Устройство для замера параметров трубопровода

Авторы патента:

G01H9/00 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний с использованием средств, чувствительных к излучению, например оптических средств

Владельцы патента RU 2620769:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано для измерения параметров трубопроводов, в частности определения собственных частот колебаний трубопровода при пинг-тесте. Устройство содержит закрепляемый на трубопроводе держатель, на котором установлен датчик, при этом держатель выполнен в виде зажима из цельной ленты пружинной стали, а зажим имеет форму, обеспечивающую захват трубопровода, по меньшей мере, по трем точкам, разнесенным в окружном направлении относительно друг друга. Датчик установлен с противоположенной стороны цельной ленты от любой из упомянутых точек касания с трубопроводом. При этом датчик установлен на площадке, закрепленной на поверхности цельной ленты. Датчик устанавливается на опорную площадку при помощи соединения, обеспечивающего максимальную жесткость и минимальный прирост массы. В случае винтового соединения допускается использование винтовой ножки и резьбового отверстия. Технический результат – повышение качества сигнала. 3 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для замера параметров трубопровода.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для измерения параметров трубопроводов, в частности определения собственных частот колебаний трубопровода при пинг-тесте.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано устройство для измерения параметров дизельного двигателя, содержащее закрепляемый на трубопроводе держатель, на котором установлен датчик (патент на ПМ №43316).

Основными недостатками такого технического решения являются низкая первая собственная частота колебаний держателя, держатель состоит из значительного количества деталей, которые имеют каждая свои собственные частоты колебаний, и соединений, снижающих качество получаемого сигнала, что, как следствие, затрудняет анализ спектрального отклика и выделение из него собственных частот колебаний трубопровода, из-за расположения непосредственно в зоне силового воздействия держателя датчик деформируется, что вносит погрешность в снимаемый сигнал, а также требует точного соответствия диаметра трубопровода с диаметром прилегающей части датчика, что редко достижимо при изготовлении как держателя, так и трубопровода, и приводит к снижению качества получаемого сигнала с датчика.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение качества сигнала, получаемого с датчика.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для замера параметров трубопровода, содержащем закрепляемый на трубопроводе держатель, на котором установлен датчик, согласно настоящему изобретению, держатель выполнен в виде зажима из цельной ленты пружинной стали, а зажим имеет форму, обеспечивающую захват трубопровода по меньшей мере, по трем точкам, разнесенным в окружном направлении относительно друг друга, а датчик установлен на площадке, закрепленной на поверхности цельной ленты, с противоположенной ее стороны от любой из упомянутых точек касания с трубопроводом.

Исполнение держателя в виде единой детали позволяет сократить количество собственных частот колебаний устройства в обрабатываемом спектре сигнала, что приводит к повышению качества сигнала и, кроме того, упрощает обработку и сокращает время анализа. Изготовление держателя из пружинной стали позволяет за счет характерных свойств материала получить значение первой собственной частоты последнего выше нескольких первых собственных частот исследуемого трубопровода, определение которых является целью данного испытания, и выводит их резонансные области на первый план в спектре сигнала, исключая перемешивание и совпадения исследуемых собственных частот трубопровода с собственными частотами зажима, что значительно улучшает качество сигнала. Форма держателя обеспечивает плотную посадку последнего на трубопровод минимум по трем точкам, причем минимум одна из точек находится под местом крепления датчика и обеспечивает прижатие ленты зажима к трубопроводу в этом месте за счет сил обжатия, что обеспечивает жесткую связь трубопровода с датчиком, чем повышает качество сигнала. Жесткое закрепление датчика на наружной поверхности зажима исключает влияние на качество снимаемого сигнала возможной неравномерности прилегания датчика к трубопроводу за счет отсутствия контакта датчика с трубопроводом и деформации датчика под действием сил обжатия держателем трубопровода, что повышает качество сигнала. Форма зажима обеспечивает возможность крепления датчика на трубопроводы допустимого диапазона диаметров, обеспечивая одинаковую фиксацию на трубопроводе минимум по трем точкам и плотное прижатие к трубопроводу места установки датчика на ленте, чем улучшает качество сигнала, в том числе и при отклонении формы трубопровода от идеальной в месте установки зажима, что позволяет снимать качественный сигнал даже в местах изгибов трубопровода. При этом установка датчика на площадке, закрепленной на поверхности цельной ленты с противоположной стороны от одного из мест касания с трубопроводом необходима для жесткого закрепления на ленте датчиков различных видов, вследствие их способа крепления, например, с помощью винтовой ножки, и, как следствие, получения качественного сигнала.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено заявленное устройство без датчика.

На фиг. 2 и 3 изображено заявленное устройство при замере параметров трубопроводов различных диаметров.

