Устройство коррозионного мониторинга

Авторы патента:

F17D5/02 - для наблюдения, предотвращения или обнаружения утечек

Владельцы патента RU 2764343:

Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-Э.С." (RU)

Устройство коррозионного мониторинга предназначено для передачи информации о текущем защитном потенциале либо по жиле силового кабеля между защищаемым сооружением и установкой катодной/дренажной защиты, либо по изолированному от грунта стальному трубопроводу, если невозможна прокладка измерительного кабеля от защищаемого сооружения к установке катодной/дренажной защиты, а использование радиоканала нежелательно вследствие высокого уровня радиопомех, снижающих дальность и качество связи. Устройство коррозионного мониторинга содержит модуль передатчика и модуль приемника, связанные силовым кабелем или телом стального изолированного трубопровода. Модуль передатчика включает в себя микроконтроллер, обрабатывающий измеренный аналоговый сигнал с осуществлением цифровой фильтрации и формирующий помехоустойчивый частотный кодированный сигнал для передачи по силовому кабелю или трубопроводу, измерительный усилитель, усилитель-инвертор, фильтр высоких частот и блок питания. Блок питания использует в качестве источника энергии разность потенциалов между токоведущей жилой силового кабеля или изолированным трубопроводом и контуром заземления. Модуль приемника включает в себя фильтр высоких частот, нормирующий усилитель, выходной усилитель, микроконтроллер, обеспечивающий декодирование сигнала и представление его в аналоговом и цифровом виде, и блок питания. 1 ил.

Использование устройства коррозионного мониторинга позволяет передать информацию о текущем защитном потенциале в режиме реального времени и обеспечивать автоматический режим работы станции катодной/дренажной защиты.

Наиболее близким техническим решением является устройство коррозионного мониторинга НГК-КИП-СМ(У) производства ООО «НПО «Нефтегазкомплекс-ЭХЗ» (https://www.ngk-ehz.ru/oborudovanie-ekhz/ustrojstvo-korrozionnogo-monitoringa-ngk-kip-sm-u/).

Известное устройство коррозионного мониторинга НГК-КИП-СМ(У) предназначено для подключения анодного либо дренажного кабеля, датчиков потенциала и скорости коррозии, измерения и передачи данных о коррозионных процессах и противокоррозионной защите. Устройство содержит измерительные клеммы для подключения контрольных кабелей от датчиков потенциала и коррозии, и силовые клеммы для подключения дренажных или анодных кабелей. Функционал данного устройства позволяет производить измерение текущей разности потенциалов между трубопроводом и электродом сравнения, текущей скорости коррозии и прочих параметров. Устройство может осуществлять передачу измеренных данных по одному из следующих каналов связи: волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), RS-485, CAN или радиомодем (стандарт LPD433). Недостатком данного устройства является необходимость прокладки кабельных линий для обеспечения питания и организации связи. Такие каналы передачи данных как ВОЛС, RS-485 и CAN требует организации физической линии связи между передающим и принимающим информацию устройствами, что в условиях плотной городской застройки связано с дополнительными трудностями. Способ передачи данных посредством использования радиомодема стандарта LPD433 также имеет ограниченные возможности применения в связи с низкой дальностью передачи данных в пределах городской застройки, и не снимает проблемы обеспечения автономного электропитания.

Задачей настоящего изобретения является создание надежного в работе и технологичного при внедрении устройства коррозионного мониторинга.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в улучшении помехоустойчивости при передаче сигнала в системе катодной (дренажной защиты), а также в снижении затрат при внедрении и эксплуатации.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что устройство коррозионного мониторинга содержит модуль передатчика и модуль приемника, связанные силовым кабелем или телом стального изолированного трубопровода, при этом модуль передатчика включает в себя микроконтроллер, обрабатывающий измеренный аналоговый сигнал с осуществлением цифровой фильтрации и формирующий помехоустойчивый частотный кодированный сигнал для передачи по силовому кабелю или трубопроводу, измерительный усилитель, усилитель-инвертор, фильтр высоких частот и блок питания, использующий в качестве источника энергии разность потенциалов между токоведущей жилой силового кабеля и контура заземления; модуль приемника включает в себя фильтр высоких частот, нормирующий усилитель, выходной усилитель, микроконтроллер, обеспечивающий декодирование сигнала и представление его в аналоговом и цифровом виде и блок питания.

На чертеже представлена общая структура заявляемого устройства коррозионного мониторинга.

Устройство коррозионного мониторинга состоит из двух модулей – модуль приемника и модуля передатчика, связанных силовым кабелем, либо трубопроводом, либо кабелем и трубопроводом совместно.

