проводником, первый вход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с выходом коммутатора единичных индикаторов, а второй вход соединен с третьим общим проводником, корректирующий вход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с выходом корректора по влажности, выход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, выходы N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, выходы N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов соединены со вторыми входами N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода и входами второго блока формирования потока передаваемых данных, первые входы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с выходами N регистров считывания единичных индикаторов соответственно, выходы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с входами третьего блока формирования потока передаваемых данных, управляющие входы выбора N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, записи N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, записи N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, считывания N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления, выход регистра максимального значения через первый блок возведения в квадрат соединен с первым входом сумматора пространственной коррозии, выходы N регистров считывания продольных единичных индикаторов через регистр максимального значения коррозии в продольном направлении и второй блок возведения в квадрат соединен с вторым входом сумматора пространственной коррозии, выходы N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов через регистр максимального значения охватывающей коррозии и третий блок возведения в квадрат соединен с третьим входом сумматора пространственной коррозии, выход сумматора пространственной коррозии через блок извлечения квадратного корня соединен с входом второго блока формирования потока передаваемых данных.

На фигуре 1 представлены единичные индикаторы и их расположение, на фигуре 2 представлена конструкция устройства мониторинга направления и интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов.

Устройство содержит (фиг. 1) единичные индикаторы 1, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения и расположенные равномерно через определенный угол по диаметрам окружности круговой внешней рамки 2 единичных индикаторов с радиусом, равным длине единичного индикатора 1, общий 3 и информационный 4 проводники.

Начала единичных индикаторов 1 расположены в центре круговой внешней рамки 2 единичных индикаторов 1, концы единичных индикаторов 1 расположены на окружности круговой внешней рамки 2 единичных индикаторов 1, начала единичных индикаторов 1 соединены между собой и с общим 3 проводником, конец каждого единичного индикатора 1 соединен с соответствующим информационным 4 проводником.

Коммутатор 5 (фиг. 2) единичных индикаторов размещен непосредственно рядом с круговой внешней рамкой 2 единичных индикаторов 1. Измеритель сопротивления 6 единичных индикаторов, N блоков памяти 7 единичных индикаторов, количество N которых соответствует количеству единичных индикаторов 1, N регистров считывания 8 единичных индикаторов.

N блоков выбора максимальных значений 9 последовательных данных, блок выбора максимального значения 10 параллельных данных, регистр максимального значения 11 данных, блок формирования 12 потока передаваемых данных, блок передачи 13 данных, антенна передачи 14 данных.

Таймер периодов 15 опроса, таймер запуска 16 цикла, блок управления 17. Блок считывания и индикации 18 данных, антенна приема 19 данных, антенна передачи запуска 20 цикла. Антенна приема запуска 21 цикла, компаратор 22, блок запуска 23 цикла.

Входы коммутатора 5 единичных индикаторов соединены с информационными проводниками единичных индикаторов, а выход соединен с первым входом измерителя сопротивления 6 единичных индикаторов, второй вход которого соединен с общим проводником.

Выход измерителя сопротивления 6 единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти 7 единичных индикаторов.

Выходы N блоков памяти 7 единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания 8 единичных индикаторов, входы N регистров считывания 8 единичных индикаторов соединены с блоком формирования 12 потока передаваемых данных непосредственно, а с блоком выбора максимального значения 10 параллельных данных через N блоков выбора максимальных значений 9 последовательных данных.

Вход регистра максимального значения 11 данных соединен с выходом блока выбора максимального значения 10 параллельных данных, а выход с входом блока формирования 12 потока передаваемых данных.

Выход блока формирования 12 потока передаваемых данных через блок передачи 13 данных соединен с антенной передачи 14 данных.

Таймер периодов 15 опроса через таймер запуска 16 цикла соединен с управляющим входом запуска цикла блока управления 17,

Управляющие выходы блока управления 17 соединены с входом коммутатора 5 единичных индикаторов, входами выбора N блоков памяти 7 единичных индикаторов, входами записи N блоков памяти 7 единичных индикаторов, входами записи N регистров считывания 8 единичных индикаторов, входами считывания N регистров считывания 8 единичных индикаторов и входом регистра максимального значения 11 данных.

Антенна приема 19 данных соединена с входом блока считывания и индикации 18 данных, выход которого соединен с антенной передачи запуска 20 цикла.

