Устройство для обнаружения утечек в изолированном трубопроводе

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вляется отния его при ючих непроостей (дизикновения осредствен(21) 4787181/29 (22) 29.01,90(56) Авторское свидетельство СССР М 806987, кл, Р 17 О 5/02, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯУТЕЧЕК В ИЗОЛИРОВАННОМ ТРУБОПРО-. ВОДЕ(57) Изобретение относится к устройствамдистанционного контроля состояния трубопроводов и может быть использовано дляобнаружения повреждений в трубопроводах, служащих для транспортировки горю. чих и неэлектропроводных жидкостей, Цельизобретения - расширение функцйональных возможностей и повышение безопасности эксплуатации. Датчиком течи являетсяемкость, образованная трубопроводом 2 и Изобретение относится к устройствам дистанционного контроля состояния,трубопроводов и предназначено для обнаружения повреждений в трубопроводах гидротранспортных систем,Известно устройство для обнаружения места течи в трубопроводе с электропроводящей жидкостью, снабженное изолированным проводником, .проложенным вдоль трубопровода и подключенным к одному из зажимов моста постоянного тока. Изолированный проводник охватывает наружную поверхность трубопровода, стенка которого соединена с другим зажимом моста постоянного тока, при этом проводник может быть навит на трубопровод по спирали и 2проводником 1, проложенным вдоль трубопровода 2 по спирали между внутренним слоем 3 пористой изоляции и внешним слоем гидроизоляции, являющаяся частотозадающей для основного генератора 5 импульсов, соединенного с одним иэ входов компаратора 7, к другому входу которого подключен вспомогательный генератор 6 импульсов, выполненный с частотозадающей емкостью, равной емкости основного генератора 5 импульсов при неповрежденном состоянии трубопровода 2. При заполнении пористой изоляции 3 жидкостью в месте течи меняется диэлектрическая проницаемость и соответственно меняются емкость датчика течи и частота импульсов основного генератора 5 импульсов, разнотная частота выделяется компаратором 7фиксируется частотомером 8. 1 3. и. ф-лы,ил,размещен между слоями бумажнои изоляции, облитой снаружи битумом;При разрыве трубопровода вытекающая жидкость замыкает в электрическую цепь стенку трубопровода и проложенный,по его поверхности проводник, а моста постоянного тока зафиксирует сопротивление этого проводника до места контакта с трубопроводом, т. е, расстояние до места течи. Недостатком устройства я сутствие возможности примене передаче по трубопроводу гоф водящих электрический ток жид лектриков) и опасность возн искры, так как напряжение неп но подается к датчику течи.Известно также устройство для обнаружения места течи в изолированном трубопроводе для жидкости, содержащее проводник, проложенный вдоль трубопровода по спирали и размещенный между внутренним слоем пористой изоляции и внешним слоем гидроизоляции, а также последовательно связанные основной генератор импульсов с частотоэадающей емкостью, компаратор и вторичный преобразователь,При заполнении капилляров в пористой изоляции жидкостью в месте течи трубопровода изменится импеданс коаксиального кабеля и от этого участка происходит отражение зондирующих импульсов, посылаемых генератором, По времени прихода отраженных импульсов определяется место течи. Однако устройство сложно в изготовлении и его нельзя применить для горючих непроводящих жидкостей(диэлектриков), а также сохраняется возможность воспламенения горючих жидкостей, так как чем длиннее трубопровод, тем требуется большая мощность импульсов генератора,Целью изобретения является расшире.ние функциональных возможностей и повышение безопасности эксплуатации.Это достигается тем, что предлагаемое устройство. содержащее проводник, проложенный вдоль трубопроводе по спирали и размещенный между внутренним слоем пористой изоляции и внешним слоем гидро- изоляции, а также последовательно связанные основной генератор импульсов с частотозвдающей емкостью, омпаратор и вторичный преобразователь, дополнительно снабжено вспомогательным генератором импульсов, подключенным к другому входу компаратора, причем частотозадающая емкостьосновного генератора образована трубопроводом и проводником, а вторичный преобразователь выполнен в виде частотомера, При этом вспомогательный генератор импульсов выполнен с частотозадающей емкостью, равной емкости основного генератора при неповрежденном состоянии трубопровода,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - графики выходных напряжений, поясняющих работу компа ратора.Устройство содержит плоский проводник 1, трубопровод 2, с жидкостью, слой 3 пористой изоляции (например, бумажной), слой 4 гидроизоляции, основной и вспомогательный генераторы 5, 6 импульсов, соответственно компаратор 7 и вторичный преобразователь 8, 10 40 где 80 - диэлектрическая постоянная, равная 8,85 10 ", ф/м;45 еи - диэлектрическая проницаемостьпористой изоляции;а - ширина плоского проводника 1,1 - длинапроводника 1 на определенном участке трубопровода 2;50 й - толщина слоя 3 пористой изоляции,С помощью резистора Й 2 генератора6 устройство настраивают так, чтобы стрелка магнитоэлектрического микроампермет-.