Устройство для определения фактической кривизны стенки резервуара

Авторы патента:

G01B11/2408 - Приспособления к измерительным устройствам, отличающиеся оптическими средствами измерения (измерительные устройства как таковые G01B 9/00)

G01B11/24 - для измерения контуров или кривых

Владельцы патента RU 2793074:

Хайретдинова Диана Маратовна (RU)

Изобретение относится к измерительной технике в области диагностики цилиндрических и сферических резервуаров и может быть использовано для оценки остаточного ресурса стенки резервуара по малоцикловой усталости. Прибор содержит световод, устанавливаемый на поясах внешней стенки резервуара, сопряженный с вычислительным комплексом на базе ЭВМ для снятия и обработки показаний в режиме реального времени. Световод состоит из силиконовой трубки, алюминиевой фольги, рассеивающих линз, окружен термоусадочной трубкой, которая необходима для исключения возможного влияния внешнего освещения, а также механических повреждений световода. Для защиты от повышенных и пониженных температур возможно использование защитного футляра. Технический результат – измерение фактической кривизны стенки резервуара в режиме реального времени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Из уровня техники известны следующие решения.

Известно устройство для измерения геометрической деформации стенок цилиндрических и сферических резервуаров, заполняемых светлыми нефтепродуктами (газами) [Патент RU №2608681, G01B 5/20, 2006], содержащее лазерный дальномер с датчиком температуры, который закреплен на внутренней стенке резервуара, сопряженный с вычислительным комплексом на базе ЭВМ для обработки информации и выдачи результатов.

Недостатками данного решения является то, что устройство устанавливается на внутренней стенке резервуара, что требует вывода резервуара из эксплуатации (необходимо опорожнение резервуара от нефти или нефтепродукта, его очистка), а также большой объем предварительных работ для практической реализации; устройство используется единоразово, что не позволяет вести регулярный мониторинг деформации стенки резервуара.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прибор для измерения деформации твердых тел, а именно оптический датчик деформации [Патент RU №2381489, G01N 21/88, 2006], который состоит из оптически связанных источника импульсного или статического светового излучения широкого или узкого участка спектра, многомодового световода и оптического детектора. При этом многомодовый световод изготовлен из эластичного материала, на удлиняющейся поверхности которого расположены повторяющиеся объемные выемки, обеспечивающие различную чувствительность детектора при измерении деформаций различной амплитуды.

К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость изменения пространственных характеристик объемных выемок на поверхности световода после его установки (например, форму сечения, и/или глубину, и/или ширину, и/или направление) в зависимости от амплитуды деформаций.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением является создание практичного простого прибора для непрерывного измерения геометрической кривизны стенок вертикальных и сферических резервуаров в процессе эксплуатации.

Техническим результатом патентуемого устройства является осуществление измерения фактической кривизны стенки резервуара в режиме реального времени без прерывания эксплуатации резервуара за счет возможности установки измерительного компонента устройства на наружной поверхности резервуара по всей ее высоте.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции устройства для определения фактической кривизны стенки резервуара, содержащего световод, состоящий из силиконовой трубки, обернутой алюминиевой фольгой и помещенной в термоусадочную трубку, при этом в торцах силиконовой трубки установлены рассеивающие линзы, световод с одной стороны соединен с лазерным модулем и с фотодиодом – с другой стороны, при этом фотодиод подключен к входу АЦП, выход которого соединен с микроконтроллером, к которому также подключен лазерный модуль.

В частном случае осуществления изобретения для защиты от повышенных и пониженных температур возможно использование защитного футляра.

За счет выполнения световода с оболочкой из термоусадочной трубки исключается влияние внешнего освещения, а также механических повреждений световода на процесс измерения, что обеспечивает возможность размещения световода на внешней поверхности резервуара, и не требуется вывод резервуара из эксплуатации, а также не требуется последующая калибровка, и обеспечивается возможность измерения кривизны стенки резервуара в режиме реального времени.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется принципиальной схемой, где на фиг. 1 представлена конструкция установки.

Установка содержит ЭВМ (1); микроконтроллер (2); аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (3); фотодиод (4), лазерный модуль (5), световод (6), емкость (7).

Световод состоит из силиконовой трубки, обернутой алюминиевой фольгой, помещенной в термоусадочную трубку, которая состоит из термополимера и необходима для исключения возможного влияния внешнего освещения, а также механических повреждений световода. В торцах силиконовой трубки установлены рассеивающие линзы.

