Устройство обнаружения повреждений трубопровода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 175673 0 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР 1 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 3/ 1 проложен в прямом направлении вдоль контролируемого участка трубопровода 2, Кабель 1 одним концом связан с источником 3 излучения и фотоприемнлком 4; на другом конце установлен зеркальный отражатель 10. Выход задающего генератора 6 соединен с управляющим входом источника 3 и входом устройства задержки 7, выход которого соединен с и",рвым входом алемента И 8. Выход фотопоиемника 4 соединен с вторым входом элемента И 8, выход которого через интегрирующее устройство 9 подключен к входу регистратора 5, 1 ил,10 15 ления цели Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к устройствам дистанционного непрерывного контроля состояния магистральных трубопроводов высокого давления,Известно устройство для обнаружения места течи в трубопроводе, состоящее из изолированного проводника, расположенного вдоль наружной поверхности трубопровода (датчик повреждений), один конец которого подключен к одномуиз зажимов регистратора, электропроводящая стенка трубопровода подключена к другому зажи му регистратора,К недостаткам известного устройства следует отнести его пожаро- и взрывоопасность, обусловленную постоянным наличием разности потенциалов между стенкой трубопровода и изолированным провсгдником; что в случае возникновения искры при аварии в трубопроводе с горючей средой может привести к пожару и взрыву, а также потере работоспособности на ббльшомрасстоянии, обусловленной ростом сопротивНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для обнаружения повреждений трубопровода, состоящее из датчика повреждений в виде волоконно-оптического кабеля, расположенного вдоль контролируемого участка трубопровода в прямом и обратном направлениях, источника излучения, фотоприемника и регистратоК недостаткам этого устройства следует отнести большой расход волоконно-оптического кабеля, вызванный необходимостью прокладки его в прямом и обратном направлениях. Целью изобретейия является снижение расхода волоконно-оптического кабеля, проложенного вдоль контролируемого участка трубопровода только в одном направлении.Поставленная цель достигается тем, что устройство обнаружения повреждений трубопровода, содержащее датчик повреждений в виде волоконно-оптического кабеля, проложенного в прямом направлении вдоль контролируемого участка трубопровода, источник излучения, оптически связанный с ним, фотоприемник и регистратор, дополнительно снабжено задающим генератором, устройством задержки, элементом И,интегрирующим устройством и зеркальным отражателем, причем волоконно-оптический кабель одним концом связан и с источником излучейия, и с фотоприемником, а на другом конце волоконно-оптического кабеля установлен зеркальный отражатель, выход задающего генератора соединен с управляющим входом источника излучения и входом устройства задержки, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход фотоприемника соединен с вторым входом элемента И, выход которого через интегрирующее устройство подключен к входу регистратора,В предлагаемом устройстве используется свойство отражения оптического импульса от поверхности зеркального отражателя, что позволяет снизить расход волоконно-оптическс о кабеля,На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Устройство обнаружения повреждений трубопровода содержит датчик повреждений в виде волоконно-оптического кабеля 1, проложенного в прямом направлении вдоль контролируемого участка трубопровода 2, источник 3 излучения, оптически связанный с ним, фотоприемник 4 и регистратор 5, Устройство снабжено задающим генератором 6, устройством 7 задержки, элементом И 8, интегрирующим устройством 9 и зеркальным отражателем 10,Выход источника 3 излучения, в качестве котооого могут быть использованы, например, квантово-электронные модули типов МПД-ААКЭМ 8-4 ПД-А и им подобные, оптически связан с первым концом волоконно-оптического кабеля 1, с которым оптически связан также и вход Фотоприемника 4, выполненного, например, на квантово-электронных модулях типов КЭМ-4 ПР, КЭМ-4 ПРА и др. На втором конце волоконно-оптического кабеля 1 установлен зеркальный отражатель 10, который может быть выполнен, например, в виде полированного торца оптического волокна с нанесенным зеркальным покрытием, Выход задающего генератора 6, выполненного, например, в виде генератора прямоугольных импульсов, соединен с управляющим входом источника 3 излучения и входом устройства 7 задержки, выполненного, например, в виде линии задержки. Выход устройства 7 задержки соединен с первым входом эле- мента И 8, выход фотоприемника 4 соединен с вторым входом элемента И 8, выход которого через интегрирующее устройство 9, например интегрирующую цепь, подключен к входу регистратора 5, выполненного, например, в виде усилителя сигнала с выходом на визуальный индикатор аварии или исполнительный элемент автоматической системы управления трубопроводом 2,Устройство работает следующим образом,Прямоугольные импульсы, вырабатыва- . регистратора 5. При этом на выходе усилителя емые задающим генераторам 6, поступают появляетсяуровеньсигнала,соответствующий на управляющий вход источника 3 излуче-нормальному состоянию трубопровода 2, и ния, содержащего инжекционный лазер и индикация аварии на индикаторе регистра- согласующие устройства для ввода излуче тора 5 отсутствует.