RU108846U1

RU108846U1 - MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR THE CONTROL OF METAL PIPELINES

Info

Publication number: RU108846U1
Application number: RU2011113247/28U
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Саксон; Александр Борисович ПРОКАЗИН
Original assignee: Валерий Михайлович Саксон
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2011-09-27

Abstract

Магнитный дефектоскоп для контроля металлических трубопроводов без вскрытия грунта, содержащий первый и второй преобразователи магнитного поля, первый преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля в виде магниторезисторов, второй преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля в виде магниторезисторов, датчики магнитного поля первого и второго преобразователей магнитного поля установлены вдоль взаимно перпендикулярных линий, контроллер с клавиатурой, блок отображения информации, первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй программно-управляемые аттенюаторы, блок аналогового вычитания, стабилизированный источник постоянного тока, промежуточный блок памяти, блок пространственной привязки, блок памяти и блок акселерометров, преобразователи магнитного поля расположены над поверхностью грунта над трубопроводом, при этом первый выход стабилизированного источника постоянного тока соединен со входом первого преобразователя магнитного поля, второй его выход соединен со входом второго преобразователя магнитного поля, первый выход второго усилителя соединен со вторым входом блока аналогового вычитания, первый вход которого соединен с первым выходом первого усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого программно-управляемого аттенюатора, вход которого соединен с выходом первого преобразователя магнитного поля, первый выход блока аналогового вычитания соединен с первым входом промежуточного блока памяти, а второй его выход соединен с четвертым входом промежуточного блока памят� A magnetic flaw detector for monitoring metal pipelines without excavating, containing the first and second magnetic field transducers, the first magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, the second magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, magnetic sensors the fields of the first and second magnetic field transducers are installed along mutually perpendicular lines, the controller with the keyboard, the display unit information, the first and second amplifiers, analog-to-digital converter (ADC), the first and second program-controlled attenuators, an analog subtraction unit, a stabilized DC source, an intermediate memory unit, a spatial reference unit, a memory unit and an accelerometer unit, magnetic field converters located above the soil surface above the pipeline, while the first output of the stabilized DC source is connected to the input of the first magnetic field transducer, its second output is is dined with the input of the second magnetic field converter, the first output of the second amplifier is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first amplifier, the first input of which is connected to the output of the first program-controlled attenuator, the input of which is connected to the output of the first magnetic converter field, the first output of the analog subtraction unit is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the intermediate memory unit

Description

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при дефектоскопическом контроле состояния (участков напряженно-деформированного состояния металла трубопровода, нарушения целостности трубопровода и изоляционного покрытия и т.п.) нефте- и газопроводов, а также других подводных и/или подземных металлических трубопроводов.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used for flaw inspection of the state (sections of the stress-strain state of the metal of the pipeline, violation of the integrity of the pipeline and insulation coating, etc.) of oil and gas pipelines, as well as other underwater and / or underground metal pipelines.

Известен магнитный дефектоскоп для контроля состояния металла трубопровода, содержащий кварцевый генератор, делитель частоты, триггер Шмидта, формирователь линейной функции, пороговое устройство, цифровой индикатор, датчики регистрации откликов магнитного поля металла (феррозонды), индивидуальные каналы его функционального преобразования в электрический сигнал, образованные последовательно соединенными феррозондами, усилителями и синхронными детекторами, в устройство введены блок электронных ключей, аналоговый преобразователь, блок модуля, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), буфер мощности, узел перебора пределов, узел перебора чувствительности, узел обнуления фона, блок управления, автоматический индикатор разряда батарей и светозвуковая индикация превышения порога, при этом выходы двух индивидуальных каналов подключены к блоку электронных ключей, выходы которых через аналоговый преобразователь соединены с входом блока модуля и аналоговым входом узла перебора пределов, выход последнего подключен к АЦП, соединенному с цифровым индикатором, выход блока модуля соединен с управляющим входом узла перебора пределов и с входом порогового устройства, соединенным со светозвуковой индикацией превышения порога, вход буфера мощности подключен к выходу формирователя линейной функции, а выход его соединен с феррозондами, к управляющим входам усилителей подключен узел перебора чувствительности, узел обнуления фона соединен с входом блока электронных ключей, блок управления подключен на управляющие входы блока электронных ключей и цифрового индикатора, а узел автоматической индикации разряда батарей подключен к цифровому индикатору, RU 11608 U1.Known magnetic flaw detector for monitoring the state of the metal of the pipeline, containing a crystal oscillator, frequency divider, Schmidt trigger, linear function shaper, threshold device, digital indicator, sensors for detecting metal magnetic field responses (flux gates), individual channels for its functional conversion into an electrical signal formed in series connected by flux gates, amplifiers and synchronous detectors, an electronic key block, an analog converter, b are introduced into the device module lock, analog-to-digital converter (ADC), power buffer, enumeration limiter, sensitivity enumeration unit, background zeroing unit, control unit, automatic battery discharge indicator and light-sound indication of exceeding the threshold, while the outputs of two individual channels are connected to the electronic key block the outputs of which through an analog converter are connected to the input of the module block and the analog input of the limit enumerator, the output of the latter is connected to an ADC connected to a digital indicator, the output of the block the muzzle is connected to the control input of the limit enumeration unit and to the input of the threshold device connected to the light and sound indication of exceeding the threshold, the input of the power buffer is connected to the output of the linear function former, and its output is connected to flux probes, the sensitivity enumeration unit, the background nulling unit are connected to the control inputs of the amplifiers connected to the input of the electronic key block, the control unit is connected to the control inputs of the electronic key block and digital indicator, and the automatic discharge indication unit Ray is connected to the digital display, RU 11608 U1.