Антенна приема запуска 21 цикла через компаратор 22 соединена с входом блока запуска 23 цикла, выход которого соединен с управляющим входом принудительного запуска таймера запуска 16 цикла.

N первых сдвиговых 24 регистров, N вторых 25 регистров, N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов, первый 27 регистр записи даты опроса, второй 28 регистр записи даты опроса, вычислитель 29 временного интервала, блок временной коррекции 30, датчик влажности 31, корректор 32 по влажности, блок предварительного сбора 33 данных.

Информационные входы N первых сдвиговых 24 регистров соединены с выходами N регистров считывания 8 единичных индикаторов, а выходы с входами N вторых 25 регистров и первыми информационными входами N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов. Выходы N вторых 25 регистров соединены со вторыми информационными входами N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов.

Управляющие входы N первых сдвиговых 24 регистров соединены с выходом блока управления.

Первый вход вычислителя 29 временного интервала через первый 27 регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления 17, второй вход вычислителя 29 временного интервала через второй 28 регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления 17.

Выход вычислителя 29 временного интервала через блок временной коррекции 30 соединен с корректирующими входами N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов.

Выходы N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов соединены с входами блока предварительного сбора 33 данных.

Выход датчика влажности 31 через корректор 32 по влажности соединен с корректирующим входом измерителя сопротивления 6 единичных индикаторов и входом блока предварительного сбора 33 данных.

Выход блока предварительного сбора 33 данных соединен с входом блока формирования 12 потока передаваемых данных.

Продольные 35 единичные индикаторы (фиг.1), выполнены из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, имеют одинаковую площадь поперечного сечения и расположены продольно между круговой внешней 2 рамкой единичных индикаторов и второй круговой рамкой 34.

Конец каждого продольного 35 единичного индикатора на окружности круговой внешней рамки 2 единичных индикаторов соединен с концом соответствующего единичного индикатора 1 и информационным 4 проводником.

Начала продольных 35 единичных индикаторов на окружности второй 34 круговой рамки соединены между собой и вторым 36 общим проводником.

Первый вход измерителя сопротивления (фиг.2) продольных 37 единичных индикаторов соединен с выходом коммутатора 5 единичных индикаторов, а второй вход соединен с вторым 36 общим проводником.

Корректирующий вход измерителя сопротивления продольных 37 единичных индикаторов соединен с выходом корректора 32 по влажности.

Выход измерителя сопротивления продольных 37 единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов.

Выходы N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов.

Входы N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов соединены с вторыми входами N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной и входами второго 41 блока формирования потока передаваемых данных.

Первые входы N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной соединены с выходами N регистров считывания 8 единичных индикаторов соответственно.

Выходы N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной соединены с входами третьего 42 блока формирования потока передаваемых данных.

Выходы второго 41 и третьего 42 блоков формирования потока передаваемых данных соединены с входами блока передачи 13 данных.

Управляющие входы выбора N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов, записи N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов, записи N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов, считывания N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления 17.

В устройство дополнительно введены (фиг. 1) охватывающие 43 единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, и имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, поддерживающие 44 проводники для охватывающих 43 единичных индикаторов, охватывающая 45 рамка с длиной, равной длине окружности второй 34 круговой рамки, информационный проводник 46 охватывающих индикаторов и третий 47 общий проводник, измеритель сопротивления 48 (фиг. 2.) охватывающих единичных индикаторов, N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов, количество N которых соответствует количеству единичных индикаторов, N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов, N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода в поперечном направлении относительно его пролегания коррозии, регистр максимального значения коррозии в продольном 52 направлении, регистр максимального значения охватывающей 53 коррозии, первый 54, второй 55 и третий 56 блоки возведения в квадрат, сумматор 57 пространственной коррозии, блок извлечения 58 квадратного корня.

Охватывающие 43 единичные индикаторы (фиг. 1.) расположены в направлении охвата трубопровода в поперечном направлении. Начала охватывающих 43 единичных индикаторов через поддерживающе 44 проводники для охватывающих 43 единичных индикаторов соединены с охватывающей 45 рамкой. Конец каждого охватывающего 43 единичного индикатора через информационный проводник 46 охватывающих индикаторов соединен с информационным 4 проводником. Охватывающая 45 рамка соединена с третьим 47 общим проводником.

Первый вход измерителя сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов (фиг. 2.) соединен с выходом коммутатора 5 единичных индикаторов, а второй вход соединен с третьим 47 общим проводником.

