Устройство для обнаружения мест утечки тепла в подземном теплопроводе Советский патент 1991 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к контролю за подземными тепловыми сетями и может быть использовано, в частности, для qбнapyжeния дефектов теплотрасс

Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения слабых утечек посредством исключения влияния на измерения вариаций излучательной способности Земли.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит сверхвысокочастотную (СВЧ) антенну 1, подключенную к входу радиометра 2, на выходе которого включен регистратор 3. Антенна 1 расположена под отражающим экраном 4, в качестве которого может быть использован, например, металлический лист или нижняя часть металлического кузова автофургона.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении устройства вдоль теплотрассы с помощью антенны I принимают тепловое излучение грунта в СВЧ-диапазоне при многократном переотражении этого излучения от Земли и экрана 4. Использование отражающего экрана обеспечивает сложение на входе приемника прямого и 1,2...,п-кратно переотраженных излучений. Для идеальной компенсации эти излучения должны складываться некогерентно, что обеспечивается условием расположения экрана над Землей на высоте h с/2Д) где с - скорость света, д ) - ширина полосы излучения. За счет экрана обеспечивается дополнительный прием I,2,...,п-кратно переотраженного излучения, В этом случае выражение для

О5

со

Јь СО Јъ

J

:Р

яркостной температуры грунта имеет

вид:

(l-R)TCp+R(l-R)Tep + 0co+Rn(l-R)TC()

т Т} ТИ I m

1ср к ср ,

где R - коэффициент отражения грунта (R 1);

- среднеглубинная температура грунтао

В предельном случае при п- оо получим Tj| ТСп, что и требуется для полной компенсации отражающих свойств грунта. На практике максимальная кратность переотражений п определяется размером экрана, а погрешность вследствие неполной компенсации составляет УТ R Тср. Условие

L Ъ 4htg ф/2) Ј 2,5hfl/D

обеспечивает погрешность 6 , - 1МС в том случае, если будут выполнены условия малости затенения экрана антенной, а именно D 7 . hfl, где D - ха

рактерный размер апертуры антенны,,

Таким образом исключается влияние вариаций излучательной способности Земли на измерение при обнаружении

утечек0

0

0

5

5

Формула изобретения

Устройство для обнаружения мест утечки тепла в подземном теплопроводе, содержащее антенну, установленную на расстоянии от поверхности Земли, с возможностью перемещения вдоль линии теплопровода, радиометр и блок регистрации, отличающее- с я тем, что, с целью повьпчения эффективности обнаружения слабых уте- ек, устройство снабжено экраном, установленным над антенной параллельно поверхности Земли, а радиометр выполнен в виде радиометра сверхвысокочастотного диапазона, при этом характерный размер экрана, его расстояние от Земли и размер апертуры антенны определяются условиями

h с/2 и};

L 2,5 hfl/D; ,

где L - характерный размер экрана; h - высота экрана над Землей; D - характерный размер апертуры антенны;

Изобретение предназначено для контроля за подземными тепловыми сетями и может быть использовано, в частности, при обнаружении дефектов теплотрассо Цель изобретения - повышение эффективности обнаружения слабых утечек посредством исключения влияния на измерения вариаций излу- чательной способности Земли, Устройство содержит антенну сверхвысоко- частотного диапазона 1, подключенную к входу радиометра 2, на выходе которого включен регистратор 3, и отражающий экран 4о Устройство обеспечивает прием теплового излучения в СВЧ- диапазоне при многократном его переотражении от экрана, что исключает влияние вариаций излучательной способности Земли на измерения,, 1 ил0 S (Л