Это устройство характеризуется недостаточной скоростью осуществления контроля состояния трубопровода, а также отсутствием точной привязки результатов контроля к местности.This device is characterized by the insufficient speed of monitoring the state of the pipeline, as well as the lack of accurate reference of the results of control to the terrain.

Известен магнитный дефектоскоп (интроскоп) для контроля подземных трубопроводов без вскрытия грунта, содержащий преобразователь магнитного поля, контроллер и видеоконтрольный терминал, введены широкополосный усилитель, фильтр высокой частоты, формирователь импульсов, амплитудный детектор, нормирующий усилитель и аналогово-цифровой преобразователь, причем, преобразователь магнитного поля располагается на поверхности грунта, непосредственно над трубопроводом, выход преобразователя магнитного поля подсоединен к последовательно включенным широкополосному усилителю, фильтру высокой частоты, амплитудному детектору, нормирующему усилителю, аналогово-цифровому преобразователю, контроллеру и видеоконтрольному терминалу, первый вход контроллера подключен к выходу видеоконтрольного терминала, а второй - к выходу формирователя импульсов, связанного входом с выходом фильтра преобразователя, а второй - со входом преобразователя магнитного поля, RU 2187100 C2.Known magnetic flaw detector (introscope) for monitoring underground pipelines without opening the ground, containing a magnetic field transducer, a controller and a video monitoring terminal, introduced a broadband amplifier, a high-pass filter, a pulse shaper, an amplitude detector, a normalizing amplifier and an analog-to-digital converter, moreover, a magnetic converter the field is located on the soil surface, directly above the pipeline, the output of the magnetic field transducer is connected to For a broadband amplifier, a high-pass filter, an amplitude detector, a normalizing amplifier, an analog-to-digital converter, a controller and a video monitoring terminal, the first input of the controller is connected to the output of the video monitoring terminal, and the second to the output of the pulse shaper connected to the input of the converter filter, and the second - with the input of the magnetic field transducer, RU 2187100 C2.

Устройство не обеспечивает необходимой надежности обнаружения дефектов металлического трубопровода, поскольку не позволяет получить пространственные характеристики магнитного поля трубопровода и фиксацию этих характеристик.The device does not provide the necessary reliability of detecting defects in a metal pipeline, because it does not allow to obtain the spatial characteristics of the magnetic field of the pipeline and the fixation of these characteristics.

Кроме того, устройство обнаруживает только сформировавшиеся стресс-коррозионные участки и не обнаруживает участки с высокой концентрацией механических напряжений, а также места выраженных механических колебаний трубопроводов, что чревато образованием впоследствии трещин.In addition, the device detects only formed stress-corrosion areas and does not detect areas with a high concentration of mechanical stresses, as well as places of pronounced mechanical vibrations of pipelines, which is fraught with the formation of subsequently cracks.

