Бесконтактный искатель повреждения изоляции коммуникации Советский патент 1991 года по МПК G01R27/18 

устройства, алгебраического сумматора 9, источника опорного напряжения 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 множительного устройства, сумматора 14, индикатора глубины 15, индикатора смещения 16, индикатора тока 170

Первый горизонтальный приемник поля 1 одновременно соединен с первым входом делителя первого делительного устройства 6 и первым входом второго множительного устройства 12, выход первого вертикального приемника поля 2 одновременно подключен ко второму входу первого делительного устройства 6, выход которого одновременно подключен к первому входу алгебраического сумматора 9.и первому входу первого множительного устройства 11, к первому входу индикатора фазы 5 и первому входу третьего множительного устройства 13, второй вертикальный приемник поля 3 одновременно подключен ко второму входу индикатора фазы 5, выход которого соединен с третьим управляю- щим входом алгебраического сумматора 9 и первому входу второго 7 делительног устройства, на второй вход которого подключен второй 4 горизонтальный приемник поля, а выход которого подключен ко второму входу алгебраического сумматора 9, выход алгебраического сумматора 9 подключен к первому входу делителя третьего 8 делительног устройства, на второй вход которого цодключен источник опорного напряже- ния 10, а выход которого одновременно подключен ко вторым входам первого 11 и второго 12 множительного устройства и входу индикатора глубины 15, выход первого 11 множительного устройства одновременно подключен к индикатору смещения 16 и второму входу третьего 13 множительного устройства, выходы второго 12 и третьего 13 множительного устройства подключены к соответствующим входам сумматора 14, выход которого соединен с индикатором тока 17.

Работа устройства основана на измерении ортогональных составляющих напряженности магнитного поля металлической инженерной коммуникации (кабеля, трубопровода и т.п„) при проте-f кании по ней тока. Действующие значе-f

: 5

ния напряжений (выходных электрических сигналов приемника поля) (.,, - Ubb|X- определяются известными формулами

I K h

ивых 2Т h2 + X2,

(1)

I К

х

h2 + X2

(2)

I К Xg

2Г h2 + X2

(3)

U

(4)

где К - коэффициент преобразования

приемника поля; I - действующее значение тока

в коммуникации;

X, h - координаты центров ортогональных приемников; Х, X - смещение приемников относительно оси коммуникации в горизонтальном, a h- в вертикальном направлениях. Эти координаты могут быть получены через отношения действующих значений напряжений на выходах приемников

1

.4

. ,- 2535

30

45

1

/- /.

.U.W« + ..№

(5)

где X,

h;

(6)

50

55

6W)M и&ЫХ4

ивых1

1 (У-г X,).

В знаменателе формулы (5) знак минус соответствует расположению двух пар приемников поля слева или справа от оси коммуникации, а знак плюс соответствует случаю, когда ось коммуникации расположена между парами ортогональных приемников поля0

Для определения величины тока в коммуникации удобно воспользоваться выражением (1), так как величина О Для Ь 0 (которые часто встречаются на практике).

т 2f ,h2 +

ТГ -h v/J

Подставив в (7) выражения (5), (6) получим формулу для определения величины тока в коммуникации, связываю- Шую координаты коммуникации и действующие значения напряжений прием«иков поля

. I Т Ь ивьи + X,-Ueblia). (8)

В предлагаемом устройстве выходные электрические сигналы приемников поля.

5168472

2,1 и 3,4 подаются на входы делительных устройств 6 и 7, выходные напряжения которых равны:

II к Ч6 П би&им 6ЫХ7

К Jte .(9) иеых

Выходные сигналы делительных устройств подаются на оба входа алгебраического сумматора 9, выходной сигнал которого равен:

- ). о°)

Работой алгебраического сумматора управляет индикатор фазы 5, который включает алгебраический сумматор на сложение выходных сигналов делительных устройств I &bixe и бых ПРИ СДВИ ге фаз входных сигналов иеых близком к 180° и на вычитание при сдвиге фаз около 0°,

Выходной сигнал Uon источника опорного напряжения 10 и выходной сигнал алгебраического сумматора 9 поступают со- ответственно на входы делимого и делителя третьего делительного устройства 8 выходной сигнал которого равен:

«8

иоп

(11)

6BIX9

16

С учетом (5), (6), СЮ), (11), (14) выражение (15) запишется в нпде

11 К II Х

(16)

-™ ,. -

Выходной сигнал третьего делительного устройства 8 и первого горизонтального приемника поля 1 ОДНОППРМГН- но поступают на входы второго множительного устройства 12, выходной сигнал которого равен:

выт ибых/ 11«ы ft

(17)

В то же время выходной сигнал пер-- вого вертикального приемника поля 2 и выходной сигнал первого множительного устройства 11 поступают на входы третьего множительного устройства 13, выходной сигнал которого равен:

U9bixi3 ивыхг 11вьшг

(18)

Одновременно выходной сигнал второго 12 и третьего 13 множительных устройств поступают на входы сумматора 14, выходной сигнал которого равен

U6b(

ewx i + ивыХ(})

(19)

