Устройство для поиска и определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов

. 1 ил. Комитет Российской Федерациипо патентам и товарным знака ОПИСАНК ПАТЕНТУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ(57) Сущность изобретения: устройство содержит приемное устройство, состоящее из последовательно соединенных первичного преобразователя выполненного в виде магнитной антенны, состоящей из двух параллельных 1 С-контуров, дифференциального усилителя, выходного каскада с индикацией, генератора сигналов с соответствующими связями, каждый из С-контуров состоит из катушек индуктивности и конденсаторовИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначенодля определения местоположения подземных трубопроводов и определения мест повреждения изоляции трубы, Изобретениеможет быть использовано в геодезии, встроительстве и газовой промышленности,Известно устройство для нахожденияповреждений в подземных силовых кабелях, содержащее две рамочные антенны,усилитель, индикатор и генератор звуковойчастоты.Недостатком этого устройства являетсянизкая точность определения места повреждения изоляции, обусловленная большими габаритами рамочных антенн,Известно устройство для определенияместа повреждения изоляции магистральных трубопроводов, содержащее приемноеустройство, состоящее из последовательносоединенных первичного преобразователя,. выполненного в аиде приемных электродов,усилителя, выходного каскада с индикацией, и генератор.Недостатком укаэанного устройства является низкая точность определения местаповреждения изоляции, обусловленная необходимостью расположения электродов,перемещающихся вдоль трубопровода нарасстояние 1-3,5 м друг от друга.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являетсяустройство для определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов,содержащее приемное устройство, состоящее иэ последовательно соединенных первичного преобразователя, выполненного ваиде двух емкостных датчиков, согласующих усилителей, блока симметризации,дифференциального усилителя, выходногокаскада, представляющего собой приемник, и генератор высокочастотных сигналов.Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, обусловленная зависимостью выходногосопротивления емкостных датчиков от ихрасстояния до поверхности земли. Крометого, наличие блока симметриэации и необходимость размещения емкостных датчиковна фиксированное расстояние на отдельнойштанге также приводит к снижению точности определения места повреждения изоляции трубопровода и создает определенныенеудобства при выполнении работ,Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения мест повреждения изоляциитрубопровода,Цель достигается тем, что в известномустройстве для определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов,содержащем приемное устройство, состоящее иэ последовательно соединенных первичного преобразователя, дифференциального5 усилителя, выходного каскада с индикацией,и генератор сигналов, введен первичныйпреобразователь, выполненный в виде магнитной антенны, состоящей из двух параллельных аС-контуров, размещенных на"0 одном ферритовом стержне, при этом первыевыводы аС-контуров соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциальногоусилителя, а вторые выводы - с общей шиной приемного устройства.При этом один из аС-контуров настроенна рабочую частоту генератора, а другойнастроен на широкую полосу пропусканиячастот, захватывающую частоту промышленных помех.Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, чтопредлагаемое устройство для поиска и определения мест повреждения изоляции трубопроводов имеет следующие отличительныепризнаки;- применение в качестве первичногопреобразователя магнитной антенны, выполненной в виде двух параллельных аС 0 контуров. размещенных на одномФерритовом стержне;- первые выводы аС-контуров соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциальногоусилителя;- вторые выводы аС-контуров соединены с общей шиной приемного устройства;- один из аС-контуров настроен на рабочую частоту генератора, а другой настро 40 ен на широкую полосу пропускания частот,захватывающую частоту промышленных помех,Таким образом, заявляемое устройство для поиска и определения мест повреж"5 дения изоляции подземных трубопроводовсоответствует критерию изобретения "новизна".Известны приемные устройства, которые в качестве первичного преобразователя50 используют магнитную антенну, выполненную в виде одного параллельного аС-контура, последовательно подсоединенного кдифференциальному усилителю. выход которого подсоединен к выходному каскаду,Однако устройства, использующие такуюмагнитную антенну, определяют только местоположение подземного трубопровода ине позволяют определять повреждение изоляции трубопровода, 2005307Введение в магнитную антенну второго аС-контура в указанной выше связи с остальными элементами схемы в заявляемом устройстве для поиска и определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов позволяет магнитной антенне проявить новые свойства, что приводит к повышению помехоустойчивости устройства и расширению выполняемых функций, то есть возможности определения не только местоположения трубопровода, но и определения места повреждения изоляции трубопровода. