УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО Советский патент 1969 года по МПК G01R27/16 

Оиисываемое устройство для определения переходных сопротивлений подземных металлических сооружений, например нефтепродуктопроводов, предназначено для использования при контроле состояния изоляции подземных металлических трубопроводов как при их строительстве, так и при эксплуатации, а также при определении величин переходных сопротивлений между оболочками подземных кабелей и землей.

Известны устройства для определения переходных сопротивлений подземных трубопроводов посредством амперметра и вольтметра. Все известные способы измерения переходных сопротивлений предусматривают измерение потенциала подземного трубопровода относительно земли в нескольких точках его, измерение токов, протекающих по трубопроводу, либо то и другое. Измерение постоянного потенциала на трубопроводе или измерение искусственно наложенных постоянных токов на подземных сооружениях, находящихся в зоне действия блуждающих токов, приводит к недопустимым погрешностям.

Известные устройства для поиска трассы трубопровода и глубины его залегания не точны и не стабильны в показаниях индикаторных блоков.

ный в виде Т-образной штанги, снабженной метрическими делениями, на горизонтальной части которой закреплены две индукционные катущки с ферритовыми сердечниками на равноудаленных расстояних от середины штанги, причем один из ее концов снабжен телескопической трубкой и поворотным шарниром, а на вертикальной части штанги установлена катушка, перемещающаяся ,в вертикальном направлении, причем ее ось параллельна горизонтальной части Т-образной штанги. Кроме того, горизонтальная часть Т-образной штанги, лесущая индукционные катущки, может быть закреплена в напра1вляющих для горизонтального перемещения, шарнирно связанных с вертикальными стержнями, установленными в направляющих для регулирования ее горизонтальности, а его две идентичные индукционные катущки, размещенные на горизонтальной части щтанги, могут быть подключены на входы идентичных усилителей, выходы которых соединены со входом блока вычитания сигналов, выход которого связан с индикатором, а выход одного из усилителей через переключатель соединен с микроамперметром.

рений переходного сопротивления и Их достоверность.

На фиг. 1 изображена конструктивно-кинематическая схема устройства ориентации датчика переменного магнитного поля трубопровода; на фиг. 2 - блок-схема вторичного прибора.

Устройство содержит идентичные индукционные катушки и 2 с ферритовыми сердечниками, измерительную катушку 3 без сердечника, Т-образную штангу 4, генератор 5 звуковых частот, подземный трубопровод 6, заземлитель 7 генератор-а, фиксируюш,ий винт 8, наиравляюш,ие 9 горизонтального перемещения штанги, ролик 10 горизонтального перемеш,ения штанги, иодвижиой стержень 11, ролик 12 для вертикального перемещения .штанги, стойки 13 и 14, указатель 15 уровня, идентичные усилители 16 и 16, .блок 17 вычитания сигналов, указываюш,ий прибор 18 с нулем посередине, микроамперметр 19 типа М-24, переключатель 20 рода работ.

Описываемое устройство предназначено для бесконтактных измерений иапряженностей переменного магнитного поля трубопровода, после проведения которых переходное сопротивление трубопровода определяется по следующей формуле:

(Z,+ R,)L

ОМ. КМ.,

I х 2 In-

н

где Hxi и HX,, - эффективные значения напряженностей переменного магнитного поля, измеренные на трассе на одинаковых расстояниях от оси трубопровода в точках, отстоящих от места подсоединения генератора на расстояниях х и Xz

L - длина обследуемого трубопровода (расстояние между точками с координатами Xi и х), км;

ZT - модуль комплекса продольного сопротивления трубопровода, который вычисляется по известной формуле.

Поскольку знаменатель формулы - величина безразмерная, то нет необходимости градуировать измерительный прибор в единицах измерения напряженности магнитного поля, а достаточно отградуировать его в единицах, пропорциональных напряженности магнитного поля, например в напряжениях, индуцируемых в датчике.

Согласно приведенной формуле на трассе трубопровода необходимо сделать два измерения напряженности переменного магнитного поля на концах обследуемого участка трубопровода в точках пространства над трассой трубопровода, отстоящих от него на одинаковом расстоянии. Для производства таких измерений необходимо точио измерять трассу и глубину залегания трубопровода. Для точного определения трассы применен дифференциальный способ, заключающийся в следующем.

Две Идентичные хатушки / и 2, закрепленные на горизонтальной части штанги иа равноудаленных расстояних / от середины штанги подключают на входы идентичных усилителей 16 к 16 (второе положение переключателя 20).

