Устройство для определения места дефекта трубопровода Советский патент 1992 года по МПК G01D5/00 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности, к измерению пути и может быть использовано для привязки к координатам земной поверхности координат дефектов, обнаруживаемых внутри трубопровода автономными снарядами-дефектоскопами.

Известно устройство для привязки координат внутренней поверхности трубопровода к координатам земной поверхности, состоящее из подвижной части, размещаемой на борту снаряда дефектоскопа и множества неподвижных частей, размещаемых над трубой последовательно друг за другом,

Подвижная часть состоит из размещаемой на снаряде-дефектоскопе системы катушек индуктивности и регистрирующей аппаратуры, размещаемой внутри контейнера снаряда-дефектоскопа.

Неподвижная часть состоит из катушки- индуктора, формирующей мощное перемен- ное магнитное поле, генератора

переменного тока, обнаружителя, движущегося в трубопроводе снаряда-дефектоскопа и батарей питания.

Известно также устройство для привязки записи обследования трубопровода к известным внешним точкам, состоящее из множества маркерных станций, размещаемых на поверхности земли над трубой, и регистрирующей аппаратуры, размещаемой на борту снаряда-дефектоскопа.

Маркерная станция состоит из электронных часов и обнаруживателя проходящего снаряда-дефектоскопа. На борту дефектоскопа размещается регистрирующий прибор, например, магнитофон, производящий одновременную запись сигналов и сигналов времени от специального генератора.

Электронные часы всех маркерных станций единожды синхронизируются с генератором сигналов дефектоскопа и далее независимо друг от друга измеряют время.

сл

с

4 vj

О Ч

О1 О

При прохождении снаряда-дефектоскопа под маркерной станцией сигналом с обнаружителя осуществляется регистрация в виде распечатки на листе бумаги времени прохождения дефектоскопа под данной станцией.

Время на борту снаряда-дефектоскопа регистрируется с заранее заданным интервалом.

Недостатком известного устройства является погрешность, порождаемая взаимным уходом частоты эталонных генераторов в маркерных станциях и порождает неучитываемую погрешность измерения. Устранить указанный недостаток можно использованием в маркерных станциях высокостабильных генераторов. Учитывая, что число одновременно используемых маркерных станций достигает 50-100 штук, высокая стоимость комплекса очевидна.

Цель изобретения - снижение стоимости устройства при сохранения точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее маркерные станции, установленные вдоль трубопровода, снаряд-дефектоскоп дополнительно содержит блок синхронизации и хранения информации, синхровход которого соединен с входом синхронизации таймера каждой маркерной станции или входом синхронизации высокостабильного таймера снаряда-дефектоскопа, а информационный вход блока синхронизации и хранения информации присоединен к информационному выходу маркерных станций.

Кроме того, блок синхронизации и хранения информации содержит контроллер, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, пульт управления, индикаторное табло, устройство ввода-вывода, измеритель времени, причем контроллер соединен с пультом управления, индикаторным табло, блоком ввода-вывода, постоянным запоминающим устройством, оперативным запоминающим устройством, измерителем времени.

Устройство представлено структурной схемой на фиг 1; на фиг. 2 блок-схема маркерной станции; на фиг. 3 - блок-схема блока синхронизации и хранения информации; на фиг. 4 - график изменений текущего времени i-й маркерной станции и блок синхронизации и хранения информации.

Устройство для определения места дефекта трубопровода состоит из множества маркерных станций 1, размещаемых на поверхности грунта над трубопроводом 2, блока синхронизации и хранения информации 3, снаряда-дефектоскопа 4 с высокостабильным таймером 5, аппаратурой регистрации 6, путеизмерительной аппаратурой 7, причем маркерная станция 1 состоит из обнаружителя 8, схемы ИЛИ 9, регистра 10,

таймера 11.

Блок синхронизации и хранения информации 3 состоит из контроллера 12, постоянного запоминающего устройства 13, оперативного запоминающего устройства

0 14, пульта управления 15, индикаторного табло 16, интерфейса 17, измерителя времени 18.

Устройство работает следующим образом.