Устройство для замера параметров трубопровода содержит содержащее закрепляемый на трубопроводе держатель, на котором установлен датчик 1, при этом держатель выполнен в виде зажима из цельной ленты пружинной стали, а зажим имеет форму, обеспечивающую захват трубопровода 2 по меньшей мере по трем точкам, разнесенным в окружном направлении относительно друг друга, а датчик 1 установлен с противоположенной стороны цельной ленты от любой из упомянутых точек касания с трубопроводом 2, который заключен между боковыми держателями 3 и опорной площадкой 4 посредством трех поверхностей, при этом боковые держатели 3 расположены относительно последней под острыми углами, причем расстояние на концах боковых держателей 3 меньше, чем расстояние между ними у опорной площадки 4.

Возможно установить датчик на площадке 5, закрепленной на поверхности цельной ленты в месте установки датчика 1.

Для изготовления заявленного устройства берется лента пружинной стали требуемой длины. Характерные свойства материала выражены в среднем или высоком содержании углерода, малом объеме легирующих элементов (до 3% кремния, марганца, хрома и т.д.). Ленте придается требуемая форма зажима методом горячей формовки с последующей закалкой, после чего к наружной поверхности ленты крепится датчик 1 в одном из мест ее касания с трубопроводом 2. При необходимости датчик 1 крепится посредством площадки 5, форма которой выбирается исходя из технических характеристик последнего (габаритов, способа крепления и т.д.).

Для проведения испытаний используют малогабаритные легкие вибродатчики с определенными собственными частотами и высокой первой собственной частотой колебаний (обычно свыше 20 кГц) при диапазоне измерения вибраций минимум до 5 кГц. Применение датчиков с такими техническими характеристиками оказывает минимум влияния на получаемый с них сигнал и не затрудняют анализ результата испытания. Датчик 1 устанавливается на опорную площадку 4 или площадку 5 при помощи соединений, обеспечивающих максимальную жесткость и минимальный прирост массы, например клей, пайка, винтовое соединение (в случае реализации на датчике 1 винтовой ножки, а на площадке 5 резьбового отверстия) и т.д.

В ходе испытания пинг-тестом определяются собственные частоты колебаний трубопроводов, для чего на штатно закрепленный трубопровод 2 в лабораторных условиях устанавливают датчик 1 посредством заявленного устройства. А именно, держатель с жестко закрепленным на ленте или площадке 5 датчиком 1 устанавливают на трубопровод 2. Причем боковые держатели 3 и опорная площадка 4 обеспечивают плотное прижатие трубопровода 2 к месту установки датчика 1 за счет охвата трубопровода 2 и удержание заявленного устройства на последнем посредством касания минимум по трем точкам, после чего производят ударное возбуждение трубопровода 2 с последующей регистрацией вибросигнала датчиком 1. При этом описанная конструкция заявленного устройства позволяет проводить испытания трубопроводов значительного диапазона диаметров со стабильным качеством сигнала, воспринимаемым датчиком 1, без изменения конструкции заявленного устройства.

Устройство для замера параметров трубопровода, содержащее закрепляемый на трубопроводе держатель, на котором установлен датчик, отличающееся тем, что держатель выполнен в виде зажима из цельной ленты пружинной стали, а зажим имеет форму, обеспечивающую захват трубопровода, по меньшей мере, по трем точкам, разнесенным в окружном направлении относительно друг друга, а датчик установлен на площадке, закрепленной на поверхности цельной ленты, с противоположенной ее стороны от любой из упомянутых точек касания с трубопроводом.

Раскрыты способ и устройство для определения саморасцепа железнодорожного состава, когда один или более железнодорожных вагонов/пассажирских вагонов (401) случайно расцепляются от остальной части железнодорожного состава.

Акустооптический волоконный кабель и способ его изготовления // 2602422

Изобретения относятся к области акустических измерений и касаются акустооптического кабеля. Кабель включает в себя несколько секций волоконно-оптических акустооптических сенсоров.

Способ измерения вибраций // 2597280

Изобретение относится к метрологии, а именно к виброметрии. Способ измерения вибраций предполагает нанесение светоотражающих меток, регистрацию точек контроля с вибрационным размытием, получение бинарных изображений в виде матрицы связанных элементов.

Способ калибровки сейсмоакустических преобразователей // 2595693

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.

Устройство для калибровки сейсмоакустических преобразователей // 2595688

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, устройствам исследований и может быть использовано для контроля характеристик преобразователей, применяющихся при мониторинге различных технических объектов.

Способ и система для определения положения источника звука // 2593620

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения местоположения источника звука. Предлагаются способ и система, в которых акустические сигналы, принятые акустическими датчиками, содержащими оптоволоконный датчик, обрабатываются с целью определения положения источника или источников акустических сигналов.

