Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу

Авторы патента:

G08C17/00 - Устройства для передачи сигналов, отличающиеся использованием беспроволочной электрической связи

Владельцы патента RU 2506645:

Бойко Сергей Иванович (RU)
Петров Алексей Владимирович (BY)

Изобретение относится к системам передачи электрических сигналов и предназначено для бесконтактной организации связи по трубопроводному каналу. Технический результат заключается в том, что создана возможность применять устройство на металлических трубопроводах независимо от способа их прокладки, повышены КПД, помехоустойчивость и эксплуатационная надежность. Сущность изобретения заключается в том, что устройство передает сигналы по трубопроводу без гальванической связи передающего блока непосредственно с проводниками физической цепи труба-земля (бесконтактно). Устройство включает в себя трубопровод и передающий блок, в состав которого входит генератор информационного сигнала и излучатель, представляющий собой подковообразный магнитопровод, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора. При этом трубопровод размещается между полюсами излучателя. 2 ил.

Изобретение относится к системам передач электрических сигналов, характеризуемых частотой переменного тока, и предназначено для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу из металлических материалов.

Известно устройство дистанционного контроля работоспособности станций катодной защиты (СК3), принятое за аналог, включающее трубопровод, передающий и приемный блоки, причем передающий блок содержит электрод заземления и генератор, а приемный блок - электрод заземления и избирательный усилитель (п-т РФ №2006953, МПК⁵ G08C 19/02, 1994 г.).

В качестве источника информационного сигнала выступает генератор инфранизкой частоты, включающийся при неисправности СКЗ или обрыве дренажных кабелей станции. Сигнальный провод генератора подключен к минусовой клемме СК3, общий провод - к автономному заземлителю. Приемная часть устройства содержит фильтры инфранизкой частоты, соединенные с трубопроводом, усилитель и заземлитель.

Устройство позволяет за счет использования в качестве носителя информационного сигнала автономного от СК3 генератора инфранизкой частоты пульсаций однополупериодного выпрямленного напряжения отрицательной полярности значительно повысить дальность и качество передачи сигналов контроля.

Недостатком данного изобретения является то, что для обеспечения номинальной нагрузки и увеличения дальности передачи информационного сигнала автономного генератора устройства при подключении к цепи труба-земля, его заземлитель устанавливается на значительном расстоянии от оси трубопровода и его охранной зоны. Это существенно увеличивает риск нарушения дренажной цепи заземлителя при сельскохозяйственных и ремонтных работах, а значит и нарушение работоспособности устройства в целом. Кроме того, работа устройства на трассе в технологическом коридоре многониточной прокладки трубопроводов требует установки дополнительных автономных заземлителей для ослабления эффекта экранирования, что дополнительно повышает уязвимость физической целостности дренажной цепи.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является устройство связи для дистанционного контроля по трубопроводному каналу, включающее трубопровод, передающий блок, в состав которого входят электрод заземления, генератор информационного сигнала и колебательный контур, и приемный блок, в состав которого входят электрод заземления, избирательный усилитель и колебательный контур, причем каждый из колебательных контуров состоит из катушки индуктивности и цилиндрического конденсатора, одной обкладкой которого служит металлическая стенка трубопровода, а другой обкладкой - электропроводящий материал, нанесенный на изоляцию трубопровода в местах передачи и приема информационного сигнала. Колебательные контуры передающего и приемного блоков имеют резонансную частоту, равную частоте информационного сигнала (п-т РФ №2170952, МПК⁷ G08C 19/08, 1997 г.).