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". На чертеже представлена функциональная схема устройства для поиска и определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов,Устройство для поиска и определения мест повреждения изоляции подземных трубопроводов содержит приемное устройство, состоящее иэ последовательно соединенных первичного преобразователя 1, выполненного в виде магнитной антенны, состоящей иэ двух параллельных аС-контуров 2, 3, дифференциального усилителя 4, выходного каскада с индикацией 5, и генератор 6 сигналов, подключенный к проверяемому трубопроводу 11, Каждый из аС-контуров 2, 3 состоит из катушек 7, 8 индуктивности и конденсаторов 9, 10. Длина всей магнитной антенны определяется габаритами стандартного ферритового стержня и составляет 0,16 - 0,2 м. Выходной каскад с индикацией 5 представляет собой усилитель для дополнительного усиления сигнала и подключения к его выходу головных телефонов для звуковой индикации.При этом аС-контур 2 настроен на рабочую частоту генератора, а аС-контур 3 настроен на широкую полосу пропускания частот, захватывающую частоту промышленных помех.Устройство работает следующим образом, Генератор 6, подключаемый к искомому трубопроводу. 11, возбуждает в цепи трубопровод-земля электрический переменный ток частотой 1024 Гц. В результате этого вокруг искомого трубопровода создается переменное электромагнитное поле. Для определения местоположения трубопровода оператор с приемным устройством передвигается над исследуемым трубопроводом так, чтобы магнитная антенна была перпендикулярна оси трубопровода, Силовые линии переменного электромагнитного поля пересекают магнитную антенну 1 и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 возбуждают в ней электродвижущую силу (ЭДС). ЭС, возбужденная в магнитной антенне 1, является суммарным сигналом в результате действия двух составляющих поля, первая из которых обусловлена полезным сигналом, создаваемым генератором 6, а вторая - промышленными помехами. Суммарный сигнал, возбуждаемый в магнитной антенне, подается соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального усилителя 4,Так какС-контур 2 настроен на рабочую частоту генератора, а аС-контур 3 настроен на широкую полосу пропускания частот, захватывающую частоту промышленных помех, то ЭДС, возбужденная полезным сигналом ваС-контуре 2 существенно больше, чем в аС-контуре 3, а ЭДС, возбуждаемые от полей промышленных помех в аС-контурах 2, 3, почти равны. Полезный сигнал, усиленный резонансным свойством аС-контура 2, поступает на неинвертирующий вход дифференциального усилителя и усиливается им как разностный сигнал. а сигналы, возбуждаемые в аС-контурах 2, 3 от промышленных помех, вычитаются как синфазные сигналы на входе дифференциального усилителя 4.Такая органиэация входных цепей приемника позволяет повысить коэффициент подавления входных сигналов, наводимых в магнитной антенне электромагнитными полями промышленных помех, и тем самым повысить помехоустойчивость прибора в целом,Для определения места повреждения изоляции трубопровода приемное устройство передвигается над обследуемым трубопроводом так. чтобы магнитная антенна была расположена параллельно оси трубопровода, При приближении приемника к месту повреждения изоляции направление движения указано на чертеже стрелкой) в аС- контуре 3, имеющем широкую полосу пропускания частот, увеличивается наводимая ЭДС, Величина этой ЭДС поиближается к величине ЭДС, наводимой в аС-контуре 2. В результате этого сигнал на выходе дифференциального усилителя падает и при размещении магнитной антенны 1 непосредственно над местом поврекдения выходной сигнал падает до нуля, При дальнейшем перемещении приемника сигнал на выходе дифференциального усилителя начинает возрастать.Возможность крепления на одном ферритовом стержне аС-контуров позволяет сохранить определенную взаимную ориентацию контуров в процессе измерения, а возмокность обеспечения минимального расстояния2005307 Составитель Ю. Буковскийэктор Т, Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор Л, Пилипенко Заказ 3432 Тираж ПодписноНПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 роиэводствен между катушками индуктивности позволяет получить небольшие размеры магнитной антенны, что в конечном итоге позволяет повысить точность определения мест повреждения изоляции трубопровода. Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее приемное устройство, состоящее из последовательно соединенных первичного преобразователя, дифференциального усилителя, выходного каскада с индикацией и генератора сигналов, подключенного к проверяемому трубопроводу, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности определения мест повреждения изоляции трубопровода, первичный,преоб(56) Методы контроля и измерений при защите подземных сооружений от коррозии.М., 1978, с. 138-141.Авторское свидетельство СССР 5 В 1265658, кл. 6 01 В 31/08, 1984. разователь выполнен в виде магнитной антенны, состоящей из двух параллельныхС-контуров, размещенных на одном ферритовом стержне, при этом первые выводыС-контуров соединены соответственно с. инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя, а вторые выводы - с общей шиной приемного устройства, причем первыйС-контур имеет рабочую частоту генератора, а второй- широкую полосу пропускания частот, за хватывающую частоту промышленных помех.