Акустическое устройство для контроля подводных трубопроводов

Акустическое устройство для контроля подводных трубопроводов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к устройствам акустического контроля, и может быть ис-. пользовано для определения мест разрыва трубопровода, например, при аварии для определения координат точек трубопровода, например, при картографировании трассы, состояния трубопровода , степени заиленности, Целью изобретения является повышение

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SUÄÄ 145687 А1

m1 4 С 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4290149/25-28 (22) 27.07.87 (46) 07.02.89.Бюл. У 5 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) Д.Л.Богданов, В.И.Буланаков, А.Е.Лукьянов, Г.И.Максимочкин, А.С.Султанов и В.Ф.Чернов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Отчет по НИР. ПЛ-01 г/б. — M.:

Всесоюзный заочный машиностроительный институт, 1985, гос. рег.

Ф 018140135449, с.69-72. (54) АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к устройствам акустического контроля, и может быть ис". пользовано для определения мест разрыва трубопровода, например, при аварии для определения координат точек трубопровода,.например, при картографировании трассы, состояния тру . бопровода, степени эаиленности, Целью изобретения является повышение

145687 точности и производительности контроля трассы подводного трубопровода эа счет применения дифференциально-.. фазового измерителя величины уклонения плавсредства с укрепленными на нем приемными электроакустическими преобразователями от линии трассы трубопровода и автоматизации определения момента прохода плавсредства над трубопроводом. Излучающий электроакустический преобразователь 2 возбуждает в трубопроводе 29 акустическую.волну. Принятые приемными электро. акустическими преобразователями 5,6 амплитудно-модулированные сигналы поступают на детекторы .9,10, с выхода которых при равенстве их амплитуд — на третий и четвертый индикаторы 23, 24. Фазометр 18 осуществляет сравнение фаз огибающих сигналов с выходов детекторов 13 и 14 первого и второго каналов приема и обработки сигналов. При равенстве фаз нуль-ор" ган 19 через вторую схему И 20 и генератор 21 меток запускает формирователь 22 импульсов, вырабатываю= щий импульсы запуска пеленгатора.

1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к устройствам акустического контроля, и может ..использоваться для определения места разрыва трубопровода, например, при аварии, для определения координат точек тру-. бопровода, например, при картографировании трассы, состояния трубопровода, степени заиленности.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля трассы подводного трубопровода за счет применения дифференциально-фазового измерителя, величины уклонения плавсредства с укрепленными на нем приемными электроакустическими преобразователями .от линии трассы трубопровода и автоматизации определения момента прохода плавсредства над трубопроводом.

На чертеже представлена блок-схема акустического устройства для контроля подводных трубопроводов.

Устройство содержит последователь-. но соединенные генератор 1 синусои" дального напряжения и излучающий электроакустический преобразователь

2, предназначенный для закрепления на участке контролируемого трубопровода с известными координатами, блок

3 сравнения и первый индикатор 4, и два канала приема и обработки сигналов, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных приемного электроакустического преобразователя 5 (6), усилителя . 7 (8),.- пер5

35 вого детектора 9 (10) канала приема и второго индикатора 11 (12), приемные электроакустические преобразователи каждого из каналов приема и обработки сигналов смонтированы на заданном расстоянии один от другого и предназначены для перемещения в толще водоема вдоль его поверхности, в каждом из каналов приема и обработки сигналов второй детектор 13 (14), вход которого подключен к выходу усилителя 7 (8) того же канала, амплитудный дискриминатор 15 (16), вход которого подключен к выходу детектора 9 (10) соответствующего канала, и общие для обоих каналов первый элемент И 17, первый и второй входы которого объединены с соответствующими входами блока 3 сравнения и подключены к выходам амплитудных дискриминаторов 15 и 16 соответствующего канала, третий вход подключен к выходу блока 3 сравнения, последовательно соединенные фазометр 18, первый и второй входы которого подклю— чены к выходам вторых детекторов 13 и 14 соответствующих каналов, нульорган 19 и второй элемент И 20, вто"". рой вход которого подключен к выходу первого элемента И 17, генератор 21 меток времени и формирователь 22 импульсов, выход которого предназна- чен для подключения к входу запуска пеленгатора для определения местоположения и текущих координат приемных электроакустических преобразователей