Существенным недостатком прототипа является гальваническое подключение передающего блока к цепи труба-земля, что приводит:

- к невозможности применения устройства связи на трубопроводах проложенных наземным и надземным способом, а также проложенных подземно в каналах и коллекторах;

- к непостоянству нагрузочных характеристик устройства связи по причине гетерогенности грунта, приводящей к существенному снижению качества колебательного контура и увеличению потерь за счет частотной расстройки при переходе электромагнитной энергии из передающего блока в трубопроводный канал;

- к отрицательному влиянию потенциала поляризации трубопровода, блуждающих токов от мощных электроустановок с рабочим заземлением, пульсаций токов промышленной частоты 50 Гц и токов от СК3-100 Гц, присутствующих в цепи труба-земля, на генератор информационного сигнала и колебательный контур;

- к потере значительной части электромагнитной энергии информационных сигналов на переходном сопротивлении электрода заземления;

Резюмируя недостатки аналога и прототипа предлагаемого изобретения, можно констатировать, что указанные устройства, гальванически подключенные к цепи труба-земля, имеют ограниченное применение в зависимости от способа прокладки трубопроводов, обладают низким КПД при передаче информационного сигнала, являются эксплуатационно ненадежными из-за гетерогенности грунта, подверженности отрицательному влиянию потенциала поляризации, блуждающих токов, помех на промышленных частотах и уязвимости физической целостности цепей автономных заземлителей.

Задачей настоящего изобретения является устранение распределенного проводника «земля» из трубопроводного канала связи, что приводит к возможности применения устройства на металлических трубопроводах независимо от способа прокладки, повышению КПД, помехоустойчивости и эксплуатационной надежности передающих блоков информационных сигналов.

Поставленную задачу решают благодаря тому, что в устройстве для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу, включающем трубопровод, являющийся каналом связи, и передающий блок, содержащий генератор информационного сигнала и излучатель, согласно изобретения, излучатель конструктивно выполнен в виде подковообразного магнитопровода из электротехнической стали 0.3-Н-1-ЭТ-А-3408, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, настроенный на резонансную частоту информационного сигнала и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора, минимизирующая отрицательное взаимовлияние генератора и контура, при этом трубопровод располагается между полюсами магнитопровода для обеспечения максимальной индукционной связи.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - конструкция излучателя, его связь с генератором и положение относительно трубопровода.

Передающий блок устройства состоит (фиг.1) из генератора информационного сигнала 1, соединенного с излучателем 2, который индукционно связан с трубопроводом 3. В свою очередь излучатель содержит (фиг.2) катушку трансформаторной связи 4, непосредственно соединенную с генератором 1, и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности 5 и конденсатора 6, причем катушка трансформаторной связи 4 и катушка индуктивности 5 собраны на подковообразном магнитопроводе 7, между полюсами которого располагается трубопровод 3.

Устройство подключается к трубопроводу и работает следующим образом.

Генератор информационного сигнала 1 (фиг.2) подключается непосредственно к катушке трансформаторной связи 4, которая наводит ЭДС резонанса в колебательном контуре излучателя 2 (фиг.1) на частоте информационного сигнала, усиливая выходную электрическую мощность генератора в Q раз, где Q - добротность колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности 5 и конденсатора 6. Усиленная за счет резонанса выходная мощность генератора преобразуется в энергию переменного магнитного поля и объемно сосредотачивается в подковообразном магнитопроводе 7, расположенном относительно оси трубопровода 3 согласно фиг.2, при этом силовые линии магнитного поля оптимально пересекают трубопровод 3, бесконтактно индуцируя и передавая информационный сигнал той же частоты по трубопроводному каналу.

Таким образом, сущность изобретения состоит в том, что заявляемое устройство, в отличие от прототипа, позволяет передавать сигналы по трубопроводу без гальванической связи передающего блока непосредственно с проводниками физической цепи труба-земля (бесконтактно), что позволяет устранить распределенный проводник «земля» из трубопроводного канала связи и приводит к возможности применения устройства на металлических трубопроводах независимо от способа прокладки, повышению КПД, помехоустойчивости и эксплуатационной надежности передающих блоков информационных сигналов.

Внедрение устройства позволит значительно повысить эффективность работы передающих блоков средств связи, использующих трубопроводный канал, вне зависимости от способа прокладки трубопровода.

Литература

1. Патент РФ №2006953 от 03.06.1991 г., МПК⁵ G08C 19/02. Устройство дистанционного контроля работоспособности станций катодной защиты.

2. Патент РФ №2170952 от 17.03.1997 г., МПК⁷ G08C 19/08. Устройство связи для дистанционного контроля по трубопроводному каналу.

