Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях Советский патент 1992 года по МПК G01M3/28 

Изобретение относится к пневматическим способам определения места негерме- тичности в длинномерных изделиях, содержащихся под избыточным давлением газа.

Известен способ определения расстояния до места негерметичности длинномер- ных изделий, содержащихся под избыточным воздушным давлением, например, кабелей связи, основанный на измере- нии давления по трассе кабеля (манометрический способ).

Недостатком способа является то, что он не позволяет установить достоверно наличие или отсутствие негерметичности меж-, ду точками измерения (за исключением единственного случая, когда в пункте измерения, расположенном дальше от какого-либо конца, давление выше, чем в пункте, рас- положенном ближе к этому концу). Вследствие этого приходится для реализации способа более часто располагать пункты измерения давления. Поэтому процесс определения негерметичности манометрическим способом довольно трудоемкий и занимает длительное время.

Наиболее близким техническим решением является способ определения расстояния до места негерметичности по расходу газа (воздуха), выбранный в качестве прототипа.

Способ прототип предусматривает следующие операции: измерение давления на обоих концах длинномерного изделия; выX

О

равнивание давления, если давления не одинаковы; проверка установления потока газа в изделии путем периодического контроля давления на входе изделия и измерения расхода; после того как установлено, что расход в течение определенного времени (не менее нескольких часов) не изменяется, рассчитывают расстояние до места негерметичности по формуле:

1хА

ОБ

QA + О.Б

где |ХА - расстояние до места негерметичности от пункта измерения А;

QA, ОБ - расход воздуха, измеренный соответственно в пп. А и Б;

I - длина длинномерного изделия.

Если давление в п.А и Б одинаковы, то операции 2 и 3 не производят.

Способ исключает необходимость каких-либо дополнительных измерений по трассе изделия, но может быть реализован только в случае одного места негерметичности между пунктами измерения, при этом он не позволяет Судить о наличии одного или нескольких мест негерметичности между пунктами измерения, т.е. не позволяет гарантировать достоверность результата измерения. При наличии одного места негерметичности способ исключает необходимость каких-либо дополнительных измерений по трассе изделия. Однако одним из существенных недостатков способа является необходимость обеспечения равенства давлений в пунктах измерения. При неравных давлениях по концам изделия расстояние до места негерметичности может быть определено по формуле:

ОБ

РА-РБ

QA+QB (Од + ОБ) К

I +

0)

где РА, РБ - давление соответственно в пп.А и Б;

К - пневматический коэффициент, равный отношению пневматического сопротивРления изделия к его длине, К -р- .

Из расчетной формулы (1) следует, что рассчитывать расстояние до места негерметичности изделия при отсутствии данных о его пневматическом сопротивлении (пневматическом коэффициенте) не представляется возможным. Когда известны пневматические параметры изделия, погрешность за счет второго члена расчетной формулы имеет место, поскольку пневматические параметры изделия, находящегося в

эксплуатации не нормированы, т.е. они имеют ориентировочный характер.

Если же пренебречь второй частью формулы (1), уже при незначительных отличиях

давлений в пп.А и Б получаем значительную погрешность измерения. Например, при разности давлений в пп.А и Б Р РА - РБ 4 кП, общем расходе 200 мл/мин, значении пневматического коэффициента для кабеля

КМ-4-2,6 Н- с/м6 х 106, погрешность измерения составляет 0,48 км, т.е. на участке длиной 6 км относительная погрешность измерения составляет примерно 8%. Таким образом, при неравенстве давлений необходимо выполнить операцию выравнивания давлений. Поскольку измерение расходов должно производиться при установившемся режиме, то после выравнивания давлений на концах изделия необходимо

проконтролировать стабильность измеряемых расходов воздуха в течение определенного отрезка времени, определяемого длительностью переходного процесса. Эта длительность зависит от типа кабеля (пневматического сопротивления), его длины, значения утечки, расстояния до места негерметичности от пункта измерения и может составлять от нескольких часов до нескольких суток.

Таким образом, способ-прототип имеет низкую достоверность результатов измерения, большую погрешность из-за неравенства давлений по концам изделия и не может быть применим в случае неизвестного пневматического сопротивления изделия или предполагает необходимость выравнивания давлений по концам изделия, что обуславливает большие затраты времени на проведение измерений.

Целью изобретения является сокращение времени определения района негёрме- тичности за счет повышения достоверности результатов измерения при сохранении точности измерения, в том числе и в случае

неизвестного пневматического сопротивления длинномерного изделия.

Поставленная цель достигается тем, что по сравнению с известным решением, заключающимся в двустороннем измерейии

расхода газа и давления, производят дополнительные измерения давления и расхода на известных расстояниях от концов изделия. При этом, по значениям расхода и давления в смежных точках измерения судят о

наличии или отсутствии негерметичности между этими точками: одинаковый расход . при различных давлениях свидетельствует об отсутствии негерметичности, а неравенство расходов - о наличии негерметичности.

расстояние до которой определяется по формуле:

IxA

°§ i + (РА р&)ll Q

QA + OR (Од + QB)

где QA, ОБ - расход газа соответственно в пп.А и Б;

I - длина поврежденного участка;

РА. РБ - давление в изделии соответственно в пп.А, Б;

h - протяженность участка изделия между смежными измерительными пунктами, не содержащего негерметичностей;

Д Р - разность давлений на участке h;

Q - расход газа на участке И.