Корректирующий вход измерителя сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов соединен с выходом корректора 32 по влажности.

Выход измерителя сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов.

Выходы N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов.

Выходы N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов соединены со вторыми входами N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода и входами второго 41 блока формирования потока передаваемых данных.

Первые входы N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с выходами N регистров считывания 50 единичных индикаторов соответственно.

Выходы N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с входами третьего 42 блока формирования потока передаваемых данных.

Управляющие входы выбора N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов, записи N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов, записи N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов, считывания N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления 17.

Выход регистра максимального значения 11 через первый 54 блок возведения в квадрат соединен с первым входом сумматора 57 пространственной коррозии.

Выходы N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов через регистр максимального значения коррозии в продольном 52 направлении и второй 55 блок возведения в квадрат соединен с вторым входом сумматора 57 пространственной коррозии.

Выходы N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов через регистр максимального значения охватывающей 53 коррозии и третий 56 блок возведения в квадрат соединен с третьим входом сумматора 57 пространственной коррозии.

Выход сумматора 57 пространственной коррозии через блок извлечения 58 квадратного корня соединен с входом второго 41 блока формирования потока передаваемых данных.

Устройство работает следующим образом.

Круговая внешняя рамка 2 (фиг. 1) единичных индикаторов 1, расположенных равномерно через определенный угол по диаметрам окружности круговой внешней рамки 2 единичных индикаторов, вторая 34 круговая рамка с продольными 35 единичными индикаторами, охватывающая 45 рамка с длиной, равной длине окружности второй 34 круговой рамки, поддерживающие 44 проводники для охватывающих единичных индикаторов и охватывающие 43 единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, и имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, размещаются в районе пролегания подземного трубопровода, причем выдерживается ориентация круговой внешней рамки 2 по направлению вертикально вверх относительно поверхности земли, направление продольных 35 единичных индикаторов вдоль подземного трубопровода, охватывающая 45 рамка охватывает трубопровод.

На единичные индикаторы 1, продольные 35 единичные индикаторы и охватывающие 43 единичные индикаторы действуют различные факторы, приводящие к коррозии, включая воздействие блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта, находящегося в зоне залегания подземных трубопроводов.

Эти внешние воздействия влияют на подземный трубопровод и, соответственно, на единичные индикаторы, расположенные во всех направлениях относительно защищаемого подземного трубопровода.

Эти поля, как правило, оказывают неравномерные воздействия в различных направлениях относительно трубопровода, часто носят местный характер, что приводит к неравномерности коррозии по поверхности подземного трубопровода и к значительным местным повреждениям его стенок.

При этом единичные индикаторы 1, располагаемые под различными углами относительно защищаемого подземного трубопровода, обеспечивают мониторинг воздействия блуждающих токов и коррозии по направлениям единичных индикаторов 1.

Продольные 35 единичные индикаторы, располагаемые вдоль защищаемого подземного трубопровода, обеспечивают мониторинг воздействия блуждающих токов и коррозии в продольном направлении относительно пролегания подземного трубопровода.

Охватывающие 43 единичные индикаторы, располагаемые по линии охвата защищаемого подземного трубопровода, обеспечивают мониторинг воздействия блуждающих токов и коррозии на охватывающей поверхности подземного трубопровода.

Этим обеспечивается наиболее полный мониторинг воздействия блуждающих токов и коррозии по всем направлениям протекания блуждающих токов от различного электрооборудования и электрического транспорта, находящегося в зоне залегания подземных трубопроводов.

Единичные индикаторы 1, продольные 35 и охватывающие 43 единичные индикаторы выполнены в виде проволок одинакового сечения из того же материала, что и подземный трубопровод.

В зависимости от направления протекания наиболее значительных блуждающих токов и под действием коррозии снижается сечение и возрастает сопротивление в первую очередь именно тех единичных индикаторов 1, продольных 35 и охватывающих 43 единичных индикаторов, направление которых совпадает с направлением протекания наиболее значительных блуждающих токов.

При возрастании сопротивления единичных индикаторов 1 его значение замеряется между общими 3 и информационным 4 проводниками устройства.

При возрастании сопротивления продольных единичных индикаторов 35 его значение замеряется между вторым 36 общим проводником и информационным 4 проводниками устройства.

При возрастании сопротивления охватывающих 43 единичных индикаторов его значение замеряется между третьим 47 общим проводником и информационным 4 проводниками устройства.

