RU12734U1 - Устройство для неразрушающего контроля трубопроводов - Google Patents

Abstract

1. Устройство для неразрушающего контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя по крайней мере один транспортный модуль, включающий в себя корпус, средства измерений, обработки и хранения данных измерений, источник питания, устройство включает в себя средства определения местоположения контролируемых участков трубопровода, носитель с установленными на нем датчиками для неразрушающего контроля, расположенными по периметру в сечении трубопровода по его внутренней поверхности, указанный носитель датчиков включает в себя эластичные элементы, в эластичных элементах выполнены сквозные отверстия, в указанных эластичных элементах закреплены датчики, отличающееся тем, что датчики установлены и закреплены в указанных отверстиях за счет упругих свойств материала указанных эластичных элементов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные в п.1 эластичные элементы выполнены из полимерного материала, датчики имеют цилиндрическую форму, в указанных в п.1 отверстиях выполнен выступ, датчик закреплен в отверстии с помощью указанного выступа, на выступе выполнена заходная фаска.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что эластичные элементы выполнены из полиуретана, на датчике выполнена по крайней мере одна лыска в виде среза, плоскость среза параллельна главной оси датчика.

Description

Описание полезной модели. F16L55/26

Устройство для неразрушающего контроля трубопроводов.

Область техники.

Полезная модель относится к устройствам для неразрушающего контроля трубопроводов, главным образом уложенных магистральных нефтепроводов и газопроводов путём пропуска внутри контролируемого трубопровода устройства, состоящего из одного или нескольких транспортных модулей (самодвижущегося либо устройства в виде поршня (скребка, пробки), продвигающегося внутри трубопровода за счёт давления потока жидкости (газа), транспортируемой по трубопроводу, либо принудительно продвигаемого по трубопроводу с помощью какого-либо иного воздействия) с датчиками (ультразвуковыми, магнитными, вихретоковыми, электромагнитно-акустическими, оптическими, тепловыми, механическими (датчиками профиля) и другими датчиками, чувствительными к каким-либо параметрам, отражающим техническое состояние магистрального трубопровода.

Неразрушающий внутритрубный контроль, в частности, включает в себя измерение профиля трубопровода, измерение толщины стенок трубопровода, а также идентификацию повреждений трубопровода (в частности, трещин).

Параметрами, позволяющими определять положение на трубопроводе контролируемых участков, могут быть географические координаты, длина пути, пройденного внутри трубопровода транспортным устройством с установленными на нём датчиками, чувствительными к диагностическим параметрам, комбинация времени и скорости движения указанного устройства внутри магистрального трубопровода, изменение магнитного поля при прохождении указанным

/ (f 7 I

устройством вблизи магнитных маркеров, установленных на магистральном трубопроводе, положение которых известно, изменение каких-либо физических параметров при прохождении транспортного устройства вблизи особенностей трубопровода, положение которых известно (например, сварных швов), другие физические параметры, позволяющие косвенно определять положение контролируемых участков на трубопроводе.

Уровень техники.

Известно устройство для контроля трубопровода, описанное в патенте ЕПВ №0304053, МПК:С01 N29/00, дата публикации 15.03.95.

Устройство для неразрушающего контроля трубопровода включает в себя: корпус транспортного модуля в виде поршня для пропуска внутри контролируемого трубопровода, источник питания, ультразвуковые датчики для измерения параметров профиля трубопровода и толщины стенки контролируемого трубопровода, датчики пройденного пути, средства выполнения измерений, обработки и хранения полученных данных измерений на магнитной ленте либо на магнитных дисках. Ультразвуковые датчики жёстко закреплены на недеформируемом металлическом корпусе.

Контролируемый трубопровод имеет некоторую овальность и, фоме того, может иметь сужения профиля, другие дефекгы, ограничивающие сечение корпуса, по периметру которого установлены датчики. Поэтому датчики установлены на достаточном для безопасного продвижения расстоянии от внутренней поверхности трубопровода. Это приводит к снижению чувствительности датчиков и увеличению времени выполнения замера при использовании эхо-метода, например, при использовании ультразвуковых датчиков и иммерсионного импульсного эхо-метода выполнения измерений

толщины стенки трубопровода.

