Устройство для определенияглубиНы зАлЕгАНия ТРубОпРОВОдОВ Советский патент 1981 года по МПК F17D5/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

1

Изобретение относится к области эксплуатации магистральных трубопроводов и касается контроля состояния подводных переходов магистральных трубопроводов с использованием электромагнитных явлений.

Известно антенное устройство, содержащее две или более антенны направленного действия, расположенные .на одной оси с возможностью поворота до момента приема экстремального значения электромагнитного излучения. Оно содержит измеритель угла поворота антенн, которые через редуцирующую передачу, включающую в себя планетарный редуктор, связаны с двигателем их привода 1.

Недостатком известного антенного устройства является то, что оно не обеспечивает большой точности измерения глубины залегания.

Целью изобретения является повышение точности определения глубины залегания трубопроводов.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены тахогенератор переменного тока, фотодатчик начала отсчета текущего угла поворота антенн, счетчик импульсов, формирователи, при этом тахогенератор и фотодатчик соединены с антеннами и через формователи - со счетчиком импульсов, коньюкторы, соединенные со счетчиком импульсов и через последовательно соединенные усилитель, ограничитель и дифференцирующую цепь с антеннами, сумматор, соединенный через регисторы и преобразователь код-напряжение с коньюкторами, интегратор и устройство масштабирования, посредством которых сумматор соединен с индикатором средства для измерения углов поворота антенн.

На чертеже дана . схема предлагаемого устройства.

Антенны 1 и 2 размещены в корпусе 3 и кинематически связаны между собой (показано штриховой линией), посредством безлюфтовых зубчатых передач, а также с при5 водом 4 фотодатчиком 5 начала отсчета угла поворота антенн и тахогенератором 6 переменного тока, выполняющим функции датчика текущего значения угла поворота антенн.

Сигнал антенны 1 поступает на усилитель 7, выход которого соединен с однимлиз входов сумматора 8 через последовательно включенные ограничитель 9, дифференцирующую цепь 10, коньюктор 11, регистр 12 и преобразователь код-напряжение (ПКН) 13. Аналогично связана с вторым входом сумматора 8 антенна 2 через одноименные блоки. Сигналы тахогенератора 6 и фотодатчика 5 через соответствующие формирователи 14 и 15 импульсов связаны со счетным входом и с шиной сброса соответственно электронного счетчика 16 импульсов, кодовый выход которого подключен к вторым входам коньюкторов И. Индикатор 17, роль которого выполняет магнитоэлектрический измерительный прибор, подключен к выходу сумматора через последовательно соединенные интегратор 18 и устройство масштабирования 19.

Устройство работает следуюшим образом.

Трубопровод окружен переменным электромагнитным полем, возбуждаемым переменным электрическим током, протекающим по нему.

Привод 4 непрерывно вращает антенны 1 и 2.

Фотодатчик 5 периодически выдает электрический импульс, соответствующий углу поворота антенн 1 и 2 (ноль градусов в начале каждого оборота этих антенн). Импульс формируется формирователем 1.5 и через щину сброса счетчика 16 возвращает его в исходное состояние, стирая в счетчике 16 число ранее зарегистрированных импульсов и устанавливая нулевое состояние этого счетчика. Тахогенератор 6, будучи кинематически связан с антеннами, вращается в соответствии с их вращением, генерирует переменный ток. Формирователь 14 преобразует синусоидальное выходное напряжение тахогенератора 6 в короткие импульсы, которые, поступая на счетный вход счетчика 16, им регистрируются. При это.м число зарегистрированных счетчиком 16 импульсов в любой момент времени пропорционально текущему значению угла поворота вращающихся антенн. По завершении антеннами 1 и 2 каждого оборота фотодатчик 5 вновь генерирует импульс, которым счетчик 16 возвращается в исходное состояние. Напряжения, соответствующие выходной кодовой комбинации счетчика (в параллельном коде), непрерывно воздействуют на связанные со счетчиком 16 входы коньюкторов 11.

Выходной сигнал антенны 1 усиливается усилителем 7 по амплитуде без искажения формы, после чего ограничивается по максимуму ограничителем 9, а затем дважды дифференцируется дифференцирующей цепью 10 с ограничением полярности, принимая форму коротких однополярных импульсов, временное положение которых соответствует моментам экстремального (минимального) значения сигнала на выходе антенны 1. Воздействие каждого из этих импульсов на коньюктор 11 приводит к передаче через коньюкхор кодовой комбинации с выхода счетчика 16, соответствующей числу зарегистрированных счетчиком импульсов к моменту воздействия импульса с выхода цепи

10, в регистр 12, который запоминает эту комбинацию стирая ранее зарегистрированную в нем комбинацию.

Преобразователь 13 код-напряжение (ПКН) преобразует кодовую комбинацию, хранящуюся в регистре 12, в напряжение, соответствующее этой комбинации, т. е. пропорциональное числу импульсов, зарегистрированных счетчиком 16 к моменту достижения сигналом антенны 1 минимального значения напряжения.

Аналогично работает и канал антенны 2.

0

С выходов ПКН 13 постоянное напряжение поступает в сумматор, где суммируется, а выходное напряжение сумматора пропорционально сумме входных напряжений. Устройство масщтабирования 19 количествен5но преобразует сигнал, подаваемый на индикатор 17, так, что индикатор выводит среднеарифметическое значение углов экстремума обеих антенн.

По показаниям индикатора 17 вычисляют глубину залегания трубопровода

0

Н 0,51 sin R,

где Н - глубина залегания трубопровода; 1 - базовое расстояние между антеннами;

ot- значение угла, считанное с индикатора;R-радиус трубопровода.

Это равенство может быть табулировно, поскольку базовое расстояние 1 между антеннами является постоянной величиной, заложенной в конструкции, а диаметры (ра0диусы) труб - стандартизированы.

Устройство позволяет точнее определять глубину залегания трубопровода вследствие того, что засечки углов поворота антенн и усреднение их во времени делают устройство нечувствительным к периодическим колебаниям антенн.

Устройство позволяет осуществлять измерения с плавучих средств, не прибегая к помощи водолазов. Это облегчает условия труда и удещевляет стоимость работ.

Формула изобретения

Устройство для определения глубины залегания трубопроводов;, содержащее разнесенные антенны направленного действия, привод их непрерывного вращения и средство для измерения углов поворота антенн с индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены Тахогенератор переменного тока, фотодатчик начала отсчета текущего угла поворота антенн, счетчик импульсов, формователи, при этом Тахогенератор и фотодатчик соединены с антеннами и через формователи - со счетчиком импульсов, коньюкторы, соединенные со счетчиком импульсов и через последовательно соединенные усилитель, ограничитель и дифференциальную цепь - с антеннами. Сумматор, соединенный через

регистры и преобразователь код-напряжение с коньюкторами, интегратор и устройство масштабирования, посредством которых сумматор соединен с индикатором средства для измерения углов поворота антенн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 45-97695, кл. 98/3/D11, опублик. 1976 (прототип).