Модуль передатчика является автономным устройством с низким энергопотреблением. Модуль передатчика включает в себя микроконтроллер, измерительный усилитель, усилитель-инвертор, фильтр высоких частот и блок питания, использующий в качестве источника энергии разность потенциалов между токоведущей жилой силового кабеля или изолированного трубопровода и контура заземления и обеспечивающий электропитание блока передатчика без прокладки дополнительных кабельных линий и без использования сменных химических источников тока. Он устанавливается в точке измерения потенциала сооружения, например, в контрольно-измерительном пункте системы электрохимической защиты. Модуль передатчика осуществляет измерение суммарного и поляризационного потенциала сооружения в режиме реального времени, получая сигнал от электрода сравнения длительного действия и датчика потенциала, установленных в точке контроля защищаемого сооружения. Микропроцессор обрабатывает измеренный аналоговый сигнал с осуществлением цифровой фильтрации и формирует помехоустойчивый частотный кодированный сигнал. Несущая частота сигнала может адаптивно подстраиваться для наиболее устойчивой связи. Управляемый усилитель - инвертор усиливает и нормирует кодированный сигнал для передачи его по линии связи, в роли которой выступает токоведущая жила силового (дренажного) кабеля системы электрохимической защиты либо изолированный стальной трубопровод.

Для передачи информации используется подстраиваемая несущая частота в диапазоне 10-100 кГц, что позволяет получить высокую помехозащищенность передачи. Для развязывания линии связи и модуля передатчика по низкой частоте и постоянному току применен фильтр высоких частот.

Питание модуля передатчика осуществляется от разности потенциалов между жилой силового кабеля или трубопровода и заземляющего контура. Специализированный блок питания осуществляет достаточное питание модуля передатчика уже при разности потенциала между жилой силового кабеля или трубопровода и контуром заземления от 0,2 Вольт.

Модуль приемника является устройством, устанавливаемым в станцию катодной/дренажной защиты. Модуль приемника состоит из фильтра высоких частот ФВЧ, нормирующего усилителя, выходного усилителя, микроконтроллера, обеспечивающего декодирование сигнала и представление его в аналоговом и цифровом виде и блока питания.

Модуль приемника осуществляет прием сигнала от передатчика по силовому кабелю либо трубопроводу, его фильтрацию и декодирование, и представление измеренного защитного потенциала в цифровом (по интерфейсу RS-485) и аналоговом виде для использования в установке катодной/дренажной защиты для реализации автоматического режима, то есть стабилизации защитного потенциала.

Питание модуля приемника осуществляется от сети переменного тока промышленной частоты при подключении к линии питания установки катодной/дренажной защиты.

Передачи информации о текущем защитном потенциале по жиле силового кабеля, который укладывается в любом случае при обустройстве систем электрохимической защиты, либо по телу стального изолированного трубопровода, устраняет необходимость прокладки дополнительных кабельных линий для связи.

Устройство коррозионного мониторинга, содержащее модуль передатчика и модуль приемника, связанные силовым кабелем или телом стального изолированного трубопровода, при этом модуль передатчика включает в себя микроконтроллер, обрабатывающий измеренный аналоговый сигнал с осуществлением цифровой фильтрации и формирующий помехоустойчивый частотный кодированный сигнал для передачи по силовому кабелю или трубопроводу, измерительный усилитель, усилитель-инвертор, фильтр высоких частот и блок питания, использующий в качестве источника энергии разность потенциалов между токоведущей жилой силового кабеля или изолированным трубопроводом и контуром заземления; модуль приемника включает в себя фильтр высоких частот, нормирующий усилитель, выходной усилитель, микроконтроллер, обеспечивающий декодирование сигнала и представление его в аналоговом и цифровом виде, и блок питания.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для контроля технического состояния трубопроводов без производства сплошных вскрышных работ и какого-либо воздействия на металл труб, и может быть использовано при бесконтактной дефектоскопии трубопроводов путем регистрации и измерения магнитных полей рассеяния дефектов трубопровода.

Способ автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы // 2762365

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния сооружений оросительных систем в гидротехническом строительстве, в частности к определению состояния асбестоцементных труб, как наиболее экономичного материала для сооружения оросительных систем. В способе автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы, включающем перемещение относительно обследуемого трубопровода устройства со средствами получения изображений поверхности трубопровода, регистрации и передачи данных на компьютер, сканирование поверхности трубопровода, сохранение полученных результатов в блоке памяти компьютера, формирование трехмерной модели трубопровода с помощью блока программного обеспечения, выявление дефектов и принятие решения о необходимом виде ремонта, согласно изобретению осуществляют одновременно циклическое, круговое, последовательное сканирование участков внутренней поверхности трубопровода совместно с объемом грунта, прилегающего к нему с его внешней поверхности, получение плоскостного панорамного изображения внутренней поверхности трубопровода этих же участков и маркировку каждого участка сканирования.

Устройство для автоматического мониторинга состояния асбестоцементных сбросных трубопроводов закрытой оросительной системы // 2762362

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния сооружений оросительных систем в гидротехническом строительстве. В устройстве, содержащем перемещаемое относительно обследуемого трубопровода с помощью приводных колес устройство со средствами сканирования, получения изображений поверхности трубопровода, регистратор и передачи данных на компьютер для формирования трехмерной модели трубопровода с помощью блока программного обеспечения, согласно изобретению, в качестве средств для формирования трехмерной модели трубопровода с прилегающим к нему объемом грунта, получения изображений внутренней поверхности трубопровода и регистрации использованы соответственно: сканер в виде георадарной антенны на телескопической штанге, цифровой фотоаппарат или видеокамера с подсветкой и регистратор в виде маркера, сообщенного через магистраль с емкостью для красящего вещества, при этом для обеспечения возможности их циклического вращения по внутренней поверхности трубопровода и перемещения вдоль него использован шаговый электродвигатель с полым вращающимся валом и блоком управления, сообщенный с компьютером и с узлом для переключения режимов вращательного и поступательного движений.