Прототипом заявленного устройства для неразрушающего контроля трубопроводов является устройство для измерений и неразрушающего контроля материала уложенных трубопроводов, описанное в патенте США №4807484, МПК:С01 В5/28 от 28.02.89.

Устройство включает в себя: корпус для пропуска внутри магистрального трубопровода, включающий в себя средства обработки и хранения данных измерений, источник питания, устройство включает в себя носитель с установленными на нём датчиками для неразрушающего контроля, расположенными по периметру носителя. Носитель выполнен в виде цилиндрической манжеты из эластичного материала, датчики расположены в углублениях манжеты. В указанных углублениях манжеты имеются отверстиях, в которых установлены втулки с резьбой, датчики закреплены в указанных втулках.

Использование эластичной манжеты позволяет сократить расстояние от датчиков до поверхности трубопровода и следовать изменению профиля трубопровода. Например, при прохождении локального сужения трубопровода (выступа на его внутренней поверхности) эластичная манжета позволяет огибать указанный выступ, благодаря чему датчики плотно прилегают к внутренней поверхности трубопровода (FIG.6 из указанного патента США №4807484). Однако наличие втулок в эластичной манжете ограничивает возможности эластичной манжеты следовать профилю трубопровода, в результате между поверхностью манжеты и внутренней поверхностью трубопровода возникают области, в которых расстояние между датчиками и внутренней поверхностью трубопровода увеличивается, что, как указывалось ранее, приводит к снижению чувствительности датчиков и увеличению времени выполнения замеров.

Сущность полезной модели.

Заявлено устройство для неразрушающего контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, которое включает в себя по крайней мере один транспортный модуль, включающий в себя корпус, средства измерений, обработки и хранения данных измерений, источник питания, устройство включает в себя средства определения местоположения контролируемых участков трубопровода, носитель с установленными на нём датчиками для неразрушающего контроля, расположенными по периметру в сечении трубопровода по его внутренней поверхности, указанный носитель датчиков включает в себя эластичные элементы, в эластичных элементах выполнены сквозные отверстия, в указанных эластичных элементах закреплены датчики, отличающееся тем, что датчики установлены и закреплены в указанных отверстиях за счёт упругих свойств материала указанных эластичных элементов.

Целесообразно, чтобы в указанном в п.1 формулы устройстве указанные эластичные элементы были выполнены из полимерного материала, датчики имели цилиндрическую форму, в указанных в п.1 отверстиях был выполнен выступ, датчик закреплен в отверстии с помощью указанного вьютупа, на выступе выполнена заходная фаска.

Целесообразно, чтобы в указанном в п.2 формулы устройстве эластичные элементы были выполнены из полиуретана, на датчике выполнена по файней мере одна лыска в виде среза, плоскость среза параллельна главной оси датчика.

В предпочтительном исполнении указанное в п.1 формулы устройство включает в себя: источник питания в виде аккумуляторной батареи и/или в виде генератора электроэнергии, выполненном в виде преобразователя энергии потока транспортируемой по магистральному трубопроводу среды в электроэнергию; средства обработки и хранения данных измерений в виде бортового компьютера.

включающего в себя накопитель цифровых данных с автономным источником питания и/или накопитель цифровых данных на элементах флэш-памяти; средства определения местоположения контролируемых участков трубопровода, включающие в себя датчик определения длины пройденного внутри трубопровода пути в виде одометра и датчик угла поворота транспортного устройства относительно оси трубопровода в виде маятникового датчика; маркерный приёмопередатчик для уточнения положения транспортного модуля внутри трубопровода, датчики для неразрушающего контроля материала труболроводов по крайней мере одного из типов: ультразвуковые, элекгромагнитно-акустические, вихретоковые, датчики утечки магнитного лотока, механические; несколько шарнирно соединенных между собой и с носителем датчиков транспортных модулей; несколько шарнирно соединённых между собой и с транспортным модулем носителей датчиков; установленные на транспортных модулях центрирующие и направляющие манжеты из лолимерного материала.

