Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода Советский патент 1993 года по МПК F17D5/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для контроля состояния проходного сечения трубопровода, сбора информации о дефектах внутренней поверхности труб и может быть использовано при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов,

Цель изобретения является повышение надежности работы устройства за счет упрощения конструкции и снижения потребляемой мощности.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - формат слова, записываемого в ячейку памяти.

Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода включает подвижный узел, перемещающийся внутри трубопровода и несущий электронные блоки, содержащие модуль датчиков 1, модуль входных регистров 2, модуль сброса 6, модуль формирования адреса 3, модуль памяти 4, модуль управления памятью 5, модуль обработки сигнала расстояния 8 с датчиком расстояния 7, модуль резервного питания 9 и модуль адаптера связи 10. Модуль датчиков включает датчики глубины износа лотка трубопровода, датчик прохождения задвижки и датчик наклона подвижного узла относительно вертикальной оси (не показаны).

00

О

О

го

Модуль датчиков глубины износа представляет собой группы по три геркона. Магнитная ось срабатывания первого из них смещена относительно нулевой отметки, соответствующей неизношенной поверхности трубопровода, на 3 мм вниз, магнитные оси двух других на 6 и 9 мм соответственно. Магнитные оси срабатывания датчиков прохождения задвижки смещены относительно нулевой отметки на 24 мм вниз Модуль датчиков угла наклона выполнен в виде маятника, ось которого совмещена с вертикальной осью подвижного узла устройства, В местах отклонения маятника от вертикального положения на -30°, -15°, +15° и +30° установлены герконы.

Датчик расстояния выполнен в виде герконовых реле, срабатывающих при прохождении мимо них магнитов, движение которых задается через систему механических передач рельефом внутренней поверхности лотка трубопровода, наклоном всей конструкции в ту или иную стороны относительно вертикальной оси и стыками, образованными стоящими вдоль всей трассы задвижками.

Модуль датчиков 1, соединен с первым входом модуля входных регистров 2, выход которого соединен с третьим входом модул я памяти 4. Первый выход модуля сброса 6 соединен с первым входом модуля управления памятью 5, а второй выход модуля сброса 6 соединен со вторым входом модуля формирования адреса 3, первый вход которого соединен с первым выходом модуля обработки сигнала расстояния 8, второй выход модуля обработки сигнала расстояния 8 соединен со вторым входом модуля входных регистров 2. Третий выход модуля обработки сигнала расстояния 8 соединен со вторым входом модуля управления памятью 5, вход модуля обработки сигнала расстояния 8 соединен с выходом датчика расстояния 7. Первый выход модуля управления памятью 5 соединен с третьим входом модуля входных регистров 2, а второй выход модуля управления памятью 5 соединен с четвертым входом модуля памяти 4. Первый выход модуля формирования адреса 3 соединен с первым входом модуля памяти 4, а второй выход модуля формирования 3 адреса соединен со вторым входом модуля памяти 4. Выход модуля резервного питания 9 соединен с пятым входом модуля памяти 4 а выход модуля памяти соединен с входом модуля адаптера связи 10.

Устройство работает на принципе запоминания сигналов от датчиков в определен- ные моменты времени, зависящие от значения пройденного расстояния. В ячейки модуля памяти 4 записываются сигналы от датчиков через каждые лОзК, где К - количество оборотов колеса датчика расстояния 7 (задается равным 1, 2, 4, 7 и т.д. и

определяется типом перемычки установленной в модуле управления памятью 5). Ds - диаметр рабочего колеса датчика расстояния 7. При прохождении каждых п DsK м в очередную ячейку, начиная с первой, записывается состояние датчиков за предыдущий отрезок пройденного пути.

Таким образом, информацию о величине пройденного пути Sn н,есет ячейка с номером N, умноженном на п Ds К м,

5 Sn rDsKN(1.1)

а информацию о состоянии датчиков на отрезке пути от Sn-i до Sn - содержимое ячейки с номером N.

Содержимое ячейки представляет со0 бой восьмиразрядное число, где логическая 1 в разряде означает наличие соответствующего сигнала а логический О, - его отсутствие.

Формат слова, записываемого в ячейку

5 модуля памяти 4 и его расшифровка по разрядной информации представлены на фиг. 2, где D0,.61. D2, D3 - наклон подвижного узла устройства относительно вертикальной оси, соответственно на -30°, -15°, +15° и

0 +30°: D4 - прохождение задвижки, D5, D6 и D7 - глубина износа лотка трубопровода соответственно 3, 6 и 9 мм.

Устройство работает следующим образом, В зависимости от установленной пере5 мычки, XN1, XN2 или XN3, задающей коэффициент пересчета, каждые 4, 7 или 10 оборотов рабочего колеса датчика расстоя- ния 7 из мрдуля обработки сигналов расстояния 8 по первому выходу выдается сигнал

0 увеличения на единицу адреса ячейки модуля памяти (), а по второму выходу - сигнал опроса модуля входных регистров 2 и по третьему выходу - сигнал в модуль управления памятью 5 для выработки сигна5 ла CS на выбор микросхемы модуля памяти 4 и сигнала записи WE (сигнал CS/WE). Модуль входных регистров 2 выполнен так, что сигналы от датчика глубины износа лотка трубопровода и датчика прохождения за0 движки запоминаются на отрезке пути (Sn-1-Sn) и сбрасываются каждые лОзКм после их записи в модуль памяти 4. Сигналы от датчиков угла наклона не фиксируются и поступают в модуль памяти 4 только в мо5 мент записи, т.е. после прохождения очередного отрезка пути. Но.поскольку все устройство обладает инерционностью, а диапазон срабатывания датчика угла наклона расширен на +7° (например сигнал о накло

не -15° поступает при наклоне от-8° до -22°), потери информации о наклоне не происходит.