Некоторое повышение надежности контроля состояния металлического трубопровода, а также возможность определения участков с высокой концентрацией механических напряжений и заметными механическими колебаниями трубопроводов обеспечивает магнитный дефектоскоп, содержащий первый преобразователь магнитного поля, контроллер с клавиатурой, блок отображения информации, первый широкополосный усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), причем преобразователь магнитного поля расположен над поверхностью грунта над трубопроводом, при этом выход АЦП соединен с первым входом контроллера, выход клавиатуры 5 соединен с четвертым входом контроллера, второй выход контроллера соединен со входом блока отображения информации, дополнительно содержит второй преобразователь магнитного поля, второй широкополосный усилитель, первый и второй программно управляемые аттенюаторы, блок аналогового вычитания, блок питания преобразователей магнитного поля в виде генератора возбуждения, промежуточный блок памяти, блок пространственной привязки, блок памяти и блок акселерометров, первый преобразователь магнитного поля содержит не менее двух феррозондовых датчиков, которые установлены вдоль оси трубопровода, второй преобразователь магнитного поля содержит не менее двух феррозондовых датчиков, которые установлены над поверхностью грунта вдоль линии, перпендикулярной продольной оси трубопровода и поверхности грунта, при этом первый выход генератора возбуждения преобразователей магнитного поля соединен со входом первого преобразователя магнитного поля, второй его выход соединен со входом второго преобразователя магнитного поля, третий его выход соединен со вторым входом первого широкополосного усилителя, четвертый его выход соединен со вторым входом второго широкополосного усилителя, первый выход которого соединен со вторым входом блока аналогового вычитания, первый вход которого соединен с первым выходом первого широкополосного усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого программно управляемого аттенюатора, первый вход которого соединен с выходом первого преобразователя магнитного поля, первый выход блока аналогового вычитания соединен с первым входом промежуточного блока памяти, а второй его выход соединен с четвертым входом промежуточного блока памяти, выход которого соединен со входом АЦП, второй выход первого широкополосного усилителя соединен со вторым входом промежуточного блока памяти, третий вход которого соединен со вторым выходом второго широкополосного усилителя, первый выход контроллера соединен со вторым входом первого программируемого аттенюатора, третий выход контроллера соединен со вторым входом второго программируемого аттенюатора, третий вход контроллера соединен с выходом блока акселерометров, четвертый выход контроллера соединен со входом блока памяти, а второй вход контроллера соединен с выходом блока пространственной привязки, RU 55990 U1.A certain increase in the reliability of monitoring the state of a metal pipeline, as well as the ability to identify areas with a high concentration of mechanical stress and noticeable mechanical vibrations of the pipelines, is provided by a magnetic flaw detector containing a first magnetic field transducer, a controller with a keyboard, an information display unit, a first broadband amplifier, and an analog-to-digital converter ( ADC), and the magnetic field transducer is located above the soil surface above the pipeline, with this ADC output is connected to the first input of the controller, the keyboard output 5 is connected to the fourth input of the controller, the second output of the controller is connected to the input of the information display unit, further comprises a second magnetic field converter, a second broadband amplifier, the first and second programmatically controlled attenuators, an analog subtraction unit, power supply for magnetic field converters in the form of an excitation generator, an intermediate memory unit, a spatial reference unit, a memory unit and an accelerometer unit, trans the second magnetic field transducer contains at least two fluxgate sensors that are installed along the axis of the pipeline, the second magnetic field transducer contains at least two fluxgate sensors that are installed above the soil surface along a line perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline and the soil surface, with the first output of the excitation generator magnetic field transducers is connected to the input of the first magnetic field transducer, its second output is connected to the input of the second transducer magnetic field, its third output is connected to the second input of the first broadband amplifier, its fourth output is connected to the second input of the second broadband amplifier, the first output of which is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first broadband amplifier, the first input of which connected to the output of the first software-controlled attenuator, the first input of which is connected to the output of the first magnetic field transducer, the first output of the analog subtraction unit The power supply is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the intermediate memory unit, the output of which is connected to the ADC input, the second output of the first broadband amplifier is connected to the second input of the intermediate memory unit, the third input of which is connected to the second output of the second broadband amplifier, the first output of the controller is connected to the second input of the first programmable attenuator, the third output of the controller is connected to the second input of the second programmable attenuator, the third controller input is connected to the output of the accelerometer unit, the fourth controller output is connected to the input of the memory unit, and the second controller input is connected to the output of the spatial reference unit, RU 55990 U1.

Этому устройству свойственны определенные недостатки. Примененные в преобразователях магнитного поля в качестве датчиков магнитного поля феррозонды требуют для их питания (возбуждения) наличия генератора переменного тока, который дает на выходе синусоидальное напряжение, как правило, с гармониками высших порядков, обусловливающими серьезные погрешности и даже ошибки в определении состояния металлического трубопровода. Кроме того, использованные в прототипе в качестве датчиков магнитного поля феррозонды, ввиду наличия собственной индуктивности и обусловленной этим нелинейности частотной характеристики, весьма чувствительны к помехам в виде посторонних электромагнитных полей, что также отрицательно сказывается на точности работы устройства.This device has certain disadvantages. Flux probes used in magnetic field transducers as magnetic field sensors require an alternating current generator for their power supply (excitation), which generates a sinusoidal voltage at the output, as a rule, with higher-order harmonics that cause serious errors and even errors in determining the state of a metal pipeline. In addition, the flux gates used in the prototype as magnetic field sensors, due to their own inductance and the resulting non-linearity of the frequency response, are very sensitive to interference in the form of extraneous electromagnetic fields, which also negatively affects the accuracy of the device.