ра и А частотомера 8 находилась около55 нуля (или колебалась около нуля),При заполнении слоя 3 пористой изоля-ции непроводящей жидкостью в месте течитрубопровода изменяется емкость С 1, таккак диэлектрическая проницаемость 15 20 2530 35 Проводник 1, проложенный вдоль трубопровода 2 по спирали и размещенный между внутренним слоем 3 пористой изоляции и слоем 4 гидроиэоляции, соединен с последовательно связанными основным генератором 5 импульсов, компаратором 7 и вторичным преобразователем 8, вспомогательный генератор 6 импульсов подключен к другому входу компаратора 7, причем частотозадающая емкость основного генератора 5 импульсов образована с трубопроводом 2 и проводником 1, а вторичный преобразователь 8 выполнен в вйде частотомера. Вспомогательный генератор 6 импульсов выполнен с частотозадающей емкостью, равной емкости основного генератора 5 импульсов при неповрежденном состоянии трубопровода.Основной и вспомогательный генераторы 5, 6 импульсов выполнены по одинаковой схеме, различие состоит в том, что для основного генератора 5 импульсов частотозадающей емкостью является емкость, образованная трубопроводом 2 и плоским проводником 1, с изолирующим слоем 3 из пористой изоляции и вспомогательный генератор 6 импульсов имеет возможность подстройки, Компаратор служит для выделения разности частот и позволяет выделять разностную частоту (см. фиг. 2) при условии различия значений частот не более чем на 300.Устройство работает следующим образом,При монтаже устройства значение емкости С 2 генератора 6 подбирают приблизительно равной значению емкости С 1, образованной трубопроводом 2 и проводником 1.а еоа ЬХ.и)Ь где Суж - электрическая емкость участка трубопровода 2, заполненного жидкостью в месте течи; Су - емкость участка трубопровода 2 до заполнения жидкостью в месте течи;у - длина проводника 1, соответствующая участку трубопровода 2, заполненного жидкостью в месте течи.Относительное применение емкости определяется выражением д дс у (ех 1) При изменении значения емкости С 1 изменяется частота следования импульсов0,1генератора 5 15 = ,, на выходе1 С 1компаратора 7 появляется раэностная частота, которая фиксируется частотомером 8, который указывает на факт течи в зоне трубопровода 2, контролируемого устройством;ЬОтносительное изменение частоты определяется выражением Если устройство используется в трубопроводе для перекачки электропроводящих жидкостей, то в случае утечки жидкости про,исходит шунтирование входа генератора 5 и соответственно уменьшение частоты,импульсов основного генератора 5 импульсов. Практические расчеты показывают, что емкость погонного километра трубопровода с навитым проводником составляет десятки тысяч пикофарад. Относительное изменение частоты на 1 км трубопровода составляет примерно сотые доли от первоначально установленного значения 15 20 25 30 35 40 частоты ЛЬЕ=100500 Гц, что обеспечивает устойчивую и надежную работу устройства.Изобретение позволяет обнаруживать утечки неэлектропроводящих жидкостей (диэлектриков) и электропроводящих, причем утечка. продукта обнаруживается на стадиях просачивания, а также нарушения гидроизоляции, При попадании на трубопровод воды е = 81 стрелка прибора частотомера отклоняется на более большее значение, чем при утечке продукта Еж=10.40.В предлагаемом устройстве проводник 1 подключен к входу микросхемы и потенциальное напряжение, приложенное к проводнику 1, равно - 1 В, ток при замыкании провода на трубопровод 2 не превышает 56 мА и является безопасным.Кроме того, можно вход основного генератора 5 подключить к проводнику 1 через конденсатор емкостью С=(50.100) С 1, что исключает подачу напряжения к проводнику 1 и не нарушает режим работы устройства.Формула изобретения 1, Устройство для обнаружения утечек в изолированном трубопроводе для жидкостей, содержащее проводник, проложенный вдоль трубопровода по спирали и размещенный между внутренним. слоем пористой изоляции и внешним слоем гидроизоляции, а также последовательно связанные основной генератор импульсов с частотозадающей емкостью, компаратор и вторичный преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения безопасности эксплуатации, он снабжен вспомогательным генератором импульсов, подключенным к другому входу компаратора, причем частотозадающая емкость основного генератора импульсов образована трубопроводом и проводником, а вторичный преобразователь выполнен в виде частотомера,2.Устройство по п.1, отл ичаю щеес я тем, что вспомогательный генератор импульсов выполнен с частотозадающей емкостью, равной емкости основного генератора при неповрежденном состоянии трубопровода.1712736 Риг 1 Муска акто едоро и д, ул,Гага аз 52ВНИИ оставитель Г,Коноваловахред М.Моргентал Корре Тираж Подписноосударственного комитета по изобретениям,и открц 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г