Устройство для контроля изоляции труб

(7 б Контрольи состоянияинформацияв нефтегаНИИОЭНГ, 19 т 11- 3614605 тносится к элект ке и позволяет сн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ техникап(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ(57) Изобретение оизмерительной техни эить потребление электроэнергии. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, источник импульсного высокогонапряжения, включающий преобразователь 5, тиристор 6, накопительныйконденсатор 7, высоковольтный трансформатор 8 и задающий генератор 9.Кроме того, устройство содержит детектор 10 и блок 11 сигнализации. Висточник импульсного высокого напряжения дополнительно введены блок 3сравнения, блок 4 управления и источник 2 регулируемого опорного напряжения, благодаря чему исключается колебательный режим преобразователя 5 после заряда накопительной емкости. В описании приведены примеры конкретной реализации преобразователя.5и блока 4 управления, 2 з.п. ф-лы.2 ил.Изобретение относится к электро,измерительной технике,Цель изобретения - снижение потребления электроэнергии путем исключения колебательного режима преобразователя после заряда накопительнойемкостиНа фиг. 1 приведена блок-схемаустройства для контроля изоляциитруб; на фиг,2 - фрагмент принципиальной схемы при формировании импульсов высокого напряжения (выполнение блоков 3,4,5).Устройство содержит источник 1постоянного тока, источник 2 регулируемого опорного напряжения, блок3 сравнения, блок 4 управления, преобразователь 5, тиристор 6, накопительный конденсатор 7, высоковольтный трансформатор 8, задающий генератор 9, детектор 10, блок 11 сигнализации, испытательный электрод 12,Делитель напряжения обратной свя"зи (фиг. 2) на резисторах 13,14, ре-"зисторы 15,16, операционный усили-,тель 17, интегрирующий конденсатор18, стабилитрон 19, базовый резистор20, ключевой транзистор 21, делительнапряжения смещения на резисторах22,23, генераторный транзистор 24,интегрирующий конденсатор 25, трансформатор 26 преобразователя, выпрямительный диод 27 образуют совместнос тиристором б, накопительным конденсатором 7 и высоковольтным трансформатором 8 источник импульсного высокого напряжения, амплитуда и частота следования выходных импульсов которого определяется источником 2 регулируемого опорного напряжения и задающим генератором 9.Источник 1 постоянного тока пред-ставляет собой батарею аккумуляторови служит для электропитания всехсхем и блоков устройства. Источник 2опорного напряжения, определяющийстабильность выходного импульсногонапряжения дефектоскопа, подключенк дополнительному входу детектора 10и первому входу блока 3 сравнения,представляющего собой комцнапряжения, собранный на операцион"ном усилителе.Выход блока 3 сравнения подключенк входу блока 4 управления, собранного на ключевом транзисторе. Выходблока управления соединен с входомуправления преобразователя 5, Вы 1 од 5 1 О г 20 25 30 35 40 45 50 преобразователя 5 соединен с вторымвходом блока 3 сравнения, тиристо-ром 6, управляющий электрод которого подключен к выходу задающего генератора 9 и через накопительныйконденсатор - к первичной обмоткевысоковольтного трансформатора 8,представляющего собой автомобильнуюкатушку зажиганияВторичная обмотка высоковольтного трансформатора 8подключена к испытательному электроду 12 и через детектор 10 наличияпробоя - к трубопроводу, Выход де"тектора 10 соединен с входом блока,1 сигнализации,Схема источникаимпульсного высоко.го напряжения включает в себя резистор15, через который источник 2 регулируемого опорного напряжения соединяетсяс неинвертирующим входом операционного усилителя 17, инвертирующийвход которого подключен к выходу интегрирующего конденсатора 18 и черезрезистор 16 - к средней точке соединения резистора 13 и 14 делителянапряжения обратной связи. Второйвывод резистора 13 подключен к точкесоединения диода 27, первого выводанакопительного конденсатора и анода тиристора 6, управляющий электродкоторого подключен к выходу задаю-.щего генератора 9. Второй вывод резистора 14 подключен к эмиттеру ключевого транзистора 21, коллекторугенераторного транзистора 24, выводу выходной обмотки трансформатора 26, катоду тиристора 6, выводампервичной и вторичной обмоток высоковольтного трансформатора 8, Второй вывод интегрирующего конденсатора 18 соединен с выходом операционного усилителя 17 и через последовательно соединенные стабилитрон19 и резистор 20 " с базой транзистора 21, коллекторный вывод которого подключен к резистору 23 делителя напряжения смещения, средняя точка которого соединена с выводом обмотки обратной связи, второй выводкоторой подключен к базе транзистора 24 и через интегрирующий конденсатор 25 соединен с эмиттером транзистора 24 и выводом эмиттерной обмотки, второй вывод которой нодключен к резистору 22 и источнику питания. Второй вывод выходной обмотки трансформатора 26 через диод 2 и на копительный конденсатор 7 подключен136697 к первичной обмотке высоковольтного трансформатора 8.