Повышение точности определения состояния подземного металлического трубопровода за счет уменьшения влияния внешних помех, а также за счет снижения собственных помех устройства обеспечивает магнитный дефектоскоп для контроля подземных металлических трубопроводов, содержащий первый и второй преобразователи магнитного поля, первый преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля, которые установлены вдоль оси трубопровода, второй преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля, которые установлены вдоль линии, перпендикулярной продольной оси трубопровода и поверхности грунта, контроллер с клавиатурой, блок отображения информации, первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй программно управляемые аттенюаторы, блок аналогового вычитания, блок питания преобразователей магнитного поля, промежуточный блок памяти, блок пространственной привязки, блок памяти и блок акселерометров, преобразователи магнитного поля расположены над поверхностью грунта над трубопроводом, при этом первый выход блока питания преобразователей магнитного поля соединен со входом первого преобразователя магнитного поля, второй его выход соединен со входом второго преобразователя магнитного поля, первый выход второго усилителя соединен со вторым входом блока аналогового вычитания, первый вход которого соединен с первым выходом первого усилителя, первый вход которого соединен со выходом первого программно управляемого аттенюатора, вход которого соединен с выходом первого преобразователя магнитного поля, первый выход блока аналогового вычитания соединен с первым входом промежуточного блока памяти, а второй его выход соединен с четвертым входом промежуточного блока памяти, выход которого соединен со входом АЦП, второй выход первого усилителя соединен со вторым входом промежуточного блока памяти, третий вход которого соединен со вторым выходом второго усилителя, первый выход контроллера соединен со вторым входом первого программно управляемого аттенюатора, третий выход контроллера соединен со вторым входом второго программно управляемого аттенюатора, первый вход которого соединен с выходом второго преобразователя магнитного поля, а выход соединен со входом второго усилителя, третий вход контроллера соединен с выходом блока акселерометров, четвертый выход контроллера соединен со входом блока памяти, второй вход контроллера соединен с выходом блока пространственной привязки, выход АЦП соединен с первым входом контроллера, выход клавиатуры соединен с четвертым входом контроллера, второй выход контроллера соединен со входом блока отображения информации, в качестве датчиков магнитного поля использованы магниторезисторы, при этом блок питания преобразователей магнитного поля выполнен в виде стабилизированного источника постоянного тока, RU 86316.Improving the accuracy of determining the state of an underground metal pipe by reducing the influence of external noise, and also by reducing the device’s own noise, provides a magnetic flaw detector for monitoring underground metal pipes containing the first and second magnetic field transducers, the first magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors which are installed along the axis of the pipeline, the second magnetic field transducer contains at least two magnetic sensors fields that are installed along a line perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline and the soil surface, a controller with a keyboard, an information display unit, first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), the first and second program-controlled attenuators, an analog subtraction unit, a power supply magnetic field transducers, intermediate memory unit, spatial reference unit, memory unit and accelerometer unit, magnetic field converters are located above the soil surface above the pipeline wherein the first output of the power supply unit of the magnetic field transducers is connected to the input of the first magnetic field transducer, its second output is connected to the input of the second magnetic field transducer, the first output of the second amplifier is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first amplifier the first input of which is connected to the output of the first software-controlled attenuator, the input of which is connected to the output of the first magnetic field transducer, the first output unit and the analog subtraction is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the intermediate memory unit, the output of which is connected to the ADC input, the second output of the first amplifier is connected to the second input of the intermediate memory unit, the third input of which is connected to the second output of the second amplifier, the first output of the controller is connected to the second input of the first software-controlled attenuator, the third output of the controller is connected to the second input of the second software-controlled attenuator, the first input of which is connected to the output of the second magnetic field converter, and the output is connected to the input of the second amplifier, the third input of the controller is connected to the output of the accelerometer unit, the fourth output of the controller is connected to the input of the memory unit, the second input of the controller is connected to the output of the spatial reference unit, the ADC output is connected with the first controller input, the keyboard output is connected to the fourth controller input, the second controller output is connected to the input of the information display unit, as magnetic sensors field magnetoresistors are used, while the power supply of the magnetic field converters is made in the form of a stabilized direct current source, RU 86316.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.This technical solution was made as a prototype of this utility model.

Недостатком данного технического решения является необходимость использования дефектоскопа совместно с трассоискателем, что связано с работой дополнительного оператора, усложняет и удорожает процесс дефектоскопии. Кроме того, устройство-прототип для обеспечения контроля подводных металлических трубопроводов либо требует привлечения водолазов, либо наличия достаточно сложных видеосистем и систем телеуправления. При недостаточной прозрачности воды и при большой глубине расположения трубопровода контроль состояния трубопровода, практически, не возможен.The disadvantage of this technical solution is the need to use a flaw detector in conjunction with a locator, which is associated with the work of an additional operator, complicates and increases the cost of the flaw detector. In addition, the prototype device for providing control of underwater metal pipelines either requires the involvement of divers, or the presence of sufficiently complex video systems and remote control systems. With insufficient transparency of water and with a large depth of the location of the pipeline, monitoring the state of the pipeline is practically not possible.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности автономного контроля состояния подводных металлических трубопроводов независимо от глубины расположения трубопровода и прозрачности воды, а также упрощения и удешевления контроля состояния подземных металлических трубопроводов.The objective of this utility model is to enable autonomous monitoring of the condition of underwater metal pipelines regardless of the depth of the pipeline and the transparency of the water, as well as simplifying and cheapening the monitoring of the condition of underground metal pipelines.

