Устройство контроля прохождения очистных объектов в трубопроводах Советский патент 1991 года по МПК F17D5/00 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в нефтяной промышленности для контроля перемещения по трубопроводу в потоке нефти скребков, разделителей, контейнеров и т.д.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости контроля и точности определения момента прохождения очистного объекта через контрольную точку.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства контроля прохождения очистных объектов в трубопроводах; на фиг.2 - экспериментальные частотные характеристики акустического излучения очистных устройств при прохождении по магистральному нефтепроводу (кривая а - шум аппаратуры, кривые б, в - шум течения нефти до прохождения скребка, кривая г - шум течения нефти после прохождения скребка, кривые д, е - акустическое излучение, создаваемое очистным устройством, ман- жеторезиновым скребком типа СМР и скребком переменного диаметра типа СПД соответственно); на фиг.З - графики выходных напряжений функциональных узлов прибора: интегратора (а), компаратора (б), схемы временной задержки (в), исполнительного элемента (г).

Устройство контроля прохождения очистных объектов в трубопроводах (фиг.1) содержит последовательно соединенные приемный преобразователь 1, усилитель 2, узкополосный полосовой фильтр 3 частот.

О N3 Ю О 00

Амплитудный детектор 4, интегратор 5, компаратор 6, схему 7 временной задержки, исполнительный элемент 8 и индикатор 9. В качестве приемного преобразователя может быть использован пьезоэлектрический преобразователь.

Узкополосный полосовой фильтр 3 работает в диапазоне частот выше 100 кГц и имеет полосу пропускания 3-10 кГц. В указанном диапазоне частот обеспечивается максимальное соотношение сигнала к шуму, равное 40-50 дБ, в то время, как на более низких частотах эта величина в лучшем случае составляет 28 дБ (фиг.2). Интегратор 5 предназначен для исключения ложного ера- батывания, обусловленного внешними импульсными шумами механического происхождения. Постоянная времени цепи интегратора т выбрана равной 0,1-0,5 с на основании экспериментов и данных из соот- ношения Т 100000 Ти, где т - постоянная времени цепи интегратора; Ти - длительность внешних импульсов механического происхождения.

Устройство работает следующим обра- зом.

При движении очистного объекта (00) в трубопроводе возникает акустическое излучение, основная энергия которого сосредоточена в области частот до 200 кГц вследствие трения 00 о стенку трубы, соударения 00 со стенкой трубы, дросселирования жидкости через зазор между 00 и стенкой трубопровода. Приемный преобразователь 1, установленный на внешней стенке трубопровода, преобразует акустические колебания, создаваемые 00, в элект- рический сигнал и подает его в широкополосный усилитель 2. Усиленный во всем диапазоне частот сигнал с усилите- ля 2 подается на узкополосный фильтр 3 и далее на амплитудный детектор 4. Выпрямленное напряжение, пропорциональное акустическому излучению в каждый данный момент времени, подается на интегратор 5, который регистрирует некоторое среднее значение сигнала акустического излучения ис(фиг.3а). На вход компаратора 6 подаются два сигнала: выходное напряжение интегратора Uc и опорное напряжение Don, опреде- ляемое выражением

Don 5:0,5 Умакс ,

где Умакс - максимальное значение акустического излучения, создаваемого 00.

При компаратор 6 срабатывает и выдает импульс (фиг.36), передний фронт которого запускает схему 7 временной задержки. Последняя обеспечивает задержку переднего фронта импульса с компаратора 6 на время прохождения очистным устройством половины участка, где . Импульс с выхода схемы временной задержки (фиг.Зв) задним фронтом включает исполнительный элемент 8, который своими контактами приводит в действие звуковую и световую сигнализацию (индикатор 9) и исполнительные устройства блока автоматики нефтепровода.

Устройство обеспечивает максимальное отношение сигнала к шуму (на 12-25 дБ выше), исключение ложного срабатывания и позволяет за счет этого повысить помехоустойчивость контроля и точность определения момента прохождения очистного устройства через контрольную точку. Использование устройства позволит автоматизировать и контролировать процесс запуска и приема очистных устройств, что повысит надежность и производительность трубопроводного транспорта.

Формула изобретения

Устройство контроля прохождения очистных объектов в трубопроводах, содержащее последовательно соединенные приемный преобразователь, усилитель, формирователь импульсов, элемент задержки и сигнальное устройство, отличающееся тем, что. с целью повышения помехоустойчивости контроля и точности определения момента прохождения очистного объекта через контрольную точку, устройство снабжено узкополосным фильтром частот, вход которого соединен с выходом усилителя, формирователь импульсов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного детектора, интегратора и компаратора, а сигнальное устройство выполнено в виде последовательно соединен- ных исполнительного элемента и индикатора.

Сигнал с усилителя, мкВ

1

о

г.

.Ьк т- i/млкс

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в нефтяной промышленности для контроля перемещения по трубопроводу в потоке нефти скребков, разделителей, контейнеров и т.д. Цель изобретения - повыше- ние помехоустойчивости контроля и точности определения момента прохождения очистного устройства через контрольную точку. Указанная цель достигается использованием ускополосного полосового фильтра, работающего в диапазоне частот выше 100 кГц и имеющего полосу пропускания 3-10 кГц. В данном диапазоне частот обеспечивается максимальное соотношение сигнала и шума. Импульс, сфорирован- ный на основе этого сигнала путем его обработки сравнения с опорным напряжением, проходит временную задержку и далее включает исполнительный элемент. Устройство обеспечивает максимальное соотношение сигнала и шума и позволяет повысить помехоустойчивость контроля и точность прохождения очистным объектом контрольной точки. 3 ил.

Фиг.З