Устройство для дистанционного обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода

Авторы патента:

F17D5/06 - с применением электрических или акустических средств

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для дистанционного обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода (МТ). Устройство для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода содержит регистрирующие блоки, включающих прецизионные импульсные шумомеры. Один из регистрирующих блоков расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой из регистрирующих блоков расположен перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода. Регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, а принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных. В состав каждого из указанных регистрирующих блоков входит датчик давления, контроллер и электронный переключатель, при этом выход датчика давления подключен к аналоговому входу контроллера, управляющего посредством электронных переключателей питанием прецизионного импульсного шумомера.

Известно устройство для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащее регистрирующие блоки с прецизионными импульсными шумомерами, один из которых расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода [RU 118718 U1, МПК F17D 5/06 (2006.01), опубл. 27.02.2012]. Регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, при этом принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных.

Недостатком прототипа является необходимость непрерывной записи данных, что увеличивает стоимость системы за счет необходимости значительных объемов памяти записывающих устройств, а также увеличивает время обработки данных, что значительно снижает эффективность диагностики возникновения негерметичности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, обеспечивающего дистанционный мониторинг состояния магистрального трубопровода, а также снижение стоимости его проведения.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является увеличение скорости проведения дистанционного мониторинга технического состояния МТ, повышение эффективности функционирования системы проведения дистанционного мониторинга технического состояния МТ, а также повышение надежности функционирования МТ.

Указанный технический результат заключается в том, что в известном устройстве для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащим регистрирующие блоки, включающие прецизионные импульсные шумомеры, при этом один из регистрирующих блоков расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой из регистрирующих блоков расположен перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода, указанные регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, а принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных, новым является то, что в состав каждого из указанных регистрирующих блоков дополнительно включен датчик давления, контроллер и электронный переключатель, при этом выход датчика давления подключен к аналоговому входу контроллера, управляющего посредством электронных переключателей питанием прецизионного импульсного шумомера.

В предлагаемом устройстве предложено дополнительно к паре импульсных прецизионных шумомеров в составе каждого регистрирующего блока использовать тензометрический преобразователь давления, подключенный к контроллеру, а также электронный переключатель в цепи питания шумомера, соединенного выходами с передающим радиомодемом, что обеспечивает повышение надежности диагностирования, так как осуществлена возможность применения дифференцированного способа получения данных, заключающегося в регистрации начальной стадии возникновения переходного процесса с помощью датчиков давления и следующего за ним изменения спектра акустических шумов, вызванных появлением негерметичности, микрофоном шумомера.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема расположения устройства на линейном участке магистрального трубопровода, на фиг.2 изображена структурная схема регистрирующего блока (РБ), на фиг.3 - структурная схема центрального пункта мониторинга технического состояния (ЦП).

Линейная часть 1 магистрального трубопровода (МП) оборудована перекачивающими станциями 2. Устройство содержит пару регистрирующих блоков 3, состоящих из датчиков давления 4, например, тензометрического преобразователя давления (к примеру КРТ 5-11), контроллера 5 (например, SIEMENS SIMATIC S7-200), электронного переключателя 6 (например, электромагнитного реле Тусо Electronics 1393219-3/РЕО 14005), прецизионного импульсного шумомера 7 (например, Brüel & Kjær Impulse Precision Sound Level Meter Type 2209), соединенного выходом с передающим радиомодемом 8 (к примеру СПЕКТР-433). Один из регистрирующих блоков 3 (РБ-1) расположен вблизи выхода перекачивающей станции 2 в начале линейного участка 1 магистарльного трубопровода, а другой из регистрирующих блоков 3 (РБ-2) - вблизи входа перекачивающей станции 2 в конце линейного участка 1 магистрального трубопровода непосредственно на его поверхности. Устройство содержит центральный пункт 9 (ЦП), состоящий из принимающего радиомодема 10 (сопряженного с передающим радиомодемом 8, к примеру СПЕКТР-433), выходы которого подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 11 (к примеру, многофункциональный модуль сбора данных National Instruments USB-6212), который в свою очередь подключен к персональному компьютеру 12 (ПК - класса не менее Р5, ПО - Windows XP или выше, поддержка программной среды National Instruments LabVIEW).

Устройство работает следующим образом.

На линейном участке 1 магистрального трубопровода, по которому между двумя соседними перекачивающими станциями 2 осуществляется направленное движение перекачиваемой среды, производят регистрацию изменения давления и спектра акустических шумов с помощью регистрирующих блоков 3, расположенных по краям линейного участка 1 магистрального трубопровода. В момент возникновения негерметичности, в среде, заполняющей магистральный трубопровод, появляется импульс давления, распространяющийся по обе стороны от негерметичности со скоростью звука, соответствующей конкретной среде. Датчики давления 4 регистрируют кратковременный переходный процесс, сигнал об изменении давления поступает на контроллер 5, который одновременно направляет сигнал о срабатывании системы через передающий радиомодем 8 в центральный пункт 9, а также сигнал на электронный переключатель 6 для включения питания шумомера 7. Далее стартует процесс регистрации изменения спектра акустических шумов, и передача информации посредством радиоканала от передающего радиомодема 8 в центральный пункт 9 на принимающий радиомодем 10, который для обработки направляет сигнал через аналогово-цифровой преобразователь 11 в ПК 12 оператора. В ПК 12 оператора при помощи специализированного программного обеспечения производится запись на жесткий диск, а также обработка полученных данных и анализ спектра регистрируемых шумов для последующего выявления геометрических размеров и координат местоположения негерметичности.

В центральном пункте после поступления сигнала об изменении параметров давления на монитор оператора, одновременно с включением питания шумомера стартует процесс записи и анализа данных, поступающих с блока регистрации. Далее, в зависимости от результатов анализа, устройство выводит предупреждение об опасном состоянии МТ вместе с координатами и степенью опасности возникшей негерметичности, или по истечении заданного времени возвращается в режим ожидания, направляя сигнал об отключении питания шумомера на электронный переключатель.

Устройство для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащее регистрирующие блоки, включающие прецизионные импульсные шумомеры, один из регистрирующих блоков расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой из регистрирующих блоков расположен перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода, при этом указанные регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, а принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных, отличающееся тем, что в состав каждого из указанных регистрирующих блоков входит датчик давления, контроллер и электронный переключатель, при этом выход датчика давления подключен к аналоговому входу контроллера, управляющего посредством электронных переключателей питанием прецизионного импульсного шумомера.