Устройство для измерения пространственного положения трубопроводов

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять радиусы , кривизны и положение трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях при стабильном поддержании заданной точности измерений на протяженных участках обследуемых трубопроводов. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений. При перемещении устройства по внутренней полости трубопровода сигналы, поступающие от датчика пути, формируют команду на опрос датчиков угла наклона в горизонтальной и вертикальной плоскостях с заданной частотой посредством блока автоматики. Через систему вторичных преобразователей и микропроцессор сигналы в цифровом коде поступают на магнитный регистратор длительной памяти, Блок электронной коррекции осуществляет автоматическую подстройку гидрополукомпаса в процессе его работы посредством компараторов и элементов И. 1 з. п. ф-лы. 2 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909647/28 (22) 10.12.90 (46) 15.04.93. Бюл, № 14 (71) Инженерный центр по диагностике трубопроводов Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института сооружения объектов нефтяной и газовой промышленности в прикаспийском нефтегазовом комплексе (72) Б,И.Мирошниченко, Н.И,Осенний, В.Г.Чирсков, И. И, Мазур и О. М. Иванцов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 661235, кл. G 01 С 7/04, 1964.

Патент ФРГ N 2426882, кл. F 17 D 5/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять радиусы, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля положения магистральных трубопроводов в процессе строительства и эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности и увеличение длины измеряемых участков обследуемых трубопроводов.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема узла коррекции гирополукомпаса.

Устройство содержит систему первичных преобразователей 1, гировертикаль 2 для измерения углов отклонения оси трубопровода в вертикальной плоскости, гирополукомпас 3. — для измерения углов

» Ы 1809297 А) кривизны и положение трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях при стабильном поддержании заданной точности измерений на протяженных участках обследуемых трубопроводов. Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений, При перемещении устройства по внутренней полости трубопровода сигналы, поступающие от датчика пути, формируют команду на опрос датчиков угла наклона в горизонтальной и вертикальной плоскостях с заданной частотой посредством блока автоматики. Через систему вторичных преобразîBàòåëåé и микропроцессор сигналы в цифровом коде поступают на магнитный регистратор длительной памяти, Блок электронной коррекции осуществляет автоматическую подстройку гидрополукомпаса в процессе его работы посредством компараторов и элементов И; 1 з. и. ф-лы. 2 ил. отклонения в горизонтальной плоскости, одометр 4 — датчик пути для измерения пройденного пути на базе колесного генератора с бесконтактным прерывателем сигналов, Для обработки сигналов, поступающих от угломерных датчиков; используется сис. тема вторичных преобразователей 5 в составе: устройства согласующие 6 и 7 — для усиления и согласования уровня выходных сигналов. коммутатор аналоговых сигналов

8, аналого-цифровой преобразователь 9, преобразующий сигналы в цифровой код, и микропроцессорный контролер 10, Напряжение для запитки датчиков и преобразователей, а также регистратора 11 подается от, блока питания 12, в составе которого имеет1809297 ся блок автоматики 13,осуществляющий автоматическое включение и выключение устройства, а также защиту аккумуляторов от глубокого разряда.

Узел кОррекции гирополукомпаса 14 состоит из трех компараторов 15, 16 и 17-, .потенциометров — задатчиков уровней пе: реключения компараторов 18. 19 и 20; инsepmpa 21, триггеров 22 и 23, трех схем И

24,25и26и реле27и28.

Устройство для измерения углов наклона протяженных обьектов в горизонтальной и вертикальной плоскостях работает следующим Образом

- Устройство загружается посредством камеры запуска в трубопровод s выключенном с4жтоянии, После закрытия крышки камеры запуска и подачи давления.устройство начинает перем83Цаться Ао трубопроводу.

При атом колесо ОДОметра 4, Опираясь посредством Фц@жинм нз стенку трубопрово» .Да, начинает враи4аться и зэ счет бесконтактной AQg84- мзгнииеркон генеф рует импульсы, K976pb99 поступают на блок автоматики 13. При поступлении заданного кОличестзз иигфльсба блок автоматики 13

Включает Всо аппаратуру 796 и подаат Рищ льс В блок автоматической под" ст )Ойкай гирополукомпаса 14, который

° устзнавлйВЗЯт заданный начальный уроЗань Выходного сигнала гиропОлукомнвса 3

Выход Фые сигналы гировертикаюи 2 и гиро» пОлукомпзсз 3 усиливаются с помощью со

ОтаФРСТВяощих соглэсующих устройств 6 и

7 и поступает на коммугатор аналоговых сигиалое 8 и далее на аналого-цифровой преобразователь 9, который преобразует аналоговые сигналы В цифровой код. УикропроЦФжорный контроллер 16 по импульСам, поступающим от одометре 4;

Опрашивает Bcs изм6рит6льные каналы и запоминает полученную информацию- в буферном запоминающем устройстве. При заполнении буферной памяти контроллер, включает магнитный регистратор 11 и записывает информацию на магнитную ленту. . Таким образом, магнитный регистратор 11 работает в экономичном "старт-стопном" режиме; что позволяет проводить обследование участков трубопроводов значительной протяженности. -При разряде аккумуляторных батарей, близком к предельному или при возникновении неисправностей в цепях питания, блок автоматики 13 автоматически выключает аппаратуру, Повышение точности и протяженности обследования измерительных и реобразователей достигается за счет применения уст, ройстs коррекции. В гировертикали используется электроконтактный уровнемер, смещение которого замыкает контакты и включает двигатели коррекции, В гирополукомпасе применена схема автоматической подстройки; в основу которой

5 положена взаимосвязь отклонений главной оси гироскопа с уровнем выходного сигнала, При включении питания выходы «омпараторов 15, 16 и 17 устанавливаются в состояния, определяемые уровнем выход-, "О ного сигнала гирополукомпаса 3, где компараторы 15 и 17 отвечают соответственно

- верхнему и нижнему уровнй заданного диапазона изменения, а компаратор 16 - нулевому отклонению, Если при этом уровень

15 сигнааа находится между заданным верхним и нижним порогами срабатывания, на выходах компаратора 15 и 17 устанавливается высокий уровень логической единицы, .