Целесообразно выполнять заявленное устройство в виде поршня для пропуска внутри магистрального нефтепровода либо в виде жидкостной пробки для пропуска внутри магистрального газопровода; эластичные элементы выполнять в виде пластин, установленных на носителе датчиков с установленными на пластинах датчиками, образующими поверхность, концентрическую к внутренней ловерхности трубопровода; указанные шарнирные соединения выполнять в виде карданных соединений; соединение датчиков со средствами измерений выполнять с помощью кабелей, защищённых от воздействия транспортируемой в процессе неразрушающего контроля внутри трубопровода среды.

устранить указанные для аналогов недостатки.

Заявленное устройство позволяет исключить втулки из эластичных элементов путём упругого крепления датчиков непосредственно в указанных элементах, повысив, тем самым, способность эластичных элементов повторять форму внутренней поверхности трубопровода, а также стабильность расстояния между датчиками и внутренней поверхностью трубопровода в процессе продвижения внутри контролируемого трубопровода.

Описание чертежей.

На фиг.1 изображено устройство для неразрушающего контроля трубопроводов, состоящее из нескольких секций.

На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая способ применения заявленного устройства для неразрушающего контроля трубопроводов.

На фиг. 3 показан фрагмент эластичного элемента в виде полиуретановой пластины в разрезе, изображающем отверстие для упругого крепления датчика.

Сведения, подтверждающие возможность реализации полезной модели.

В результате реализации изобретения обнаружена возможность выполнения неразрушающего контроля магистральных трубопроводов длиной до 100-ЗООкм, при разрешающей способности не хуже 3,3 мм в продольном направлении и Эмм по периметру.

Пример реализации полезной модели.

Транспортное устройство выполнено в виде поршня (скребка) и конструктивно разделено на четыре секции (три транспортных модуля и секцию из

двух носителей датчиков), механически и электрически связанные между собой (фиг.1, фиг.2): батарейную секцию 1, секцию датчиков 2, секцию данных 3, секцию носителей 4. Батарейная секция 1, секция датчиков 2 и секция данных 3 конструктивно представляют собой металлические герметичные корпуса. Внутри корпусов размещены средства измерений и бортовой компьютер. На секциях установлены полиуретановые манжеты, которые обеспечивают движение поршня (скребка) в потоке среды. Секция носителей 4 представляет собой конструкцию, на которой упруго закреплены ультразвуковые датчики. Механически секции связаны между собой карданными соединениями, электрическая связь между секциями осуществляется через внешние межсекционные кабели, защищённые от воздействия внешней среды. Устройство может перенастраиваться под различные диаметры трубопроводов путём замены манжет на секциях, замены секции носителей и одометров.

Устройство включает в себя (фиг.2):

в составе батарейной секции 1:

блок батарейного питания 5 для выдачи питающего напряжения +25В на модуль включения питания, представляет собой кассету с установленными в ней гальваническими элементами питания;

модуль включения питания 6 для:

-выдачи напряжений питания и управляющих сигналов: на систему бортового маркера (питание и управление модуляцией) и на вентилятор батарейной секции, -выдачи сигналов подачи пьезозвуковых сигналов,

маркера;

(питание модуля включения питания поступает с блока батарейного питания; управляющие сигналы на модуль включения питания поступают из ультразвуковой секции; модуль включения питания обеспечивает регулировку величины напряжения питания +5В);

вентилятор батарейной секции 7, предназначенный для охлаждения аппаратуры, установленной в батарейной секции, вентилятор работает при подаче с модуля включения питания напряжения +25В;

в составе секции датчиков 2:

вентилятор секции датчиков 8, предназначенный для охлаждения аппаратуры в секции датчиков;

бортовую маркерную систему 9 (бортовой маркерный приёмопередатчик и антенна маркерного приёмопередатчика) предназначенную для: -генерации электромагнитного сигнала опознавания (от бортового маркерного передатчика),

-выдачи в ультразвуковую секцию аналогового сигнала маркерных отметок, -генерации электромагнитного сигнала пассивного состояния; (электромагнитный сигнал пассивного состояния представляет собой сигнал опознавания с импульсной модуляцией);

бортовая маркерная система обеспечивает регулировку чувствительности бортового маркерного приёмника.

