Изобретение относится к устройствам для определения глубины залегания металлических нодводных трубопроводов.
Известные устройства для определ ения глубины залегания металлических трубопроводов, основанные на воабуждении электромагнитного поля вокруг трубопровода путем непосредственного подсоединения генератора, имбют нелинейную шкалу, что ограничивает область их применения глубинами порядка 2,5-3 м.
Предложенное устройство, содержащее генератор переменного тока, измерительное устройство и две взаимно перпендикулярные рамки для ориентации измерительного устройства над трубопроводом, отличается от известных тем, что измерительное устройство выполнено из двух подвижных рамок с различными произведениями площади на число витков. Выходы рамок соединены встречно-иоследовательно с усилителем разбаланса и |фазочувствительным выпрямителем, нагруженным на реверсивный двигатель, перемещающий одну из рамо.к измерительного устройства.
Это позволяет повысить точность измерений и получить линейную зависимость между глубиной залегания и отсчетом по шкале, и, следовательно, использовать предложенное устройство в случае значительной глубины залегания подводных .и подземных трубопроводов.
На чертеже схематично изображено предложенное устройство, содержащее измерите|яьные рамки 1-4, градуированный стержень 5, изготовленный из немагнитного материала, усилитель 6, фазочувствительный выпрямитель 7, реверсивный двигатель 5, нуль-орган 9, трубопровод 10, генератор } переменного тока, заземлители 12, 13.
Измерительные рамки представляют собой катушки, изготовленные из изолированного медного провода. Произведение площади на число витков рамки 2 в m раз меньще,
чем произведение s(i) рамки 1.
Измерительная рамка 2 жестко закреплена на стержне 5, а рамка / установлена подвижно. Оси обеих рамок перпендикулярны оси стержня. Измерительные рамки жестко
связаны со стержнем 5; причем ось рамми 3 перпендикулярна оси стержня и осям рамок / и 2, а ось рамки 4 параллельна оси стержня 5. Выводы рамок 5 и 4 соединены с нуль-органом 9.
Выводы рамок У и 2 соединены с усилителем 6, сигнал с которого поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 7, нагруженного на реверсивный двигатель 8. Опорный сигнал на фазочувствительный усилитель :пожестко связан с подвижной рамкой /. В качестве генератора переменного тока // может использоваться промышленная -сеть.
Устройство .работает следующим образом.
По трубопроводу 10 с помощью генератора // .пропускается переменный ток, вокруг трубопровода создается электромагнитное поле. Для того чтобы на величину злектромагнитного поля не влияли токи, протекающие между заземлителями, последние устанавливаются симметрично относительно оси трубопровода на расстоянии, в 15-30 раз превышающем расстояние h от измерительной раМКИ 2 до оси трубопровода.
Измерительные раМКи 1, 2, установленные на нематнитном стержне 5, ориентируются так, чтобы ось стержня находилась точно над осью трубопровода и магн-итный пото.к был перпендикулярен плоскостям рамок. Ориентировка осуществляется с помощью рамок 5 и 4 по равенству нулю э.д.с., индуцированных в этих рамках.
Магнитный поток, проходя через измерительные рамки 1 н 2, индуадирует в каждой рамке э.д.с. i и EZ, величины которых в ориентированном положении над осью трубопровода определяются выражениями:
И/ ,
EI fiWiSr
h+t
J,
2
где h - расстояние от нижней рамки до оси трубопровода;
t-расстояние между рамками 7 и 2;
/ - частота тока в трубопроводе;
Wi, Wz - числа витков измерительных рамок / и 2;
s, 52 - действующие площади из.мерительных рамок;
(J,- магнитная проницаемость окружающей среды.
В процессе измерений измерительная рамка / с помощью реверсивного двигателя 8 перемещается по стержню 5 (изменяется расстояние t между рамками 1 ,и 2) до тех пор, .пока не сравняются э.д.с. EI и Е, а их разность, подаваемая на вход усилителя, не сведется к нулю. Учитывая, что siWi-mszW при равенстве э.д.с. EI и 2,
I
mSiW2f Г, S2W2 -тПреобразуя последнее выражение, найдем, что расстояние Л однозначно определяется расстоянием t t(m-)h.
Для определения глубины залегания трубопровода под дном водоема одновременно производится промер глубины.
Зная глубину рек Ар в месте расположения трубопровода, находят глубину залегания А его под дно.м водоема
А /г-Лр
если центр измерительной рамки 4 лежит в плоскости зеркала воды.
Предмет изобретения
Устройство для определения глубины залегания металлических подводных трубопроводов, содержащее генератор переменного тока, измерительное устройство и две взаимно перпендикулярные рамки для ориентации измерительного устройства над трубопроводом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и получения линейной зависимости между глубиной залега«ия и отсчетом -по шкале, измерительное устройство выполнено из двух подвижных рамок с различными произведениями площади на число витков, выходы «оторых соединены встречно последовательно с усилителем разбаланса -и фазочувствительным выпрямителем, нагруженным на реверсивный двигатель, перемещающий одну из рамок измерительного устройства.