Устройство для бесконтактной передачи сигналов по трубопроводному каналу, включающее трубопровод, являющийся каналом связи, передающий блок, содержащий генератор информационного сигнала и колебательный контур, имеющий резонансную частоту, равную частоте информационного сигнала, отличающееся тем, что передающий блок связан бесконтактно с трубопроводом, помещенным между полюсами излучателя, представляющего собой подковообразный магнитопровод, на котором расположены катушка индуктивности и конденсатор, образующие параллельный колебательный контур, и катушка трансформаторной связи, подключенная к выходу генератора.

Изобретение относится к области передачи цифровых данных и энергии. Технический результат заключается в повышении устойчивости алгоритма детектирования.

Способ опроса измеренного значения // 2459270

Изобретение относится к способу опроса измеренного значения. .

Устройство и способ беспроводной связи // 2458408

Изобретение относится к устройству и способу беспроводной связи. .

Способ и устройство для контроля и управления состоянием искусственных сооружений // 2434300

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для мониторинга состояния конструкции искусственного сооружения в процессе его эксплуатации.

Усовершенствованная процедура предварительного уведомления для службы mbms в сети geran // 2409867

Изобретение относится к системе и способу передачи/приема данных в режиме широковещательной передачи и режиме многоадресной передачи. .

Устройство контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины // 2378507

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины. .

Устройство дистанционного управления // 2361280

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в различных приводных системах. .

Система и способ дистанционного управления // 2348078

Изобретение относится к системе дистанционного управления. .

Способ передачи и приема информации и устройство для его осуществления // 2319305

Изобретение относится к передаче информации на расстояние и может быть использовано в системах проводной и беспроводной связи, кодировании и декодировании информации.

Пульт дистанционного управления // 2314570

Изобретение относится к дистанционному управлению объектами, конкретно к устройству ручных пультов дистанционного управления. .

Просвечивающиеся тактильные экраны, включающие в себя невидимые соединения электронных компонент // 2509339

Группа изобретений относится к устройству с просвечивающимся тактильным экраном, включающим в себя невидимые соединения электронных компонент, и способу его формирования. Техническим результатом является обеспечение просвечивающегося электронного устройства, прозрачных соединений электронных компонент с этим устройством, возможности увеличения количества тактильных зон на заданной площади устройства, а также экономия времени при его формировании. Просвечивающееся электронное устройство содержит сетку из проводящего материала с удельным сопротивлением меньше чем примерно 3,0 Ом/мм2, по меньшей мере, часть которой сконфигурирована в виде электрической схемы; электронную компоненту, прикрепленную к сетке, в которой, по меньшей мере, часть сетки сконфигурирована в виде электрической схемы, связанной с выводами электронной компоненты в первой области сетки, а вторая область сетки, определенная вне поверхностной области электронной компоненты, является прозрачной; и схемы, связанные с электронной компонентой, соединенной с более крупным электронным устройством, включающим просвечивающееся электронное устройство, схемы предназначены для обработки электрических сигналов электронной компоненты. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Система и способ передачи информации между имплантируемыми устройствами // 2511071

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системе для передачи информации между медицинскими устройствами, имплантируемыми в тело субъекта, с использованием объемной проводимости электрических сигналов в качестве средства осуществления связи. Одно из имплантируемых устройств обеспечивает электрическую стимуляцию ткани. Система содержит два имплантируемых устройства, средство кодирования, использующее канал в качестве передающей среды для стимулирующих импульсов и кодирующее информацию в стимулирующих импульсах, и средство декодирования информации, закодированной в стимулирующих импульсах. Первое имплантируемое устройство имеет два передающих электрода, передающих электрические стимулирующие импульсы, где один электрод может представлять собой общий возвратный электрод. Второе имплантируемое устройство имеет два принимающих электрода, принимающих переданные стимулирующие импульсы с закодированной информацией, переданные через канал. Первое устройство дополнительно выполнено с возможностью непрерывной стимуляции, приема информации относительно вызванных ответов на стимулы первого устройства, которую измеряют посредством второго устройства, и отправления запроса второму устройству на измерение вызванного ответа. Второе устройство дополнительно выполнено с возможностью обеспечения стимуляции по запросу, отправления подтверждения обратно и передачи параметров и/или характеристик измеренного сигнала первому устройству. Описанная система обеспечивает надежную и эффективную связь между имплантируемыми устройствами. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство передачи телеизображения и показаний приборов с мобильного монитора // 2535469