Подключение соединенных между собой концов каждого единичного индикатора 1, каждого продольного 35 единичного индикатора и каждого охватывающего 43 единичного индикатора производится через информационный 4 проводник к коммутатору 5 единичных индикаторов.

Коммутатор 5 (фиг. 2) единичных индикаторов по сигналам от блока управления 17 подключает к измерителю сопротивления 6 единичных индикаторов поочередно единичные индикаторы 1, к измерителю сопротивления продольных 37 единичных индикаторов поочередно продольные 35 единичные индикаторы и к измерителю сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов поочередно охватывающие 43 единичные индикаторы.

На выходе измерителя сопротивления 6 единичных индикаторов формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению каждого единичного индикатора 1 и подается на N блоков памяти 7 единичных индикаторов 1, количество N которых соответствует количеству единичных индикаторов 1.

Запись значений в N блоков памяти 7 единичных индикаторов производится по управляющему сигналу записи блока управления 17. По управляющему сигналу перезаписи блока управления 17 данные по каждому единичному индикатору 1 из N блоков памяти 7 единичных индикаторов передается в N регистров считывания 8 единичных индикаторов 1.

Затем последовательность данных на интервале обработки по каждому единичному индикатору 1 передается на N блоков выбора максимальных значений 9 последовательных данных, которые выбирают максимальное значение из последовательности данных.

Блок выбора максимального значения 10 параллельных данных производит выбор максимального значения, соответствующего сопротивлению наиболее подверженного коррозии единичного индикатора 1.

Это значение записывается в регистр максимального значения 11 данных. В результате в регистре максимального значения 11 данных выделяются значения сопротивления наиболее подверженного коррозии единичного индикатора 1.

Данные N регистров считывания 8 единичных индикаторов записываются в блок формирования 12 потока передаваемых данных, куда из регистра максимального значения 11 данных добавляется значение сопротивления наиболее подверженного коррозии единичного индикатора 1.

Запуск циклов опроса единичных индикаторов генерируются таймером периодов 15 опроса через таймер запуска 16 цикла по управляющему входу блока управления 17. В результате обеспечивается периодичность измерения величины и направления коррозии.

Для измерения скорости коррозии во время сеанса работы оператора с устройством, блок управления 17 вырабатывает сигнал, по которому данные из N регистров считывания 8 единичных индикаторов записываются в N первых сдвиговых 24 регистров. Одновременно в первый 27 регистр записи даты опроса записывается дата проведения оператором сеанса работы с устройством.

При следующем сеансе работы оператора с устройством процессы повторяются. По сигналу блока управления 17 значения предыдущего сеанса из N первых сдвиговых 24 регистров переписывается в N вторых 25 регистров, а значение даты проведения оператором предыдущего сеанса переписывается из первого 27 регистра записи даты опроса во второй 28 регистр записи даты опроса. При этом в N первых сдвиговых 24 регистров записываются значения из N регистров считывания 8 единичных индикаторов, соответствующие текущему сеансу работы оператора с устройством, в первый 27 регистр записи даты опроса записывается дата текущего сеанса работы оператора с устройством.

Вычислитель 29 временного интервала на основе значений сигналов, поступающих от первого 27 и второго 28 регистров записи дат опросов, вырабатывает сигнал, пропорциональный длительности временного промежутка между предыдущим и текущим сеансами работы оператора с устройством, который масштабируется посредством блока временной коррекции 30.

N блоков расчета 26 скорости коррозии единичных индикаторов на основании сигналов N первых сдвиговых 24 регистров, N вторых 25 регистров и блока временной коррекции 30 формируют сигналы, пропорциональные скоростям коррозии N единичных индикаторов, которые подаются на блок предварительного сбора 33 данных.

Для коррекции результатов относительно текущего значения влажности почвы пролегания трубопровода, сигнал с датчика влажности 31 через корректор 32 подается на корректирующие входы измерителя сопротивления 6 единичных индикаторов, измерителя сопротивления продольных 37единичных индикаторов и измерителя сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов,

Одновременно этот сигнал подается на вход блока предварительного сбора 33 данных.

В результате в блоке предварительного сбора 33 данных собираются данные скорости коррозии N единичных индикаторов 1 и влажности почвы пролегания трубопровода.

Данные из блока предварительного сбора 33 данных записываются в блок формирования 12 потока передаваемых данных.