При получении по второму входу сигнала от модуля обработки сигнала расстояния 8, модуль входных регистров 2 выдает на свои выходные шины данные о состоянии датчиков.

Модуль формирования адреса 3 при получении от модуля обработки сигнала расстояния 8 сигнала об увеличении адреса ячейки на единицу, увеличивает адрес и выдает его на первые выходные шины (). При достижении максимального адреса, соответствующего 2 Кбайт, т.е. зна- чению 2047, происходит обнуление шины адреса и увеличение на единицу числа на вторых выходных шинах, соответствующих номеру корпуса микросхемы (). Такая особенность формирования номера ячейки N обусловлена устройством модуля памяти, который состоит из 26 корпусов микросхем с объемом каждого 2 Кбайт. Полный номер ячейки.определяется по формуле

N 2047P+M(1.2), где ,..25) - номер корпуса;

М(1...2047) - адрес ячейки внутри корпуса;

N - номер ячейки модуля памяти 4..

Модуль управления памятью 5 при пол- учении сигнала WE/CS от модуля обработки сигнала расстояния 8 формирует сигнал выбора микросхемы CS и сигнал записи WE. По этим сигналам происходит запись данных, находящихся на третьем входе модуля памяти 4 по адресу, установленному на первом и втором выходе модуля формирования адреса (формула 1.2).

Модуль сброса б при запуске устройства в работе формирует 52247 импульса уве- личения адреса, которые поступают со второго выхода модуля сброса 6 на второй вход модуля формирования адреса 3, и 52247 импульсов WE/CS, поступающих с первого выхода модуля сброса 6 на первый вход модуля управления памятью 5. При этом во все 52247 ячеек модуля памяти 4 записываются нули. После этого модуль управления памятью 5 формирует на своем первом выходе сигнал сброса, приводящий модуль входных регистров 2 в исходное состояние. Этот сигнал формируется при работе устройства после завершения очередного цикла записи информации в модуль памяти 4.

Модуль резервного питания конструктивно связан с модулем 4 и предназначен

для сохранения информации при транспортировке модуля памяти 4, после завершения пробега по трассе, к вычислительному центру для обработки данных.

Модуль адаптера связи 10 необходим для стыковки модуля памяти 4 с вычислительным средством для обработки данных. Конструктивно он подключается только при обработке информации и служит для передачи данных из модуля памяти 4 в ЭВМ, а также для передачи управляющих сигналов и сигналов адреса от ЭВМ к модулю памяти 4.

Формула изобретения

Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода содержащее подвижный узел, перемещающийся внутри трубопровода и снабженный электронными блоками, включающими модуль памяти, блок питания и датчик пройденного расстояния, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено модулем датчиков, включающим датчик глубины износа лотка трубопровода, датчик прохождения задвижки и датчик наклона подвижного узла относительно вертикальной оси, модулем управления памятью, модулем формирования адреса, модулем сброса, модулем входных регистров и модулем обработки сигнала, расстояния, причем модуль датчиков соединен с первым входом модуля входных регистров, выход которого соединен с третьим входом модуля памяти, первый выход модуля сброса соединен с первым входом модуля управления памятью, а второй выход модуля сброса соединен с вторым входом модуля формирования адреса; первый вход которого соединен с первым выходом модуля обработки сигнала расстояния, второй выход модуля обработки сигнала расстояния соединен с вторым входом модуля входных регистров, третий выход модуля обработки сигнала расстояния соединен со вторым входом модуля управления памятью, вход модуля обработки сигнала расстояния соединен с выходом датчика расстояния, первый выход модуля управления памятью соединен с третьим входом модуля входных регистров, а второй выход модуля управления памятью соединен с четвертым входом модуля памяти, первы.й выход модуля формирования адреса соединен с первым входом модуля памяти, а второй выход модуля формирования адреса соединен со вторым входом модуля памяти.

Фпг. У

Сущность изобретения: подвижный узел, перемещающийся внутри трубопровода, снабжен электронными блоками, содержащими модуль памяти, блок питания и датчик пройденного расстояния. Модуль датчиков содержит датчик глубины износа лотка трубопровода, датчик прохождения задвижки и датчик наклона подвижного узла относительно вертикальной оси. Модуль датчиков соединен с первым входом модуля входных регистров, выход к-рого соединен с третьим входом модуля памяти. Первый выход модуля сброса соединен с первым входом модуля управления памятью, второй выход модуля сброса соединен с вторым входом модуля формирования адреса, первый вход к-рого соединен с первым выходом модуля обработки сигнала расстояния, второй выход к-рого соединен с вторым входом модуля входных регистров. Третий выход модуля обработки сигнала расстояния соединен с вторым входом модуля управления памятью. Вход модуля обработки сигнала расстояния соединен с выходом датчика расстояния. Первый выход модуля управления памятью соединен с третьим входом модуля входных регистров. Второй выход модуля управления памятью соединен с четвертым входом модуля памяти. Первый выход модуля формирования адреса соединен с первым входом модуля памяти, второй выход- с вторым входом модуля памяти. 2 ил.

Фи-8.2