Искатель течи в скрытых трубопроводах Советский патент 1979 года по МПК F17D5/06 

(54) ИСКАТЕЛЬ ТЕЧИ В СКРЫТЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

i

Изобретение относится к области дистанционного обнаружения течи трубопроводов теплотрасс, находящихся под слоем грунта. Известен искатель течи, содержащий два приемных датчика, преобразующих механические колебания в электрический сигнал, два предварительных усилителя, выпрямители, подключенные к компенсатору выпрямленных напряжений, модулятор, автогенератор, усилитель, выход которого соединен с двухполупериодным демодулятором, усилитель постоянного тока и индикатор 1.

Недостатком известных устройств является наличие потерь части полезного сигнала при отстройке от акустических помех с помощью компенсатора выпрямленных напряжений, так что для последующего усиления этого сигнала требуется схема модуляции-демодуляции. Это значительно усложняет все устройство в целом.

Известен также искатель течи, содержащий преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, соединенный с ним зонд, чувствител| ные элементы, усилители и блок регистрации. Преобразовате-чь механических колебаний в электрический сигнал раслоложеи в акустическом концентраторе, выполненном в виде сужающихся в направлении от трубопроводов волноводов 2J. Недостатком прототипа является ограниченный частотный диапазон воспринимаемых акустических колебаний, обесловленный резонансными свойствами акустического концентратора и волноводов. Этот недостаток ограничивает функциональные возможности искателя, так как он может обнаруживать течи трубопроводов, заполненных либо только жидкостью, либо только газом.К его недостаткам относится также отсутствие возможности определения направления на место течи, т.е. для работы необходимо знать предварительно место прокладки теплотрассы. Кроме того, неоднократное преобразование акустического сигнала течи в механические колебания грунта и затем опять в акустический сигнал приводят к дополнительным потерям сигнала, что снижа.ет чувствительность искателя и приводит к невысокой точности обнаружения места течи.

0 Цель изобретения - повышение точности обнаружения места течи.

Эта цель достигается тем, что HCKaTevib течи снабжен блоком вычитания электрических сигналов, преобразователь мсханнческих колебаний выполнен в виде куба, на гранях которого расположены чувствительные элементы, причем чувствительные элементы, расположенные на вертикальных противоположных гранях куба, соединены попарно согласно и через соответствующие уси лители подключены к входам блока вычитания электрических сигналов, выход которого соединен с одним из входов блока регистрации, а чувствительные элементы, расположенные на горизонтальных противоположных гранях куба, соединены попарно согласно и через усилитель подключены к другому входу блока регистрации.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного искателя течи; на фиг. 2 - конструкция приемника механических колебаний.

Искатель течи (фиг. I) содержит приемник 1 механических колебаний, усилители 2, 3 и 4, блок вычитания 5 электрических сигналов, и блок регистрации 6.

Приемник механических колебаний {фиг. 2) состоит из корпуса 7, к которому через упругий элемент 8 прикреплен преобразователь 9 механических колебаний в электрический сигнал, выполненный в виде куба, на гранях которого расположены чувствительные элементы 10 и II, 12, 13 14 и 15, которые соединены между собой попарно согласно, и зонд 16.

Устройство работает следующим образом.

При образовании течи в трубопроводе, проложенном в грунте, возникают ВОЛЙА -. образные акустические колебаний, которые расп юстраняются в.грунте в виде сферических волн. Достигая поверхности раздел грунта и- воздушной среды, фронты этих сферических волн возбуждают поверхность грунта, которая также начинает колебаться. Механические колебани.я поверхности грунта возбуждают зонд 16 приемника механических колебаний. При расположении приемника I механических колебаний в стороне от места течи механические колебания, воспринимаемыезондом 16 имеют вертикальную и горизонтальную составляющие, которые воздействуют, через зонд 16, жестко связанный с преобразователем 9 механических колебаний в электрический сигнал, на чувствительные элементы |0-15. При этом .чувствительные элементы 10, If и 14, 15 воспринимают горизонтальную составляющую сигнала, а чувствительные элементы 12 и 13 реагируют на вертикальную составляющую сигнала. Попарное и согласное соединение чувствительных элементов вдвое увеличивает сигнал, поступающий на соответствующий усилитель. При произвольной ориентации преобра.зователя 9 мехали.ческиХ колебаний вокгуг вертикальной оси, чувствительные элементы 10, И и 14, 15 имеют на-выходе электрические сигналы, в общем случае

не равные между собой. И только при ориентации преобразователя 9 таким образом, чтобы диагональ его горизонтальной грани была направлена в сторону течи трубопровода, сигналы с чувствительных элементов О, 11 и 14, 15 оказываются равными между собой. Поэтому для обнаружения направления на место течи трубопровода преобразо.ватель 9 механических колебаний поворачивают вокруг вертикальной оси до тех пор, пока сигналы, снимаемые с чувствительных

9 элементов 10, И н .14, 15, не сравняются между собой. Равенство сигналов определяют с помощью блока вычитания 5 электрических сигналов, на входы KOToporq,, электрические сигналы с чувствительных элеменj TOE 10, II и 14, 15 поступают через соответствующие усилители 3 и 4. При равенстве этих электрических сигналов на выходе блока вычитания 5 электрических сигналов : сигнал равен нулю, что и индицируется в . блоке регистрации б, например, стрелочным

9 прибором с центральным нулевым делением., Таким образом, поворотом преобразователя 9 механических колебаний добиваются равенства сигналов с чувствительных элементов 10, II и 4, 15 и определяют направле ние на место течи по диагонали горизонтальной грани куба. Двигаясь затем в направлении места течи, измеряют сигнал, снимаемый с чувствительных элементов 12, 13, который пропорционален вертикальной составляющей механических колебаний, воспринимаемых зондом 16. Над местом течи трубопровода этот сигнал будет максимальным, что и регистрируется измерительным прибором в блоке регистрации 6. Для исключения внешних акустических помех корпус 7 приемника механических колебаний заключен в

звукоизолирующую оболочку. Точность обнаружения места течи повыщается в предлагаемом искателе течи за счет возможности определения направленяя на место течи и увеличения полезного сигнала с чувствительных элементов. Выбором определенной массы преобразователя 9 механических колебаний «вывещенного на упругом элементе 8 можно обеспечить фильтрацию механических колебаний, частота которых превышает частоту полезного сигнала, что повышает за щищенность устройства.

Формула изобретения

Искатель течи в скрытых трубопроводах, содержащий преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, соединенный с ним зонд, чувствительные элементы, усилители и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности

устройства, он снабжен блоком вычитания электрических сигналов, преобразователь-ме ханических колебаний выполнен в виде куба, на гранях которого, расположены чувствительные элементы, причем чувствительные элементы, расположенные на вертикальных противоположных гранях куба, соединены попарно согласно и через соответствующие усилители подключены к входам блока вычитания электрических сигналов, выход которого соединен с одним из входов блока регистрации, а чувствительные элементы, расположенные на горизонтальных противопоN 4w4; w 4Sw J4/w4

(%/г.г 56 ложных гранях куба, соединены попарно согласно и через усилитель подключены х другому входу блока регистрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 411268, кл. F 17 D 3/04, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 380910, кл. G 01 М 3/24, 1969.