Способ контроля герметичности полых объектов Советский патент 1991 года по МПК G01M3/40 

Изобретение относится к технике контроля герметичности подземной запорной арматуры компрессорных стэчнций и утечек магистральных газопроводов.

Цель изобретения - повышение чувствительности контроля трубопроводов под слоем грунта путем снижения влияния толщи грунта и освещенности его поверхности.

На фиг. 1 представлена блок-схема для реализации способа; на фиг. 2 - интенсивность излучения Солнца в различных частотных диапазонах.

В блок-схему входят блок 1 определения уровня электрома нитного поля, излуча- емого газопроводом, интенсивность которого пропорциональна температуре арматуры, блок 2 определения среднего значения температуры поверхности запорной арматуры, блок 3 определения зависимости между приращением температуры окружающей среды и средней температуры поверхности, блок 4 определения отклонения средней температуры поверхности крана за счет утечек через неплотности крана и блок

5 определения величины приращения утечки

Способ контроля герметичности полых объектов реализуется следующим образом.

Построение этапона электромагнитного попя соответствующего бездефектному состоянию объекта, можно приводить как на основании теорет ческих расчетов, так и по результатам статистической обработки большого количества наблюдений за техническим состоянием объекта Целее ообразно также корректировать параметры применяемого эталона по мере накопления экспериментальных данных после этого составляются алгоритмы машинной классификации объектов по их эталонным радиометрическим сигналам: алгоритм № 1 - определение коэффициента корреляции между исследуемым и эталонным сигналами; алгоритм Ь2 - выявление характерных областей терморельефа алгоритм N 3 - принятие решения.

В алгоритме № 1 рассчитываются стати- сти -.ескле характеристики выборочных знаений радиометрических сигналов исследумых объектов,

В алгоритме № 2 просматриваются осе начения амплитуд радиометрических сигалов, сравниваются с заранее выбранным орогом и выделяют области, амплитуда коорых превышает порог.

Алгоритм № 3 осуществляет собственно лассификацию объектов на основании потупающего на его вход набора признаков, ырабатываемых алгоритмами № 1 и №2.

В блок-схеме, реализующей способ, с. помощью блока 1 принимают злек фомяг- нитное излучение радиэдмапозпна, пропорциональное температуре поверхности подземной запорной арматуры, таким o jus- зом определяют температуру отдельных частков поверхности и передают сигналы, соответствующие этим температурам, в блок 2, где определяют среднее значение температуры поверхности и передают сигналы средней температуры в блок 4. 8 блок 3 вводят температуру окружающей среды т0 и среднюю температуру поверхности, полученную в блоке 2. Выходной сигнал с блока 3 поступает в блок Л. В этот же блок вводят среднее значение температуры из блока 2. В блоке 4 определяют отклонение средней температуры за счет утечек через неплотности подземной запорной урмзгуры. Сигнал блока 4 подают в Ол о к 5,

Для реализации блока i используют радиометр, принимающий электромагнитные поля, излучаемые поверхностью поземной запорной арматуры, пропорциональные ее температуре, с глубины грун га, соогветстзу ющего толщине скин-слоя для радиоволн заданного диапазона (для А 2 см. м). Особенность радиометра заключается п том, что он принимает излучение из-под снега и льда. За счет высокой чувствитель- .нрсти радиометра регистрируется изменение уровня электромагнитного излучения при изменении температуры подземной арматуры на величину At 0,05°С.

Так как температура поверхности крана неоднородная, то для получения интегральной температурной характеристики подземной запорной арматуры определяют среднее значение температуры поверхности в блоке 2.

В блоке 3 определяется связь между приращением температуры окружающей среды и приращением средних значений, найденных в процессе эксплуатации.

Связь между приращением температуры окружающей среды и приращением средней температуры поверхности подземной арматуры определяют с помощью корреляционной функции этих приращений, найденной в процессе нормальной эксплуатации.

