Устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением

(22)Заявлено 04.01,81 (21) 3231701/25-28с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл. С 01 1 3/24 тоеудврстеенный комитет СССР по делам нзабретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕЧИ В СОСУДАХ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ О 15 1Изобретение относится к испытательной технике для контроля на герметичность и предназначено для определения направления течи жидкостей игазов в сосудах, находящихся под давлением, напорных трубопроводах. Известно устройство для определения направления течи, содержащее два канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные акустоэлектрический преобразователь, усилитель, частотный фильтр, выходы последних соединены с входами перемножителя, причем в одном из каналов между фильтром и входом перемножителя включен фазовращатель, выход перемножителя через сглаживающий фильтр соединен с входом индикатора 11.Однако это устройство не обеспечивает наибольшего отношения сигнал/ помеха в присутствии коррелированных между собой акустических помех в каналах, в результате цего направление к течи определяется с погрешностью.По основному авт. св, У 616542 известно устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением, содержащее два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных акустоэлектрического преобразователя, усилителя, перестраиваемого полосового фильтра, смесителя, причем в одном из каналов между смесителем и усилителем включен фазовращатель, выходы усилителей соединены с входами пере- множителя, выход которого через сглаживающий фильтр соединен с индикатором, вторые входы смесителей соединены с выходом гетеродина21.Однако это устройство также обладает рядом недостатков: величина сигнала на индикаторе зависит не только от мощности акустического сигнала, но и от положения пары акустоэлектрицеских преобразователей на контрарования, вход которого соединен свыходом сумматора 17, а выход - сблоком 19 управления, выход последнего соединен с вторыми (управляющими) входами полосовых фильтров 5 и 6и входом гетеродина 20, выход которого соединен с вторыми Входами смесителей 7 и 8,Устройство работает следующим образом.Образованный течью акустическийсигнал поступает на расположенныена контролируемом объекте акустоэлектрические преобразователи 1 и 2,жестко связанные между собой. Расстояние 1 между акустоэлектрицескимипреобразователями 1 и 2 фиксированотак, чтобы выполнялось неравенство где Ч - разность фаз между сигналами на входах перестраиваемых полосовых фильтров 5и 6;верхняя центральная частотафильтров 5 и 6С - скорость ультразвука в материале объекта.Электрические сигналы с выходов акустоэлектрицеских преобразователей 1 и 2 через усилители 3 и поступают на входы перестраиваемых полосовых фильтров 5 и 6,рые перестраиваются блоком 19 управления в рабочем диапазоне частот,с выходов фильтров 5 и 6 узкополосные сигналы поступают на входы смесителей 7 и 8, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода гетеродина 20, также перестраиваемого блоком 19 управления. С выхода смесителя 7 сигнал с центральной промежуточной частотой поступает на вход Фазовращателя 9 и на второй вход второго перемножителя 14, а с выхода смесителя 8 - на первые входы перемножителей 10 и 14. С выхода фазовращателя 9 сигнал, сдвинутый по фазе на1 с 1 , поступает на второй вход перемножителя 10; с выходов перемножителей 10 и 14 результаты перемножения сигналов поступают на входы сглаживающих фильтров 11 и 15 соответственно. По полярности и величине напряжения выхода сглаживающего Фильтра 11 определяется направление к течи, оно подается на индикатор 12,3 953479лируемом объекте относительно источника течи, возможен пропуск полезногосигнала и, кроме того, помеха с мощностью меньшей, цем мощность сигнала,может быть принята за полезный сиг".йал. Все указанные недостатки устройства приводят к неверному определению направления к течи и, следовательно, увеличивают трудозатраты,снижают производительность контроля 1 Ообъектов.Цель изобретения - повышение производительности контроля,Это достигается тем, что устройство снабжено вторым перемножителем 15входы которого соединены с выходамисмесителей, вторым сглаживающим фильтром, Вход которого сВязан с Выходомвторого перемножителя, первым квадратором, вход которого соединен свыходом второго фильтра, сумматором,один из входов которого связан с выходом первого квадратора, вторымквадратором, вход которого соединенс фильтром, а выход - с вторым входом сумматора, блоком дифференцирования, вход которого соединен с выходом сумматора, и блоком управления,вход которого связан с выходом блока дифференцирования, а выход соединен с управляющими входами перестраиваемых полосовых Фильтров и гетеродина,На чертеже показана структурнаясхема устройства.