Согласно полезной модели магнитный дефектоскоп для контроля металлических трубопроводов без вскрытия грунта, содержащий первый и второй преобразователи магнитного поля, первый преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля в виде магниторезисторов, второй преобразователь магнитного поля содержит не менее двух датчиков магнитного поля в виде магниторезисторов, датчики магнитного поля первого и второго преобразователей магнитного поля установлены вдоль взаимно перпендикулярных линий, контроллер с клавиатурой, блок отображения информации, первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй программно управляемые аттенюаторы, блок аналогового вычитания, стабилизированный источник постоянного тока, промежуточный блок памяти, блок пространственной привязки, блок памяти и блок акселерометров, преобразователи магнитного поля расположены над поверхностью грунта над трубопроводом, при этом первый выход стабилизированного источника постоянного тока соединен со входом первого преобразователя магнитного поля, второй его выход соединен со входом второго преобразователя магнитного поля, первый выход второго усилителя соединен со вторым входом блока аналогового вычитания, первый вход которого соединен с первым выходом первого усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого программно управляемого аттенюатора, вход которого соединен с выходом первого преобразователя магнитного поля, первый выход блока аналогового вычитания соединен с первым входом промежуточного блока памяти, а второй его выход соединен с четвертым входом промежуточного блока памяти, выход которого соединен со входом АЦП, второй выход первого усилителя соединен со вторым входом промежуточного блока памяти, третий вход которого соединен со вторым выходом второго усилителя, первый выход контроллера соединен со вторым входом первого программно управляемого аттенюатора, третий выход контроллера соединен со вторым входом второго программно управляемого аттенюатора, первый вход которого соединен с выходом второго преобразователя магнитного поля, а выход соединен со входом второго усилителя, третий вход контроллера соединен с выходом блока акселерометров, четвертый выход контроллера соединен со входом блока памяти, второй вход контроллера соединен с выходом блока пространственной привязки, выход АЦП соединен с первым входом контроллера, выход клавиатуры соединен с четвертым входом контроллера, второй выход контроллера соединен со входом блока отображения информации, дополнительно содержит третий преобразователь магнитного поля, который содержит не менее двух датчиков магнитного поля в виде магниторезисторов, которые установлены вдоль линии, перпендикулярной линиям, вдоль которых расположены датчики первого и второго преобразователей магнитного поля, третий программно управляемый аттенюатор, третий усилитель и блок формирования управляющего сигнала, при этом третий выход стабилизированного источника постоянного тока соединен со входом третьего преобразователя магнитного поля, выход которого соединен со входом третьего программно управляемого аттенюатора, выход которого соединен со входом третьего усилителя, выход которого соединен с третьим входом блока аналогового вычитания, третий выход которого соединен со входом блока формирования управляющего сигнала, выход которого соединен с системой управления носителем магнитного дефектоскопа.According to a utility model, a magnetic flaw detector for monitoring metal pipelines without opening the soil, containing the first and second magnetic field transducers, the first magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, the second magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors , the magnetic field sensors of the first and second magnetic field transducers are installed along mutually perpendicular lines, the controller with with a keyboard, an information display unit, the first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), the first and second program-controlled attenuators, an analog subtraction unit, a stabilized DC source, an intermediate memory unit, a spatial reference unit, a memory unit and an accelerometer unit, converters magnetic fields are located above the soil surface above the pipeline, while the first output of the stabilized DC source is connected to the input of the first magnetic converter field, its second output is connected to the input of the second magnetic field converter, the first output of the second amplifier is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first amplifier, the first input of which is connected to the output of the first programmatically controlled attenuator, the input of which is connected to the output of the first magnetic field converter, the first output of the analog subtraction unit is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the an intermediate memory block, the output of which is connected to the ADC input, the second output of the first amplifier is connected to the second input of the intermediate memory block, the third input of which is connected to the second output of the second amplifier, the first output of the controller is connected to the second input of the first programmatically controlled attenuator, the third output of the controller is connected to the second input of the second software-controlled attenuator, the first input of which is connected to the output of the second magnetic field transducer, and the output is connected to the input of the second amplifier, the third input of the controller is connected to the output of the accelerometer block, the fourth output of the controller is connected to the input of the memory block, the second input of the controller is connected to the output of the spatial reference block, the ADC output is connected to the first input of the controller, the keyboard output is connected to the fourth input of the controller, the second output of the controller is connected to the input the information display unit, further comprises a third magnetic field transducer, which contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, which mounted along a line perpendicular to the lines along which the sensors of the first and second magnetic field transducers are located, a third software-controlled attenuator, a third amplifier and a control signal generating unit, while the third output of the stabilized DC source is connected to the input of the third magnetic field converter, the output of which is connected with the input of the third software-controlled attenuator, the output of which is connected to the input of the third amplifier, the output of which is connected to the third input th unit analog subtraction, and the third output is connected to the input unit generating a control signal whose output is connected with a carrier control system of the magnetic flaw.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «Новизна».The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to this utility model, which allows us to conclude that it meets the criterion of "Novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором на фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема размещения преобразователей магнитного поля.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a device, Fig. 2 is a layout of magnetic field converters.