пьезозвуковой индикатор пассивного состояния 10, предназначенный для генерации акустического сигнала пассивного состояния (частотой 1-2кГц); генерации акустического сигнала пассивного состояния (происходит при подаче с

модуля включения питания сигнала подачи пьезозвукового сигнала);

одометры 11, предназначенные для формирования сигналов (электрических импульсов), число которых пропорционально пройденному транспортным устройством внутри трубопровода расстоянию, (импульсы поступают в ультразвуковую секцию);

маятниковый датчик углового положения транспортного устройства внутри трубопровода 12,

датчик внешнего давления 13,

гироскопы 14,

акселерометры 15,

пьезозвуковые индикаторы сбора и записи данных 16,

в составе секции данных 3:

ультразвуковые блоки 17, предназначенные для: -выдачи на ультразвуковые датчики запускающих сигналов, -приёма сигналов, поступающих от ультразвуковых датчиков секции датчиков, соответствующих отражённым ультразвуковым сигналам от внешней и внутренней стенок трубопровода,

-преобразования значений интервалов времени между сигналами (запускающим, от внутренней и от внешней стенки) соответствующего ультразвукового датчика в цифровые коды (в цифровую форму) и передачи их в блок управления и синхронизации;

модуль вторичного питания ультразвуковых блоков 18, предназначенный для: -преобразования напряжения питания +25В в напряжение -5В, +53, +158, +128 и

выдачи этих напряжений на ультразвуковые блоки;

блок управления и синхронизации 19, предназначенный для: -управления ультразвуковыми блоками, -регистрации данных, поступающих с ультразвуковых блоков, -регистрации сигналов от одометров, поступивших с модуля согласования, и преобразования их в код, пропорциональный пройденному транспортным устройством внутри трубопровода расстоянию (одометрическая информация), -формирования служебной информации для бортового компьютера о процессе сбора ультразвуковых данных;

(работой блока управления и синхронизации управляет бортовой компьютер, для перевода блока управления и синхронизации в исходное состояние (регистры блока управления и синхронизации обнулены) используется сигнал Сброс, поступающий из бортового компьютера через модуль аналогового и цифрового обмена и модуль согласования);

модуль аналогового и цифрового обмена 20, предназначенный для: -управления работой модуля согласования через цифровые порты, -приёма с модуля согласования аналоговых сигналов, преобразования их в цифровой код и передача на бортовой компьютер,

-приёма с модуля согласования цифровых сигналов и передачи на бортовой компьютер,

-приёма по системному интерфейсу ISA с бортового компьютера и выдачи на модуль согласования управляющих сигналов,

-контроля работоспособности аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав модуля аналогового и цифрового обмена, на выходе цифро-аналогового преобразователя, входящего в состав модуля аналогового и цифрового обмена.

формируется аналоговый сигнал, который через модуль согласования поступает на вход аналого-цифрового преобразователя, где преобразуется в цифровой код: бортовой компьютер оценивает правильность преобразования.

модуль согласования 21, предназначенный для:

-передачи цифровых и аналоговых импульсов на модуль аналогового и цифрового обмена и блок управления и синхронизации;

-передачи управляющих сигналов на модуль включения питания, модуль включения питания накопителей, пьезодатчики, датчик углового положения изделия, модуль вторичного питания ультразвуковых блоков; -приёма контрольных сигналов о наличии питающих напряжений на модуль вторичного питания ультразвуковых блоков,

-приёма с модуля аналогового и цифрового обмена и выдачи в блок управления и синхронизации сигнала Сброс, -выдачи питающих напряжений;