Для защиты от повышенных и пониженных температур опционально возможно использование защитного футляра, состоящего из слоя теплоизоляции для резервуаров из пенополиуретана, минеральной ваты или полиизоцианурата и металлического кожуха из алюминия или стали.

Прибор работает следующим образом.

К ЭВМ (1) подключается микроконтроллер (2), который выполняет функции регистрации показаний посредством внешнего АЦП (3), фотодиода (4), а также осуществляет питание лазерного модуля (5), излучающего световой поток длиной волны 650 нм. Световой поток, проходя через световод (6), принимающий форму стенки емкости (7), меняет свою силу в зависимости от радиуса кривизны стенки емкости (7). Сила (мощность) излучения светового потока на выходе из световода (6) изменяет напряжение фотодиода (4), которое регистрируется АЦП (3). Преобразованный цифровой сигнал после АЦП (3) поступает на микроконтроллер (2), на котором происходит преобразование полученных показаний в радиус кривизны стенки сосуда (7), а результат вычислений отображается на экране ЭВМ (1).

Предлагаемое изобретение решает задачу измерения геометрической кривизны стенок вертикальных и сферических резервуаров в процессе эксплуатации, повышения точности измерения за счет установки световода по всей высоте стенки резервуара и контроля степени затухания мощности светового потока в нем (работы в режиме реального времени, не требует повторной установки либо последующего изменения характеристик прибора, последующей калибровки).

1. Устройство для определения фактической кривизны стенки резервуара, содержащее световод, состоящий из силиконовой трубки, обернутой алюминиевой фольгой и помещенной в термоусадочную трубку, при этом в торцах силиконовой трубки установлены рассеивающие линзы, световод с одной стороны соединен с лазерным модулем и с фотодиодом – с другой стороны, при этом фотодиод подключен к входу АЦП, выход которого соединен с микроконтроллером, к которому также подключен лазерный модуль.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что размещено в защитном футляре, состоящем из слоя теплоизоляции для резервуаров и металлического кожуха из алюминия или стали.

Изобретение относится к ядерному машиностроению и может быть использовано при производстве твэлов из рефабрицированного высокофонового топлива. В устройстве осветитель кольцевого типа выполнен на основе многоточечного светодиодного источника, оснащенного рассеивающим устройством в виде воронки и обеспечивающим рассеянный поток света на поверхность твэла под углом, равным или меньше 45°.

Способ и система автоматического измерения физических и размерных параметров многосегментных изделий // 2791666

Группа изобретений относится к области для определения физических и размерных параметров многосегментного стержневидного изделия, в котором сегменты, расположенные на концах изделия, не полностью непрозрачны для светового пучка. Измерительная система (100) для измерения и определения физических и размерных параметров многосегментного стержневидного изделия содержит: первое устройство (1) освещения для генерации светового пучка (F1), который падает на передний сегмент (S1)и проходит через него; второе устройство (2) освещения для генерации светового пучка (F2), который падает на задний сегмент (S4) и проходит через него; датчик (4) регистрации изображения, имеющий ось (Z) регистрации, которая радиально попадает на продольную ось (X) изделия; и блок (7) управления и обработки, выполненный с возможностью обработки изображений, полученных датчиком (4) регистрации изображения, и вычисления размерных, геометрических и физических особенностей сегментов указанного изделия (Q).

Способ и устройство для измерения махового движения, соконусности и сближения лопастей несущих винтов летательных аппаратов // 2789233

Группа изобретений относится к способу и устройству для измерения махового движения, соконусности и сближения лопастей несущих винтов летательных аппаратов. Для осуществления способа устанавливают на вал несущего винта устройство с закрепленными на нем видеокамерами таким образом, чтобы объект находился в центре кадра, выполняют тарировку видеокамер, выполняют видеосъемку на заданных режимах полета и на земле, переносят видеозаписи с карт памяти на компьютер, проводят обработку видеофайлов, получают экранные значения координат, которые затем переводят в реальные значения, строят диаграмму зависимости экранных координат к реальным значениям шкалы делений, на основании полученных данных вычисляют показатели положения объектов наблюдения.

Измерение утолщения на краях // 2788830

Группа изобретений относится к способу контроля однородности толщины покрытия на наматываемом металлическом рулоне с покрытием и станции намотки, контролирующей однородность толщины покрытия на металлическом рулоне с покрытием, Способ содержит этапы, на которых: при помощи станции намотки измеряют первое расстояние между первой опорной точкой и первой точкой на поверхности рулона, измеряют второе расстояние между второй опорной точкой и второй точкой на поверхности рулона, упомянутые первая и вторая точки на рулоне расположены в разных позициях по ширине рулона, вычисляют разность между упомянутым первым расстоянием и упомянутым вторым расстоянием, при этом упомянутую разность обозначают через , сохраняют упомянутую разность , устанавливают пороговое значение, сравнивают каждую сохраненную разность с упомянутым пороговым значением или сравнивают сумму разностей с упомянутым пороговым значением, выдают предупреждение, если упомянутая разность и/или упомянутая сумма разностей выше указанного порогового значения.