Магнитный дефектоскоп для контроля металлического трубопровода 1, в данном примере подземного, находится над поверхностью 2 фунта. В случае подводного трубопровода устройство находится под водой в зоне трубопровода 1. Устройство содержит первый преобразователь 3 магнитного поля и второй преобразователь 9 магнитного поля. Преобразователи 3 и 9 содержат не менее двух датчиков магнитного поля, в качестве которых использованы магниторезисторы, в частности, типа НМС 1053 фирмы HONEYWELL. Магниторезисторы первого преобразователя 3 установлены вдоль линии 23, параллельной заданному направлению движения вдоль продольной оси 24 трубопровода 1. Магниторезисторы второго преобразователя 9 установлены вдоль линии 25, перпендикулярной продольной оси 24 трубопровода 1 и линии 23. Контроллер 4 представляет собой процессор КНПС.467441.001. С четвертым входом контроллера 4 соединен выход клавиатуры 5, в данном примере, типа НИКО.467126.061. Блок 6 отображения информации представляет собой жидкокристаллическую матрицу LM4228. Первый и второй усилители 7 и 10, соответственно, выполнены на микросхемах AD8642 и AD8643. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8 представляет собой двухпроцессорный вычислитель КНПС.466512.001. Выход АЦП 8 соединен с первым входом контроллера 4, второй выход которого соединен со входом блока 6. Первый и второй программно управляемые аттенюаторы 11 и 12, соответственно, представляют собой микросхему К572 ПА1. Блок 13 аналогового вычитания выполнен на базе микросхемы ОР 297. Стабилизированный источник 14 постоянного тока содержит аккумулятор напряжением 12 В со схемой стабилизации тока на микросхеме ОРА 369 фирмы TEXAS Instruments. Промежуточный блок 15 памяти представляет собой микросхему К561КП2. Блок 16 пространственной привязки представляет собой приемник GPS типа 4600LS. Блок 17 памяти представляет собой микросхему КНПС.467669.001. Блок 18 акселерометров собран на микросхемах ADXL311 и AD8642.A magnetic flaw detector for monitoring a metal pipe 1, in this example underground, is above a surface of 2 pounds. In the case of an underwater pipeline, the device is under water in the zone of the pipeline 1. The device comprises a first magnetic field transducer 3 and a second magnetic field transducer 9. Converters 3 and 9 contain at least two magnetic field sensors, which are used magnetoresistors, in particular, type NMS 1053 company HONEYWELL. The magnetoresistors of the first transducer 3 are installed along the line 23 parallel to the given direction of movement along the longitudinal axis 24 of the pipeline 1. The magnetoresistors of the second transducer 9 are installed along the line 25 perpendicular to the longitudinal axis 24 of the pipeline 1 and line 23. The controller 4 is a KNPS.467441.001 processor. The output of the keyboard 5 is connected to the fourth input of the controller 4, in this example, of the type NIKO.467126.061. The information display unit 6 is an LM4228 liquid crystal matrix. The first and second amplifiers 7 and 10, respectively, are made on the AD8642 and AD8643 chips. The analog-to-digital converter (ADC) 8 is a dual-processor calculator KNPS. 466512.001. The output of the ADC 8 is connected to the first input of the controller 4, the second output of which is connected to the input of the unit 6. The first and second software-controlled attenuators 11 and 12, respectively, are a chip K572 PA1. Block 13 of the analog subtraction is based on the chip OR 297. The stabilized DC source 14 contains a 12 V battery with a current stabilization circuit on the ORA 369 chip from TEXAS Instruments. The intermediate block 15 of the memory is a chip K561KP2. The spatial reference unit 16 is a 4600LS type GPS receiver. The memory block 17 is a chip KNPS.467669.001. Block 18 accelerometers assembled on ADXL311 and AD8642 chips.