5 Маркерные станции 1 приводятся в исходное состояние установкой их счетчиков текущего времени в высокостабильном таймере 5 в нулевое состояние, а затем расстанавливаются вдоль трубопровода 2 на

0 земной поверхности.

Для приведения в исходное состояние синхровход устанавливаемой маркерной станции 1 соединяется с синхроканалом блока сихронизации и хранения информа5 ции 3.

При этом из блока синхронизации и хранения информации 3 выдается в маркерную станцию 1 рабочий сигнал, а в самом блоке 3 происходит запоминание номера устанав0 ливаемой станции 1 и времени проведения ее синхронизации. Время в блоке синхронизации и хранения информации 3 счисляется высокостабильным измерителем времени 18.

5 После расстановки всех маркерных станций 1 вдоль трубопровода 2 производится синхронизация бортового высокостабильного таймера 5 снаряда-дефектоскопа 4.

0 При этом синхровход высокостабильного таймера 5 снаряда-дефектоскопа соединяется с синхроканалом блока синхронизации и хранения информации 3, блок синхронизации и хранения информа5 ции 3 запускается обслуживающим оператором и на шину установки в ноль высокостабильного таймера 5 снаряда-дефектоскопа 4 выдается установочный сигнал. Высокостабильному таймеру 5

0 снаряда-дефектоскопа 4 присваивается номер, и время его синхронизации запоминается в блоке синхронизации и хранения информации 3,

После синхронизации высокостабиль5 ного таймера 5 снаряд-дефектоскоп 4 вводится в трубопровод 2 и увлекаемый потоком перекачиваемого газа движется по трубопроводу. Поле постоянных магнитов поисковой магнитной системы снаряда-де- фектоскопа 4 намагничивает трубу и выходит на наружную ее поверхность. При движении дефектоскопа снаружи трубы перемещается синхронно с ним магнитное поле. Если снаряд-дефектоскоп 4 проходит в зоне установки маркерной станции 1, то обнаружитель 8 маркерной станции 1 под воздействием магнитного потока формирует сигнал, который через схему ИЛИ 9 поступает на вход управления приемом в регистр 10 параллельного кода из таймера 11.

Таким образом, маркерная станция 1 регистрирует время прохождения снаряда- дефектоскопа.

После окончания обследования трубы снарядом-дефектоскопом 4 оператор производит считывание значения времени с каждой из маркерных станций 1. При этом синхровход маркерной станции 1 стыкуется с синхроканалом блока синхронизации и хранения информации 3 и по инициативе обслуживающего оператора из регистра 10 маркерной станции 1 принимается код времени прохождения дефектоскопа. По информационному выходу из регистра 10 данные вводятся в оперативное запоминающее устройство 14 блока синхронизации и хранения информации 3. Затем из блока синхронизации и хранения информации 3 по синхроканалу выдается через синхровход маркерной станции 1 сигнал для переписи кода текущего времени из таймера 11 в регистр 10. Синхроканал через схему ИЛИ 9 подается на соответствующий вход регистра 10. В это же время происходит запоминание кода времени из измерителя времени 18 блока синхронизации и хранения информации 3 в оперативном запоминающем устройстве 14 этого блока, а затем считывается значение времени съема информации, счисленного таймером 11 маркерной станции 1 из регистра 10 маркерной станции.

Функционирование блока синхронизации и хранения информации 3 определяется контроллером 12 по одной из выбираемых с помощью пульта управления 15 подпрограмм, хранимых в постоянном запоминающем устройстве 13.

Это могут быть подпрограмма сбора информации, подпрограмма выдачи данных из оперативного запоминающего устройства 14 в ЦВМ и подпрограмма контроля. Интерфейс 17 предназначен для обмена информацией с маркерной станцией 1 или с цифровой вычислительной машиной.

Оперативное запоминающее устройство 14 выполнено энергонезависимым, что позволяет сохранить полученную информацию при отключенном источнике питания, так как разрыв во времени между пропуском снаряда-дефектоскопа и расшифровкой информации бывает значительным.

После сбора информации блок синхронизации и хранения информации 3 может

быть состыкован информационным каналом с ЦВМ и данные из запоминающего устройства блока переписывается в запоминающее устройство ЦВМ.

