Устройство для определения положения насосной станции монтируемого трубопровода Советский патент 1989 года по МПК G01C7/04 

1

(21)4158772/24-10; 41587А5/2А-10

(22)10.12.86

(46) 15.10.89. Бюл. № 38

(71)Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии при Госстандарте

(72)О.М.Науменко, В.А.Чернышев, Ю.Н.Мельников, П.ЕоЗенов, В.Д.Щербин, В.В.Демичев и В.М.Попов

(53) 528.541(088.8) (56) Руководство по эксплуатации полевых магистральных трубопроводов„ М.: Воениздат, 1983, с. 58-69.

Авторское свидетельство СССР № 1138646, кло G 01 С 7/04, 27.07.83.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ МОНТИРУЕМОГО ТРУБОПРОВОДА

(57) Изобретение относится к геодезическим изысканиям, в частности к устройствам для определения пунктов развертыван.ия насосных станций на магистральных трубопроводах с помощью трангпортньк средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированию. Цель изобретения - повьппение точности определения расстояния между насосными станциями магистрального трубопровода. Устройство содержит измеритель 10 плотности атмосферного

Изобретение относится к геодезическим изысканиям,в частности к устройствам для определения пунктов развертывания насосных станций на магистральных трубопроводах с помощью транспортных средств, движущихся вдоль профиля, подлежащего трассированию. Цель изобретения - повышение точности определения расстояния между насосными станциями магистрального трубопровода. Устройство содержит измеритель плотности атмосферного воздуха 10 с нормирующим преобразователем, дополнительным датчиком температуры, установленным в корпусе измерителя плотности атмосферного воздуха и подключенным к соответствующему входу коммутатора аналоговых сигналов, датчик скорости ветра 6, блок вычисления градиента плотности атмосферного воздуха 17, блок вычисления поправки 18. При этом блок вычисления градиента плотности атмосферного воздуха 17 состоит из последовательно включенных первого сумматора, блока возведения в квадрат, второго сумматора, блока умножения, соответствующие входы которых подключены к выходу пульта управления. Эффект достигается за счет того, что измеренное значение плотности атмосферного воздуха корректируется с учетом барического градиента, благодаря чему достигается более точное определение разности высот между насосными станциями. Применение изобретения позволит более точно определить пункты размещения насосных станций на трассе магистрального трубопровода и тем самым повысить его производительность на 3-6%. 1 ил.

1--7

(Л

17

сд

ел

о

4

ю

воздуха с нормирующим преобразователем, дополнительным датчиком температуры, установленным в корпусе измерителя плотности атмосферного воздуха и подключенным к соответствующему входу коммутатора аналоговых сигналов, датчик 16 скорости ветра, блок 17 вычисления градиента плотности атмосферного воздуха, блок 18 вычис- ления поправки . При этом блок 17 вычисления градиента плотности состоит из последовательно включенных первого сут матора, блока возведения в квадрат, второго сумматора, блока

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к средствам, используемым для раЗ- мещения насосных станций полевых магистральных трубопроводов, оперативно монтируемых с помощью транспортных средств в условиях отсутст- ВИЯ предварительных изысканий и топографических материалов.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных пространственной нестабильностью метеорологических параметров.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из установлен- ных на транспортном средстве блока 1 управления (ЭВМ) с блоком 2 обработ ,кк результатов измерений (процессором) коммутатором (интерферометром) 3 и пультом 4 управления, задатчика 5 расстояния между насосными станция- оми, задатчика 6 напора насосной станции, счетчика 7 пройденного пути и датчика 8 пути, составляющих блок измерения пройденного пути, датчика 9 температуры атмосферного воздуха, блока 10 измерения плотности атмос- lepHoro воздуха, состоящего из алъфаио низационного преобразователя (датчика) 11, нормирующего преобразователя 12, дополнительного датчика 13 температуры в корпусе датчика ппотности, нормирующего преобразователя (датчика) 14, коммутатора 5 аналоговых сигналов, блока 16 измерения скорост ветра, блока 17 определения градиент плотности атмосферного воздуха и блока 18 вычисления поправки (блока коррекции).

умножения, соответствующие входы которых подключены к выходу пульта управления. Эффект достигается за счет того, что измеренное значение плотности атмосферного воздуха корректируется с учетом барического градиента, благодаря чему достигается более точное определение разности высот между насосными станциями. Применение изобретения позволит более точно определить пункты размещения насосных станций на трассе магистрального трубопровода и тем самым повысить его производительность на 3-6%. 1 ил.

