Способ определения места утечки жидкости в трубопроводах Советский патент 1988 года по МПК G01M3/24 

S

(Л

С

Изобретение относится к методам определения места утечки жидкости в трубопроводах. Цель изобретения повышение точности и расширение технологических возможностей. Испытуемый участок трубопровода заполняют испытательной средой под давлением. На концах-участка измеряют мощность инфранизкочастотных флуктуации давления среды, которые происходят с частотами ниже критических частот нормальных волн. Эти флуктуации затухают вдоль трубопровода по экспоненциальному закону. По измеренным значениям рассчитывают координаты места утечки. 3 ил.

Ю 00 СД

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения координат места течи в газоироводал, водопроводах, в кабельных ливиял газового и масляного каполиения к т.д.

Цель изобретения - повышение точности путем исключения взшяния разме ров трубопроводов и температуры, а также расшкркщ-хе технологических возмолггюстей обеспечения контроля трубопроводов при невысоком давлении „

Ка фиг.1 iioKcLsaija схема реализаци предлагаемого способа для одного канала измерения; ка фиг,2 - датчик флуктуации давленияI на фиг.З - зависимость вероятлосги обнаружения- течи от расстояния до iiee от точки измерения для т , 1 .с,-.-,,-.- г, - - 1 п

1у .i, ,, .4- i и

f, / % - Па b iU 4,кривая с.) и i lU

вая d)..

Канал измереЕгия содержит датчик 1 флуктуации, установленпьй на одном из концогз исльгг х вмого участка 2 тру бопровода., к посладовательно соеди нанные с ншч налошуиящий предвари-

;оьых по-гоков через течь

. . „ . % -, ., гл-б

(кривая Ь), (кри3, per улир у емый кля ус:-ьлктель с ре гулил.; усклиЯр квадра- интегратор 6, ии- -ноа устройство з7 орому концу труруемьш козфд;.ллЬ4 тичный детеАтор дикатор / J iiiic j ii. подключаеч ся и i бопрозода,

Датчк:; флуктуации состоит из корпуса 8 с выБодаь и 9 к 10 для соединения с трубоггрободсн и. с источником основного дазлелия,

На мембране 11 нанесено зеркальное покрытие 12. Через окно 13 осуществляется оптнчес сая связ Ь источника 14 света (наирнь гр, лазера), и приемника 15 oTpa/Aeui-iOro излучения.

Способ ocj/i4ec iBJiHeTCH следующим образом.

35

40

.45

Совместное решение уравнений (3) и (4) дает

.X.

г KL-ln(pf/P)

Ж KL-f-ln(Pf/P)

2К

(5)

(6)

Порядок выполнения операций спосо ба следующий.

Испытуемый участок трубопровода перекрывают с одной стороны, отключая его от всей остальной его части.

Сущног- ь способа основана на том.

С другой стороны заполняют под давлением рабочим веществом.

Таким образом, на изолированном

что трубопровод я вляется акустическим р участке трубопровода создается повы- волнозолом ЗвутсоЕое попе внутри вол- шенное давление. От величины этого

новодч гт эерг г , собой суперпозк ДИК) нормалытьпх; роли. При этом для каждой иорналъной 5о. сутествует частота., которой волна не рас55

давления зависит дальность обнаружения течи. Поэтому в общем случае следует создавать на участке максимально неразрушающее давление.

ттростргняетсп., зырождается в синфазное колебаний а.мп-Питудой; изменяющейся в.гголь роляовода по экспонен- циал1 но гу .-. Чнфранизкочастотные

флуктуации давления происходят с частотами ниже критических частот нормальных волн. Поэтому мощность флуктуации давления на первом конце ( участка трубопровода может быть вы- ражена соотношением

P,PJ ехр(-КХр, , (1) где Р - дисперсия (мощность) флуктуации давления на первом конде участка трубопровода; Р| - дисперсия флуктуации давления в месте X, расстояние от места течи

до первого конца испытуемого участка.

