Устройство для определения переходного

 

243733

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалнстическиз

Республик всксовзаАМ :4ЩвМОТЕКЛ

Зависимое от авт, свидетельства ¹â€”

Кл. 2!е, 36/10

Заявлено 11.IX.1967 (Pk 1182880/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 14,Ч.1969. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания З.Х.1969

МПК G Olr

УДК 621.317,337(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Саввтв Министров

СССР

Авторы изобретения

П. М. Бондаренко и В. А. Колчин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЪ|Х МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

СООРУЖЕН И Й

Описываемое устройство для определения переходных сопротивлений подземных металлических сооружений, например нефтепродуктопроводов, предназначено для использования при контроле состояния изоляции подземных металлических трубопроводов как при их строительстве, так и при эксплуатации, а также при определении величин переходных сопротивлений между оболочками подземных кабелей и землей.

Известны устройства для определения переходных сопротивлений подземных трубопроводов посредством амперметра и вольтметра.

Все известные способы измерения переходных сопротивлений предусматривают измерение потенциала подземного трубопровода относительно земли в нескольких точках его, измерение токов, протекающих по трубопроводу, либо то и другое. Измерение постоянного потенциала на трубопроводе или измерение искусственно наложенных постоянных токов на подземных сооружениях, находящихся в зоне действия блуждающих токов, приводит к недопустимым погрешностям.

Известные устройства для поиска трассы трубопровода и глубины его залегания не точны и не стабильны в показаниях индикаторных блоков.

Отличием предлагаемого устройства является то, что оно содержит датчик, выполненный в виде Т-образной штанги, снабженной метрическими делениями, на горизонтальной части которой закреплены две индукционные кату шки с ферритовыми сердечниками на равноудаленных расстояних от середины штанги, причем один из ее концов снабжен телескопической трубкой и поворотным шарниром, а на вертикальной части штанги установлена катушка, перемещающаяся,в верти10 кальном направлении, причем ее ось параллельна горизонтальной части Т-образной штанги. Кроме того, горизонтальная часть

Т-образной штанги, несущая индукционные катушки, может быть закреплена в направля15 ющих для горизонтального перемещения, шарнирно связанных с вертикальными стержнями, установленными в направляющих для регулирования ее горизонтальности, а его две идентичные индукционные катушки, размещенные

20 на горизонтальной части штанги, могут быть подключены на входы идентичных усилителей, выходы которых соединены со входом блока вычитания сигналов, выход которого связан с индикатором, а выход одного из уси25 лителей через переключатель соединен с микроамперметром.

Такое выполнение устройства позволяет точно определить глубину залегания и трассу

30 трубопровода, повысить эффективность изме243733 рений переходного сопротивления и их достоверность.

На фиг. 1 изображена конструктивно-кинематическая схема устройства ориентации датчика переменного магнитного поля трубопровода; на фиг. 2 — блок-схема вторичного прибораа.

Устройство содержит идентичные индукционные катушки 1 и 2 с ферритовыми сердечниками, измерительную катушку 8 без сердечника, Т-образную штангу 4, генератор 5 звуковых частот, подземный трубопровод б, заземлитель 7 генератора, фиксирующий винт 8, направляющие 9 горизонтального перемещения штанги, ролик 10 горизонтального перемещения штанги, подвижной стержень 11, ролик 12 для вертикального перемещения,штанги, стойки 18 и 14, указатель 15 уровня, идентичные усилители 16 и 16, блок 17 вычитания сигналов, указывающий прибор,18 с нулем посередине, микроамперметр 19 типа М-24, переключатель 20 рода работ.

Описываемое устройство предназначено для бесконтактных измерений напряженностей переменного магнитного поля трубопровода, после проведения которых переходное сопротивление трубопровода определяется по следующей формуле:

R„=(+ ) ом. км., +Я 12 г(ы " ) где Н, и Н,„— эффективные значения напряженностей переменного магнитного поля, измеренные на трассе на одинаковых расстояниях от оси трубопровода в точках, отстоящих от места подсоединения генератора на расстояниях xi и х

L — длина обследуемого трубопровода (расстояние между точками с координатами х1 и х2), км;

Z, модуль комплекса продольного сопротивления трубопровода, который вьгчисляется по известной формуле.

Поскольку знаменатель формулы — величина безразмерная, то нет необходимости граду,ировать измерительный прибор в единицах измерения напряженности магнитного поля, а достаточно отградуировать его в единицах, пропорциональных напряженности магнитного поля, например в напряжениях, индуцируемых в датчике.

Согласно приведенной формуле на трассе трубопровода необходимо сделать два измерения напряженности переменного магнитного поля на концах обследуемого участка трубопровода в точках пространства над трассой трубопровода, отстоящих от него на одинаковом расстоянии. Для производства таких измерений необходимо точно измерять трассу и глубину залегания трубопровода. Для точного определения трассы применен дифференциальный способ, заключающийся в следующем.

Зо

Две идентичные катушки 1 и 2, закрепленные на горизонтальной части штанги на равнсудаленных расстояних 1 от середины штанги подключают на входы идентичных усилителей

16 и 16 (второе .положение переключателя

20) .