Блок 17 вычисления градиента плотности атмосферного воздуха состоит из последовательно включенных первог сумматора 19, к первому и второму входам которого подключены датчик 9 температуры окружающей среды и датчик 16 скорости ветра, блока 20 возведения в квадрат, второго сумматора 21, к второму входу которого подключен датчик 9 температуры окружающей среды, блока 22 умножения, второй вход которого связан с блоком 10 измерения плотности атмосферного воздуха, а выход подключен к входу блок 18 коррекции, пульта 23 управления, выходы которого связаны с соответствующими входами первого 19 и второго 21 сумматоров и блока 22 умножения. Все элементы, входящие в блок 17 вычисления градиента плотности атмосферного воздуха, стандартные, серийно выпускаемые промьштенностью. Пульт 4 управления и сигнализации служит для ручного ввода информации в ЭВМ, а также для установления различных режимов процессора. Он также позволяет осуществлять контроль за состоянием работы интерфейса 3 и процессора 2„

Интерфейс 3 осуществляет связь с оперативным запоминающим устройством и внешними устройствами ЭВМ,1,

Процессор 2 (вычислитель) служит для автоматического выполнения последовательности операций, предусмотренных программой решения задач. Аналоговый коммутатор 15 обеспечивает по запросу ЭВМ поочередное подключение к ней датчиков 9 и 14 температуры, в результате чего упрощается схема

51515042

устройства и повышается его надежность .

Плотность воздуха может контроли- Т роваться с помощью ионизационного измерителя типа о(-ИП, у которого величина тока на выходе связана с плотностью р атмосферного воздуха соотношением

exp(), (1)

п 0

где К постоянная ионизационного

измерителя, г/см ; а„ - коэффициенты разложения рабочей характеристики ионизационного измерителя, определяемые при его градуировке, 1/а;

I - ток ионизационного измерителя, А (снимается с датчика 11); п - степень полинома рабочей

характеристики (задается из требований точности опреде- ления плотности атмосферного воздуха, п 3). По измеренной плотности и температуре атмосфериого воздуха и температуре в корпусе датчика 11 в начальной и текущей точках трассы трубопровода разность йЕ высот между пунктами трассы трубопровода вычисляется по формуле

RsTj i a.i: 14

де Rg

п Za,

III .., ,

- In

т7 J

(2)

п I- а

is

h,

-удельная газовая постоянная воздуха, эрг/г град;

-температура атмосферного воздуха град (от датчика 9);

I

-величина ионизационного тока блока 10, пропорциональная плотности атмосферного воздуха в начальной точке трассы трубопровода. А;

п

;,, - величина ионизационного тока блока 10, пропорциональная плотности атмосферного воздуха в теТ

0

го

кущей точке трассы трубопровода, А;

и - температура, измеренная датчиком 13 в начальной (TI) и текущей (1,) точках трассы трубопровода,

п - степень полинома размножения- рабочей характеристики блока 10. Градиент vS плотности атмосферйо- воздуха вычисляют по формуле

yS

I (2

10 Т + VJ - 2

10 т, (3)

0

5

0

5

0

5

0

5

где р - плотность атмосферного воздуха, р 9, ехр

Vg - скорость ветра, м/с.

В блоке 18 значение плотности атмосферного воздуха, измеренное блоком 10, корректируется с учетом вычисленного блоком 17 барического градиента. В ЭВМ 1 значение плотности воздуха, соответствующее разности высотных отметок пунктов трубопровода, заносится с учетом коррекции. Все это позволяет более точно вычислить разность высотных отметок пунктов трассы трубопровода, а следовательно, и более точно определить расстояние между насосными станциями.

Таким образом, определение разности высот между пунктами трассы трубопровода осуществляется с учетом барического градиента, в результате чего удается исключить возможные ошибки, связанные с изменениями состояния атмосферы по длине трассы трубопровода за период барометрического хода устройства для определения расстояния между насосными станциями.

Температуру воздуха можно измерять кварцевыми датчиками. Ионизационный измеритель плотности атмосферного воздуха (блока 10) представляет собой, например, цилиндрическую камеру, снабженную аяьфаионизационным излучателем с приемником ионизационного тока, злектрометрическим усилителем ионизационного тока и нормирующим преобразователем с аналого-цифровым преобразователем.

Устройство работает следующим образом.

В начале трассы, т.е. в пункте размещения первой насосной станции.