Устройство контроля прямолинейности трубы // 2788324

Заявляемое техническое решение относится к области средств измерений и может использоваться при контроле прямолинейности трубных изделий. Устройство контроля прямолинейности трубы включает в себя опору, на которой жестко закреплены вертикальные направляющие, по которым перемещается каретка.

Способ определения толщины пленки // 2787807

Изобретение относится к области оптико-физических измерений, на основе эллипсометрии, к способам измерения и контроля толщины пленок. Способ определения толщины пленки включает для материала подложки, не содержащего исследуемую пленку, измерение или расчет значения ψ и Δ на основании известных данных по оптическим свойствам соответствующих материалов, рассчитывают по уравнению ρ=tgψeiΔ номограмму с использованием данных n и K для определяемого материала подложки и возможных численных наборов n, d, K для пленки загрязнения, фиксируют результаты измерения эллипсометрических параметров Δ и ψ соответствующего материала подложки в плоскости в виде кривой, сравнивают результаты эллипсометрических измерений с данными результатов расчетов значений ψ и Δ для соответствующего материала, не содержащего исследуемую пленку, и определяют в случае отличия полученных Δ и ψ от данных результатов расчетов значений ψ и Δ для соответствующего материала, не содержащего исследуемую пленку, толщину и показатель преломления пленки загрязнения посредством номограммы для соответствующего материала.

Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров // 2787094

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам контроля геометрии нефтеналивных резервуаров. Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров основан на использовании лазерных излучателей, проецирующих на поверхности резервуара вертикальные и горизонтальные линии, видеокамер для их фиксирования и программного обеспечения для обработки полученных данных.

Волоконно-оптический датчик деформации // 2786690

Изобретение относится к средствам измерения, контроля и диагностики. Волоконно-оптический датчик деформации включает подводящие и отводящие оптоволокна, между которыми размещена шторка с отверстием, два цилиндрических стержня, соосно по плотной посадке расположенные в цилиндрическом корпусе, шторка выполнена в выступе в центральной части первого стержня, второй стержень содержит выступ, в котором перпендикулярно продольной оси выполнено второе сквозное отверстие, а вдоль оси прорезь, с двух сторон которой в выступе соосно друг другу и соосно первому отверстию в шторке выполнены сквозные третье верхнее и четвертое нижнее отверстия, причем излучающий торец подводящего оптического волокна протянут через второе отверстие и закреплен с помощью первой втулки в третьем верхнем отверстии, а приемные торцы отводящих оптических волокон закреплены с помощью второй втулки в нижнем четвертом отверстии; вне зоны измерения все оптические волокна объединяются в волоконно-оптический кабель, герметично закрепленный в корпусе с помощью третьей втулки, которая с помощью сварки закреплена в пятом сквозном отверстии корпуса.

Голографическое устройство для контроля формы асферических оптических поверхностей // 2786688

Изобретение может быть использовано для контроля формы асферических оптических поверхностей (АОП). Голографическое устройство содержит лазерный источник света, расширитель светового пучка, светоделитель, измерительный и опорный каналы и канал регистрации и обработки изображения.

Система для контроля геометрии рельсового пути // 2784216

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, обеспечивающей измерение геометрии железнодорожного пути, и может быть использовано при его текущем содержании. Cистема для контроля геометрии рельсового пути содержит две измерительные тележки, выполненные с возможностью перемещения по рельсам и ориентированные с помощью поджима реборд или опорных роликов относительно базового рельса.

Трёхкоординатное устройство обнаружения и распознавания объектов монокулярными оптико-электронными приборами наземных и воздушных робототехнических комплексов на основе стереоскопического 3d-мониторинга // 2789117

Способ обнаружения и распознавания использует устройство, содержащее штатные монокулярные ОЭП, размещенные на различных РТК, блок сканирующих устройств, электронный блок предварительной обработки изображений, процессор анализа и обработки изображений, канал вывода информации. Для создания объемного стереоскопического 3D-изображения объекта используют фиксацию изображения объекта с различных точек траектории движении различных ОЭП РТК, представляющих стереоскопическую базу наблюдения.