(работой модуля согласования управляет модуль аналогового и цифрового обмена);

вентилятор общего охлаждения секции данных22,

бортовой компьютер 23, предназначенный для:

-управления процессами сбора и регистрации данных при прогоне в соответствии с заданным алгоритмом,

-контроля за нормальным функционированием оборудования во всех режимах работы,

-управления порядком включения-отключения оборудования во всех режимах работы, в том числе в аварийных режимах работы, -связи с внешними устройствами через интерфейс RS-232C; (обмен информацией бортового компьютера с модулем аналогового и цифрового

обмена и с блоком управления и синхронизации происходит по системному интерфейсу ISA);

накопитель цифровых данных 24, предназначенный для записи и хранения информации о диагностическом пропуске, поступающей из ультразвуковой секции, выдачи по SCSI-интерфейсу информации о пропуске на внешний накопитель цифровых данных после выполнения диагностического пропуска;

автономный источник питания (аккумуляторная батарея) 25, которая обеспечивает энергонезависмость накопителя цифровых данных,

вентилятор охлаждения процессора бортового компьютера 26,

В составе секции носителей 4 носитель датчиков включает полиуретановый элемент 41 фиг.З, в котором выполнены сквозные отверстия 42, в отверстиях выполнен выступ 43 с заходной фаской, диаметр отверстия составляет 7-15мм, величина выступа над внутренней поверхностью отверстий составляет 2-4мм, глубина среза на датчике не менее указанной величины выступа над поверхностью.

В основу неразрушающего контроля трубопровода положен иммерсионный импульсный ультразвуковой метод диагностики. Данный метод предусматривает полное погружение датчика и исследуемого объекта в жидкость, импульсное облучение объекта ультразвуковыми сигналами, приём и обработку отражённых сигналов от объекта. По характеристикам переданного и принятого сигналов вырабатывается заключение о свойствах контролируемого объекта. Ультразвуковые датчики располагают на некотором постоянном удалении от внутренней поверхности стенки трубопровода, расстояние от ультразвуковых датчиков до стенки трубопровода постоянно измеряют, при этом обеспечивают

постоянное обмывание ультразвуковых датчиков средой транспортирования.

Ультразвуковой датчик возбуждают коротким электрическим импульсом амплитудой до 200В, длительностью до 0,2мкс и энергией возбуждения до ЭОмкДж. Датчик преобразует электрический импульс в акустическую волну с частотой колебаний 5Мгц, фокусирует акустическую волну, образуя пятно облучения на поверхности около 3-9мм. После некоторой задержки датчик из режима передачи переключается в режим приёма отражённой акустической волны. Часть энергии акустической волны отражается от первой границы раздела сред (внутренняя поверхность стенки трубопровода). Другая часть энергии волны проникает внутрь стенки трубопровода и, дойдя до второй границы раздела сред (внешняя поверхность стенки трубопровода) также отражается от неё. Вторичные переотражения от обеих поверхностей продолжаются до полного затухания энергии волны. Ультразвуковой датчик принимает отражённые волны, преобразует их в электрический сигнал. При превышении установленного порога первым отражённым сигналом происходит запрет приёма сигнала на некоторое время, по прошествии которого принимается вторая акустическая волна, отражённая от внешней поверхности стенки трубы, и преобразуется в электрический сигнал. При превышении установленного порога происходит запрет приёма акустических волн. Отражённые сигналы имеют форму затухающих синусоидальных полуволн, положительной и отрицательной полярности. Срабатывание запретов происходит по первой полуволне. Интервалы времени между первой и второй акустическими волнами преобразуются в цифровые коды. Зондирование полной поверхности трубопровода по окружности обеспечивается использованием расчётного количества ультразвуковых датчиков, установленных по окружности с шагом 8-9мм. Информация по всем датчикам определяет одно полное сечение.