Если при этом уровень сигнала превышает

2О начальный уровень срабатывания, на выхо» де компаратора t6 также устанавливается высокий уровень, По фронту импульса, поступающего через инвертор 21 из блока ав; томатики на тактовые входы "С" триггеров

1 1 и 23, послеДние устанавливаютсЯ в состояния, определяемые урОВнем выходных Сигналов компарвторов. ПоскольКу на выходах компзраторое 15 и 16 установлен высокий уровень. триггер 22 устанавливается по вхоM ду "Д В единичное состояние и чере3» элемент 25.. Включает реле 27; которое, s свою очередь, включает своими контактами К1 двигатель коррекции. -Уровень вЫходного

55 сигнала гирополукомпаса 3 начинает изменяться в сторону заданного начального уровня. Когда уровень выходного сигнала сравняется.с начальным уровнем, переключится компаратбр 16 и включит двигатель

K6PP6|: Ции. .Если при включении питания. уровень выходного сигнала гирополукомпаса 3 устанавливается ниже начального уровня, триггер 23 включит..реле 28, и, через контакты К2 соответствующий двигатель коррекции.

В процессе работы устройство, при выходе сигнала гирополукомпаса 3 за пределы заданного диапазона измерения, снова включится соответствующий двигатель коррекции и установится начальный уровень выходного сигнала гирополукомпаса 3.

На выходе элемента 24 формируется сигнал, поступающий в регистратор и соответствующий моментам коррекции гирополукомпасэ.

Таким образом, узел коррекции 14 позволяет выставить заданный начальный уровень выходного сигнала.гирополукомпаса в момент включения питания и поддерживать в заданном диапазоне изменение выходного сигнала в процессе работы уст1809297

Я О". блока аитомвфики ро »втрктвру

К лви гатвлин квррвиц»и ид ройства, что значительно повышает точность и разрешающую способность измерения углов отклонения в горизонтальной плоскости, а также дает возможность использовать датчики типа гирополукомпаса для измерения положения трубопроводов по внутритрубной технологии в течение длительного времени.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения пространственного положения трубопроводов, содержащее платформу с размещенными на ней датчиками угла наклона-в горизонтальной и вертикальной плоскостях, датчик пройденного расстояния, систему вторичных преобразователей, входы которой соединены с выходами датчиков, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений; оно снабжено корпусом с надетыми íà его поверхность эластичными манжетами, предназначенными для базирования в трубопроводе. датчик угла наклона в вертикальной плоскости выполнен и виде гировертикали, датчик угла наклона в Горизонтальняй плоскости выполнен в виде гирополукомпаса, система вторичных преобразователей выполнена в виде двух согласующих усилителей;. соединЕннОГо Сними коммутатора,,аналого-циф рового преобразователя, подключенного к его выходу микроконтроллера; устройство также снабжено узлом коррекции гирополукомпаса,-первый вход которого соединен с выходом первого согласующего усилителя, а выход — с входом гирополукомпаса,. блоком автоматики, вход которого соединен с выходом датчика пути, а выход с вторым входом блока коррекции гирополукомпаса, платформа выполнена с независимой маятниковой подвеской и расположена в корпу5 се;

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что узел коррекции гирополукомпаса выполнен в виде трех компараторов, трех подстроечных резисторов, двух 0-тригге-"

10 ров, инвертора,. схемы И, двух буферных элементов, двух реле и двигатели коррек. ции, инвертирующие входы второго и третьего компараторов, неинвертирующий вход, первого компаратора через подстроечные

16 резисторы подключены к источнику питания, инвертирующий вход первого компара-. тора объединен с неинвертирующими входами второго и третьего компараторав и является первым входом узла коррекции ги20 рополукомпаса, выход второго компаратора соединен с R-входом первого 0-триггера;

0-входом второго 0- триггера и входом инвертора,выход которого соединен с 8-входом второго О-триггера, С-входы

25 0-триггеров объединены и являются вторым входом узла коррекции.- выход первого компаратора соединен с 3- и 0-входами первого 0.-тригера, выход третьего компараторa соединен с R-входом второго О-триггера, 30. прямой выход которого соединен с входом второго буферного элемента и первым входом схемы И, второй вход которой объединен с входом-первого буферного элемента и соединен с инверсным выходом первого 0-, 35 триггера. выходы буферных элементов соединены с обмотками первого и второго реле, контакты которых включены в цепь управления двйгателем коррекции гирополукомп6са.

1809297.

Составитель И,Юрьева

Техред M. Моргентал

Редактор Т.Пигина

КоРРектоР Т,Вашковиц

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

Заказ 1279 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„4/5