Устройство для бесконтактного измерения силы тока в подземном трубопроводе

 

Изобретение относится к области электроизмерений и предназначено для бесконтактных обследований состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов по плотности защитных токов. Устройство содержит 3 датчика магнитного поля (ДЧМП) (1, 2, 3), 2 коммутатора (КМ) (4, 9), 1 амплитудный детектор (АД) (5), 3 фильтра нижних частот (ФНЧ) (6,8.13), 1 демодулятор (ДМ) (7), 1 усилитель (УЛ) (10), 1 квадратор (КД) (11), 1 синхронный детектор (СД) (12) 1 логометр (ЛМ) (14), 1 генератор коммутации (ГРК) (15), 1 фазочувствительный вольтметр (ФНВ) (16), 1 индикатор оси (ИКО)(17). 1 з.п.ф-лы. 1 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837715!21 (22) 11.06.90 (46) 15.02,93. Бюл. М 6 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического инс. титута им. Г.В,Карпенко (72) А.M.Áðèñêèí, М.А.Казаковцева и

В.Н.Учанин (56) Защита металлических сооружений от подземной коррозии. Справочник. Стрижевский И.В. и др., М.: Недра, 1981, с. 234..

Григорович К.К.Бесконтактный метод измерения токов в подземных трубопроводах. Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, М,: 1982, М 2, с.16-18.

Ы2 1795384 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА В ПОДЗЕМНОМ

ТРУБОПРОВОДЕ (57) Изобретение относится к области злектроизмерений и предназначено для бесконтактных обследований состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов по плотности защитных. таков.

Устройство содержит 3 датчика магнитного поля (ДЧМП) (1, 2, 3), 2 коммутатора (КМ) (4, 9), 1 амплитудный детектор (АД) (5), 3 фильтра нижних частот (Ф НЧ) (6. 8. 13), 1 демодулятор (ДМ) (7), 1 усилитель (УЛ) (10), 1 квадратор (КД) (11), 1 синхронный детектор (СД) (12) 1 логометр (JlM) (14), 1 генератор коммутации (ГРК) (15), 1 фазочувствительный вольтметр (ФНВ) (16), 1 индикатор оси (ИКО) (1 7). 1 з.п,ф-лы, 1 ил.

1795384

Изобретение относится к области электроиэмерений и предназначено для бесконтактных обследований состоянияизоляционного покрытия подземных магистральных трубопроводов по плотности заЩИТНЫХ ТОКОВ, Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений путем снижения аддитивных погрешностей, На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит три датчика магнитного поля 1„.3. укрепленные на вертикальной штанге, причем датчики 1 и 2 направлены по азимутальной, а датчик 3— по радиальной составляющей магнитного поля. Расстояние между датчиками 1 и 2 равно 2L. Выходы этих датчиков подключены ко входам первого коммутатора 4, выход которого через амплитудный детектор 5 со- 20 единен со входом второго фильтра нижних частот 6 и входом демодулятора 7. Выход демодулятора 7 через первый фильтр нижних частот 8 подключен к одному из входов второго коммутатора 9, другой вход; кото- 25 рого соединен с выходом фильтра нижних частот 6, Выход коммутатора 9 через последовательно соединенные усилитель 10, квадратор 11, синхронный детектор 12 и третий фильтр нижних частот 13 noäêëþ÷åH к первому входу логометра 14, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот 8. Управляющие входы коммутаторов, демодулятора и синхронного . детектора подключены к генератору комму- 35 тации 15.

Устройство содержит также фазочувствительный вольтметр 16, входы которого соединены с датчиками 2 и 3, а выход соединен с индикатором оси 17. 40

Устройство работает следующим образом, Сначала производится поиск оси трубопровода и установка штанги с датчиками над ней по линии, являющейся продолжени- 45 ем его радиуса. Поиск оси и установка штанги производятся по нулевому показанию индикатора оси 17, При этом на сигнальный вход фаэочувствительного вольтметра 16 поступает сигнал от радиального датчика 3, 50 а на вход опорного канала — сигнал от аэимутального датчика 2. При пересечении штангой оси трубопровода фаза.радиальной компоненты поля меняется на 180 градусов, что регистрируется по индикатору 55 оси 17, соединенному с выходом фаэочувствитеНьного вольтметра 16.

