EA035299B1 - Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах - Google Patents
Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах Download PDFInfo
- Publication number
- EA035299B1 EA035299B1 EA201800317A EA201800317A EA035299B1 EA 035299 B1 EA035299 B1 EA 035299B1 EA 201800317 A EA201800317 A EA 201800317A EA 201800317 A EA201800317 A EA 201800317A EA 035299 B1 EA035299 B1 EA 035299B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- unit
- block
- package
- sensors
- sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/005—Protection or supervision of installations of gas pipelines, e.g. alarm
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
Abstract
Устройство относится к области диагностики и предназначено для определения факта и местоположения протечек трубопроводов на участках, не доступных для технического осмотра. Устройство включает блок виброакустических датчиков, содержащий последовательно пронумерованные датчики, расположенные на поверхности трубы и образующие спираль с заданным шагом и угловым сдвигом каждого датчика относительно предыдущего, блок аналогово-цифровых преобразователей для оцифровки сигналов от каждого датчика, блок устройств для быстрого преобразования Фурье сигналов от каждого датчика, блок памяти, блок идентификации, блок обработки, блок выделения шума, блок местоопределения течи, блок отображения и информирования. Блок датчиков соединён с блоком АЦП. Блок АЦП соединён с блоком датчиков, с блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и блоком идентификации. Блок устройств для быстрого преобразования Фурье соединён с блоком АЦП и блоком идентификации. Блок памяти соединён с блоком АЦП, блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком идентификации, блоком обработки и блоком выделения шума. Блок идентификации соединён с блоком АЦП, с блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и с блоком выделения шума. Блок обработки соединён с блоком памяти, с блоком выделения шума и с блоком местопределения течи. Блок выделения шума соединён с блоком идентификации, с блоком памяти и блоком обработки. Блок местоопределения течи соединён с блоком обработки и с блоком отображения и информирования. Блок отображения и информирования соединён с блоком обработки и блоком местоопределения течи. В качестве датчиков могут быть использованы виброаскустические датчики или датчики инфразвука. Датчики звука могут располагаться на внутренней стороне трубы. Блок обработки может быть выполнен с функцией многоканального анализатора взаимно-корреляционной функции.
Description
Устройство относится к области диагностики и предназначено для определения (диагностирования) наличия и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах на участках, труднодоступных для технического осмотра.
Известны различные устройства, позволяющие с той или иной разрешающей способностью диагностировать течи путем регистрации электрического сигнала с одного или нескольких датчиков виброакустических сигналов (механических колебаний, волн разрежения, звуковых волн), возбуждаемых в конструкции при истечении среды из места повреждения.
Одной из наиболее сложных проблем при диагностике течей является снижение влияния шумов (постоянно действующих случайных возмущений), уровни которых при малых течах (или при измерениях на больших расстояниях от течей) соизмеримы с уровнем полезного сигнала, а иногда и существенно его превышает.
Так известен акустический течеискатель по патенту на изобретение № 2042123 RU Многопрофильный акустический течеискатель способ его настройки, предназначенный для неразрушаюшего контроля дефектов трубопроводов, запорных и невозвратно-запорных устройств. Течеискатель по патенту № 2042123 RU содержит в том числе керамический пъезопреобразователь, блок выделения огибающей, блок визуальной и слуховой индикации, блок фильтрации сигналов.
Недостатком данного устройства является низкая чувствительность и низкая помехозащищенность.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство по патенту № 2132510 Способ диагностики течей в арматуре, трубопроводах, сосудах давления и устройство для его осуществления. Устройство содержит К измерительных каналов в виде датчиков, АЦП, блок памяти, блок процессоров.
Основным недостатком данного устройства является невысокая точность местоопределения течей.
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение вероятности обнаружения течей в условиях влияния помех и повышение точности местоопределения течей.
Заявленная техническая задача решается следующим образом.
Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах содержит блок, содержащий последовательно пронумерованные датчики, расположенные на поверхности трубы и образующие спираль с заданным шагом и угловым сдвигом каждого датчика относительно предыдущего, блок аналогово-цифровых преобразователей для оцифровки сигналов от каждого датчика, блок устройств для быстрого преобразования Фурье сигналов от каждого датчика, блок памяти, блок идентификации, блок обработки, блок выделения шума, блок местоопределения течи, блок отображения и информирования.
Блок датчиков соединён с блоком АЦП.
Блок АЦП соединён с блоком датчиков, с блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и блоком идентификации.
Блок устройств для быстрого преобразования Фурье соединён с блоком АЦП и блоком идентификации.
Блок памяти соединён с блоком АЦП, блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком идентификации, блоком обработки и блоком выделения шума.
Блок идентификации соединён с блоком АЦП, с блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и с блоком выделения шума.
Блок обработки соединён с блоком памяти, с блоком выделения шума и с блоком местопределения течи.
Блок выделения шума соединён с блоком идентификации, с блоком памяти и блоком обработки.
Блок местоопределения течи соединён с блоком обработки и с блоком отображения и информирования.
Блок отображения и информирования соединён с блоком обработки и блоком местоопределения течи.