График, изображенный на фиг. 1, показывает характер изменения э.д. с. в катушках 1 и

2 при горизонтальном их расположении,и при перемещении их вправо или влево от оси трассы подземного трубопровода. При расположении вертикальной части штанги 4, а следовательно и катушки 8 над осью трубопровода э.д.с., наводимые в катушках l,и 2, будут одинаковы. Одинаковы будут сигналы и на выходе усилителей lб и 16, В этом случае напряжение на выходе блока 17 вычитания или на зажимах микроамперметра 18 с нулем посередине будет равно нулю. При несоответствии середины, штанги 4, а равноизмерительной катушки 8 оси трассы трубопровода б сигналы на выходе усилителей будут резко отличаться друг от друга, что вызовет появление на выходе блока 17 напряжения той или иной полярности и отклоненйе стрелки микроамперметра 18 вправо или влево. Таким образом, перемещая штангу 4 с катушками 1 и 2 вправо или влево от оси трубопровода б, добиваются такого положения, когда стрелка прибора 18 установится на нулевом делении. В этом случае середина штанги 4, а следовательно, и катушка 8 будет расположена точно над осью трассы.

Устройство работает следующим образом, Генератор 5 подключают одним полюсом к трубопроводу б, а другим — к заземлителю 7.

При этом по трубопроводу будет проходить переменный ток, создавая вокруг него переменное магнитное поле той же частоты, Для выполнения измерений необходимо грубо определить направление трассы трубопровода известным способом, подключив на вход вторичного прибора индукционный датчик с ферритовым сердечником. Определение оси трассы этим методом осуществляется по максимальному звучанию в телефонах, подключенных на выход усилителя в гнезде «телефоны», либо по максимальному отклонению стрелки прибора 18. Максимальное звучание в телефонах или максимальное отклонение стрелки прибора 18 будет наблюдаться над осью трассы.

Определив направление трассы трубопровода, устанавливают стойки 18 и 14 устройства ориентации датчика по разные стороны от оси трассы так, чтобы горизонтальная часть штанги 4 была перпендикулярной отмеченному направлению оси. Затем вращением роликов 12 ориентирует штангу горизонтального при помощи указателя уровня 15. Установив горизонтально штангу 4 и подключив катушки 1 и 2 к вторичному прибору (второе положение переключателя 20), точно определяют ось трассы вышеописанным дифференциальным

243733 способом. При этом измерительная катушка 8 точно будет находиться над осью трубопровода. Подключают ее ко вторичному прибору (третье положение переключателя 20).

Сделав измерение, необходимо определить расстояние а, на котором находилась катушка

3. Для этого индукционную катушку 1 устанавливают под углом в 45 к горизонтали и подключают ее ко вторичному прибору (первое положение переключателя 20). При этом работает только усилитель 16, его сигнал поступает на блок 17, работающий в этом случае как обычный выпрямитель. Выдвигая телескопический конец штанги 4, несущий катушку 1, влево, добиваются минимального отклонения стрелки прибора 18. Расстояние от катушки 1 до места крепления вертикальной части штанги будет равно глубине залегания с. Расстояние от оси измерительной катушки

3 до оси трубопровода определится как разность а=с — b

Измерение на другом конце обследуемого участка трубопровода производят аналогичным образом, причем до измерения напряженности переменного магнитного поля определяют глубину залегания, а затем устанавливают измерительную катушку 3 на то же расстояние а от оси трубопровода, при котором было сделано первое измерение.

Определив напряженности магнитного поля в разных точках, вычисляют переходное сопротивление трубопровода по приведенной выше формуле.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения переходного сопротивления подземных металлических соо5 ружений, например нефтепродуктопроводов, содержащее генератор звуковых частот, индукционные катушки, измерительный усилитель и указывающий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности

10 измерений переходного сопротивления, оно содержит датчик, выполненный в виде Т-образной штанги, снабженной метрическими делениями, на горизонтальной части которой закреплены две индукционные катушки с ферри15 товыми сердечниками на равноудаленных расстояних от середины штанги, причем один из ее концов снабжен телескопической трубкой и поворотным шарниром, а на вертикальной части штанги установлена катушка, переме20 щающаяся в вертикальном направлении, причем ее ось параллельна горизонтальной части

Т-образной штанги.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальная часть Т-образной штанги, 25 несущая индукционные катушки, закреплена в направляющих для горизонтального перемещения, шарнирно связанных с вертикальными стержнями, установленными в направляющих для регулирования ее горизонтальности.

30 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения трассы и глубины залегания трубопровода, его две идентичные индукционные катушки, размещенные на горизонтальной части

35 штанги, подключены на входы идентичных усилителей, выходы которых соединены с входом блока вычитания сигналов, выход которого сьязан с индикатором, а выход одного из усилителей через переключатель соединен с

40 микроамперметром.

243733

Фиг. 1

Корректор Л. В. Юшина

Техрсд Т. П. Курилко

Редактор Гофман

THIl0Iрафия, lip. Сапунова, 2

Заказ 2424(8 Тираж 480 Подписное

I1I-1ИИПИ Комитета пс, делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4