График, изображенный на фиг. 1, показывает характер изменения э. д. с. в катушках 1 и 2 при горизонтальном их расположении .и при

перемещении их вправо или влево от оси трассы подземиото трубопровода. При расположении вертикальной части штанги 4, а следовательно и катушки 5 над осью трубопровода э. д. с., наводимые в катушках / и 2, будут

одииаковы. Одинаковы будут сигналы и на выходе усилителей 16 и 16. В этом случае напряжение на выходе блока 17 вычитания или на зажимах микроамперметра 18 с нулем посередине будет равно нулю. При несоответствии середины штанти 4, а равноизмерительной катушки 5 оси трассы трубопровода 6 сигналы на выходе усилителей будут резко отличаться друг от друга, что вызовет появление на выходе блока 17 напряжения той или ииой полярности и отклонение стрелки микроамперметра 18 вправо ИЛ.И влево. Таким образом, перемещая штангу 4 с катушками / и 2 вправо или влево от оси трубопровода 6, добиваются такого положения, когда стрелка прибора 18 установится на нулевом делении. В этом случае середина штанги 4, а следовательно, и катушка 3 будет расположена точно над осью трассы.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 5 подключают одним полюсом к

трубопроводу 6, а другим - к заземлителю 7.

При этом по трубопроводу будет проходить

перемепный ток, создавая вокруг него переменное магнитное поле той же частоты. Для выполнения измерений необходимо грубо определить иаправлеиие трассы трубопровода известным способом, подключив на вход вторичного прибора индукционный датчик с ферритовым сердечником. Определение оси трассы этим методом осушествляется по максимальному звучанию в телефонах, подключенных на выход усилителя в гнезде «телефоны, либо по максимальному отклонению стрелки

прибора 18. Максимальное звучание в телефонах или максимальное отклонение стрелки прибора 18 будет наблюдаться над осью трассы. Определив направление трассы трубопровода, устанавливают стойки 13 и 14 устройства ориентации датчика ио разные стороны от оси трассы так, чтобы горизонтальная часть штанги 4 была перпендикулярной отмеченному направлению оси. Затем врашением роликов 12

ориентирует штангу горизонтального при помощи указателя уровня 15. Установив горизонтально штангу 4 и подключив катушки / и 2 к вторичному прибору (второе положение переключателя 20, точно определяют ось

способом. При этом измерительная катушка 3 точно будет находиться над осью трубопровода. Подключают ее ко вторичному прибору (третье положение переключателя 20.

Сделав измерение, необходимо определить расстояние а, на котором находилась катушка 3. Для этого индукционную катушку 1 устанавливают под углом в 45° к горизонтали и подключают ее ко вторичному .прибору (первое положение переключателя 20. При этом работает только усилитель 16, его сигнал поступает на блок 17, работающий в этом случае как обычный выпрямитель. Выдвигая телескопический конец штанги 4, несушийкатушку 1, влево, добиваются минимального отклонения стрелки прибора 18. Расстояние от катушки 1 до места крепления вертикальной части штанги будет равно глубине залегания с. Расстояние от оси измерительной катушки 3 до оси трубопровода определится как разность

а сИзмерение на другом конце обследуемого участка трубопровода производят аналогичным образом, причем до измерения напряженности переменного магнитного поля определяют глубину залегания, а затем устанавливают измерительную катушку 3 на то же расстояние а от оси трубопровода, нри котором было сделано первое измерение.

Определив напряженности магнитного поля в разных точках, вычисляют переходное сопротивление трубопровода по приведенной выше формуле.

Предмет изобретения

1.Устройство для определения переходного сопротивления подземных металлических сооружений, например нефтепродуктопроводов, содержащее генератор звуковых частот, индукционные катушки, измерительный усилитель и указывающий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

измерений переходного сопротивления, оно содержит датчик, выполненный в виде Т-образной щтанги, снабженной метрическими делениями, на горизонтальной части которой закреплены две индукционные катушки с ферритовыми сердечниками на равноудаленных расстояних от середины штанги, причем один из ее концов снабжен телескопической трубкой и поворотным шарниром, а на вертикальной части штанги установлена катушка, перемещающаяся в вертикальном направлении, причем ее ось параллельна горизонтальной части Т-образной штанги.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальная часть Т-образной щтанги,

несущая индукционные катушки, закреплена в направляющих для горизонтального перемещения, шарнирно связанных с вертикальными стержнями, установленными в направляющих для регулирования ее горизонтальности.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения трассы и глубины залегания трубопровода, его две идентичные индукционные катущки, размещенные на горизонтальной части

щтанги, подключены на входы идентичных усилителей, выходы которых соединены с входом блока вычитания сигналов, выход которого связан с индикатором, а выход одного из усилителей через переключатель соединен с

микроамперметром.

Влево