Изобретение относится к устройствам наблюдения и контроля окружающей среды, народнохозяйственных и промышленных объектов. Технический результат заключается в возможности снижении массы, сложности устройства и возможности передачи информации с нескольких дисплеев и циферблатов по мобильному телефону. Устройство состоит из дистанционно измерительных приборов, навигатора GPS и телекамеры обзора, которые расположены в контейнере 1 прямоугольной формы, передняя и задняя стенки которого выполнены в виде кассет. В передней кассете 1 установлены контрольно измерительные приборы, навигатор GPS 22 и экран 23 телекамеры видеонаблюдения, которые направлены во внутреннюю сторону контейнера. На задней стенке контейнера в кассете 3 установлен мобильный телефон 10, объектив которого направлен на дисплеи и циферблаты передней кассеты. Задняя наружная стенка кассеты 3 образована дисплеем мобильного телефона - его лицевой стороной. Подготовленный к работе монитор устанавливают на дистанционно пилотируемый аппарат (ДПЛА), предварительно соединив мобильный телефон монитора с пультом оператора 28. Все получаемые в полете измерительные, контрольные данные и видеонаблюдения поступают на пульт оператора. 8 ил.

Способ и устройство сохранения ресурса батареи в устройстве мобильной связи // 2541173

Изобретение относится к области управления радиоресурсами между терминалом пользователя и беспроводной сетью. Технический результат изобретения заключается в оптимизации энергопотребления беспроводного устройства. Способ и устройство для экономии ресурса батареи в устройстве беспроводной связи основаны на динамическом координировании состояния соединения уровня управления радиоресурсами RRC мобильного устройства беспроводной связи, осуществляющего связь с беспроводной сетью, с закономерностью потока данных, передаваемых между мобильным устройством беспроводной связи и беспроводной сетью. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Составное носимое устройство электросвязи // 2551799

Изобретение относится к носимым на теле электронным устройствам. Техническим результатом является повышение надежности фиксации устройства на теле пользователя посредством свободновисящих проводов небольшой общей длины, близко прилегающих к телу пользователя. Составное носимое устройство электросвязи содержит нашейную петлю, очковую оправу и гибкий адаптер, содержащий два провода, где хотя бы один провод электрически соединяет нашейную петлю с очковой оправой, причем два провода гибкого адаптера соединены с нашейной петлей в непосредственной близости друг от друга с образованием дорсального узла соединения проводов, расположенного при ношении устройства на нижней дорсальной поверхности шеи пользователя, и где указанные два провода дополнительно механически соединены на участках проводов между очковой оправой и дорсальным узлом с образованием субокципитального узла соединения проводов, расположенного при ношении устройства под затылком пользователя. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 1 табл., 30 ил.

Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства // 2590270

Устройство передачи информации для бесконтактного программирования режимов работы инициатора газодинамического импульсного устройства относится к взрывным работам, в частности к устройствам бесконтактного программирования и передаче данных инициатору газодинамического импульсного устройства с индуктивной цепью управления. Устройство содержит внешний корпус с отверстием для выхода магнитного потока, в котором размещены колебательный контур, задающий генератор, схема управления усилителем мощности, усилитель мощности, модулятор. Регулируемый тактовый генератор соединен последовательно со схемой управления усилителем мощности, усилителем мощности и колебательным контуром, содержащим излучающую катушку, соединенную последовательно с конденсатором. Сердечник выполнен из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью и высокой индукцией насыщения и имеет форму части кольца, установленного с возможностью направления излучения магнитного поля в зону размещения приемной катушки индуктивности газодинамического импульсного устройства. При этом плоскости торцов сердечника параллельны или расположены под углом друг к другу. Усилитель мощности выполнен по мостовой схеме на мощных МОП-транзисторах. Параллельно регулируемому тактовому генератору к схеме управления усилителем мощности подключен модулятор несущей частоты, имеющий вход для ввода управляющего сигнала. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение эффективности работы устройства. 1 ил.