Устройство дополнительно содержит третий преобразователь 19 магнитного поля, который также содержит не менее двух датчиков магнитного поля такого же типа, которые установлены вдоль линии 26, перпендикулярной линиям 23 и 25; также устройство содержит третий программно управляемый аттенюатор 20 типа К572ПА1, третий усилитель 21 на микросхеме AD8643 и блок 22 формирования управляющего сигнала, представляющий собой контроллер типа Melsek FSG. Третий выход стабилизированного источника 14 постоянного тока соединен со входом третьего преобразователя 19 магнитного поля, выход которого соединен со входом третьего программно управляемого аттенюатора 20, выход которого соединен со входом третьего усилителя 21, выход которого соединен с третьим входом блока 13 аналогового вычитания, третий выход которого соединен со входом блока 22 формирования управляющего сигнала, выход которого подключен к системе управления носителем магнитного дефектоскопа.The device further comprises a third magnetic field transducer 19, which also comprises at least two magnetic field sensors of the same type, which are installed along a line 26 perpendicular to lines 23 and 25; the device also contains a third software-controlled attenuator 20 of type K572PA1, a third amplifier 21 on the AD8643 chip and a control signal generating unit 22, which is a Melsek FSG type controller. The third output of the stabilized DC source 14 is connected to the input of the third magnetic field converter 19, the output of which is connected to the input of the third software-controlled attenuator 20, the output of which is connected to the input of the third amplifier 21, the output of which is connected to the third input of the analog subtraction unit 13, the third output of which connected to the input of the control signal generation unit 22, the output of which is connected to a magnetic flaw detector carrier control system.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Магнитное поле металлического трубопровода 1 воспринимается первым и вторым преобразователями 3 и 9 магнитного поля. Преобразователь 3 воспринимает компоненты магнитного поля, имеющие градиент вдоль линии 23, а преобразователь 9 воспринимает компоненты магнитного поля, имеющие градиент вдоль линии 25, перпендикулярной линии 23. Таким образом, совокупность преобразователей 3 и 9 позволяет получить пространственную картину магнитного поля трубопровода 1. Преобразователи 3 и 9 преобразуют флуктуации магнитного поля в напряжение, пропорциональное величине магнитной индукции, которое подается, соответственно, на входы аттенюаторов 11 и 12. С помощью клавиатуры 5 через контроллер 4 и аттенюаторы 11 и 12 устанавливают такой режим работы усилителей 7 и 10, чтобы уровни сигналов на выходе аттенюаторов не превосходили динамический диапазон усилителей 7 и 10. С выходов усилителей 7 и 10 сигналы подаются на блок 13 аналогового вычитания и на промежуточный блок 15 памяти. Блок 13 позволяет получить разность сигналов от усилителей 7 и 10, которая поступает в блок 15. Все поступающие в блок 15 сигналы запоминаются и по заданному алгоритму подаются в АЦП 8, где аналоговые сигналы преобразуются в цифровой код и в цифровом виде подаются в контроллер 4. Кроме того, в контроллер 4 поступают сигналы от блока 16 (приемник GPS) и блока 18 акселерометров. С помощью сигналов от блока 18 обеспечивается коррекция отклонений положения преобразователей 3 и 9 от вертикали и горизонтали. Результаты обработки поступившей в контроллер 4 информации отображаются на мониторе блока 6 и заносят в блок 17 памяти (flash-память).The magnetic field of the metal pipe 1 is perceived by the first and second transducers 3 and 9 of the magnetic field. The transducer 3 perceives magnetic field components having a gradient along line 23, and the transducer 9 perceives magnetic field components having a gradient along line 25 perpendicular to line 23. Thus, the combination of transducers 3 and 9 allows to obtain a spatial picture of the magnetic field of pipeline 1. Transducers 3 and 9 convert the fluctuations of the magnetic field into a voltage proportional to the magnitude of the magnetic induction, which is supplied, respectively, to the inputs of the attenuators 11 and 12. Using the keyboard 5 through the controller 4 and the attenuators 11 and 12 set the operation mode of the amplifiers 7 and 10 so that the signal levels at the output of the attenuators do not exceed the dynamic range of the amplifiers 7 and 10. From the outputs of the amplifiers 7 and 10, the signals are fed to the analog subtraction block 13 and to the intermediate block 15 memory. Block 13 allows you to get the difference between the signals from amplifiers 7 and 10, which goes to block 15. All the signals coming to block 15 are stored and fed to the ADC 8 according to a given algorithm, where the analog signals are converted into a digital code and digitally fed to the controller 4. In addition, the controller 4 receives signals from block 16 (GPS receiver) and block 18 of the accelerometers. Using signals from block 18, the correction of deviations of the position of the transducers 3 and 9 from the vertical and horizontal is provided. The processing results of the information received in the controller 4 are displayed on the monitor of unit 6 and are recorded in the memory unit 17 (flash memory).

Преобразователь 19 магнитного поля, содержащий не менее двух датчиков магнитного поля, установленные вдоль линии 26, которые воспринимают компоненты магнитного поля в точках, находящихся слева и справа от трубопровода 1. Сигнал от преобразователя поступает на программно управляемый аттенюатор 20, с помощью которого устанавливается необходимый уровень чувствительности датчиков, затем через усилитель 21, сигнал поступает на блок 13 аналогового вычитания, после чего сигнал поступает на блок 22 формирования управляющего сигнала, представляющего собой контроллер.The magnetic field transducer 19, containing at least two magnetic field sensors installed along line 26, which perceive the magnetic field components at the points located to the left and right of the pipe 1. The signal from the transducer is fed to a software-controlled attenuator 20, with which the required level is set the sensitivity of the sensors, then through the amplifier 21, the signal enters the block 13 of the analog subtraction, after which the signal enters the block 22 of the formation of the control signal, representing about myself controller.