ЭВМ 1 устанавливают в исходное состояние. Затем с помощью пульта 4 управления и сигнализации в ЭВМ i от за- датчиков 5 и 6 заносят расчетные значения расстояния между насоснымг станциями, напора, развиваемого насосной станцией, значения козффициен тов разложения рабочей характеристики: от датчика 9 - значение температуры атмосферного воздуха, от блока 10 - значение плотности атмосферного воздуха, 2 от блока 16 - значения скорости ветра. Счетчик 7 пройденног пути устанавливают в положение Нуль Все приборы устройства монтируют на подвижной транспортной базе,, С началом движения транспортной базы вдоль будущей трассы магистрального трубопровода осуществляют пуск устройства с пульта 4. В процессе движения сигналы от датчика 8 пройденного пути поступают на счетчик 7 В блок 17 вычисления градиента плотности воздуха поступают сигналы с блока 10 плотности атмосферного воздуха, с датчика 9 температуры окружающего .воздуха и с блока 16 измерения скорости ветра. Блок 17 по формуле (3) рассчитывает градиент плотности атмосферного воздуха и полученный результат пересылает в блок 18 коррекции, который корректирует плотность атмосферного воздуха в ходе движения устройства по трассе трубопровода с учетом барического градиента и откорректированный сигнал поступает в интерфейс 3. Одновременно в интерфейс автоматически от датчиков 8, 9 и 14 температуры окружающей среды и температуры в корпусе датчика плотности заносится соответствующая информация.

Процессор 2 ведет обработку полученных данных от блока 18 коррекции 18 и датчиков 8, 9 и 14 пути, температуры окружающей среды и температуры соответственно в корпусе блока 10 по формуле

ч - с

nf РСЧСЧ

2-1о4 --Дтг,

Q

+ I (2.1 о т +vj

(4)

4Hji - разность высотных отметок пунктов трассы трубопровода, м;

- пройденный измерительным устройством путь, м;

Spo(C4 расчетное расстояние между насосными станциями для горизонтального участка

ivioKc трассы трубопровода, м;

H(j - напор, развиваемый насосной станцией, м; р - плотность атмосферного воздуха, эрг/г.град;

Т - температура воздуха, К;

Vg- скорость ветра, м/с-. В процессе движения устройства по трассе трубопровода, пройденный путь возрастает от нуля до значения, при

котором его величина сравнится с правой частью уравнения, в которой величины S и 4Hji меняют свое значе- пиво В момент равенства величины Sрр и правой части уравнения (5) на

пульт 4 управления вьщается световой и звуковой сигналы, по которым фиксируются пункт размещения насосной станции на трассе трубопровода. В этом пункте счетчик 7 устанавливают

в Нуль и снова заносят значение величины температуры окружающего воздуха от датчика 9, плотности атмосферного воздуха от блока 10 и температуры воздуха в корпусе датчика 11

от датчика 13. Далее процесс повторяется. Физически момент равенства пути S и правой части уравнения означает, что напор Н ц- , создаваемый насосной станцией, израсходован

на преодоление расстояния Ярдсч и разности dHj высотных отметок между пунктами, в которых установлены пре- дьдущая и последующая насосные станции Данные от датчика скорости ветра и дополнительные .данные по температуре и плотности атмосферного воздуха позволяют осуществлять непрерьш- ный контроль за величиной горизонтального барического градиента непосредственно в момент прохождения устройством трассы магистрального трубопровода и обеспечить необходимую точность определения разности высотных отметок пунктов трассы трубопровода.

Формула изобретения

Устройство для определения поло- женин насосной станции монтируемого трубопровода, содержащее установленные на транспортном средстве блоки измерения пройденного пути и температуры атмосферного воздуха, пульт

управления с задатчиками расстоянияпоправки к коммутатору, и блоком

и напора, коммутатор и блок обработ-измерение скорости ветра, подключеики результатов измерений, о т л и -ным через введенный блок определечаюшееся тем, что, с цельюния градиента плотности атмосферповьппения точности за счет уменьше-ного воздуха к соответствующему вхония влияния ошибок, обусловленныхду блока вычисления поправки, причем

пространственной нестабильностьювыходы блоков измерения температуры

метеорологических параметров, онои плотности атмосферного воздуха свяснабжеио блоком измерения плотное-fg заны с соответствующими входами блоти ат1чосферного воздуха, подключен-ка определения градиента плотиости

ным через введенный блок вычисленияатмосферного воздуха.