Установка для обнаружения утечек технологических жидкостей // 2761692

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля герметичности технологического оборудования. Техническим результатом изобретения является уменьшение материалоемкости и повышение надежности.

Канал измерительный акустический // 2760604

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано, в частности, в системах обнаружения, локализации и определения величины течи теплоносителя из трубопроводов и оборудования водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР). Канал измерительный акустический содержит акустический датчик 1, соединенный посредством узла соединения с аналоговой линией 2 связи, соединенной с входом усилителя-преобразователя 12, выход которого соединен с входом информационного устройства 13 посредством цифровой линии 16 связи.

Способ определения уровня утечки через негерметичный затвор шарового крана запорно-регулирующей арматуры в рабочем режиме и устройство для его осуществления // 2758876

Группа изобретений относится к способу и устройству для контроля технического состояния запорно-регулирующей арматуры и может быть использована для мониторинга состояния запорно-регулирующей арматуры без выведения ее из эксплуатации. Способ определения уровня утечки газа через негерметичный затвор закрытого шарового крана запорно-регулирующей арматуры трубопровода включает измерение давления в полости шарового крана манометром.

Способ контроля герметичности и обнаружения места течи в трубопроводе с запорным элементом // 2754620

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к способам контроля герметичности трубопроводов, и может быть использовано для исследования трубопроводов на герметичность и обнаружения мест течи в трубопроводах атомных станций. Способ контроля герметичности и обнаружения места течи в трубопроводе с запорным элементом заключается в регистрации акустических сигналов в двух точках по длине трубопровода и последующей обработке принятых акустических сигналов.

Система "смарт-мониторинг" для дистанционного контроля состояния запорной арматуры магистральных газопроводов // 2752449

Изобретение относится к дистанционному контролю состояния трубопроводной арматуры (ТПА), а также к контролю рабочих параметров исполнительных механизмов, например пневмогидравлического привода управления затвором. Система дистанционного контроля состояния запорной арматуры (ЗА) магистрального газопровода с пневматическим или пневмогидравлическим управлением включает по меньшей мере один контрольный пункт (КП), снабженный компьютером, выполненным с возможностью цветного мнемонического отображения информации о состоянии ЗА магистрального газопровода, соединенный каналами связи, по меньшей мере, с одной подсистемой, включающей, по меньшей мере, один блок контрольно-измерительных приборов (КИП) и соединенный с ним блок обработки сигналов (БОС), выполненный с возможностью приема, регистрации, обработки сигналов с КИП, включая сравнение измеренных параметров с рассчитываемыми и/или внесенными в его память пороговыми значениями, и передачи в КП.

Способ обнаружения несанкционированных врезок в трубопровод и устройство для его реализации // 2751271

Способ и устройство относятся к области трубопроводного транспорта и могут быть использованы для обнаружения местоположения на местности с точностью, применяемой дифференциальной GPS, несанкционированных врезок в трубопровод, за счет реализуемых технических решений. Способ обнаружения несанкционированных врезок в трубопровод включает непрерывное измерение вертикальной составляющей магнитной индукции над трубопроводом и вдоль него, определение модуля вертикального вектора магнитной индукции с получением магнитограммы и запись считываемой магнитограммы на твердотельную память, причем возбуждают направленное в сторону трубопровода переменное магнитное поле и определяют участок трубопровода с несанкционированной врезкой по изменению конфигурации магнитного поля, вызванного дефектом геометрии стенки трубы.

Система датчика газа // 2748584

Изобретение относится к системе для обнаружения утечек в магистральном трубопроводе. Система датчика газа включает в себя измерительную трубку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, образующие канал.

Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс // 2774558

Изобретение относится к области эксплуатации и отслеживания целостности трубопроводов, в частности теплотрасс. Изобретение позволяет обеспечить возможность дистанционного автоматического контроля целостности трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи, а также обнаружение мест протечек, что упрощает эксплуатацию, расширяет функциональные возможности, позволяет внедрение в существующую систему СОДК. Система дистанционного автоматического контроля и эксплуатации трубопроводов теплотрасс с использованием беспроводного канала связи включает наземный ковер 1, на котором установлен по крайней мере один конвертер интерфейсов 2, представляющий собой модуль с программируемой платой с входами для подключения сигнальных проводников и разъёмом для батареи питания, а также снабжённый разъемом для подключения внешней антенны, которая обеспечивает связь по крайней мере с одной беспроводной базовой станцией LoRaWAN 3 и с проводным интерфейсом Ethernet 4 для связи с облачным сервером 5 обработки данных и облачным сервером 6 хранения данных, кроме того имеет память для хранения измеряемых данных сопротивления и дистанционной передачи в автоматическом режиме. 1 ил.