При равенстве левой и правой компоненты магнитного поля трубопровода 1 управляющий сигнал отсутствует. При изменении положения аппарата относительно верхней образующей трубопровода 1, блок 22 вырабатывает корректирующий сигнал на управляющие механизмы аппарата до тех пор, пока значения левой и правой компонент магнитного поля не сравняются.If the left and right components of the magnetic field of the pipeline 1 are equal, the control signal is absent. When changing the position of the apparatus relative to the upper generatrix of the pipeline 1, block 22 generates a correction signal to the control mechanisms of the apparatus until the values of the left and right components of the magnetic field are equal.

Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели достигается полная автономность носителя дефектоскопа: отпадает необходимость в наличии трассоискателя и системы дистанционного управления носителем, что позволяет исключить дополнительного оператора, а также проводную систему связи.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the utility model, the flaw detector carrier is completely autonomous: there is no need for a trace finder and a remote control system for the carrier, which eliminates the additional operator, as well as the wired communication system.

Это объясняется тем, что благодаря наличию третьего преобразователя магнитного поля, третьего программно управляемого аттенюатора и третьего усилителя, блок формирования управляющего сигнала подает команды на систему управления носителя при отклонении его от верхней образующей трубопровода, компенсируя отклонение.This is because, due to the presence of a third magnetic field transducer, a third software-controlled attenuator and a third amplifier, the control signal generating unit gives commands to the media control system when it deviates from the upper generatrix of the pipeline, compensating for the deviation.

Благодаря тому, что в преобразователях магнитного поля использованы датчики в виде магниторезисторов, которые не имеют собственной индуктивности, обладают только активным сопротивлением, и имеют линейную характеристику, устройство имеет высокую помехоустойчивость. Кроме того, поскольку использование в преобразователях магнитного поля магниторезисторов исключает необходимость применения генератора возбуждения, исключаются и собственные помехи в виде гармоник высших порядков, присутствующих в синусоидальном напряжении, создаваемом генератором возбуждения и, соответственно, обусловленные ими погрешности в определении состояния металлического трубопровода.Due to the fact that magnetic field transducers use sensors in the form of magnetoresistors that do not have their own inductance, have only active resistance, and have a linear characteristic, the device has high noise immunity. In addition, since the use of magnetoresistors in magnetic field converters eliminates the need for an excitation generator, self-interference in the form of higher-order harmonics present in the sinusoidal voltage generated by the excitation generator and, accordingly, the errors caused by them in determining the state of a metal pipeline, is also eliminated.

Claims

A magnetic flaw detector for monitoring metal pipelines without opening the soil, containing the first and second magnetic field transducers, the first magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, the second magnetic field transducer contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, magnetic sensors the fields of the first and second magnetic field transducers are installed along mutually perpendicular lines, the controller with the keyboard, the display unit information, the first and second amplifiers, analog-to-digital converter (ADC), the first and second program-controlled attenuators, an analog subtraction unit, a stabilized DC source, an intermediate memory unit, a spatial reference unit, a memory unit and an accelerometer unit, magnetic field converters located above the soil surface above the pipeline, while the first output of the stabilized DC source is connected to the input of the first magnetic field transducer, its second output is is dined with the input of the second magnetic field converter, the first output of the second amplifier is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first amplifier, the first input of which is connected to the output of the first program-controlled attenuator, the input of which is connected to the output of the first magnetic converter field, the first output of the analog subtraction unit is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the intermediate memory unit the output of which is connected to the input of the ADC, the second output of the first amplifier is connected to the second input of the intermediate memory unit, the third input of which is connected to the second output of the second amplifier, the first output of the controller is connected to the second input of the first program-controlled attenuator, the third output of the controller is connected to the second input the second software-controlled attenuator, the first input of which is connected to the output of the second magnetic field transducer, and the output is connected to the input of the second amplifier, the third input of the controller with it is single with the output of the accelerometer unit, the fourth controller output is connected to the input of the memory unit, the second input of the controller is connected to the output of the spatial reference unit, the ADC output is connected to the first input of the controller, the keyboard output is connected to the fourth input of the controller, the second output of the controller is connected to the input of the information display unit , characterized in that it further comprises a third magnetic field transducer, which contains at least two magnetic field sensors in the form of magnetoresistors, which are installed are connected along a line perpendicular to the lines along which the sensors of the first and second magnetic field transducers are located, a third program-controlled attenuator, a third amplifier and a control signal generating unit, while the third output of the stabilized DC source is connected to the input of the third magnetic field converter, the output of which connected to the input of the third software-controlled attenuator, the output of which is connected to the input of the third amplifier, the output of which is connected to the third input Lok analog subtraction, and the third output is connected to the input unit generating a control signal whose output is connected with a carrier control system of the magnetic flaw.