Зондирование полной поверхности трубопровода в продольном направлении обеспечивается периодическим запуском каждого датчика в сечении. Частота повторения зондирующих импульсов для каждого датчика определяется как частота формирования сечения, которая определяется требуемой разрешающей способностью в продольном направлении и скоростью движения транспортного устройства внутри трубопровода. При уменьшении скорости движения при определённой постоянной частоте формирования сечения разрешающая способность в продольном направлении улучшается, одновременно увеличивается объём полученных данных. В результате дистанция прогона до полного заполнения накопителей цифровой информации уменьшается. Для сохранения характеристики Дистанция-объём информации постоянной введена изменяемая при подготовке к прогону величина Период сканирования, которая пропорциональна частоте формирования сечения. Для обеспечения частоты формирования сечения для каждого из 192 ультразвуковых датчиков равной 394Гц (период 2,54мс) и одновременном обеспечении измерений максимальных значений отступа (расстояний между датчиками и внутренней поверхностью трубопровода) не менее 20мм (интервал времени 32мкс) и максимальных значений толщины стенки не менее 22,5мм (интервал времени 9мкс) введено разбиение всех ультразвуковых датчиков на группы по 32 датчика. Запуск осуществляется одновременно для каждого п-го датчика во всех фуппах. Например, при шести группах запускаются одновременно шесть ультразвуковых датчиков по одному в каждой группе Для зондирования полного сечения проводится 32 запуска, последовательно по каждому датчику группы. Период между запусками датчиков в группе определяется как период сканирования и задаётся в параметрах прогона. Управление запуском датчиков, приём отражённых импульсов, их преобразование в коды для группы из 32 датчиков

обеспечивает ультразвуковой блок 17 фиг.2. Количество ультразвуковых блоков определяется общим количеством ультразвуковых датчиков для различных типоразмеров трубопроводов. Так, для типоразмера 20 используются 192 датчика и 6 ультразвуковых блоков, для типоразмера 16 используются 160 датчиков и 5 ультразвуковых блоков, для типоразмера 14 используются 144 датчика и 5 ультразвуковых блока.

Движение транспортного устройства по трубопроводу происходит в потоке среды (дрейф) за счёт поддерживающих и конусных манжет, установленных на корпусах секций и имеющих диаметр, соответствующий внутреннему диаметру трубопровода. Манжеты фиксируют положение изделия относительно продольной оси трубопровода, обеспечивают прохождение изделия через тройники, задвижки. Обеспечивается прохождение транспортного устройства по трубопроводам, имеющим сужение до 85% или овальность до 13% от номинального диаметра, или подкпадные кольца толщиной до 8-10мм. Транспортное устройство конструктивно разделено на отдельные секции. Соединения между секциями обеспечивают свободные повороты секций.

Длина пройденного в трубопроводе пути измеряется с помощью двух независимых одометрических систем 11. Каждый одометр состоит из свободно вращающегося колеса определённого диаметра, поддерживающей штанги с длинами, соответствующими различным диаметрам трубопроводов, и пружин, прижимающих колёса к стенкам трубопровода. На колёсах фепятся постоянные магниты. На штангах установлены электромагнитные датчики, преобразующие магнитное поле, создаваемое магнитом колеса, в электрические импульсы. Линейное расстояние, пройденное колесом между двумя электрическими импульсами, определяется как одофактор одометра и используется при расчёте пройденного расстояния в зависимости от количества подсчитанных импульсов

одометров. Диаметры колёс одометров и количество импульсов на один полный оборот колеса задаются при подготовке прогона. Подсчёт количества импульсов одометров ведётся в трёх независимых счётчиках: счётчика первого одометра, второго одометра и счётчика результирующего приращения. Через определённые интервалы времени (1-2с) анализируются приращения от двух одометров, выбирается наибольщее приращение и суммируется в счётчике результирующего приращения.

Для определения текущего поворота транспортного устройства по углу вокруг продольной оси трубопровода и для привязки угла поворота изделия к системе координат трубопровода используется маятниковая система 12. В качестве датчика углового положения используется жидкостный маятник, который преобразует угловое положение в эквивалентное напряжение. Выходное напряжение маятника в зависимости от угла поворота изменяется линейно от О до 5В по пилообразному закону. Для начальной привязки значений маятника к системе координат трубопровода при подготовке прогона вводится номер ультразвукового датчика, расположенный в крайнем нижнем положении и запоминается показание маятника в данный момент.