Волоконно-оптическое устройство большой протяженности с источником малой мощности для регистрации вибрационных воздействий // 2589492

Изобретение относится к волоконно-оптическим сенсорным системам, используемым в системах мониторинга протяженных и крупногабаритных объектов, и может быть использовано для мониторинга состояния судна и элементов его конструкции (баки и т.д.) путем акустоэмиссионной диагностики, детектируя акустические сигналы от этих элементов, которые воздействуют на оптическое волокно и могут быть зарегистрированы при помощи метода когерентной рефлектометрии.

Способ создания нормированного натяжения волоконного световода в корпусе геофона // 2586703

Способ создания нормированного натяжения волоконного световода в корпусе геофона относится к области производства подводных сейсмических датчиков, используемых для контроля и измерения параметров сейсмических и гидрологических процессов, протекающих в морях и океанах.

Способ контроля поля вибраций и устройство для его осуществления // 2568416

Изобретение относится к информационно-измерительным системам и может применяться для вибромониторинга протяженных, площадных или объемных объектов. Оптическое волокно размещают в механической связи с контролируемым объектом и генерируют оптические импульсы длительностью T.

Распределенное волоконно-оптическое устройство обнаружения звуковых волн // 2566606

Изобретение относится к распределенным волоконно-оптическим устройствам обнаружения звуковых волн. Заявленное распределенное волоконно-оптическое устройство обнаружения звуковых волн включает блок излучения оптических импульсов, вызывающий падение оптического импульса на оптическое волокно, и блок приема света рэлеевского рассеяния, принимающий рэлеевское рассеяние света, полученное внутри оптического волокна.

Устройство контроля напряженно-деформируемого состояния конструкции летательного аппарата // 2621931

Устройство контроля напряженно-деформируемого состояния конструкции летательного аппарата содержит измерительные каналы на волоконно-оптических брегговских датчиках, измерительные каналы многовитковых волоконно-оптических датчиков на внутрисветовом эффекте Доплера, блок волоконно-оптической коммутации, блок источника света, блок спектрального анализа, блок хранения и анализа информации, соединенные определенным образом. Обеспечивается увеличение контролируемой площади конструкции, повышение точности и достоверности контроля состояния конструкции. 1 ил.

Автоколлимационный способ контроля ошибки стабилизации оптических стабилизаторов // 2622088

Автоколлимационный способ контроля ошибки стабилизации оптических стабилизаторов относится к области контроля параметров стабилизации и вибрации и может быть использован для проверки ошибки стабилизации и виброустойчивости стабилизаторов оптических систем прицельно-наводящих комплексов летательных аппаратов. Автоколлимационный способ контроля ошибки стабилизатора оптических стабилизаторов заключается в том, что на стенд устанавливают контролируемое изделие и технологическое зеркало, отдельно устанавливают цифровой лазерный скоростной автоколлиматор. Причем контролируемое изделие устанавливают с возможностью поворота относительно стенда и жестко закрепляют на стенде технологическое зеркало, при этом обеспечивают оптическую связь цифрового лазерного скоростного автоколлиматора, контролируемого изделия и технологического зеркала, производят юстировку системы, производят движение стенда по заданной программе, при этом стенд совершает колебательные движения, при этом стенд совершает колебательные движения, по крайней мере, в одной плоскости. Кроме того, стабилизатор компенсирует движения стенда, на наблюдательном приборе наблюдают смещение изображения автоколлимационной марки цифрового лазерного скоростного автоколлиматора, снимают координаты смещения в угловой мере, стенд совершает сложные колебательные движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Далее через заданные равные промежутки времени снимают координаты смещения автоколлимационной марки по одной из перпендикулярных составляющих перекрестия наблюдательного прибора, по полученным данным строят график временной характеристики колебаний стабилизатора, рассчитывают частоту колебаний для каждой точки смещения автоколлимационной марки, вычисляют амплитудные значения амплитудно-частотной характеристики для каждого значения частоты в частотно временном спектре, строят график амплитудно-частотной характеристики, съем данных, построение графиков и АЧХ для другой перпендикулярной составляющей перекрестия наблюдательного прибора выполняются аналогично. Технический результат – повышение точности, объективности и надежности контроля параметров стабилизации и вибрации системы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Волоконно-оптический датчик виброакустических сигналов на внутрисветоводном эффекте доплера (варианты) // 2633020