ния в оптическое волокно, а также форми- При повреждении трубопровода 2 разрователь, схему блокировки и систему - рушается волоконно-оптический кабель 1. стабилизации выходной оптической мощно-Отраженный оптический импульс перестает сти, поступать на вход фотоприемника 4, исчезаЭлектрический импульс преобразуется 10 ет сигнал и на его выходе. Исчезает также в источнике 3 излучения в оптический им- сигнал на втором входе элемента И 8, и пульс, который поступает на первый конец несмотря на приход имйульса с устройства волоконно-оптического кабеля 1, а также на 7 задержки на выходе элемента И 8 сигнал фотоприемник 4. Оптический импульс про-" отсутствует. Возможное появление отраходит по волоконно-оптическому кабелю 1 15 женных импульсов от излома волоконно-опи попадает на зеркальный отражатель 10, тического кабеля 1 нейтрализуется отражается от него, проходит в обратном . аналогичйо тому, как это делается для прянаправлении по волоконно-оптическому ка- - мого импульса от источника 3 излучения, так белю 1 и поступает на фотоприемник 4, со- как эти импульсы приходят на вход элемендержащий предусилитель и усилитель с 20 та И 8 раньше, чем задержанный импульс с системой АРУ, устройства 7 задержки. Следовательно, исСледовательно, на фотоприемнике 4 по-чезает сигнал на выходе "ин-.гегрирующего следовательно появляются два импульса -"устройства 9, и на выходе усилителя регистпрямой от источника 3 излучения и отражен- ратора 5 появляется уровень сигнала, соосный от зеркального отражателя 10. Но так 25 ветствующий. повреждению трубопровода как информацию о состоянии трубопровода 2, при этим включается индикатор аварии, 2 не еттолькоотраженныйимпульс,топря- При изготовлении устройства необхомой импульс от источника 3 является пара- димо учесть, что длителъйость импульсов зитным, и его необходимо нейтрализовать задающего генератора 6 надо выбирать Для этого электрический импульс с задаю много меньшей длительности прохождений щего генератора б поступает также и на светового импульса вдоль участка контроля вход,стройства 7 задержки, котороезадер-трубопровода 2 в прямом и обратном наживает сигнал с задающего генератора б на правлении во избежание появления ложных время, равное времени прохождения свето-импульсов на выходе элемента И 8 при ававого импульса по волоконно-оптическому 35 риитрубопровода 2.кабелю 3 вдоль контролируемого участка: Предлагаемое устройство по сравнетрубопровода 2 в прямом и обратном на- нию с базовым объектом обеспечивает правлениях, В этом случае задержайный уменьшение расхода волоконно-оптйческоимпульс с выхода устройства 7 задержки . го кабеля в 2 раза за счет использования в поступает на первый вход элемента И 8 од качестве датчика повреждений волоконноновременно с поступлением на второй вход оптического кабеля, проложенного вдоль электрического импульса, образовавшегося контролируемого участка"трубопровода в в результате преобразования вфотоприем- одном направлейии,"прй Сохранении всех нике 4 отраженного светового импульса, и преимуществ прототипа (пожаровзрывобена выходе элемента И 8 формируется алек зопасность, достоверность контроля), трический импульс, соответствующий нор- Предлагаемоетехническоерешениенамальному состоянию трубопровода 2, ибольший эффект можетдать при использоПрямой оптический импульс от источника 3 вании на участках контроля трубопроводов излучения, преобразовавшись в фотопри- с горючими средами, большой протяженноемнике 4, поступает также на второй вход 50 сти, и значительно, учйтывая высокую стоэлемента И 8, однако в это воемя отсутству- имость волоконно-оптического кабеля, ет импульс на первом входе с устройства 7 снизить расходы на изготовление,задержки и на выходе элемента ИЗ.Далее . Формула изобретения задающий генератор б вырабатывает следу-Устройство обнаружения повреждений ющий импульс, и описанный процесс повто трубопровода, содержащее датчик поврежряется. дений в виде волоконно-оптического кабеС выхода элемента И 8 импульсы паст- ля, проложенного в прямом направлении пают на вход интегрирующего устройства 9 вдоль контролируемого участка трубопровои на его выходе появляется сигнал, который да, источник излучения, оптически связан- усиливается усилителем, входящим в состав ный с ним и волоконно-оптическим кабелемЗаказ 3081 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фотоприемник и регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения расхода волоконно-оптического кабеля, устройство снабжено задающим генераторбм. устройством задержки, элементом И, интегрирующим 5 устройством и зеркальным отражателем. причем волоконно-оптический кабель одним кон цом связан с источником излучения и с фотоприемником, а на другом конце волоконно-оптического кабеля установлен зеркальный отражатель, выход задающего генератора соединен с управляющим входом источника излучения и входом устройства задержки, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход фотоприемника соединен с вторым входом элемента И, выход которого через интегрирующее устройство подключен к входу регистратора.