Устройство предупреждения об аэрологических явлениях для летательного аппарата // 2604761

Устройство предупреждения об аэрологических явлениях для летательного аппарата содержит бортовое оборудование, способное к выявлению метеорологических явлений, модуль для сбора и хранения метеорологических данных, модуль для создания сводки по собранным метеорологическим данным, модуль для отправки сводок, модуль для приема сводок от окружающих летательных аппаратов, модуль для обработки, консолидации принятых сводок и формированию предупреждений, модуль содействия обходу, модуль ввода, модуль интерактивного диалога, модуль для опроса окружающих летательных аппаратов и сбора от них данных. Модуль для обработки и консолидации содержит систему слияния данных, содержащую модуль слияния, расположенный на станции на земле. Модуль слияния содержит модуль связи земля/воздух. Обеспечивается безопасность полета за счет получения метеорологической информации от летательных аппаратов и с земли. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройство рекомендации режима сценария для интеллектуального устройства // 2617330

Изобретение относится к способам и устройствам рекомендации режима сценария для интеллектуального устройства и управления интеллектуальным устройством на основе режима сценария. Технический результат заключается в повышении эффективности управления интеллектуальным устройством за счет использования режима сценария для интеллектуальных устройств. В способе получают информацию устройства интеллектуального устройства, привязанного к учетной записи пользователя, согласно которой принудительно отправляют профиль режима сценария, предварительно определенный на сервере, причем профиль режима сценария совпадает с информацией устройства интеллектуального устройства, к учетной записи пользователя, причем профиль режима сценария соответствует режиму сценария, причем режим сценария сконфигурирован для сохранения отношения ассоциации для инициирования операционного управления для второго интеллектуального устройства согласно информации параметра состояния, собранной первым интеллектуальным устройством, и определяют режим сценария, привязанный к учетной записи пользователя, согласно полученной информации выбора профиля режима сценария учетной записи пользователя. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Система дистанционного управления машиной со стреловым оборудованием // 2642026

Система радиоуправления машиной со стреловым оборудованием содержит беспроводной пульт дистанционного управления (1), блок передачи данных (12), электронный ключ безопасности (18). Пульт дистанционного управления (1) содержит джойстик (4), трехосевой датчик ускорения (11) для обнаружения падения, качения или удара пульта (1), а также рабочей ориентации пульта (1) в пространстве. В случае пропадания на входе контроллера (2) сигнала от кнопки или от джойстика (4) контроллер (2) перестает формировать сигналы включения приводов механизмов машины и происходит остановка рабочих движений. Пульт дистанционного управления (1) содержит встроенные в его органы управления датчики «мертвого тела», приспособленные для определения того, что пульт находится в руках оператора. Контроллер (2) пульта дистанционного управления (1) выполнен с возможностью блокирования передачи команд управления рабочими движениями машины по всем каналам связи до перевода джойстика (4) в нейтральное положение. Достигается повышение безопасности. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для дистанционного управления // 2644057

Изобретение касается способа и устройства для дистанционного управления рабочим состоянием электроприбора. Технический результат заключается в упрощении пользовательского интерфейса. Способ включает: получение пользовательским терминалом данных о движении, формируемых носимым устройством согласно движению пользователя; формирование пользовательским терминалом сигнала дистанционного управления для управления бытовым электроприбором согласно данным о движении и передачу пользовательским терминалом сигнала дистанционного управления в бытовой электроприбор, причем сигнал дистанционного управления конфигурируют для управления рабочим состоянием бытового электроприбора. Данное изобретение решает проблему затруднительных шагов управления в способе дистанционного управления на известном уровне техники. Следовательно, выполняя только движение пользователя посредством носимого устройства, пользователь может дистанционно управлять бытовым электроприбором, не нажимая никаких кнопок дистанционного управления. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 21 ил, 2 табл.