По полученной с маркерных станций 1

0 информации в ЦВМ рассчитывается погрешность каждой маркерной станции 1 к моменту прохождения снаряда-дефектоскопа 4, при этом в качестве эталона используется время, измеренное измерителем

5 времени 18 блока синхронизации и хранения информации 3. Пусть t° - время синхро низации маркерной станции, tiM - время прохождения дефектоскопа в системе времени маркерной станции, t2M - время считы0 вания данных в системе времени маркерной станции, t2° - время считывания данных в системе времени эталона. Средний уход частоты генератора таймера 11 маркерной станции 1 приведет к моменту сбора инфор5 мации к абсолютному входу времени

Да 12м - (t2° - to)

Относительный уход времени для таймера 11 маркерной станции 1

0&-А/

Гм

поправка ко времени прохождения снаряда-дефектоскопа 4 tiM будет

.tiM At24 5$

Время прохождения снаряда-дефектоскопа 4 у маркерной станции 1 в эталонной системе счисления времени с учетом поправки

ti° tiM± Дм,

где + - знак поправки, полученной при вычислениях.

Привязка положения внутренних точек трубы к координатам на поверхности грунта над трубой осуществляется в процессе ана- 5 лиза данных, собранных снарядом-дефектоскопом 4,

Так как в целях экономии носителя информации в регистраторе 6 таймер 2 снаряда-дефектоскопа 4 формирует прерывания 0 довольно редко (например, через каждые 10 с), то регистрации значений пройденного пути к моменту прерывания от таймера 5 могут оказаться в худшем случае симметричными относительно реально расположенной маркерной станции.

Учитывая, что при реальных скоростях движения дефектоскопа (около 5 м/с) в течение, например, 10 с резкие изменения скорости движения дефектоскопа малове0

5

роятны, можно считать движение между двумя соседними прерываниями равномерным и благодаря этому осуществить привязку маркерной станции 1 к координатам путем измерения снаряда-дефектоскопа 25.

Пусть S - путь, at- время, тогда для случая координат дефектоскопа (Sm) (8212) и временной координаты ti маркерной стан ции можно найти координату Si с «. S2-S1 Si

Все вычисления могут быть проведены в ЦВМ при анализе собранной дефектоскопом информации.

Формула изобретения

1. Устройство для определения места дефекта трубопровода, содержащее маркерные станции, установленные вдоль трубопровода, снаряд-дефектоскоп, причем маркерные станции содержат таймеры, а снаряд-дефектоскоп - высокостабильный таймер и измерители пройденного пути и текущего времени, отличающееся тем, что, с целью снижения стоимости устройст

ва при сохранении точности измерения, устройство дополнительно содержит блок синхронизации и хранения информации, синхровыход которого соединен с входом синхронизации таймера каждой маркерной станции, входом синхронизации высокостабильного таймера снаряда-дефектоскопа, а информационный вход блока синхронизации и хранения информации присоединен к информационному выходу маркерных станций.

2. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что блок синхронизации и хранения

информации содержит контроллер, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, пульт управления, индикаторное табло, устройство ввода-вывода, измеритель времени, причем контроллер соединен с пультом управления ввода-вывода, постоянным запоминающим устройством, оперативным запоминающим устройством, измерителем времени.

Использование: при техническом обслуживании трубопроводов. Сущность изобретения: устройство содержит маркерные станции, размещаемые вдоль трубопровода, снаряд-дефектоскоп, причем маркерные станции содержат таймеры, а снаряд-дефектоскоп высокостабильный таймер и измерители пройденного пути и времени, а также блок синхронизации и хранения информации, синхровыходы которого соединены с входом каждой маркерной станции, входом снаряда-дефектоскопа, а информационный вход соединен с выходами маркерных станций. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

, С ТА.

Ј10 , и X , ,

7//- г// 7 /77 -77r-/-/7 7S7-/77-777

/

ч СНАРЯД.

,4 /i -t-iiff ipySonpo- 4йод 2

ФигЛ

OSLQLLl

VC

ЭГАЛОН

Фиг. 4