Блок-схема устройства приведена на фиг. 1, где
- блок датчиков;
- блокАЦП;
- блок БПФ;
- блок памяти;
- блок идентификации;
- блок обработки;
- блок выделения шума;
- блок местоопределения течи;
- блок отображения и информирования.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы устройства проводится тестирование.
Каждый датчик блока датчиков 1 имеет свой номер. Номера присваиваются датчикам последовательно, начиная с 1 до N (количество датчиков). Датчики располагаются на поверхности трубы по спира
- 1 035299 ли с заданным шагом и с заданным угловым сдвигом.
Координаты (z, и α,) каждого датчика известны и хранятся в блоке памяти 4.
При работающем трубопроводе проводится регистрация фоновых шумов на заданном временном интервале на каждом из датчиков блока датчиков 1 в условиях плановой эксплуатации. Регистрация фоновых шумов проводится в разное время суток (день, ночь, ...). Трубопровод подергается силовому воздействию (удары, открытие задвижек, включение и выключение насосов, имитация образования течей и их развития (например, посредством медленного или резкого открытия задвижки). Сигналы обрабатываются в блоке АЦП 2, затем в блоке БПФ 3, поступают в блок идентификации 5 и блок памяти 4. В блоке выделения шума 6 происходит вычитание фонового шума и аналогово-временные и спектральные образы тестирующих сигналов помещаются в блок памяти 4.
По результатам тестирования в блоке памяти 4, помимо координат датчиков, хранятся аналоговременные и спектральные образы сигналов силового воздействия и фоновый шум, регистрируемые каждым датчиком.
В ходе мониторинга состояния работы трубопровода происходит регистрация сигналов от датчиков блока датчиков 1 в заданном временном интервале и их последующая обработка, как было указано выше. В блоке обработки 6 происходит сравнение. Происходит вычитание фонового шума и сравнение зарегистрированных каждым датчиком сигналов с данными, внесёнными в блок памяти 4. При совпадении сигналов с образами в блоке идентификации 5, сигналов, генерируемых течью в блоке обработки 6 фиксируется время появления этих сигналов, а в блоке местоопределения течи 8 проводится определение координат течи (zT и ατ).
На фиг. 2 показан пример расположения датчиков с угловым сдвигом в 90°. В данном примере Датчики (Д1-1 , ..., Д1+3 ) расположено относительно течи (Т) как показано на фиг. 2. Минимальное количество датчиков данном случае - пять. Датчики в первую очередь регистрируют сигналы от течи (Т), распространяющиеся по самой трубе, поскольку материал трубы обладает наибольшей скоростью звука. Трасса распространения звука по трубе - геодезические линии на цилиндре.
Амплитуда сигналов от течи, регистрируемых датчиками, убывает в зависимости от расстояния датчика до течи. В данном примере максимальный по амплитуде сигнал регистрирует датчик Д,.
Место нахождения датчика Д позволяет однозначно определить сектор трубы, где находится течь. В блоке местоопределения течи происходит выбор четырёх датчиков с наибольшей амплитудой зарегистрированного сигнала - Д1-1, Д,, Д1+1, Д1+3 (датчик Д,.2 исключается). Время регистрации сигналов каждым из этих датчиков известно, что позволяет использовать разностно-дальномерный способ определения координат, алгоритм которого известен и широко используется.
Это позволяет с высокой точностью определить координаты (zT и ατ) течи на трубе.
На фиг. 3 показан вариант расположения датчиков с угловым сдвигом в 120°. При таком варианте минимальное количество датчиков - четыре, а блок местоопределения течи 8 целесообразно выполнить с функцией реализации триангуляционного метода.
Блок отображения и информирования 9 отображает информацию о фактах и типе силового воздействия на трубу, координаты течей. Факт появления сопровождается визуальной и звуковой информацией.
В качестве датчиков могут быть использованы инфразвуковые датчики.
В качестве дополнительной обработки в блок обработки может встраиваться многоканальный анализатор взаимно-корреляционной функции, что приводит к снижению вероятности ложных тревог.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает благодаря повышение вероятности обнаружения течей в условиях влияния помех и повышение точности местоопределения течей в условиях действия высокоамплитудных шумов и помех. Тем самым обеспечивается возможность диагностики малых течей, возможность непрерывного мониторинга состояния трубопроводов.
Claims (4)
1. Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах, включающее блок датчиков, содержащий последовательно пронумерованные датчики, расположенные на поверхности трубы и образующие спираль с заданным шагом и угловым сдвигом в 90 или в 120° каждого датчика относительно предыдущего, блок аналогово-цифровых преобразователей для оцифровки сигналов от каждого датчика, блок устройств для быстрого преобразования Фурье сигналов от каждого датчика, блок памяти, блок идентификации, блок обработки, выполненный с функцией многоканального анализатора взаимно-корреляционной функции, блок выделения шума, блок местоопределения течи, выполненный с функцией реализации разностно-дальномерного метода, блок отображения и информирования; блок датчиков соединён с блоком АЦП; блок АЦП соединён с блоком датчиков, с блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и блоком идентификации; блок устройств для быстрого преобразования Фурье соединён с блоком АЦП и блоком идентификации; блок памяти соединён с блоком АЦП, блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком идентификации, блоком обработки и блоком выделения шума; блок идентификации соединён с блоком АЦП, с
- 2 035299 блоком устройств для быстрого преобразования Фурье, с блоком памяти и с блоком выделения шума;
блок обработки соединён с блоком памяти, с блоком выделения шума и с блоком местопределения течи;
блок выделения шума соединён с блоком идентификации, с блоком памяти и блоком обработки; блок местоопределения течи соединён с блоком обработки и с блоком отображения и информирования; блок отображения и информирования соединён с блоком обработки и блоком местоопределения течи.
