Датчик для поиска дефекта подземной коммуникации
Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для использования при испытании трубопроводов с помощью акустических течеискателей. Изобретение направлено на упрощение поиска подземной коммуникации и упрощение поиска дефекта в ней. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что датчик для поиска дефекта подземных коммуникаций содержит обечайку, в нижней части которой имеется мембрана, на которой расположен прижимаемый к ней пьезоэлектрический элемент, и крышку, соединенную с обечайкой, при этом в крышку встроен держатель в виде трубки, на концах которой укреплены электромагнитные антенны, разнесенные на базовое расстояние друг от друга, а выводы от электромагнитных антенн и пьезоэлементов подключены к вычислителю. 2 ил.
Изобретение относится к средствам испытания устройств на герметичность с использованием звуковых или ультразвуковых колебаний, а более конкретно к испытаниям трубопроводов с помощью акустических течеискателей.
Поиск дефекта подземных коммуникаций осуществляется в два приема: сначала определяется трасса коммуникации, а затем определяется ее дефект. Поиск трассы коммуникации основан на приеме сигналов, излучаемых этой трассой. Излучение сигналов может происходить от генератора колебаний, подключенного к коммуникации, от протекающего тока по коммуникации. Прием этих сигналов осуществляется с помощью приемных антенн.
Известно устройство для обнаружения и трассировки металлических коммуникаций, которое содержит две приемные катушки поиска трасс, см., например, авт. свид. №1092453.
Дефект коммуникации, например течь в трубопроводе, определяется с помощью преобразователя акустических колебаний в электрических сигнал. Известно устройство для определения места течи в трубопроводе, которое содержит акустический датчик, см., например, патент RU №2249802.
Известен также течетрассопоисковый комплект «Успех АТГ-210», выпускаемый ООО «ТЕХНО-АС». Указанный комплект имеет резонансную магнитную антенну для обнаружения подземной коммуникации и акустический датчик для определения места течи в трубопроводе. Указанный комплект содержит отдельно магнитную антенну и отдельно акустический датчик.
Заявляемое изобретение позволяет создать единую конструкцию, включающую акустический преобразователь и приемные антенны. Такая конструкция существенно упрощает операцию поиска подземной коммуникации и операции поиска дефекта в этой коммуникации.
Заявляемый датчик содержит герметичный корпус, в днище которого встроена мембрана, на которую установлен пьезокерамический преобразователь акустических колебаний в электрические сигналы. Датчик имеет две электромагнитные антенны, разнесенные на базовое расстояние друг от друга. Электромагнитные антенны закреплены на держателе, соединенном с корпусом датчика. Держатель может быть расположен параллельно или перпендикулярно плоскости мембраны.
На фиг.1 изображен датчик, в котором электромагнитные антенны установлены на концах держателя, расположенного параллельно плоскости мембраны.
На фиг.2 изображен датчик, в котором электромагнитные антенны установлены на держателе, расположенном перпендикулярно плоскости мембраны.
Датчик имеет корпус, состоящий из цилиндрической обечайки 1 и крышки 9. В нижнюю часть цилиндрической обечайки впрессована мембрана 2, на которой установлен преобразователь 3 акустических колебаний в электрический сигнал. Преобразователь 3 может быть выполнен в виде пакета пьезокристаллических пластин, пластин из титаната бария (на фиг.1 и фиг.2 изображено по две пластины). Пакет пластин прижимается к мембране 2 с помощью гайки 4, шарикового упора 5 и опорной шайбы 6. Для регистрации электромагнитного излучения подземной коммуникации датчик снабжен электромагнитной антенной 11, скрепленной с корпусом с помощью держателя. Для повышения точности поиска датчик оснащается двумя электромагнитными антеннами, разнесенными на базовое расстояние Б друг от друга. При этом держатель выполнен в виде трубки 10, на которой закреплены две электромагнитные антенны 11. Трубка 11 расположена параллельно, фиг.1, или - перпендикулярно плоскости мембраны, фиг.2. Выводы 12 электромагнитных антенн 11 проложены по каналу трубки 10.
Выводы 7 преобразователя 3 через втулку, встроенную в перегородку 8, проведены в крышку 9 и далее в канал, образованный в ручке 13, служащей для переноски датчика, фиг.1.
В варианте, изображенном на фиг.2, трубка 10 служит для переноски и одновременно - держателем электромагнитных антенн 11.
Определение трассы металлических подземных коммуникаций основано на регистрации магнитного поля, возникающего при протекании тока по коммуникациям. При попадании антенны в переменное магнитное поле в ней наводится ЭДС, величина которой зависит от расстояния электромагнитной антенны от источника излучения. В связи с тем, что электромагнитные антенны датчика расположены на базовом расстоянии друг oт друга, уровень сигнала в каждой антенне будет различным. Разность уровней этих сигналов используется для определения линии положения источника излучения. Для «вхождения в трассу» датчик перемещают в сторону увеличения сигналов в обеих электромагнитных антеннах.
При этом разность уровней сигналов в обеих антеннах будет уменьшаться и достигнет минимума при нахождении датчика под трассой. Далее датчик перемещают вдоль трассы таким образом, чтобы разность уровней сигналов в обеих электромагнитных антеннах была минимальной. Одновременно с этим осуществляют прием акустических сигналов от шума, например, струи жидкости, вытекающей из трубопровода. Максимум сигнала акустического датчика свидетельствует о месте течи.
Таким образом, заявляемый датчик обеспечивает поиск трассы коммуникации и одновременно поиск ее дефекта.
Датчик для поиска дефекта подземных коммуникаций, содержащий обечайку, в нижней части которой имеется мембрана, на которой расположен прижимаемый к ней пьезоэлектрический элемент, и крышку, соединенную с обечайкой, при этом в крышку встроен держатель в виде трубки, на концах которой укреплены электромагнитные антенны, разнесенные на базовое расстояние друг от друга, а выводы от электромагнитных антенн и пьезоэлементов подключены к вычислителю.
