Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может бы1ъ использовано для определения несплошностей и режима течения потока жидкости в трубопроводе при эксплуатации различных гидравлических систем.

Цель изобретения - повышение информативности контроля путем определения характера несплошностей потока.

На чертеже представлена блок-схема установки для реализации способа.

Установка содержит два приемоизлуча- ющих преобразователя (датчика) 1 и 2 и два приемных датчика 3 и 4, установленных на противоположных сторонах трубопровода 5

таким образом, чтобы прозвучивание трубопровода 5 с контролируемой средой 6 осу- ществлялось в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Установка содержит также два ультразвуковых серийных дефектоскопа 7 и 8, например, типа ДУК-66П, входы и выходы которых подключены соответственно к датчикам 1 и 2. Второй выход дефектоскопа 7 соединен с вторым входом дефектоскопа 8 и первым входом двухканального регистратора 9. Второй и третий входы регистратора соединены с приемными датчиками 3 и 4.

Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе осуществляется следующим образом.

Ультразвуковой дефектоскоп 7, работающий в автоколебательном режиме, перио- дически генерирует электрические импульсы, возбуждающие в датчике 1 ультразвуковые импульсы с частотой колебаний, выбираемой в диапазоне 1,25-2,5 мГц. Этими импульсами прозвучивают трубопровод 5 с контролируемой средой 6. С помощью приемного датчика 3 принимают ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду 6, и на регистраторе 9 регистрируют их амплитуду Аз. При наруше- нии сплошности потока жидкости за счет, например, появления газовых пузырьков амплитуда АЗ принятых колебаний падает пропорционально объемной концентрации пузырьков газа.

Регистрация амплитуды колебаний может быть осуществлена любым двухканаль- ным осциллографом, развертка которого запускается синхроимпульсами, подаваемыми с второго выхода Выход синхрониза- ции дефектоскопа 7, Этими же импульсами производится запуск второго дефектоскопа 8, который генерирует синхронно с дефектоскопом 7 электрические импульсы, возбуждающие в датчике 2 ультразвуковые импульсы с частотой колебаний, отличной от частоты колебаний датчика 1. Этими им- прульсами дополнительно и одновременно прозвучивают трубопровод 5 в перпендикулярном направлении. С помощью приемно- го датчика 4 принимают ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду 6, и на регистраторе 9 регистрируют амплитуду этих колебаний А4.

Дополнительное и одновременное про- звучивание трубопровода в перпендикулярном направлении позволяет получить более точную информацию о концентрации газовых пузырьков при неравномерном распределении их в потоке жидкости, так как при этом прозвучивается большая часть течения трубопровода.

Если в потоке устанавливается режим течения с четко выраженной границей раздела фаз (например, расслоенный, кольце- вой), то создаются условия для отражения ультразвуковых импульсов от границы раздела. С помощью приемных пьезоэлемен тов приемоизлучающих датчиков 1 и 2 и дефектоскопов 7 и 8 в двух взаимно перпен- дикулярных направлениях принимают ультразвуковые импульсы, отраженные от границы раздела фаз потока, и измеряют времена их пробега ti и г от датчиков до границы раздела фаз. По измеренным значениям времен пробега ti и t2 и амплитуд принятых ультразвуковых импульсов Аз и А4 судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. При идентификации режимов течения руководствуются характерными особенностями изменения параметров ti, t2 , Аз и А4, присущими каждому режиму течений.

При пузырьковом режиме течения амплитуды импульсов Аз и А4 изменяются от максимального значения доО в зависимости от концентрации пузырьков. На дефектоскопах 7 и 8 наблюдаются только импульсы, отраженные от внутренних стенок трубопровода 5. Их положение на экранах дефектоскопа постоянно и не зависит от концентрации пузырьков.

При расслоенном режиме течения амплитуда импульса А4 0. Амплитуда импульса Аз 0 или Аз Азтакс в зависимости от того, где находится граница раздела фаз - ниже или выше оси датчиков. На экране дефектоскопа 7 появляется отраженный от границы раздела фаз импульс, время пробега которого ti меняется в зависимости от изменения положения границы раздела фаз. На экране дефектоскопа 8 наблюдаются только импульсы, отраженные от внутренних стенок трубопровода 5.

При кольцевом режиме течения амплитуды импульсов Аз и А4 равны 0. На экранах дефектоскопов 7 и 8 появляются отраженные от границы раздела фаз импульсы, время пробега которых ti и ta зависит от диаметра газовой фазы.

При снарядном и обращенно-кольце- вом режимах течения амплитуды импульсов Аз и А4 равны 0. На экране дефектоскопов 7 и 8 наблюдается только импульс, отраженный от внутренней стенки трубопровода. Идентификация этих режимов течения дополнительно производится по характеру из- менения измеряемых параметров во времени.

При снарядном режиме течения наблюдается скачкообразный характер изменения параметров на время прохождения газовой пробки. При установившемся обращенном кольцевом режиме течения изменения параметров во времени постоянны.

Для определения концентрации газовой фазы при расслоенном и кольцевом режимах течения по временному интервалу между импульсами, отраженными от внутренних стенок трубопровода известного диаметра, предварительно определяется скорость звука в контролируемой среде. Затем по измеренным временам пробега ti и t2 с учетом измеренной скорости звука известными методами вычисляют расстояния

от внутренней стенки трубопровода до границ раздела фаз потока, по которым определяют объем газовой фазы в потоке или ее концентрацию.

Формула изобретения

Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе, заключающийся в том, что прозвучивают жидкость в плоскости, перпендикулярной к продольной оси трубопровода, ультразвуковыми колебаниями в диаметральном направлении, принимают прошедшие колебания, измеряют их ампли0

туду, по которой определяют несплошности - потока жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности контроля путем определения характера несплошностей потока, дополнительно прозвучивают жидкость в той же плоскости ультразвуковыми колебаниями в диаметральном и перпендикулярном к первому направлениях, дополнительно принимают для обоих направлений эхо-импульсы ультразвуковых колебаний, отраженные от несплошностей потока жидкости, измеряют времена их прихода, по которым определяют характер несплошностей потока жидкости.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для определения несплошностей и режима течения потока жидкости в трубопроводе при эксплуатации. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения характера несплошностей потока. Способ заключается в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами (УЗИ) и измеряются ультразвуковые колебания, прошедшие контролируемую среду. При этом дополнительно и одновременно прозвучивают трубопровод в перпендикулярном направлении, принимают ультразвуковые импульсы, прошедшие через среду, и регистрируют их амплитуды. В двух взаимно перпендикулярных направлениях принимают УЗИ, отраженные от границы раздела фаз потока, измеряют время их пробега и по измеренным значениям времени пробега и амплитуд принятых УЗИ судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. 1 ил.