На чертеже представлена схема измерения предлагаемым способом, где 1 - источник газа; 2 - манометр; 3 - измеритель расхода газа, например, термоконвекционный: 4 - длинномерное изделие: I - длина изделия; х - расстояние до места негерметичности.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

По концам длинномерного изделия измеряют расход газа и давление, затем производят дополнительные измерения- давления и расхода воздуха на известных расстояниях от концов изделия, при этом, по значениям расходов и давления, измеренных в смежных измерения судят о наличии или отсутствии негерметичности между этими точками: одинаковый расход при различных давлениях свидетельствуют об отсутствии негерметичности, а неравенство расходов о наличии негерметичности, расстояние до которой определяют по формуле:

IxA

ОБ(PA-Ps)liQ

QA + ОБ (Од + ОБУДТ

где IxA - расстояние до места негерметичности от п.А;

QA. ОБ - расход газа соответственно в пп.А. Б;

I - длина поврежденного участка;

РА, РБ - давление в длинномерном изделии в пп.А, Б:

Н - протяженность участка изделия между смежными измерительными пунктами, не содержащего негерметичностей;

Д Р - разность давлений на участка li;

О - расход воздуха на участке И.

При проведении измерений предлагаемым способом необходимо обеспечить идентичность подключения измерителя расхода, потому как на концах изделия так

и в промежутке предусматривается байпас- ное подключение, при одинаковых расстояниях между точками подключения на изделии. При таком подключении часть га- 5 зового потока ответвляется в измеритель расхода и если обеспечена идентичность подключения, измеренные расходы в различных точках изделия будут пропорциональны расходам (потокам) проходящим по

0 изделию, т.е. исключается необходимость последовательного включения расходомера. При необходимости точного определения расхода в различных точках изделия, определяют долю потока поступающего в

5 байпасную линию на концах линии, а затем представляются возможности расчета расхода в любой точке изделия (при соблюдении идентичности подключения).

Технико-экономический эффект заклю0 чается в следующем.

Применение заявляемого способа по сравнению с известными решениями позволяет повысить достоверность результатов измерения, при сохранении точности изме5 рения и сократить время определения района негерметичности и, следовательно, в итоге сократить трудозатраты на поиск места негерметичности.

Известно, что средства поддержания

0 (редуцирования) давления и его контроля позволяют с определенной погрешностью поддерживать давление в длинномерном изделии, например, в кабелях связи устанавливается давление 49 кП (0,5 атм). кото5 рое контролируется в лучшем случае средствами измерения класса 0,6 и значением верхнего предела измерения 1,6 атм, т.е. измерения производят в первой трети шкалы манометра, что снижает точность контро0 ля (и при необходимости измерения) установленного значения давления. С другой стороны практически не оправдано поддерживать с высокой точностью давление по концам кабеля, так как это ведет к удоро5 жанию аппаратуры содержания кабелей связи под избыточным воздушным давлением. Следствие настоящего неодинаковое давление по концам длинномерного изделия и. соответственно, увеличение погреш0 ностиопределениярайона

негерметичности и, соответственно, увеличение времени поиска места негерметичности на более длинном участке или при выравнивании давлений - дополнительные

5 потери времени в ожидании установившегося газового режима в изделии и кроме этого периодический контроль давления и расхода газа для определения установившегося режима. В предлагаемом способе исключаются целый ряд длительных по

времени операций (выравнивании давлений, определение установившегося режима), являющихся так же источниками погрешности измерения. Следовательно, в итоге сокращается время установления места негерметичности.

Формула изобретения Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изде- лиях, находящихся под избыточным давлением газа, путем измерения расхода газа и давления на концах изделия длиной I, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при сохранении точности, измеряют расход газа и давление в нескольких точках на известных расстояниях от концов изделия, по равенству расхода при различных давлениях в смежных точках измерения судят об отсутствии негерметичности на участках между

этими точками, а по их неравенству - о наличии негерметичности, расстояние до которой определяют из соотношения

1хА

ОБ

, (PA-PbjhQ

QA+ОБ (UA+QB)AF

где 1ХА - расстояние до места негерметичности от конца А изделия;

QA, ОБ-расход воздуха соответственно на концах А и Б изделия;

I - расстояние между концами А и Б изделия;

РА, РБ - давление на концах А и Б изде- лия;

h - протяженность участка изделия между смежными точками измерения, не содержащего негерметичности;

АР- разность давлений на участке Н; О - расход воздуха на участке h,

Изобретение относится к пневматическим способам определения места негерме- тичности в длинномерных изделиях, содержащихся под избыточным давлением, и позволяет повысить производительность при сохранении точности. Измеряют давле ние и расход воздуха на концах изделия и на известных расстояниях от концов изделия. По значениям расходов и давления измеренных в смежных точках измерения судят о наличии или отсутствии негерметичности между этими точками: одинаковый расход при различных давлениях свидетельствует об отсутствии негерметичности, а не- равенство расходов - о наличии негерметичности, расстояние до которой определяют по значениям давления и расхода на концах изделия, падения давления и протяженности участка между двумя смежными точками измерения с одинаковым расходом. 1 ил.

сю сю