Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при оценке состояния изоляционного покрытия трубопроводов путем воспроизведения диаграммы распределения токов вдоль контролируемой магистраши. Известно устройство для бесконтак ного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах, выполненнее на основе двух датчиков Холла, расположенных на телескопической штанге в горизонтальной плоскости .11 Это устройство позволяет фиксировать вертикальную составлякдаую век тора напряженности постоянного магнитного поля, но при этом необходиМО обеспечить неподвижное состояние датчиков относительно трубопровода, Наиболее близким техническим решением к изобретеник) является устрой ство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах, содержащее, в частности феррозондовый датчик, установленный Haii трубопроводом в горизонтальном положении, последовательно включенные усилитель, амплитудный детектор и стрелочный индикатор 2, Это устройство позволяет контролировать полный вектор напряженности переменного магнитного поля, однако, ему своПственна неточность измере- НИИ при перемещении устройства вдоль трубопровода, поскольку при движении, вследствие неоднородности рельефа местности, изменяется расстояние между датчиком и трубопроводом. Целью изобретения является снижение рельефной погрешности измерения тока при перемещении устройства вдоль трубопровода. Достигается это тем, что в устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных тру- . бопроводах, содержащее феррозондовый датчик, установленный над трубопроводом в горизонтальном положении, последовательно включенные усилитель, амплитудный детектор и стрелочный индикатор, введен дополнительный феррозондовый датчик, причем оба датчика расположены в плоскости, перпендикулярной к трубопроводу, и -жестко мез(«у собой связаны, ось дополнительного датчика направлена вдоль прямой, являющейся продолжением радиуса трубопровода, а обмотки датчиков совдийены,последовательно и подключены к входу усилителя. На фиг.1 представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства для берконтактного измерения токов в подземных магистральных трубоггровода на фиг.2 расположение феррозонловых датчиков относительно трубопровода в исходном положении, а также при удалении от трубопровода и прибл жении к нему, В состав устройства (см. фиг,1) входят соединенные штангой ферро зондовые датчики 1 и 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4 и стрелочный индикатор 5, Работа устройства происходит следующим образом. Генератор низкой частоты своимн .выходными клеммами подключается к трубопроводу и специальному заземлению. При этом ток эаг к кается по цепи генератор-заземпитель-грунт-по ; врежденный участок в изоляции трубопровода-трубопровод-генератор, Опера тор с данньгм устройством перемсаиается вдоль трубопровода и по стрелочному индикатору 5 наблкдает за изменением напряженности магнитного поля созданного протекающим по трубопро воду током, В месте повреждения изоляций будет резкое изменение (скачок тока по сравнению с соседними участками трубопровода, где повреждений нет. Это приведет соответственно к изменению напряженности поля в .месте дефекта, что будет зафиксировано индикатором 5, Датчик 1 реагирует на полный вектор напряженности магнитного поля, созданного током, протекающим по трУ бопроводу. Датчик 2 воспринимает радиальную составляющую поля того же тока, равную нулю в исходном положении 1 устройства (см,фиг,2),., При кол бании высоты датчиков 1 и 2 относительно трубопровода вверх и вниз от исходного положения (полохсепия П и U1 сигналы датчиков изменяются. Сигнал датчика 1 изменяется по гиперболическому закону, причем с удалением; от трубопровода уменьшается. Сигнал датчика 2 изменяет свою полярность при отклонении датчика в разные стороны (вверх-вниз от исходного положения, Измерительные обмотки датчиков 1 и 2 соединены меязду собой таким обра зом, что при удалении датчиков от трубопровода сигналы их складываются а при приближении датчиков к трубопр воду сигнал датчика 2 вычитается из сигнала датчика 1, В результате суммарный сигнал, поступающий на вхол усилителя 3, практически не.меняется при колебании высоты датчиков 1 и 2 относительно трубопровода в определе ном диапазоне перепада высот, т,е, в устройстве осуществляется автоматическая коррекция входного сигнала усилителя 3 в зависимости от изменения расстояния между датчиками и трубопроводом, В связи с этим все изменения, значения входного сигнала будут опре делиться однозначно изменением силы .тока в трубопроводе, Длина штанги между датчиками i и 2, от которой, как видно из фиг.2, зависят углы и Jb f вычисляется расчетным путем с учетом диаметра трубопровода, глубина его залегания и высоты датчиков над поверхностью земли. Определяющим при этом является условие компенсации изменений сигнала датчика 1 сигналом датчика 2 с допустимой погрешностью. Применение предложенного устройства при обследовании состояния изоля ционных покрытий подземных магистральных трубопроводов позволяет получать бесконтактным методом непрерывную картину распределения изменений токов вдоль трубопроводов. Значительная часть токов стекает в грунт через дефекты в изоляционном покрытии. Поэтому, имея распределение изменений (скачков) токов, можно четко обнаружить все имеющиеся повреждения в изоляционном покрытии, а по величине скачков можно судить о размерах дефектов. Практическая эксплуатация предложенного устройства предусматривает движение вдоль трубопровода таким образом, чтобы первый датчик располагался над его осью. Для этого необходимо постоянно контролировать положение оси трубопровода при движении. Подобный контроль может выполнять помощник оператора существующих трассоискателей. Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах, содержащее феррозоидовый датчик, установленный над трубопроводом в горизонтальном norfbжении, последовательно включенные усилитель, амплитудный детектор и стрелочный индикатор, отличаюш е е с я тем, что, с целью снижения рельефной погрешности измерения при перемещении вдоль трубопровода, в него введен дополнительный феррозондовый датчик, ггричем оба датчика расположены в плоскости, перпендикулярной трубопроводу, и жестко между собой связаны, ось дополнительного датчика направлена вдоль прямой, являющейся продолжением радиуса трубопровода, а обмотки датчиков соединены последовательно к подключены ко входу усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Виноградова Ю.А. и др. Применение .бесконтактных измерителей тока при коррозийных исследованиях

на трубопроводах , Серия: Коррозия и защита в нефтегазовой прокышленности,- М,: ВНИИОЭНГ, 1976, с.26-27.

2. Авторское свидетельство СССР 243733, кл. G 01 R 27/16, 1967.