Устройство содержит установленные35на поверхности объекта контроля дважестко связанных между собой акустоэлектрических преобразователя 1 и 2,выходы которых соединены с входами40усилителей 3 и 4, перестраиваемые полосовые фильтры 5 и 6, выходы которых соединены с входами смесителей7 и 8, а входы - с выходами усилителей 3 и 4, выход смесителя 7 це.- 45рез фазовращатель 9 соединен с одним из входов перемножителя 10, авыход смесителя 8 - непосредственнос вторым его входом, выход перемножителя 10 через сглаживающий фильтр11 соединен с индикатором 12 и вто 50рым квадратором 13, второй перемножитель 14, .входы которого соединеныс выходами смесителей 7 и 8, а выходчерез второй сглаживающий фильтр 15и первый квадратор 16 - с одним извходов сумматора 17, второй входкоторого соединен с выходом второгоквадратора 13, блок 18 дифференци95379 тоэлектрических преобразователей,что дает возможность производитьопределение места течи даже при коррелированных помехах в каналам, мощность которых меньше мощности сигнала, и обеспечивает предельно возможную точность определения направления. Кроме того, при определениинаправления всегда можно оценитьмощность сигнала, а следовательнои величину утечки. Эффективностьизобретения заключается в уменьшении погрешнбсти определения направления к течи и, следовательно, вувеличении производительности контроля проверяемых объектов. а также на второй квадратор 13. Выходное напряжение второго сглажи,вающего фильтра 15 подается на первый квадратор 16. После возведениявыходных напряжений в квадрат и сложения на сумматоре 17, на выходепоследнего имеем напряжение О 0 К 00 даЖи Ч+аж Ч )=М, дЖ 10 ф, о. 4.формула изобретения Устройство для определения направления течи в сосудах, находящихся под давлением по авт. св.11 61652, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено вторым перемножителем, входы которого соединены с выходами смесителей, вторым сглаживающим филь 1 ром, вход которого связан с выходом второго перемножителя, первым квадратором, вход которого соединен с выходом второго фильтра, сумматором, один из входов которого связан с выходом первого квадратора, вторым квадратором, вход которого соединен с фильтром, а выход - .с вторым входом сумматора, блоком дифференцирования, вход которого соединен с выходом сумматора, и блоком управления, вход которого связан с выходом блока дифференцирования, а выход соединен с управляющими входами перестраиваемых полосовых фильтров и гетеродина. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Бочегов В,Н, и др. Ультразву ковой течеискатель-.Дефектоскопия1978., й й, с. 33-36.2. Авторское свидетельство СССР У 6165 Й 2, кл. 6 01 М 3/2, 1978 (поототип). где К - коэффициент пропорциональности.Это напряжение пропорциональноквадрату мощности сигнала в полосе 5ЬЭ независимо от по,ожения акустоэлектрических преобразователей 1 и2 относительно источника сигнала,(течи). Блок 18 дифференцированияпроизводит дифференцирование суммарного напряжения ) по частоте, которая пропорциональна времени при постоянной скорости обзора рабочегодиапазона частот. При прохождениимаксимума огибающей спектра сигнала 25от течи нулевой сигнал поступаетна блок 19 управления, который фиксирует перестраиваемые полосовые .фильтры 5 и 6 и гетеродин 20 на частотах, соответствующих максимуму 30огибающей спектра сигнала. Далееопределяется направление к течи,для чего пара акустоэлектрическихпреобразователей 1 и 2 поворачивается относительно общей оси в направлении возрастания напряжения на индикаторе 12 до максимального. В этомположении источник течи находитсяна проекции на поверхность объектапрямой, проходящей через ось, соединяющую акустоэлектрические преобразователи 1 и 2. Положительное напряжение на индикаторе 12 соответствует приходу сигнала сначала к акустоэлектрическому преобразователю 2,а отрицательное - к преобразователю1. Местоположение течи определяетсяпо смене полярности напряжения наиндикаторе 12 при перемещении акустоэлектрических преобразователей 150и 2 в направлении течи,Использование новых элементовпозволяет найти оптимальную полосучастот независимо от положения акус953"79 Составителва Техред А,ерн ор Ко Редактор С. Па Тираж 7венного комитета ССретений и открытийЖРаушская наб. аказ 2 5/ 9ВНИИПИ Государспо делам изоб113035 Москва,о писно 0 Л илиал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проектная