После установки штанги над осью трубопровода производится измерение foKB.

При этом на амплитудный детектор 5 через коммутатор 4 периодически с частотой коммутации Й поступают сигналы, пропорциональные напряженности магнитного поля

Н1 и и в точках размещения датчиков 1 и 2.

В спектре выходного напряжения детектора

5 присутствует сумма амплитуд входных сигналов, а на частоте коммутации — их разность, После фильтрации переменной составляющей этого напряжения ФНЧ 6, напряжение, пропорциональное сумме амплитуд, поступает на один из входов коммутатора 9, на другой вход которого подается демодулированное демодулятором 7 и отфильтрованное ФНЧ 8 напряжение, пропорциональное разности амплитуд входных сигналов, Периодически, с частотой комму-. тации И напряжения суммы и разности через усилитель 10 поступают на квадратор

11, на выходе которого образуется на частоте коммутации напряжение, пропорциональное произведению амплитуд входных сигналов, которое, после детектирования синхронным детектором 12 и фильтрации

ФНЧ 13, подается на один из входов логометра 14, на другой вход которого поступает напряжение с выхода ФНЧ 8, а показания логометра пропорциональны отношению произведения амплитуд входных сигналов к их разности.

Учитывая, что сила тока, протекающего по трубопроводу, связана с напряженностями магнитного поля Н1 и Н2 в точках размещения датчиков 1 и 2 следующим соотношением:

1-2л(- Н Н (1)

Н2 — Н1 показания логометра 14 будут пропорциональны величине

2л1 /Sk2, где S — коэффициент преобразования датчиков 1 и 2, k — обобщенный коэффициент передачи устройства, Эта величина с точностью до множителя

Sk совпадает с силой тока, определенной по фОрмуле (9) с учетом того, что напряженности магнитного поля в точках 1 и 2 связаны с током 1 следующими соотношениями:

1 1

" 2Т + "=2г =L) " . Таким образом;.по показаниям логометра можно произвести непосредственный отсчет силы тока в трубопроводе, что позволяет исключить иэ процесса измерения запись промежуточных результатов и вычисления по формуле (1), как это производится в прототипе. Упрощается поиск и установка датчиков на ось.

1795384

За счет того, что близкие по уровню сигналы первого и второго датчиков сравниваются (вычитаются) в одноканальном тракте, значительно уменьшаются аддитивные погрешности сравнения, что повьцвает точность измерений, 2. Устройство по и, I, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что, целью упрощения поиска оси трубопровода, в него дополнительно введен фазочувствительный вольтметр, вход которого подключен к второму и третьему датчикам, а выход соединен с индикатором оси.

Составитель А.Брискин

Редактор 8,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор А,Козориз

Заказ 427 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1, Устройство для бесконтактного измерения силы тока в подземном трубопроводе, содержащее три датчика магнитного поля, укрепленные на вертикальной штанге, два из которых размещены на расстоянии 2L друг от друга и направлены по азимутальным составляющим магнитного поля, создаваемого током трубопровода, а третий направлен по радиальной составляющей этого поля, амплитудный детектор, усилитель и индикатор оси, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, в него дополнительно введены первый коммутатор, выход которого подключен к входу амплитудного детектора, второй коммутатор, выход которого через последовательно соединенные усилитель и квадратор подключен к первому входу синхронного детектора, выход которого через третий фильтр нижних частот подключен к первому входу логометра; шкала которого проградуирована в единицах силы тока, выход амплитудного детектора одновременно подключен к первому входу демодулятора и через второй фильтр нижних частот к первому входу второго коммутатора, выход демодулятора через первый фильтр нижних частот подключен к второму входу второго коммутатора и второму входу логометра, генератор коммутации подключен куправляющему входу первого и второго коммутаторов, второму входу демодулятора и второму входу синхронного детектора, выход первого датчика подключен к первому входу первого коммутатора, выход второго датчика подключен одновременно к второму входу первого коммутатора и первому входу блока индикации оси, к второму входу которого подключен третий датчик,