Волоконно-оптический датчик виброакустических сигналов на внутрисветоводном эффекте Доплера содержит источник излучения, чувствительный элемент и разветвитель, первую и вторую дифракционные решетки Брэгга и фотоприемник. Источник излучения имеет ширину спектра, превышающую ширину спектра отражения первой решетки Брэгга. По первому варианту первая и вторая решетки Брэгга выполнены со спектральным сдвигом резонансных частот друг относительно друга. По второму варианту первая и вторая решетки Брэгга имеют идентичные параметры по ширине полосы отражения и по резонансной частоте отражения. Причём одна из решеток Брэгга выполнена с возможностью изменения резонансной частоты отражения. Технический результат - упрощение конструкции, повышение температурной стабильности датчика, увеличение отношения сигнал/шум. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Волоконно-оптическое устройство мониторинга трубопроводов // 2637722

Изобретение относится к устройствам виброакустического мониторинга внешних воздействий на трубопровод. Заявленное волоконно-оптическое устройство мониторинга трубопроводов содержит два объединенных в одну систему независимых рефлектометра, каждый из которых подключен к разным оптическим волокнам волоконно-оптической линии, при этом рефлектометр содержит лазерный источник непрерывного излучения, соединенный с модулятором интенсивности оптического излучения, циркулятор, один из выходов которого соединен с волоконно-оптической линией, первый и второй эрбиевые усилители, формирователь прямоугольных электрических импульсов, фотоприемник, выполненный в виде балансного детектора с дифференциальным усилителем, волоконно-оптический интерферометр Маха-Цендера, причем рефлектометр содержит фазовый модулятор, генератор тактовых импульсов, генератор прямоугольных электрических импульсов, при этом вход управления модулятора интенсивности оптического излучения соединен с выходом генератора прямоугольных электрических импульсов, который соединен с генератором тактовых импульсов, также модулятор интенсивности оптического излучения соединен с волоконно-оптическим интерферометром Маха-Цендера, имеющим разность плеч ΔL=Vg⋅Δt, где Vg - групповая скорость излучения в оптическом волокне, Δt - время задержки волоконно-оптического интерферометра Маха-Цендера, при этом волоконно-оптический интерферометр Маха-Цендера соединен с первым эрбиевым усилителем, на одном из плеч волоконно-оптического интерферометра Маха-Цендера установлен фазовый модулятор, причем вход фазового модулятора соединен с выходом формирователя прямоугольных электрических импульсов, соединенного с генератором тактовых импульсов, выход первого эрбиевого усилителя соединен с входом циркулятора, второй выход которого соединен со вторым эрбиевым усилителем, при этом второй эрбиевый усилитель также соединен с фотоприемником, выход которого соединен с входом устройства обработки сигнала. Технический результат заключается в уменьшении вероятности замирания сигнала рефлектометра, при этом не ухудшая пространственного разрешения. 2 ил.

Указание местоположений // 2642135

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам контроля местоположения работников на железной дороге. Способ определения интересующего местоположения в области содержит этапы, на которых размещают по меньшей мере первый акустический источник в первом положении в интересующем местоположении и второй акустический источник во втором положении в интересующем местоположении, причем по меньшей мере одно из первого и второго положений представляет внешнюю протяженность интересующего местоположения, активируют по меньшей мере первый акустический источник и второй акустический источник для формирования заданного акустического выходного сигнала, выполняют распределенное акустическое измерение по меньшей мере для одного оптического волокна, размещенного по меньшей мере частично в упомянутой области, и анализируют акустические сигналы, обнаруженные посредством упомянутого распределенного акустического измерения, для обнаружения упомянутой заданной акустической последовательности и определения местоположения упомянутых по меньшей мере первого акустического источника и второго акустического источника. Технический результат – определение точности местоположения работников. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ дистанционного определения амплитуды вибрации // 2642517

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способам измерения вибрации поверхности морских объектов. С помощью когерентной РЛС или когерентного сонара, работающих в ультразвуковом диапазоне, облучают вибрирующую поверхность. Принимают отраженный сигнал и измеряют частоту вибрации. Измеряют амплитуды первых четырех гармоник и оценивают полученные значения. По результатам этой оценки выбирают пару гармоник - или нечетных, или четных - и определяют отношение амплитуд этих гармоник. По этому отношению амплитуд вычисляют значение амплитуды вибрации. Технический результат изобретения - повышение точности определения амплитуды вибрации и расширение области применения способа за счет устранения влияния на результаты измерений фактора фазового сдвига сигнала. 1 ил.

Способ организации беспроводной компьютерной сети // 2648568

Изобретение относится к компьютерной технике и может быть использовано для создания и организации работы беспроводной компьютерной сети. Техническим результатом является то, что в каждом беспроводном канале связи этой беспроводной компьютерной сети для передачи данных используется видимый свет и при этом не используется модуляция с использованием изменения параметров излучения, производимого искусственными источниками видимого света. Результат достигается за счет того, что каждый узел компьютерной сети содержит компьютер с подключенной видеокамерой и с подключенным генератором вибрации, причем в качестве передающего устройства используется генератор вибрации, подключенный к компьютеру-источнику, а в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю.