Генератор ударных импульсов для поиска подземных трубопроводов
Предлагаемый генератор ударных импульсов относится к технике поиска подземных трубопроводов и может найти применение при поиске неметаллических трубопроводов. Генератор ударных импульсов имеет ударник, выполненный в виде ферромагнитного сердечника, помещенного в катушку с током. Катушка с током помещена в цилиндрический корпус, который прикрепляется к трубопроводу с помощью специального пояса, например цепи. В днище цилиндрического корпуса встроен не связанный с сердечником боек, прикрепленный к днищу на эластичной подвеске. Ударные импульсы формируются электронной схемой, регулирующей частоту тока питания катушки и составляют 1-2 удара в минуту. Электронная схема выполнена в виде последовательно соединенных регулятора силы удара, мультивибратора и формирователя длительности импульсов, подаваемых на катушку. Вследствие воздействия ударных импульсов труба становится резонатором и излучает звуковые колебания, которые вызывают механические колебания грунта. Эти колебания улавливаются акустическим датчиком, сигналы которого усиливаются и поступают на индикатор. По уровню сигналов судят о местоположении подземного трубопровода.
Изобретение относится к поиску подземных трубопроводов и может использоваться для поиска подземных неметаллических трубопроводов.
Известны устройства для поиска подземных неметаллических трубопроводов, см. например патент №1552838, МПК G 01 V 3|11. Согласно этому изобретению в искомый трубопровод запускают разделитель, который протягивает за собой провод.
Конец провода закрепляется в колодце. При движении разделителя по каналу трубопровода провод разматывается. К проводу подключают один из входов электроемкостного моста, а ко второму входу подключают зонд, перемещаемый вдоль искомого трубопровода. Провод в трубопроводе и зонд образуют конденсатор, емкость которого зависит от расстояния между зондом и проводом.
При отклонении оси зонда от оси провода происходит изменение электрической емкости, по которой определяется местоположение подземного трубопровода.
Недостатком известного устройства является необходимость перемещения разделителя вдоль канала трубопровода.
Указанное устройство затруднительно использовать в трубопроводе, который меняет направление, содержит запорную арматуру, задвижки, вентили и т.п.
Кроме того, разделитель невозможно перемещать по трубопроводу, по которому транспортируется жидкость.
Известен «Способ обследования пластмассовых трубопроводов», заявка 2003124334 МПК GO 1 M 3|16. Согласно этому изобретению пластмассовый трубопровод заполняют электролитом, например, пресной или соленой водой, создают давление и подключают к электролиту генератор напряжения высокой частоты.
Определение трассы и глубины залегания трубопровода осуществляют посредством измерения напряженности электромагнитного поля, создаваемого трубопроводом с заполненным электролитом.
Электролит сильно ослабляет высокочастотный сигнал, поэтому уровень напряженности электромагнитного поля, излучаемого трубопроводом, будет низким- сопоставимым с уровнем помех.
Кроме того, заполнение трубопровода электролитом довольно сложная операция, во многих случаях неприемлемая.
Известно устройство для определения местоположения подземных трубопроводов, как металлических, так и неметаллических, см. патент №2202812, МПК GO 1 V 3/12.
Согласно этому изобретению устройство содержит антенну, которую сканируют в предполагаемом месте прохождения трубопровода. При движении антенна пересекает полосы искажений электромагнитного поля от проложенного под землей трубопровода. При этом происходит приращение разности фаз относительно фона. В результате на выходе интегратора возникает растущее напряжение, что приводит к срабатыванию компаратора и поступлению с его выхода прямого и инвентируемого импульсов на входы вычислителей. На основе анализа этих импульсов судят о наличии подземного трубопровода.
Аппаратурное решение этого устройства довольно сложное. При определении местоположения пластмассового трубопровода неизбежен ошибки, в связи с низким уровнем сигнала, излучаемого трубопроводом.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности поиска подземного трубопровода.
С этой целью для диагностики подземного трубопровода используется акустический сигнал, который воспринимается микрофоном, установленным на поверхности земли в районе расположения подземного трубопровода. Акустический сигнал создается с помощью ударника, выполненного в виде ферромагнитного сердечника, помещенного в катушку с током. Сердечник с катушкой встроены в цилиндрический корпус, который образует магнитную цепь. Корпус прикрепляется к трубопроводу с помощью специального пояса. В днище цилиндрического корпуса содержится не связанный с сердечником боек на эластичной подвеске.
К катушке присоединена электронная схема, выполненная в виде мультивибратора, управляющего формирователем длительности импульсов, подаваемых на катушку.
На фиг 1 изображен ударный механизм в разрезе.
На фиг 2 изображена электронная схема, формирующая сигналы для ударного механизма.
На фиг 3. изображен ударный механизм, закрепленный на трубе.
Генератор ударных импульсов для поиска подземных трубопроводов состоит из ударного механизма, фиг 1, и электронной схемы, формирующей сигналы для ударного механизма, фиг 2. Ударный механизм представляет собой катушку с током 1, в полости которой помещен подпружиненный сердечник 10. Катушка встроена в цилиндр 3 из ферромагнитного материала. Цилиндр закрыт крышками 5. 6 также из ферромагнитного материала.
В крышке 6 имеется отверстие, в которое вставлен боек 11. Боек имеет кольцевую проточку, в которую вставлено резиновое кольцо 14, которое герметизирует внутреннюю полость катушек и одновременно служит эластичной подвеской. Кольцо 14 прижато к крышке 6 шайбой 8 с помощью винтов 19. В средней части цилиндра 3 имеется опорное кольцо 7, на которое опирается с одной стороны катушка 1, с другой - втулка 4, расположенная соосно с катушкой 1. Сердечник 10 расположен в полости катушки 1 и одновременно в полости втулки 4. На нижнюю часть сердечника 10 надета пружина 13, которая ограничивается с одной стороны кольцом 7, а с другой -
грибком 12. В нижней части втулки 4 имеется резиновый амортизатор 16. Крышки 5, 6 скреплены с цилиндром 3 винтами 20. Для закрепления ударного механизма на трубопроводе служит цепь 18 или иной пояс. Цепь имеет натяжитель, который выполнен в виде стержня с нарезкой 17, пропущенного через отверстие в крышке 5 и гайки в виде «барашка» 21. Цепь 18 проходит через держатель 15, закрепленный на крышке 6 винтом 22.
В крышке 5 имеется разъем 2 для подключения электронной схемы к катушке 1.
Электрическая схема, фиг 2, предназначена для управления и питания катушки 1 электромагнита. Схема обеспечивает регулирование силы удара и частоту ударов. Частота ударов задается мультивибратором l, который управляется блоком d с помощью регулятора частоты С.
Мультивибратор l подключен к формирователю длительности импульсов f, выход которого соединен с катушкой q. Сила удара регулируется регулятором а, соединенным с блоком управления в, подключенным к выходу блока d.
Для поиска подземного трубопровода генератор ударных импульсов устанавливается на трубопроводе, фиг 3. С этой целью используется участок трубопровода, проходящий через смотровой колодец. Генератор укрепляется с помощью цепи 18, охватывающей трубу. Натяжение цепи осуществляется с помощью натяжителя 17 и гайки (барашка) 21.
Электрическая схема, фиг 2, запитывается от аккумуляторной батареи на 12 в. Сила удара определяется напряжением питания схемы. Сила удара увеличивается с увеличением напряжения питания.
Частота ударов задается мультивибратором С и составляет один-два удара в минуту. На выходе схемы имеется формирователь длительности импульсов, поступающих на катушку.
Длительность каждого импульса должно быть равной примерно в 2 раза меньше периода колебаний мультивибратора. Вследствие воздействия ударных импульсов труба становится резонатором и излучает звуковые колебания, которые вызывают механические колебания грунта. Механические колебания грунта воспринимаются акустическим датчиком при помощи пьезоэлектрического преобразователя, изготовленного из пьезокерамики.
Электрический сигнал усиливается расположенным в датчике предварительным усилителем. В последующем усиленный сигнал поступает на электронный блок, где осуществляется его амплитудная и частотная селекция, а также осуществляется вывод сигнала на головные телефоны и стрелочный индикатор. Оператор производит поиск трубопровода, используя головные телефоны или стрелочный индикатор.
Максимальный уровень сигнала будет тогда, когда акустический датчик будет находиться над трубопроводом. При отклонении датчика от трассы трубопровода сигнал будет ослабевать.
Предлагаемый генератор ударных импульсов обеспечивает поиск подземных трубопроводов, как металлических, так и неметаллических.
Генератор ударных импульсов для поиска подземных трубопроводов, содержащий ударник, выполненный в виде ферромагнитного сердечника, помещенного в катушку с током, цилиндрический корпус, образующий магнитную цепь, пояс для прикрепления корпуса к трубопроводу, электрическую схему, регулирующую частоту тока питания катушки, отличающийся тем, что в днище цилиндра встроен не связанный с сердечником боек, прикрепленный к днищу на эластичной подвеске, а электрическая схема выполнена в виде последовательно соединенных регулятора силы удара, мультивибратора и формирователя длительности импульсов, подаваемых на катушку.