На выходе измерителя сопротивления продольных 37 единичных индикаторов формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению каждого продольного 35 единичного индикатора и подается на N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов.

Запись значений в N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов производится по управляющему сигналу записи блока управления 17. По управляющему сигналу перезаписи блока управления 17 данные по каждому продольному 35 единичному индикатору из N блоков памяти продольных 38 единичных индикаторов передается в N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов.

На первые входы N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной подаются сигналы от N регистров считывания 8 единичных индикаторов, а на вторые входы подаются сигналы от N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов.

В результате на выходах N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной формируются сигналы, отражающие соотношение интенсивности поперечной коррозии к продольной, что важно для оценки коррозионных процессов при действии блуждающих токов в продольных и поперечных направлениях одновременно относительно пролегания подземных металлических трубопроводов, что позволяет принять превентивные меры для предотвращения возможных аварийных ситуаций.

Данные N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов записываются в второй 41 блок формирования потока передаваемых данных. Данные N вычислительных блоков 40 отношения поперечной коррозии к продольной записываются в третий 42 блок формирования потока передаваемых данных.

На выходе измерителя сопротивления 48 охватывающих единичных индикаторов формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению каждого охватывающего 43 единичного индикатора и подается на N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов.

Запись значений в N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов производится по управляющему сигналу записи блока управления 17. По управляющему сигналу перезаписи блока управления 17 данные по каждому охватывающему 43 единичному индикатору из N блоков памяти 49 охватывающих единичных индикаторов передаются в N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов.

На первые входы N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода подаются сигналы от N регистров считывания 8 единичных индикаторов, а на вторые входы подаются сигналы от N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов.

В результате на выходах N вычислительных блоков 51 формируются сигналы, отражающие соотношение интенсивности поперечной коррозии к охватывающей коррозии по поверхности трубопровода в поперечном направлении относительно его пролегания.

Такое решение позволяет провести оценку коррозионных процессов при действии блуждающих токов в трех направлениях одновременно относительно пролегания подземных металлических трубопроводов, что позволяет принять превентивные меры для предотвращения возможных аварийных ситуаций.

Данные N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов записываются во второй 41 блок формирования потока передаваемых данных.

Данные N вычислительных блоков 51 отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода записываются в третий 42 блок формирования потока передаваемых данных.

Данные с выхода регистра максимального значения 11 данных через первый 54 блок возведения в квадрат подаются на вход сумматора 57 пространственной коррозии.

Данные с выходов N регистров считывания продольных 39 единичных индикаторов подаются на входы регистра максимального значения коррозии в продольном 52 направлении. Этим обеспечивается выделение максимального значения коррозии продольных 35 единичных индикаторов.

Данные с выхода регистра максимального значения коррозии в продольном 52 направлении через второй 55 блок возведения в квадрат подаются на вход сумматора 57 пространственной коррозии.

Данные с выходов N регистров считывания 50 охватывающих единичных индикаторов подаются на входы регистра максимального значения охватывающей 53 коррозии. Этим обеспечивается выделение максимального значения коррозии охватывающих 43 единичных индикаторов.

Данные с выхода регистра максимального значения охватывающей 53 коррозии через третий 56 блок возведения в квадрат подаются на вход сумматора 57 пространственной коррозии.

В результате на выходе сумматора 57 пространственной коррозии формируется сумма квадратов максимальных значений коррозии по трем направлениям относительно подземного металлического трубопровода.

Для формирования значения максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов применен блок извлечения 58 квадратного корня, на вход которого подается сигнал с выхода сумматора 57 пространственной коррозии.

Этот сигнал с выхода блока извлечения 58 квадратного корня записывается во второй 41 блок формирования потока передаваемых данных.

В результате фиксируется значение максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов при действии блуждающих токов.

Данные из блока формирования 12 потока передаваемых данных, второго 41 и третьего 42 блоков формирования потока передаваемых данных через блок передачи 13 данных передаются на антенну передачи 14 данных и, затем, через антенну приема 19 данных передаются в блок считывания и индикации 18 данных.

Блок считывания и индикации 18 данных выполнен переносным.

В процессе сеанса работы с устройством оператор приближает блок считывания и индикации 18 данных с антенной передачи запуска 20 цикла к антенне приема запуска 21 цикла. Сигнал от антенны передачи запуска 20 цикла по радиоканалу поступает на антенну приема запуска 21 цикла, затем компаратор 22 и блок запуска 23 цикла. В результате блок запуска 23 цикла вырабатывает сигнал запуска, поступающий на управляющий вход принудительного запуска таймера запуска 16 цикла.