Сигнал из блока 2, поступающий в блик

4, представляет собой среднюю температуру поверхности, которая является результатом влияния температуры окружающей среды и газа, охлажденного в результате эффекта дросселирования газа.

0В блок 4 поступает также величина приращения температуры поверхности за счет изменения температуры окружающей среды.

Путем алгебраического сложения сигнаF. лов блока 2 и 4 определяют приращение сродней температурь1 поверхности за счет изменения утечки газа через неплотности подземной запорной арматуры.

По сигналу, пропорциональному откло0 нению средней температуры поверхности подземной запорной арматуры, в блоке 5 определяют величину приращения утечки.

Для построения зависимости между приращением температуры поверхности

5 крана и приращении утечки через кран необходимо учесть, что при протекании газа из магистрали высокого давления в магистраль низкого дзвленмя через неплотности запорной арматуры происходит снижение

0 температуры газа. Приближенно эффект дроссе лирования можно записать п виде соотношения между температурами и давлением в следующем виде: l-ti-Di (Pi-Рз },

5 где l - температуре запорной арматуры;

V, - начальник температура газа, равная температуре в магистрали высокого давления;

DI -- коэффициент Джоуля-Томпсона;

UPi, Pa - давление з магистралях высокого и низкого давления.

Для нахождения распределен ил температуры пользуются методом источников и принципов наложения темпера(урпых по5 лей

Наиболее низкая темперчтупз возникает в месте наибольшего значения удельного теплового потока в нормальном направлении к поверхности.

Зная связь между ирирашечиегч объема

0 протекающего газа и локальным изменением температуры по поверхности крана, можно опэеделить изменение средней температуры и по згой средней темпэпотуре судить о величине приращения утечки.

5Если рассмотреть равновеснее излучение Солнца, ю можно сделать г,ысод что интенсивность излучения Солнца -. оадио- днап.тзоне существенно к иже. чем в инфракрасном и прэкт ле,.ки соответствует

шумовой температуре неба и космического пространства (фиг. 2), Следовательно, при измерениях изменений температуры и температурного рельефа местности показания измерительной аппаратуры будут определяться температурой подземного оборудования, температурой грунта, степенью черноты излучающего тела и температурой неба. При излучениях в инфракрасном диапазоне результаты будут существенно зависеть от степени освещенности объекта, а при излучениях в радмодиапазоне получаемая информация не зависит от времени суток и освещенности. Кроме того, глубина проникновения электромагнитного излучения и соответственно возможность получения информации о температуре грунта определяется его диэлектрической проницаемостью. Для грунта с влажностью, соответствующей сухой погоде, глубина проникновения в ПК-диапазоне определяется единицами мкм, в радиодиапазоне от 10 см до 1 м.

Следовательно, использование электромагнитного излучения радиодиапазона в

0

отличие от ИК-диапазона (которому присущи ошибки, вносимые атмосферой, Солнцем, облаками, снегом, льдом и г.д.) позволит определить герметичность подземной запорной арматуры: в условиях открытого пространства (полевые условия) независимо от времени суток; в условиях Севера (подо льдом, снегом); при малых пе- репадзх давления, а также получить инфор- мацию о состоянии подземного оборудования с глубины от 10 см до 1 м.

Формула изобретения СГпособ контроля герметичности полых

объектов, заполненных средой под давлением, заключающийся в том, что определяют температуру поверхности объекта путем регистрации уровня электромагнитного поля, излучаемого поверхностью изделия, и по изменению температуры судят о негерметичности, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности контроля трубопроводов под слоем гоунта, регистрацию уровня электромагнитного поля осуществляют з радиодиапазоне.

Изобретение относится к технике контроля герметичности подземной запорной арматуры и позволяет повысить чувствительность контроля трубопровода под слоем грунта. Определяют температуру поверхности подземной запорной арматуры путем регистрации уровня электромагнитного поля в радиодиапазоне, излучаемого ее поверхностью, а затем среднее значение температуры поверхности и величину ее приращения, по которой можно судить о приращении утечки через запорную арматуру. 2 ил.

ФЦ6.2