Устройство работает следующим образом,5Источник 1 постоянного тока,подключается к источнику высокого импульсного напряжения и осуществляет электропитание всех входящих в него блоков и схем. Высокое импульсное на- О пряжение получают путем разряда накопительного конденсатора 7, заря" женного до выходного значения напряжения преобразователя, через тиристор 6 на первичную обмотку высоко вольтного трансформатора 8. Разряд происходит с частотой задающего генератора 9, устанавливаемой обычно в диапазоне 30-50 Гц. Значение напряжения на накопительном конденсаторе 20 определяет величину выходного импульсного напряжения, подаваемого на испытательный электрод 12, и устанавливается путем регулировки выходного напряжения источника 2 25 регулируемого опорного напряжения в зависимости от толщины проверяемой изоляции. Плавность регулировки достигается изменением времени работы преобразователя 5, который вклю" ЗО чается блоком 4 управления при наличии разрешающего напряжения на выходе блока 3 сравнения. По достижении выходным напряжением преобразователя значения, определяемого уста- .35 новленным опорным напряжением, блок 3 сравнения выдает сигнал запрета на блок 4 управления и работа преобразователя 5 прекращается, Соответственно прекращается потребление то ка преобразователем, а напряжение на накопительном конденсаторе стабилизируется на заданном уровне. Через промежуток времени, установленный задающим генератором 9, тиристор 6 45 открывается и накопительный конденсатор 7 разряжается на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 8. Напряжение на накопительном конденсаторе резко уменьшается и на 5 О выходе блока 3 сравнения появляется разрешающий сигнал, который через блок управления опять запускает преобразователь 5, накопительный конденсатор 7 и вновь заряжается до заданного значения напряжения, Изменение уровня опорного напряжения приводит к изменению времени работы преобразователя 5 и, соответственно, ве 44личины его выходного напряжения, которое определяет значение импульсного высокого напряжения, индуцированного во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора 8, подаваемого на испытательный электрод 12 и через детектор 10 - к проверяемой трубе. Детектор 1 О включает в себя импульсный трансформатор, служащий для преобразования электроискрового разряда ъ импульс тока, запускающий блок 11 сигнализации. В детектор 10 входит также пороговая схема, напряжение срабатывания которой связано с величиной выходного импульсного на" пряжения таким образом, что его изменение вызывает соответствующее из" менение напряжения срабатывания поро. говой схемы, что необходимо для ис" ключения срабатывания блока сигнализации от помех, возникающих при воздействии импульсов высокого напряжения на изоляционную поверхность, имеющую недостаточное высокое качество покрытия (повышенная влажность, загрязнение и т.д.), а также от импульсов тока включения высоковольтного трансформатора в режиме формирования максимального выходного напряжения.Срабатывание блока сигнализации свидетельствует о наличии повреждения изоляции трубопровода, Источник . высокого импульсного напряжения, входящий в устройство, работает следующим образом.На неинвертирующий вход операционного усилителя 17 через резистор 5 поступает опорное напряжение от источника 2 регулируемого опорного напряжения, Регулировка опорного напряжения от нуля до предельно допустимого производится потенциометром.В источник опорного напряжения могут входить термокомпенсирующие элементы, которые автоматически изменяют величину опорного напряжения таким образом, чтобы высокое импульсное .напряжение на испытательном электроде находилось в установленных пределах в заданном температурном диапазоне. На инвертирующем входе операционного усилителя 17 в исходном состоянии напряжение равно нулю. На выходе операционного усилителя 17 положительное напряжение имеет вели" чину, которая зависит от значения напряжения источника питания. Если оно5 1366974 выше напряжения стабилизации стабилитрона 19, то через базовый резистор 20 открывается транзистор 2 и с делителя напряжения смещения на5 резисторах 22, 23 на базу транзистора 24 подается напряжение, которое запускает генератор преобразователя. Если же выходное напряжение усилителя 7 меньше напряжения стабилизации стабилитрона 19, то преобразователь не включается, что свидетельствует о разряде аккумуляторов и необходимости их замены. Импульсы обратного хода, возникающие при закры вании транзистора 24, включенного по схеме с общим коллектором, трансформируются и через выходную обмотку .трансформатора 26 поступают на последовательно включенные диод 27, накопительный конденсатор 7 и первичную обмотку высоковольтного трансформатора 8Происходит заряд накопительного конденсатора 7 до напряжения, определяемого установленным опорным 5 напряжением и коэффициентом деления делителя напряжения обратной связи на резисторах 13,14, выходное напряжение которого через резистор 16 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя. При равенстве напряжений на обоих входах на выходе усилителя напряжение уменьшается до нуля и ключевой транзистор 21 закрывается, а преобразователь перестает генерировать импульсы обратного хода. Вследствие того, что основными потребителями энергии являются генераторный транзистор 24 и ключевой транзистор 21, то их отключение вы зывает значительную экономию