При этом запускается процесс измерения интенсивности коррозии по всем направлениям и данные через антенну приема 19 данных поступают на блок считывания и индикации 18 данных.

В результате блок считывания и индикации 18 данных отображает степень коррозии по каждому единичному индикатору 1, каждому продольному 35 единичному индикатору, каждому охватывающему 43 единичному индикатору, соотношения поперечной коррозии к продольной и охватывающей за определенный промежуток времени и максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов.

Совокупность отображаемых данных информирует оперативный персонал газораспределительной организации о состоянии подземного трубопровода и позволяет предпринять превентивные меры по предотвращению возможных проявлений аварийных ситуаций.

Таким образом, устройство обеспечивает измерение максимальной суммарной интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов при действии блуждающих токов и определение соотношений интенсивностей коррозии в продольном, поперечном и охватывающем относительно трубопровода направлениях, что позволяет принять превентивные меры для предотвращения возможных аварийных ситуаций и повысить надежность газоснабжения потребителей.

Использование: для мониторинга направления и интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит поперечные, продольные и охватывающие единичные индикаторы, круговые рамки и поддерживающие проводники, коммутатор, измерители сопротивления, блоки памяти, регистры считывания и максимальных значений, блоки расчета скорости коррозии, блок временной коррекции, датчик и корректор влажности, таймеры, блоки управления и запуска цикла, сдвиговые регистры, блоки предварительного сбора данных, формирования потока передаваемых данных и передачи данных, вычислительные блоки отношения продольной и охватывающей коррозии к поперечной коррозии, регистры максимального значения коррозии, сумматор пространственной коррозии и блок считывания и индикации данных. Технический результат: обеспечение измерения максимальной суммарной интенсивности коррозии и определение соотношений коррозии в продольном, поперечном и охватывающем относительно трубопровода направлениях. 2 ил.