2. Устройство датчики.
3. Устройство ка.
4. Устройство ализации триангуляционного метода.
по
п. 1, отличающееся тем, что в качестве датчиков используются виброакустические по по
п. 1, отличающееся тем, что в качестве датчиков используются датчики инфразвуп. 1, отличающееся тем, что блок местоопределения течи выполнен с функцией ре-
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800317A EA035299B1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800317A EA035299B1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800317A1 EA201800317A1 (ru) | 2019-11-29 |
| EA035299B1 true EA035299B1 (ru) | 2020-05-26 |
Family
ID=68653568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800317A EA035299B1 (ru) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA035299B1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786684A (en) * | 1971-12-27 | 1974-01-22 | Automation Ind Inc | Pipeline inspection pig |
| RU2010227C1 (ru) * | 1990-06-06 | 1994-03-30 | Гуров Александр Ефимович | Способ определения местоположения источников акустической эмиссии в трубопроводах |
| RU2132510C1 (ru) * | 1997-04-03 | 1999-06-27 | Производственное объединение "МАЯК" | Способ диагностики течей в арматуре, трубопроводах, сосудах давления и устройство для его осуществления |
| RU2221230C2 (ru) * | 2001-09-21 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Способ определения места и размеров течи в трубопроводе и устройство для его реализации |
| RU2620925C1 (ru) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ определения направления и дальности до источника сигналов |
-
2018
- 2018-05-16 EA EA201800317A patent/EA035299B1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786684A (en) * | 1971-12-27 | 1974-01-22 | Automation Ind Inc | Pipeline inspection pig |
| RU2010227C1 (ru) * | 1990-06-06 | 1994-03-30 | Гуров Александр Ефимович | Способ определения местоположения источников акустической эмиссии в трубопроводах |
| RU2132510C1 (ru) * | 1997-04-03 | 1999-06-27 | Производственное объединение "МАЯК" | Способ диагностики течей в арматуре, трубопроводах, сосудах давления и устройство для его осуществления |
| RU2221230C2 (ru) * | 2001-09-21 | 2004-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Способ определения места и размеров течи в трубопроводе и устройство для его реализации |
| RU2620925C1 (ru) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Способ определения направления и дальности до источника сигналов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800317A1 (ru) | 2019-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4577487A (en) | Pressure vessel testing | |
| JP2009036516A (ja) | ガイド波を用いた非破壊検査装置及び非破壊検査方法 | |
| JPS6410778B2 (ru) | ||
| WO2021033503A1 (ja) | 地震観測装置、地震観測方法および地震観測プログラムを記録した記録媒体 | |
| WO2011000956A1 (en) | Fault detection method and system | |
| US3409897A (en) | Recorder for detecting and locating leaks in pipelines by ultrasonic vibration | |
| FR2475769A1 (fr) | Dispositif acoustique de surveillance d'une installation industrielle | |
| RU2554323C1 (ru) | Способ ультразвуковой толщинометрии с высоким разрешением | |
| EA035299B1 (ru) | Устройство для диагностики и определения местоположения течей в магистральных трубопроводах | |
| RU2089896C1 (ru) | Способ исследования дефектов трубопровода и устройство для его осуществления | |
| JP2006317172A (ja) | 漏水検出装置 | |
| JPH03269387A (ja) | 水中位置検出装置 | |
| KR20010038725A (ko) | 콘크리트 구조물의 비파괴검사 방법 | |
| JP3639160B2 (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| JP2023043422A (ja) | 検査システム及び検査方法 | |
| US20090126464A1 (en) | Acoustic Detector | |
| JPS5942827B2 (ja) | Ａｅ診断装置 | |
| JP5143111B2 (ja) | ガイド波を用いた非破壊検査装置及び非破壊検査方法 | |
| CN109298076B (zh) | 一种基于Lamb波的主动式阀门内漏损伤检测系统及方法 | |
| US20210262886A1 (en) | Fluid leakage diagnosis device, fluid leakage diagnosis system, fluid leakage diagnosis method, and recording medium storing fluid leakage diagnosis program | |
| JP2815625B2 (ja) | 弁内部リークの検出方法 | |
| JPH11295179A (ja) | 異常箇所検出装置 | |
| RU2620023C1 (ru) | Способ определения места течи в трубопроводе и устройство для его осуществления | |
| JP2008026162A (ja) | 埋設管の劣化状態を検査する検査方法 | |
| JP3639145B2 (ja) | 異常箇所検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): BY KZ RU |