Устройство для бесконтактного измерения силы тока в подземном трубопроводе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) Я 505 6 01 Й 31(02 ННОЕ ПАТЕНТНОЕ ССРСР) ГОСУДАРСТВЕ ВЕДОМСТВО С (ГОСПАТЕНТ С БРЕТЕНИ НИЕ ИЗ ИС АВТОРС ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4837715(21 (22) 11.06.90 (46) 15.02,93, Бюл. М (71) Специальное к гическое бюро Физ титута им. Г.В,Карпе (72) А.М.Брискин, В.Н,Учанин(56) Защита металли подземной коррози жевский И.В. и др.,Григорович К.К измерения токов в и дах. Коррозия и защи мышленности, М,: 19 онструкторско-технолоико-механического инснкоМ,А.Казаковцева и ческих сооружений от и. Справочник. СтриМ.: Недра, 1981, с. 234.Бесконтактный метод одземных трубопровота в нефтегазовой про, М 2, с,16-18.1795384(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА В ПОДЗЕМНОМ ТРУБОПРОВОДЕ(57) Изобретение относится к области злектроизмерений и предназначено для бесконтактных обследований состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов по плотности защитных. таков, Устройство содержит 3 датчика магнитного поля (ДЧМП) (1, 2, 3), 2 коммутатора (КМ) (4, 9), 1 амплитудный детектор (АД) (5), 3 фильтра нижних частот(ФНЧ) (6, 8, 13), 1 демодулятор (ДМ) (7), 1 усилитель (УЛ) (10), 1 квадратор (КД) (11), 1 синхронный детектор (СД) (12) 1 логометр (ЛМ) (14), 1 генератор коммутации (ГРК) (15), 1 фазочувствительный вольтметр (ФНВ) (16), 1 индикатор оси (ИКО) (1 7). 1 з.п,ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к области электроиэмерений и предназначено для бесконтактных обследований состояния .изоляционного покрытия подземных магистральных трубопроводов по плотности защитных токов,Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений путемснижения аддитивных погрешностей,На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит три датчика магнитного поля 1.3. укрепленные на вертикальной штанге, причем датчики 1 и 2направлены по азимутальной, а датчик 3 - 15по радиальной составляющей магнитногополя. Расстояние между датчиками 1 и 2равно 2 . Выходы этих датчиков подключены ко входам первого коммутатора 4, выходкоторого через амплитудный детектор 5 соединен со входом второго фильтра нижнихчастот 6 и входом демодулятора 7. Выходдемодулятора 7 через первый фильтр нижних частот 8 подключен к одному из входоввторого коммутатора 9, другой вход; которого соединен с выходом фильтра нижнихчастот 6, Выход коммутатора 9 через последовательно соединенные усилитель 10,квадратор 11, синхронный детектор 12 итретий фильтр нижних частот 13 подключен 30к первому входу логометра 14, второй входкоторого соединен с выходом фильтра нижних частот 8. Управляющие входы коммутаторов, демодулятора и синхронногодетектора подключены к генератору коммутации 15.Устройство содержит также фазочувствительный вольтметр 16, входы которого соединены с датчиками 2 и 3, а выходсоединен с индикатором оси 17, 40Устройство работает следующим образом,Сначала производится поиск оси трубопровода и установка штанги с датчикаминад ней по линии, являющейся продолжением его радиуса, Поиск оси и установка штанги производятся по нулевому показаниюиндикатора оси 17, При этом на сигнальныйвход фаэочувствительного вольтметра 16поступает сигнал от радиального датчика 3,а на вход опорного канала - сигнал от аэимутального датчика 2, При пересеченииштангой оси трубопровода фаза.радиальной компоненты поля меняется на 180 градусов, что регистрируется по индикатору 55оси 17, соединенному с выходом фаэочувствитеНьного вольтметра 16.После установки штанги над осью трубопровода производится измерение тока,При этом на амплитудный детектор 5 через коммутатор 4 периодически с частотой коммутации Й поступают сигналы, пропорциональные напряженности магнитного поляН 1 и Н 2 в точках размещения датчиков 1 и 2,В спектре выходного напряжения детектора5 присутствует сумма амплитуд входныхсигналов, а на частоте коммутации - их разность, После фильтрации переменной составляющей этого напряжения ФНЧ 6,напряжение, пропорциональное сумме амплитуд, поступает на один из входов коммутатора 9, на другой вход которого подаетсядемодулированное демодулятором 7 и отфильтрованное ФНЧ 8 напряжение, пропорциональное разности амплитуд входныхсигналов, Периодически, с частотой коммутации И напряжения суммы и разности через усилитель 10 поступают на квадратор11, на выходе которого образуется на частоте коммутации напряжение, пропорциональное произведению амплитуд входныхсигналов, которое, после детектированиясинхронным детектором 12 и фильтрацииФНЧ 13, подается на один из входов логометра 14, на другой вход которого поступаетнапряжение с выхода ФНЧ 8, а показаниялогометра пропорциональны отношениюпроизведения амплитуд входных сигналов ких разности.Учитывая, что сила тока, протекающегопо трубопроводу, связана с напряженностями магнитного поля Н 1 и Н 2 в точках размещения датчиков 1 и 2 следующимсоотношением:1-2 л Н Н (1)Н 2 Н 1показания логометра 14 будут пропорциональны величине2 лОЯК,где 3 - коэффициент преобразования датчиков 1 и 2,М - обобщенный коэффициент передачиустройства,Эта величина с точностью до множителяВ% совпадает с силой тока, определеннойпо фОрмуле (9) с учетом того, что напряженности магнитного поля в точках 1 и 2 связаны с током 1 следующими соотношениями: 1 12.ь+ =ткр=т) д. Таким образом;.по показаниям логометра можно произвести непосредственный отсчет силы тока в трубопроводе, что позволяет исключить иэ процесса измерения запись промежуточных результатов и вычисления по формуле(1), как это производится в прототипе, Упрощается поиск и установка датчиков на ось.1795384 За счет того, что близкие по уровню сигналы первого и второго датчиков сравниваются (вычитаются) в одноканальном тракте, значительно уменьшаются аддитивныепогрешности сравнения, что повьцвает точность измерений,2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, целью упрощения поиска оси трубопровода, в него дополнительно введен фазочувствительный вольтметр, вход которого подключен к второму и третьему датчикам, а выход соединен с индикатором оси. Составитель А,БрискинРедактор В,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор А,Козориз Заказ 427 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1, Устройство для бесконтактного измерения силы тока в подземном трубопроводе, содержащее три датчика магнитного поля, укрепленные на вертикальной штанге, два из которых размещены на расстоянии 2 друг от друга и направлены по азимутальным составляющим магнитного поля, создаваемого током трубопровода, а третий направлен по радиальной составляющей этого поля, амплитудный детектор, усилитель и индикатор оси, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, в него дополнительно введены первый коммутатор, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, второй коммутатор, выход которого через последовательно соединенные усилитель и квадратор подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого через третий фильтр нижних частот подключен к первому входу логометра; шкала которого прогрэдуирована в единицах силы тока, выход амплитудного детектора одновременно подключен к первому входу демодулятора и через второй фильтр нижних частот к первому входу второго коммутатора, выход демодулятора через первый фильтр нижних частот подключен к второму входу второго коммутатора и второму входу логометра, генератор коммутации подключен куправляющему входу первого и втОрого коммутаторов, второму входу демодулятора и второму входу синхронного детектора, выход первого датчика подключен к первому входу первого коммутатора, выход второго датчика подключен одновременно к второму входу первого коммутатора и первому входу блока индикации оси, к второму входу которого подключен третий датчик,