Изобретение может быть использовано для выявления мест коррозии токо- проводящих протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и измерений и может быть использовано при отыскании мест коррозии, токопроводя- пщх протяженных инженерных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и т.п.). Пель изобретения - повышение точности, расширения функциональных возможностей, увеличение достоверности измерений при диагностике коррозионного состояния коммуникаций путем создания условий постоянного ориентирования приемников поля в плоскости, и т п,). Цель ияобретонин расширение функциональных возможностей, увеличение точности и достоверности измерений при диагностике коррозионного состояния коммуникации. Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникации состоит из первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального 3, второго горизонтального 4 приемников поля, индикатора Фазы 5, первого 6, второго 7 и третьего 8 делительного устройства, алгебраического сумматора 9, источника опорного напряжения 10, первого 11, второго 12 и третьего 13 множительных vcTpoficTB, сумматора 14, индикатора глубины 15, индикатора смещения 16, индикатора тока 17. Устройство позволяет производить бесконтактным методом измерение токов, протекающих по коммуникации в условиях постоянного ориентирования приемников (1-4) поля в плоскости, перпендикулярной оси прокладки коммуникации. перпендикулярной оси прокладки коммуникации при непрерывном контроле этими приемниками величины тока, протекающего по коммуникации. Ка чертеже приведена блок-схема устройства. Бесконтактный искатель повреждений изоляции коммуникации состоит из первого горизонтального 1, первого вертикального 2 и второго вертикального 3, второго горизонтального 4 приемников поля, индикатора Лазы 5, первого 6, второго 7 и третьего 8 делительного « (Л о оо 4- 3 N3

Если выполнить условие Kg К7 Kg Кд, то показания индикатора глубины 15 будут пропорциональны глу- эс бине залегания коммуникации:

(X,

Uon K g

к/ибыхб1 ивых)

(12)

Подставив (5) в (12) получим: ДО (, Krh,(13)

где К

U

огУ

Kff

Г

к9-1

Одновременно выходной сигнал перво го делительного устройства 6 и выходной сигнал третьего делительного устройства 8 поступают на входы первого множительного устройства 11, выходной сигнал которого равен:

ивых,г км Ws tWa- (U)

Показания (Х индикатора смещения 16 будут пропорциональны смещению ор- тогональных приемников поля 1 и 2 относительно трассы коммутации:

Ч

К,

6 иеыхи

Показания первого 15, второго 16 (15) и третьего 17 выходных индикаторов.

Показания tf-j индикатора тока 17, включенного ня выходе сумматоря 14, будут равны

(7 ивых н

(20)

Учитывая выражения (9)-(11), (14), (17)-(20), показания индикатора тока 17 при условии ,

U6oix ( °pTf j -РР1./..)

U60IX Ugb|Xf

Учитывая вьфажения (5), (6), (8), получим

Od

е К

Ш П 1 К Кн- Км Ц0п

(22)

К

Ч

2Г1

Показания первого 15, второго 16 третьего 17 выходных индикаторов.

пропорциональны соответственно глубине залегания коммуникации, смещению трассы коммуникации и амплитуде токз, в коммуникациис

Таким образом устройство позволяет при движении оператора с устройством вдоль трассы коммуникации решать, задачи, связанные с точным определением места нахождения трассы комму- никации и диагностикой ее состояния.

Формула изобретения

Бесконтактный искатель повреждения изоляции коммуникации, содержащий два приемника поля и выходной индикатор тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения функциональных возможностей и увеличения достоверности измерений диагностики коррозионного состояния коммуникации, дополнительно введены два приемника поля, причем первый горизонтальный, первый вертикальный и второй горизонтальный, второй вертикальный образуют ортогональные пары, расположенные:, на фиксированном расстоянии 1 в плоскости, перпендикулярной оси коммуникации, три дели- тельных устройства, индикатор фазы, алгебраический сумматор, источник опорного напряжения, три множительных устройства, сумматор, индикатор глубины и индикатор смещения, причем выход первого горизонтального приемника поля одновременно соединен с первым входом делителя первого делительного устройства и первым входом второго множительного устройства, выход первого вертикального приемника поля одновременно подключен к второму входу первого делительного устройства, первому входу индикатора фазы и первому входу третьего множительного устройства, выход первого делительного устройства одновременно подключен к первому входу алгебраического сумматора и первому входу первого множительного устройства, второй вертикальный приемник поля одновременно подключен к второму входу индикатора фазы и первому входу второго делительного устройства, на второй вход кс орого подключен второй горизонтальный приемник поля, а выход которого подключен к второму входу алгебраического сумматора, выход алгебраического сумматора подключен к первому входу делителя третьего делительного устройства, на второй вход которого под клточен источник опорного напряжения, а выход третьего делительного устройства одновременно подключен к вторым входам первого и второго множительных устройств и входу индикатора глубины, выход индикатора фазы соединен с третьим управляющим входом алгебраического сумматора, выход первого множительного устройства одновременно подключен к индикатору смещения и второму входу третьего множительного устройства, выходы второго и третьего множительных устройств подключен соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с индикатором тока