Устройство для обнаружения пропусков изоляции труб Советский патент 1992 года по МПК G01R31/14 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества изоляционных покрытий труб и может быть использовано для обнаружения пропусков в изоляционных покрытиях магистральных трубопроводов.

Цель изобретения повышение точности и достоверности контроля путем введения блоков, обеспечивающих измерение амплитудного значения импульсного высокого напряжения, прикладываемого к стенке трубы и щупу в процессе поиска дефекта. ; На чертеже представлена блок-схема устройства для обнаружения пропусков изоляции трубыУстройство содержит источник 1 постоянного тока, преобразователь 2 выходного

напряжения питания в повышенное с регулятором величины выходного напряжения, накопительный конденсатор 3, тиристор 4, генератор 5 запускак}щих импульсов, высоковольтный автотрансформатор 6, который представляет собой стержень, собранный из пластин трансформаторного железа, сечением 1-1,5 см и длиной 10-12 см. на который намотана вторичная обмотка 7 в виде провода диаметром 0,07-0,08 мм с числом витков 22-23 тыс. Число витков в слое 400-450, Обмотка намотана на длине 40-45 мм. Над вторичной обмоткой расположена первичная обмотка 8(300-350 витков) в виде провода.диаметром 0,7-0,8 мм,

Обмотки со стержнем вставлены в металлический стакан (кожух) 9 диаметром 5560 мм и высотой 85-90 мм и залиты трансформаторным маслом. Величина емкости между выводом обмотки 7 и стаканом 9 составляет при этом 30-35 пФ.

В состав устройства входят также испытательный электрод 10 (щуп), детектор 11 искрового пробоя, выполненный по принципу трансформатора тока, узел 12 задержки и удлинения сигнала, сигнализатор 13 (звуковой или световой), конденсатор М, пиковый детектор 15, измеритель 16 постоянного напряжения и заземлитель 17.

При этом к источнику 1 постоянного тока подключен преобразователь 2 напряжения, а к выходным клеммам преобразователя подключен накопительный конденсатор 3, первая обкладка накопительного конденсатора подключена к первому выводу первичной обмотки 8 высоковольтного автотрансформатора б, второй вывод которой вместе с вторым выводом вторичной обмотки 7 высоковольтного автотрансформатора б подключен к общей точке схемы и через первичную обмотку детектора 11 искрового пробоях заземлителю 17, присоединенному к стенке трубы, вторая обкладка накопительного конденсатора 3 подключена к катоду тиристора 4, анод которого подключен к общей точке схемы, а управляющий злектрод - к выходу генератора 5 запускающих импульсов, первый вывод вторичной обмотки 7 высоковольтного автотрансформатора б подключен к испытательному электроду 10, выход детектора 11 искрового пробоя (вторичная обмотка) подключен через узел 12 задержки и удлинения сигнала к входу сигнализатора 13, стакан 9 высоковольтного автотрансформатора б подключен к первой обкладке конденсатора 14 и входу пикового детектора 15, выход которого подключен к входу измерителя 16 постоянного напряжения, вторая обкладка конденсатора 14 подключена к общей точке схемы.

Устройство работает следующим образом.

При подключении источника 1 питания к электрическим цепям устройства преобразователь 2 вырабатывает повышенное напряжение до 400 В для заряда конденсатора 3. Генератор 5 запускающих импульсов управляет работой тиристора 4, вызывая его срабатывание и разряд конденсатора 3 через высоковольтный автотрансформатор б с частотой примерно 30 Гц.

Емкость, образованная вторичной обмоткой автотрансформатора 6 со стаканом 9 и конденсатором 14 емкостью 0,01-0,015 мкФ, представляет собой делитель напряжения.

Величина напряжения на конденсаторе 14 может быть вычислена по формуле

Ux иисп

где Уисп - величина напряжения на щупе:

Ск - емкость между обмоткой трансформатора и кожухом; Сизм - емкость конденсатора 14.

При Сизм Ск, имеющем место в данном случае.

Ux - иисп -7

Формируемые автотрансформатором 6 треугольной формы высоковольтные импульсы амплитудой 2-35 кВ и длительностью примерно 0,2-0,3 мс с помощью делителя уменьшаются по амплитуде до величины, не превышающей несколько вольт. При этом изменение нагрузочной емкости, образуемой щупом и стенкой трубы, в пределах до 1000 пФ, имеющей место в реальных условиях при толщинах изоляционных покрытий 0,2-0,3 мм и диаметре контролируемой трубы до 1420 мм, практически не сказываются на изменении амплитуды напряжения, получаемой на конденсаторе 14. Пиковый детектор 15 обеспечивает получение постоянного напряжения, равного по величине пиковому значению на конденсаторе 14, и величина низкого постоянного

напряжения, соответствующего измеряемому амплитудному значению импульсного напряжения, фиксируется измерителем 16с погрешностью 10-15%, пригодной для практики.

Измерение напряжения осуществляется только в режиме поиска дефекта. При возникновении искрового разряда между испытательным электродом 10 и стенкой трубы в местах сквозного нарушения изоляции детектор 11 искрового пробоя формирует импульсы, вызывающие срабатывание сигнализатора 13, что свидетельствует о наличии дефекта в контролируемом покрытии и одновременно о недопустимости измерения напряжения в этом время.

Формула изобретения Устройство для обнаружения пропусков изоляции труб, содержащее источник постоянного тока, подключенный к преобразователю с регулятором величины выходного напряжения, подаваемого на накопительный конденсатор, тиристор с генератором запускающих импульсов, высоковольтный автотрансформатор, испытательный электрод, детектор искрового пробоя с узлом задержки и удлинения сигнала, сигнализатор наличия дефектов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, в устройство введен измеритель амплитудного значения импульсного высокого напряжения, выполненный в виде из epитeля постоянного напряжения, подключенного к выходу пикового детектора, вход которого подключен к выходу емкостного делителя, образованного двумя последовательно соединенными электрическими емкостями, первая из которых образована вторичной обмоткой высоковольтного автотрансформатора и охватывающим ее и электрически изолированным металлическим кожухом, вторичная

обмотка высоковольтного трансформатора подключена одним концом к испытательно му электроду, а другим концом вместе с анодом тиристора, вторым концом первичной обмотки высоковольтного автотрансформатора и общей точкой схемы через детектор искрового пробоя присоединена к заземлителю и стенке трубы, выход детектора искрового пробоя через узел задержки и

0 удлинения сигнала подключен на вход сигнализатора, первый конец первичной обмотки высоковольтного трансформатора подключен к накопительному конденсатору, вторая обкладка которого подключена к ка5тоду тиристора, а управляющий электрод тиристора - к выходу генератора запускающих импульсов.

Изобретение может быть использовано для обнаружения пропусков в изоляционных покрытиях магистральных трубопроводов. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля. Устройство содержит источник постоянного тока, подключенный к преобразователю напряжения, накопительный конденсатор, который через тиристор разряжается на высоковольтный трансформатор, испытательный электрод, детектор искрового пробоя с узлом задержки и удлинения сигнала, сигнализатор. Дополнительно вустройство введен из- меритель амплитудного значения импульсного высокого напряжения, содержащий емкостный делитель, образованный двумя последовательно соединенными емкостями, причем одна из емкостей образована вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора и охватывающим ее металлическим кожухом, к выходной емкости подключен через пиковый детектор измеритель постоянного напряжения. 1 ил.•••^^

IZO