Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах

Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах предназначено для электромагнитных обследований на предмет уточнения местоположения и глубины залегания трубопровода, оценки состояния его изоляционного покрытия и бесконтактного контроля работы станций катодной защиты путем воспроизведения диаграммы распределения тока вдоль контролируемой магистрали. Устройство содержит однокомпонентные датчики магнитного поля в виде рамок 1-3, соединенных жесткой базой 4, причем рамки 2 и 3 взаимно ортогональны , а нормали плоскости рамок 1 и 2 направлены вдоль базы 4, усилитель 5, амплитудный детектор 6, стрелочный индикатор 7 и делительный блок 8 с индикатором 9 расстояний. Устройство имеет высокую точность измерения в широком диапазоне измерения расстояния от датчика до оси трубопровода . 2 ил. (О (Л 0 8 0 СО О 00 со о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)4 С 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3954713/24.-21 (22) 19.09.85 (46) 07.05 ° 87. Бюл. ¹ 17 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) .P.M.Джала (53) 621.317 ° 44(088.8) (56) Виноградов 1О.А. и др. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. М.: ВНИИОЭНГ, 1978, с. 26-27.

Авторское свидетельство СССР № 785768, кл. С 01 К 19/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ В ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ (57) Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистральных трубопроводах предназначено для электромагнитных обследований на

ÄÄSUÄÄ 1308905 предмет уточнения местоположения и глубины залегания трубопровода, оценки состояния его изоляционного покрытия и бесконтактного контроля работы станций катодной защиты путем воспроизведения диаграммы распределения тока вдоль контролируемой магистрали.

Устройство содержит однокомлонентные датчики магнитного поля в виде рамок

1-3, соединенных жесткой базой 4, причем рамки 2 и 3 взаимно ортогональны, а нормали плоскости рамок 1 и 2 направлены вдоль базы 4, усилитель 5, амплитудный детектор 6, стрелочный индикатор 7 и делительный блок 8 с индикатором 9 расстояний.

Устройство имеет высокую точность измерения в широком диапазоне измерения расстояния от датчика до оси трубопровода. 2 ил. С.

905 2 протекающим по трубопроводу током.

При этом, периодически останавливаясь, оператор перемещает базу с датчиками перпендикулярно трубопроводу и по максимальному показанию индикатора 7 устанавливает датчик 1 в азимутальном направлении относительно оси трубопровода, этим определяется положение трубопровода. Целесообразно удерживать базу в горизонтальном направлении, хотя (фиг.2) ее можно держать и наклоненной в любую сторону в перпендикулярной трубопроводу плоскости. Положение оси токопровода более точно можно определить по минимуму (между двумя максимумами) вертикальной компоненты поля, для чего надо расположить базу 4 с датчиками вертикально и, перемещая ее поперек трассы, найти минимум сигнала от измерительного датчика 1.

Глубина заложения трубопровода определяется по индикатору 9 делительного блока 8, когда база расположена параллельно поверхности грунта, а датчик 1 — над осью трубопровода в азимутальном направлении. При этом (фиг.2) справедливо соотношение

Н °

h  — —, Н3 где

I = 2П — — Н„, Н

НЗ

1 = 27hB

1 1308

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретнее к бесконтактным измерителям тока в подземных магистральных трубопроводах, и предназначено для использования при электромагнитных обследованиях .

5 на предмет уточнения местоположения и глубины заложения трубопровода, оценки состояния его изоляционного покрытия и бесконтактного контроля 1р работы станций катодной защиты (СКЗ) путем воспроизведения диаграммы распределения тока вдоль контролируемой магистрали.

Целью изобретения является повыше- 15 ние точности измерения в более широком диапазоне изменения расстояния от датчика до оси трубопровода, а также расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся 20 в определении не только тока, протекающего по трубопроводу, но и положения оси (трассы) и удаления датчика от трубопровода, На фиг.1 представлена функциональ- 25 ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — расположение датчиков относительно трубопровода.