5 и 6 (точнее координат плавсредства, 3 14568 на котором размещены последние),третий 23 и четвертый 24 индикаторы, подключенные к выходу первого элемента И 17 и второй генератор 25 си. нусоидального напряжения, выход кото5 рого подключен к входу модуляции амплитуды первого генератора 1 сину» соидального напряжения, а выход второго элемента И 20 подключен к входу первого индикатора 4.

Кроме того, на чертеже показаны контролируемый подводный трубопровод

26, лежащий на дне 27 водоема 28,заиленный участок 29 трубопровода, разрыв 30 трубопровода. Позициями 31 и

32 условно показаны акустические пути от трубопровода 26 до движущихся со скоростью V приемных электроакустических преобразователей 5 и 6.

Акустическое устройство для контроля подводных трубопроводов работает следующим образом.

Излучающий электроакустический преобразователь 2 устанавливают на 25 участке контролируемого трубопровода 26 с известными координатами на дне или на поверхности водоема на участке, выходящем на берег или эстакаду. Приемные электроакустические 30 преобразователи 5 и 6 монтируют на заданном расстоянии порядка 5-8 м . (по бортам плавсредства)., С помощью второго генератора 1 синусоидального сигнала получают промодулированный по амплитуде сигнал с несущей в ультразвуковом диапазоне частот (порядка 20-50 кГц). На несущую сигнала настроены первые детекторы 9 и 10.

Приемные электроакустические преоб- 40 раэователи перемещают вдоль трассы трубопровода, корректируя курс плавсредства по показаниям первого, BTQ рого,, третьего и четвертого индикаторов соответственно 4, 11 и 12, 45

23, 24.

При подходе к зоне расположения трубопровода приемные электроакустические преобразователи 5 и 6 принимают акустический модулированный

50 сигнал, излучаемый трубопроводом в окружающую среду. Трубопровод возбуждается излучающим электроакустическим преобразователем 2. Электрические сигналы с выходов приемных преобразователей,5 и 6 усиливаются усилителями 7 и 8 и поступают на входы первых 9 и IO и вторых 13 и 14 детекторов. Первые из них выдают

76

4 сигналы, определяющие уровень сигнала, принятого приемными преобразова» телями, и поступают на вторые индикаторы 11 и 12, в качестве которых могут использоваться световые индикаторы или наушники. По наличию свечения индикаторов или звукового сигнала в наушниках добиваются грубой корректировки курса плавсредства.

Далее, учитывая разницу в показаниях сигнала вторых индикаторов ll и 12 (при использовании наушников), используя бинауральный эффект, корректируют курс, стараясь выполнить условие равенства сигналов на вторых индикаторах ll и 12. При достижении. их равенства получают сигнал логической "I" одновременно на всех трех входах первого элемента И 17. На первый и второй входы поступают сигналы с выходов амплитудных дискриминаторов

l5 и 16, свидетельствующие о наличии принятого акустического сигнала не равного нулю. На третий вход элемента И 17 поступает сигнал с выхода элемента 3 сравнения лишь в том слу-. чае, если разница сравниваемых сигналов по амплитуде оказывается меньше некоторой заданной величины, При формировании сигнала с уровнем логи= ческой,"1" на выходе элемента И 17 срабатывает третий индикатор 23 и для удобства симметрично расположенный на панели четвертый индикатор 24 1 что свидетельствует о более тонкой корректировке курса плавсредства относительно трассы трубопровода. Максимальное уклонение в этом случае все еще составляет 6-8 м, что в ряде случаев недостаточно.