Устройство мониторинга направления и интенсивности коррозии в зоне пролегания подземных металлических трубопроводов, содержащее единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения и расположенные равномерно через определенный угол по диаметрам окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов с радиусом, равным длине единичного индикатора, общий и информационный проводники, начала единичных индикаторов расположены в центре круговой внешней рамки единичных индикаторов, концы единичных индикаторов расположены на окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов, начала единичных индикаторов соединены между собой и с общим проводником, конец каждого единичного индикатора соединен с соответствующим информационным проводником, информационные проводники единичных индикаторов соединены с входами коммутатора единичных индикаторов, а выход соединен с первым входом измерителя сопротивления единичных индикаторов, второй вход которого соединен с общим проводником, выход измерителя сопротивления единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти единичных индикаторов, выходы N блоков памяти единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания единичных индикаторов, входы N регистров считывания единичных индикаторов соединены с блоком формирования потока передаваемых данных непосредственно, а с блоком выбора максимального значения параллельных данных через N блоков выбора максимальных значений последовательных данных, вход регистра максимального значения данных соединен с выходом блока выбора максимального значения параллельных данных, а выход с входом блока формирования потока передаваемых данных, выход блока формирования потока передаваемых данных через блок передачи данных соединен с антенной передачи данных, таймер периодов опроса через таймер запуска цикла соединен с управляющим входом запуска цикла блока управления, управляющие выходы блока управления соединены с входом коммутатора единичных индикаторов, входами выбора N блоков памяти единичных индикаторов, входами записи N блоков памяти единичных индикаторов, входами записи N регистров считывания единичных индикаторов, входами считывания N регистров считывания единичных индикаторов и входом регистра максимального значения данных, антенна приема данных соединена с входом блока считывания и индикации данных, выход которого соединен с антенной передачи запуска цикла, антенна приема запуска цикла через компаратор соединена с входом блока запуска цикла, выход которого соединен с управляющим входом принудительного включения таймера запуска цикла, выходы N регистров считывания единичных индикаторов соединены с информационными входами N первых сдвиговых регистров, а выходы с входами N вторых регистров и первыми информационными входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, выходы N вторых регистров соединены со вторыми информационными входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, управляющие входы N первых сдвиговых регистров соединены с выходом блока управления, первый вход вычислителя временного интервала через первый регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления, второй вход вычислителя временного интервала через второй регистр записи даты опроса соединен с выходом блока управления, выход вычислителя временного интервала через блок временной коррекции соединен с корректирующими входами N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов, выходы N блоков расчета скорости коррозии единичных индикаторов соединены с входами блока предварительного сбора данных, выход датчика влажности через корректор по влажности соединен с корректирующим входом измерителя сопротивления единичных индикаторов и входом блока предварительного сбора данных, выход которого соединен с входом блока формирования потока передаваемых данных, продольные единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, расположены продольно между круговой внешней рамкой единичных индикаторов и второй круговой рамкой с радиусом, равным радиусу круговой внешней рамки единичных индикаторов, конец каждого продольного единичного индикатора на окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов соединен с концом соответствующего единичного индикатора и информационным проводником, начала продольных единичных индикаторов на окружности второй круговой рамки соединены между собой и вторым общим проводником, первый вход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с выходом коммутатора единичных индикаторов, а второй вход соединен со вторым общим проводником, корректирующий вход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с выходом корректора по влажности, выход измерителя сопротивления продольных единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти продольных единичных индикаторов, выходы N блоков памяти продольных единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания продольных единичных индикаторов, выходы N регистров считывания продольных единичных индикаторов соединены со вторыми входами N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной и входами второго блока формирования потока передаваемых данных, первые входы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной соединены с выходами N регистров считывания единичных индикаторов соответственно, выходы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к продольной соединены с входами третьего блока формирования потока передаваемых данных, выходы второго и третьего блоков формирования потока передаваемых данных соединены с входами блока передачи данных, управляющие входы выбора N блоков памяти продольных единичных индикаторов, записи N блоков памяти продольных единичных индикаторов, записи N регистров считывания продольных единичных индикаторов, считывания N регистров считывания продольных единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены охватывающие единичные индикаторы, выполненные из того же материала, что и подземные металлические трубопроводы, и имеющие одинаковую площадь поперечного сечения, поддерживающие проводники для охватывающих единичных индикаторов, охватывающая рамка с длиной, равной длине окружности круговой внешней рамки единичных индикаторов, информационный проводник охватывающих индикаторов и третий общий проводник, измеритель сопротивления охватывающих единичных индикаторов, N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, количество N которых соответствует количеству единичных индикаторов, N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода в поперечном направлении относительно его пролегания коррозии, регистр максимального значения коррозии в продольном направлении, регистр максимального значения охватывающей коррозии, первый, второй и третий блоки возведения в квадрат, сумматор пространственной коррозии, блок извлечения квадратного корня, причем охватывающие единичные индикаторы расположены в направлении охвата трубопровода в поперечном направлении, начала охватывающих единичных индикаторов через поддерживающие проводники для охватывающих единичных индикаторов соединены с охватывающей рамкой, конец каждого охватывающего единичного индикатора через информационный проводник охватывающих индикаторов соединен с информационным проводником, охватывающая рамка соединена с третьим общим проводником, первый вход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с выходом коммутатора единичных индикаторов, а второй вход соединен с третьим общим проводником, корректирующий вход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с выходом корректора по влажности, выход измерителя сопротивления охватывающих единичных индикаторов соединен с информационными входами N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, выходы N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов соединены с информационными входами N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, выходы N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов соединены со вторыми входами N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода и входами второго блока формирования потока передаваемых данных, первые входы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с выходами N регистров считывания единичных индикаторов соответственно, выходы N вычислительных блоков отношения поперечной коррозии к охватывающей по поверхности трубопровода соединены с входами третьего блока формирования потока передаваемых данных, управляющие входы выбора N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, записи N блоков памяти охватывающих единичных индикаторов, записи N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов, считывания N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов соединены с управляющими выходами блока управления, выход регистра максимального значения через первый блок возведения в квадрат соединен с первым входом сумматора пространственной коррозии, выходы N регистров считывания продольных единичных индикаторов через регистр максимального значения коррозии в продольном направлении и второй блок возведения в квадрат соединен с вторым входом сумматора пространственной коррозии, выходы N регистров считывания охватывающих единичных индикаторов через регистр максимального значения охватывающей коррозии и третий блок возведения в квадрат соединен с третьим входом сумматора пространственной коррозии, выход сумматора пространственной коррозии через блок извлечения квадратного корня соединен с входом второго блока формирования потока передаваемых данных.