Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе Советский патент 1992 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к устройствам для обнаружения очистного поршня в трубопроводе и может быть использовано при проведении очистки внутренних поверхностей трубопроводов.

Известно устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе, содержащее равномерно закрепленные одноименными полюсами в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода, по окружности корпуса очистного поршня постоянные магниты и приемник, имеющий расположенный с внешней стороны трубопровода индукционный феррозондовый датчик и индикатор.

Недостатком известного устройства является невысокая точность обнаружения очистного поршня.

Целью изобретения является повышение точности обнаружения путем определения места нахождения поршня.

На фиг. 1 дана функциональная схема приемной части устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

В состав устройства входит индукционный феррозондовый преобразователь 1 на- пряженности магнитного поля в электрическое напряжение, в свою очередь состоящий из индукционного феррозондо- вого датчика 2, подмагничивающая обмотка которого подключена к выходу генератора 3 импульсов, а сигнальная обмотка - к входу усилителя 4, выход которого соединен с входом выпрямителя 5 напряжения. Выход выпрямителя 5 напряжения, являющийся и выходом преобразователя 1 напряженности магнитного поля в электрическое напряжение, подключен к инверсному входу интегратора б (дифференциального интегрирующего усилителя) и первому входу суммирующего усилителя 7. К второму входу суммирующего усилителя 7 подключен выход интегратора 6 (дифференциального интегрирующего усилителя), имеющего единичный коэффициент усиления.

Выход суммирующего усилителя 7 одновременно соединен с прямым входом интегратора 6 и первым входом компаратора 8 напряжения. С вторым входом ком- ларадора 8 напряжения соединен выход задатчика 9 напряжения порога. Устройство также содержит коммутатор 10, индикатор 11 и триггер 12. Выход компаратора 8 напряжения соединен с первым входом триггера 12, с вторым входом которого соединен выход коммутатора 10. Прямой выход триггера 12 подключен к входу индикатора 11.

Инвертирующий выход триггера 12 соединен с управляющим входом генератора 3 импульсов.

Работа устройства заключается в следу- ющем.

Приемная часть устройства устанавливается над трубопроводом, при этом индукционный феррозондовый датчик размещается в вертикальном положении. После включения питания с помощью коммутатора 10 на входе R триггера 12 формируется сигнал, устанавливающий триггер 12 в нулевое состояние. Сигнал высокого логического уровня с инверсного выхода Q триг- гера 12 поступает на генератор импульсов, разрешая запитывание подмагничивающей обмотки феррозондового датчика 2. В связи с тем, что в районе трубопровода всегда имеется некоторая фоновая напряженность магнитного поля, не изменяющаяся во времени (или слабо изменяющаяся), на выходе сигнальной обмотки появляется переменное напряжение, которое после усиления в усилителе 4 и выпрямления на выпрями- теле 5 поступает на дифференциальный интегрирующий усилитель 6. После окончания переходного процесса на выходе дифференциального интегрирующего усилителя 6 устанавливается напряжение U6 -Us,

где Us- напряжение на выходе выпрямителя 5 напряжения.

На выходе суммирующего усилителя 7 устанавливается напряжение U К (Ue+Us),

где К - коэффициент усиления суммирующего усилителя 7.

В установившемся режиме U 0.

С помощью задатчика 9 напряжения по- рога на втором входе компаратора 8 напряжения устанавливается напряжение

О Ug Утмакс,

где - максимально возможное отрицательное напряжение на выходе суммиру- ющего усилителя 7.

Компаратор 8 напряжения осуществляет сравнение напряжений Ug и Uy. Сигнал на его выходе равен

Us Uo при Ug npnUg U,

где Uo и Ui - соответственно напряжения низкого и высокого логических уровней.

В установившемся режиме Ug (U 0), поэтому Us Uo. Сигнал на выходе RS-триггера равен

Ui2 0 при Us Uo и Uio Ui;

Ui2 1 при Us Ui и Uio Uo;

Ui2 (хранение информации) при Us Uo и Uio Ui,

где Iho- напряжение на выходе коммутатора 10.

До окончания переходного процесса в схеме соблюдается соотношение Uia Uo, a индикатор 11 отключен. По окончании переходного процесса в схеме на выходе коммутатора 10 устанавливается напряжение Do. переводящее RS-триггер в режим ожидания.

В момент прохода очистного элемента под местонахождением приемной части прибора напряженность магнитного поля в районе индукционного феррозондового датчика увеличивается, что вызывает увеличение напряжения на выходе выпрямителя 5.

Дальнейшая работа схемы поясняется эпюрами напряжений (фиг. 2).

Увеличение напряжения Us вызывает уменьшение напряжения Ue. Однако постоянные времени изменения напряжений Us и Ue будут различные. В связи с этим на выходе суммирующего усилителя 7 появится бросок отрицательного напряжения. При прохождении им уровня Ug на выходе компаратора 8 напряжения появится сигнал высокого логического уровня, по которому RS-триггер 12 переведется в единичное состояние, приводящее к работе индикатор 11, сигнализирующий о моменте прохождения поршня. Одновременно с этим по сигналу низкого логического уровня с инвертирующего выхода RS-триггера 12 генератор 3 импульсов отключится.

Устройство работоспособно и без связи RS-триггер 12 - генератор 3 импульсов. Однако она введена для снижения потребляе- мого тока приемной частью после прохождения поршня. Это позволит продлить время автономной работы устройства.

Связь выход суммирующего усилителя 7 - прямой вход дифференциального интегрирующего усилителя 6 позволяет избегать изменения сигнала на выходе суммирующего усилителя 7 при изменении температуры

окружающей среды (дрейф нуля) и частичного снижения напряжения источников питания.

Данное устройство повышает точность обнаружения путем определения места нахождения поршня.

Формула изобретения

1.Устройство для обнаружения очистного поршня в трубопроводе, содержащее

равномерно закрепленные одноименными полюсами в плоскости, перпендикулярной к оси трубопровода, по окружности корпуса очистного поршня постоянные магниты и приемник, имеющий расположенный с

внешней стороны трубопровода индукционный феррозондовый датчик и индикатор, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности обнаружения путем определения места прохождения поршня, оно

снабжено генератором импульсов, усилителем, выпрямителем напряжения, а приемник имеет интегратор, суммирующий усилитель, компаратор напряжения, задат- чик напряжения порога, коммутатор итриггер, при этом выход генератора импульсов соединен с подмагничивающей обмоткой феррозондового датчика, сигнальная обмотка которого соединена через последовательно связанные усилитель и выпрямитель

напряжения с первыми входами суммирующего усилителя и интегратора, который выходом подключен к второму входу суммирующего усилителя, соединенного выходом с вторым входом интегратора и

первым входом компаратора напряжения, который выходом связан с первым входом триггера, соединенного прямым выходом с входом индикатора, причем выход коммутатора соединен с вторым входом триггера, а

выход задатчика напряжения порога подключен к второму входу компаратора напряжения.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что инверсный выход триггера соединен с управляющим входом генератора импульсов.

U 1

Ј

Сущность изобретения: устройство содержит индукционный феррозондовый преобразователь 1 напряженности магнитного поля в электрическое напряжение, индукционный феррозондовый датчик 2, генератор 3 импульсов, усилитель 4, выпрямитель 5 напряжения, интегратор 6, суммирующий усилитель 7, компаратор 8 напряжения, за- датчик 9 напряжения порога, коммутатор 10, индикатор 11, триггер 12. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.