электра" питания, которая тем больше, чем меньше работает преобразователь в течение периода задающего генератора, Конденсатор 25 необходим для надежно" 45го отключения генераторного транзистора при генерации повьппенного напряжения, когда за счет большой энергии, накопленной в сердечнике и обмотках трансформатора 26, генератор преобразователя может перейти в ре" жим автогенерации и эффективность работы устройства резко ухудшится,Работа преобразователя с прерыванием генерации также позволяет повысить надежность работы элементов благодаря уменьшению времени их активной работы. Накопленная на конденсаторе 7 энергия сохраняется до прихода на управляющий электрод тиристора 6 импульса с задающего генератора 9, который вызывает включение тиристора и разряд через него на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 8 накопительного конденсатора 7, Во вторичной обмотке трансформатора 8 индуцируется импульс высокого напряжения, который подается на испытательный электрод 12 и через детектор 10 - на трубу. Ста-. бильность амплитуды выходного импульса зависит от стабильности напряжения, до которого зарядился накопительный конденсатор, и опреде" ляется параметрами опорного напряжения, Изменяя величину опорного напряжения, можно производить плавную регулировку выходного импульсного напряжения с заданной точностью. Так как генератор преобразователя вырабатывает серию импульсов, то их количество определяет величину заряда накопительного конденсатора, Минимальное напряжение на нем определяется единичным импульсом генератора, после которого он отключается, Для расширения предела регулировки выходного напряжения в сторону меньших напряжений служит интегрирующий конденсатор 18, величина которого выбрана таким образом, чтобы сделать выходной сигнал переключения операционного усилителя близким к пилообразному. При этом появляется возможность дополнительной регулировки времени открывания ключевого транзистора 21 путем изменения времени отсечки базового тока при смещении амплитуды пилообразного выходного сигнала усилителя 17 относительно напряжения стабилизации стабилитрона 19, Разное время включения транзистора 21, а следовательно, и транзистора 24 вызывает изменение в некоторых пределах и амплитуды выходных импульсов обратного хода трансформатора 26, приводящее соответственно к изменению амплитуды вы" ходных импульсов высокого напряжения, Таким образом, стабилитрон, помимо функции слежения за наппяжонием питания устройства, выполняет также функции порогового элемента при регулировке выходного напряжения в области его малых значений.Формула изобретения1Устройство для контроля изоляции труб, содержащее источник посто74 8ватель выполнен по схеме однотактного транзисторного преобразователя, трансформатор которого содержит обмотку обратной связи, первый вывод которой подключен к базе генератор- ного транзистора и к первому выводу интегрирующего конденсатора, второй вывод которого подключен к эмиттеру генераторного транзистора и первому выводу эмиттерной обмотки, второй вывод которой соединен с положительной клеммой источника постоянного тока, второй вывод обмотки обратной связи соединен с управляющим входом преобразователя, первый вывод выходной обмотки трансформатора через диод подключен к выходу преобразователя, а второй вывод выходной обмотки подключен к коллектору генераторного транзистора и отрицательному полюсу источника постоянного тока. 13669 Д/Г. Р Составитель Н. Даки Техред Л.Сердюкова орректор Л. Пат дактор А, Маковска каз 6836/46 ВНИИПИ п 11303Тираж 772 осударственного к лам изобретений иосква, Ж, Рауш одпис митета СССоткрытий . кая наб.,Проектная нно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород Проиэводс янного тока, соединенный с первымвходом источника импульсного высокого напряжения, включающий в себяпреобразователь накопительный кон 9 5денсатор, последовательно соединенные тиристор и задающий генератор,высоковольтный трансформатор, входкоторого соединен с накопительнымконденсатором, один вывод вторичной 10обмотки высоковольтного трансформатора подключен к испытательному электроду, а второй вывод связан с проверяемой трубой через детекТор, выходкоторого соединен с блоком сигнализации, выход источника постоянноготока соединен с входом преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью снижения потребленияэлектроэнергии, источник импульсного 20высокого напряжения дополнен блокомуправления,. блоком сравнения и ис"точником регулируемого опорного напряжения, выход которого соединенс дополнительным входом детектора и 25с первым входом блока сравнения, вто.рой вход которого подключен к накопительному конденсатору, .тиристоруи выходу преобразователя управляющий вход которого через блок управления соединен с выходом блокасравнения,2. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что преобразо 3. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит ключевой транзистор, база которого через резистор и стабилитрон подключена к входу блока управления, а к коллектору подключен резистивный делитель напряжения, средняя точка которого подключена к выходу блока управления, а эмиттер подключен к отрицательной клемме источника постоянного тока.