Соответственно на втором конце испытуемого участка трубопровода мощность флуктуаг,ий давления равна

P. ехрС-КХ), (2) где Х - расстояние от места течи

до второго конца испытуемого участки трубопровода. Разделив обе части уравнения О) на соответствующие им части уравнения (2) и прологарифмировав полученное соотношение, получают выражение 1п(Р2/Р)К(Х5,-Х, ). (3) Очевидно, что

X,-«-X,L,(4)

где L - длина испытуемого участка

трубопровода.

Совместное решение уравнений (3) и (4) дает

.X.

г KL-ln(pf/P)

Ж KL-f-ln(Pf/P)

2К

(5)

(6)

Порядок выполнения операций способа следующий.

Испытуемый участок трубопровода перекрывают с одной стороны, отключая его от всей остальной его части.

давления зависит дальность обнаружения течи. Поэтому в общем случае следует создавать на участке максимально неразрушающее давление.

На обоих концах испытуемого участка трубопровода измеряют мощность инфранизкочастотных флуктуации давления.

31442845

ервая камера датчика 1 флуктуации тором

полосы попере и в об ментал обеспе вие сп при за ность метрах делени

через вывод 9 соединяется с трубопроводом и заполняется рабочей средой, давление которой равно давлению в трубопроводе. Вторая камера через вывод 10 заполняется воздухом с таким же давлением,как и в первой камере. Флуктуация давления в трубопроводе вызывает флуктуации мембраны 11. Эти колебания мембраны 11 модулируют яркость светового луча, поступающего от источника 14 через окно 13 и отраженного далее зеркальным покрытием

обусловленных естественной сейсмической активностью Земли, работой промышленных предприятий и автотранспорвой поток через окно 13 поступает на приемник 15, где он преобразуется во флуктуации электрического сигнала, которые затем регистрируются измерительной системой.

Чувствительность датчика к флукту- ациям давления не зависит от его величины. Применение когерентных источников излучения - лазеров и когерентного приема излучения обеспечива- 25 Формула и ет еще более высокую точность измерения флуктуации.Способ определения места утечки

Датчик 1 флуктуации давления пре- жидкости в трубопроводах путем запол- образует флуктуации давления в флук- нения испытуемого участка трубопрово- туации напряжения. Последние усилива- gg Д испытательной средой под давленита, дальность обнаружения течей огра- 2Q ничена. Это же ограничение в зависимости от географического расположения трубопровода может быть обусловлено чувствительностью аппаратуры.

зобретения

ются сначала малошумящим усилителем 3, а затем регулируемым .(усилите- : лем 4.

Усиление флуктуации производится в полосе частот 0,01-2,0 Гц. Регулировка усиления усилителем 4 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 5. Сигнал, снимаемый с квадратичного детектора 5, усредняется интегратором 6 в течение 10- 16 мин, а затем индицируется индикатором

7,Верхняя граничная частота полосы пропускания ограничивается поперечными размерами трубопровода и в общем случае подбирается экспериментально. Нижняя граничная частота обеспечивает необходимое быстродействие способа. Время интегрирования при заданной полосе определяет точность способа и при указанных параметрах обеспечивает погрешность определения координаты течи не более 1%.

Рассчитывают координаты места утечки по формуле (5) или (6). В свя 25 Формула и Способ определения места утечки

та, дальность обнаружения течей огра- 2Q ничена. Это же ограничение в зависимости от географического расположения трубопровода может быть обусловлено чувствительностью аппаратуры.

ения места утечки

зобретения

ем, измерения параметра колебаний среды при заданной частоте на обоих. концах испытуемого участка и определения по нему места утечки, отлиающийся тем, что, с целью повьшения точности и расширения технологических возможностей, в качестве измеряемого параметра используют мощность флуктуации давления среды при-частоте ниже критической частоты норма ль ных вол н.

OJ5

8

2,5 R,Kn