В состав устройства (фиг ° 1) входят три однокомпонентных датчика маг- 30 нитного поля в виде рамок 1-3, соединенных жесткой базой 4, усилитель 5, амплитудный детектор 6, стрелочный индикатор 7 и делительный блок 8 с индикатором 9 расстояния . Датчики вы- 35 полнены в виде плоских рамочных антенн, причем рамки 2 и 3 взаимно ортогональны, с совмещенными центрами и одинаковы по площади и количеству витков, а нормали плоскости рамок 1 щ и 2 (оси их максимальной чувствительности) направлены вдоль базы 4, т.е. вдоль прямой, соединяющей их центры.

База и нормали всех трех рамок расположены в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1-3 и усилитель 5 настраиваются на частоту измеряемого тока д0 (на вторую гармонику сетевого напряжения при контроле работы СКЗ) или на частоту генератора, подключенного своими выходными клеммами к трубопроводу и заземлению. ОператоР с дан- 55 ным устройством перемещается вдоль трубопровода и по стрелочному индикатору 7 наблюдает за изменением напряженности магнитного поля, созданного

 — длина базы 4;

Н и Н вЂ” компоненты напряжениос2 3 ти переменного магнитного поля, принимаемого рамками 2 и 3 соответственно.

Следовательно, индикатор 9 отношения, определяемого делительным блоком 8, показывает значение глубины в единицах В. Величина тока I, протекающего по трубопроводу, определяется формулой где Н1 - модуль полного вектора напряженности магнитного поля из-. меряемого тока I, которое воспринимается датчиком 1.

Градуировку измерителя тока (индикатора 7) можно сделать непосредственно в амперах. Для этого следует расположить основной измерительный датчик 1 на расстоянии h = В от оси прямолинейного тока заданной величины. Для уменьшения погрешностей измерений, связанных с геометрией устрой3 !30890 ства (фиг.2), длину базы В желательно выбирать сравнимой с удалением h датчика l от оси трубопровода.

Практическая эксплуатация предложенного устройства предусматривает движение вдоль трубопровода таким образом, чтобы первый датчик распола-. гался относительно его оси в азимутальном направлении (что может контролировать сам оператор по максималь- !О ному отклонению стрелки измерительного индикатора 7 при колебательных перемещениях датчика поперек трассы).

Расстояние датчика 1 от оси трубопровода при этом считывается с индикато- 35 ра 9 делительного блока 8. Перемножение показаний обоих индикаторов 7 и

9 дает величину измеряемого тока.

Варьируя величину h (фиг.2), можно добиться некоторого требуемого значе-20 ния величины отношения Н /Н» показываемого индикатором 9. Тогда индикатор 7 показывает непосредственно величину измеряемого тока в принятых единицах.

Измерение предлагаемым устройством распределения вдоль трубопровода переменной составляющей выпрямленного пульсирующего тока станций катодной защиты позволяет судить не толь- 30 ко о состоянии изоляционного покрытия трубопровода, но и делать выводы об эффективности работы антикоррозионной защиты на различных участках трубопровода.

5 4

Применение предложенного устройс ва позволяет повысить производител»,ность и информативность работ при электромагнитных обследованиях состояния магистральных трубопроводов„

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для бесконтактного измерения токов в подземных магистрал1 ных трубопроводах, содержащее первый и второй однокомнонентные датчики магнитного поля, жестко связанные между собой и расположенные в плоскости, перпендикулярной трубопроводу а также последовательно соединенные с первым датчиком усилитель, амплитудный детектор и индикатор, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит третий однокомпонентный датчик магнитного поля, расположенный ортогонально трубопроводу и второму датчику и образующий с ним двухкомпонентную систему, и делительный блок с вторым индикатором, причем оси чувствительности первого и второго датчиков параллельны друг другу и направлены вдоль связывающей их базы, а выходы второго и третьего датчиков подключены соответственно к входам делителя и делимого делительного

Ôèã. 2

Составитель О.Раевская

Редактор Л.Гратилло . Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/5

Заказ 1792/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4