Дальнейшая более точная корректиг ровка осуществляется по показаниям первого индикатора 4, связанного с фазометром 18 через нуль-орган 19 и второй элемент И 20 ° Сигналы низкой частоты с выходов вторых детекторов !3 и 14 поступают на соответствующие входы фазометра 18. При достижении разности фаз в обоих каналах, равной нулю, срабатывает нуль-орган 19 и сигнал с ...его выхода через второй элемент И 20, открытый сигналом с выхода первого элемента

И 17, запускает первый индикатор 4 и генератор 21 меток времени, что соответствует наиболее точному совмещению курса плавсредства с трассой трубопровода. В этом случае по сиг

5 14 налам генератора 21 меток времени срабатывает формирователь 22 импульсов, вырабатывающий импульсы запуска пеленгатора для определения мес— тоположения и текущих координат искомой трассы трубопровода °

При проходе участка трубопровода с разрывом 30 наблюдаются одновременная потеря (спад амплитуды) акустического сигнала в обоих каналах и одновременное выключение всех индикаторов 4, ll, 12, 23 и 24, так как при этом закрываются элементы И 17 и 20.

Генератор 21 меток времени выключается, а о координатах дефекта (разрыва) трубопровода судят по последнему пеленгу, выданному устройством с выхода блока 22 формирователя импульсов.

О наличии заиленных участков трубопровода и их степени (мощности плас тов заноса) судят по величине амплитуды сигналов на входах вторых индикаторов ll и 12 при расположении плавсредства над трубопроводом (в момент выдачи сигнала пеленга). Резкое снижение амплитуды сигнала может быть связано с вхождением трубопровода в отложения, песок, ил.

Изобретение обеспечивает повышение точности и производительности контроля, что достигается за счет выполнения схемы,на базе дифференциально-фазового измерения величины уклонения плавсредства с укрепленными на нем приемными электроакустическими преобразователями от трассы трубопровода и автоматизации в определении момента прохода плавсредства над трубопроводом.

56876 щ0 приема и обработки сигналов подключен к выходу усилителя того же ка35

5

25 приемного электроакустического преобразователя, усилителя, первого детектора и второго индикатора, приемные электроакустические преобразова-. тели каждого из каналов: приема и обработки сигналов смонтированы на заданном расстоянии один от другого и предназначены для одновременного перемещения в толще водоема вдбль

его поверхности, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ-. ности и производительности контроля трассы подводного трубопровода, оно снабжено в каждом из каналов приема и обработки сигналов вторым детектором, амплитудным дискриминатором и общими для обоих каналов первым элементом И, последовательно соединенными фазометром, нуль-органом, вторым элементом И, генератором меток времени и формирователем импульсов, третьим и четвертым индикаторами и вторым генератором низкочастотного синусоидального сигнала, выход которого подключен к входу модуляции амплитуды первого. генератора синусоидального напряжения, вход второго детектора каждого из каналов нала, вход амплитудного дискриминатора каждого из каналов подключен к выходу первого детектора этого же канала, первый и второй входы первого элемента И объединены с соответствующими входами блока сравнения и подключены к выходам амплитудных дискриминаторов соответствующего канала, а третий .вход подключен к выходу блока сравнения, первый и второй вхо

50

Формула изобретения

Акустическое устройство для контроля подводных трубопроводов, содержащее последовательно соединенный генератор синусоидального напряжения и излучающий электроакустический преобразователь, предназначенный для закрепления на участке контролируемого трубопровода с известными координатами, блок сравнения, первый индикатор и .два канала приема и обработки сигналов, каждый из которых состоит из последовательно .соединенных ды фазометра подключены к выходам вторых детекторов соответствующих каналов, второй вход второго элемента И подключен к выходу первого элемента И, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к входу запуска пеленгатора для определения места положения и текущих координат приемных электроакустических преобразователей, входы третьего и четвертого индикаторов подключены к выходу первого элемента И, а выход второго элемента И подключен к входу первого индикатора.