Для определения положения дефектов относительно внешних ориентиров (на местности) используется маркерная система, которая включает бортовую маркерную систему 9 в составе антенны и бортового маркерного приёмопередатчика, наземное оборудование в составе комплектов наземного маркерного передатчика и низкочастотного локатора. Связь осуществляется посредством низкочастотных электромагнитных волн с несущей частотой около 22Гц. Бортовой приёмопередатчик настроен на поочерёдный приём (1с) и передачу (0,4с). Наземный приёмник (низкочастотный локатор) принимает сигналы борта и выдаёт оператору визуальную (световую) и звуковую

сигнализацию. При прохождении транспортным устройством зоны чувствительности низкочастотного локатора изменяется интенсивность сигнализации. Бортовой приёмник принимает сигналы от наземного маркерного передатчика, который устанавливается оператором перед моментом прохода транспортным устройством маркерного пункга. Бортовая маркерная система вырабатывает выходные сигналы приёмника: маркер аналоговый и маркер цифровой, которые поступают в систему управления транспортным устройством.

По результатам измерения и оценки формируется 8-ми разрядный цифровой код состояния маркера. Семь младших разрядов маркера несут информацию о значении выходного сигнала приёмника: маркера аналогового, при этом единица младшего разряда кода равна 39мВ. 128 градаций (кодов) значений аналогового маркера обеспечивают измерение максимального уровня до 5В. Восьмой, старший бит кода маркера определяет состояние маркера цифрового. Высокий уровень сигнала на выходе маркера цифрового означает отсутствие маркера цифрового и кодируется логический О в восьмом бите кода маркера. Низкий уровень на выходе маркера цифрового означает наличие маркера цифрового и кодируется логическая 1 в восьмом бите кода маркера. 8разрядный код маркера сохраняется в памяти системы управления.

Коды счётчиков одометров, датчика углового положения, гироскопов, акселерометров, маркера вместе с кодами отступа и толщины стенки трубопровода образуют основную ультразвуковую информацию прогона. Ультразвуковая информация обеспечивает выявление дефектов, их привязку по дистанции, по внешним ориентирам (маркерным пунктам), по угловому положению.

напряжения питания, об ошибках при сборе и регистрации данных.

Система управления питанием обеспечивает включение и отключение основных цепей питания в соответствии с параметрами диагностического пропуска, программируемыми при подготовке изделия к пропуску.

Сбор, формирование, преобразование, запись ультразвуковой и дополнительной информации пропуска на накопитель цифровых данных обеспечивает система управления, основу которой составляет бортовой компьютер 23.

В процессе диагностического пропуска могут использоваться алгоритмы сжатия данных и прореживания данных.

В основу алгоритма сжатия данных положен метод выделения номинального значения по каждому ультразвуковому датчику за определённое количество сечений. Если в потоке данных встречаются последовательные значения, совпадающие с номиналом в пределах допуска, то вместо этой последовательности записывается служебный байт, определяющий признак сжатия информации (старший бит) и количество повторений (младшие 7 бит) номинального значения. Номиналы по отступу и толщине стенки определяются в каждом кадре ультразвуковой информации длиной 336 сечений для каждого ультразвукового датчика и записываются в заголовок кадра. В качестве номинала выбирается значение, наиболее часто встречающееся в анализируемом кадре ультразвуковой информации.

Алгоритм прореживания данных задействуется при скоростях прогона меньше ожидаемых. При скорости меньше ожидаемой разрешающая способность в продольном направлении улучшается. В результате одна и та же область поверхности зондируется несколько раз. При прореживании определённые сечения из ультразвуковой информации отбрасываются с таким расчётом, чтобы

обеспечить постоянство разрешающей способности в продольном направлении на уровне 3,3мм.

Бортовой компьютер 23 передаёт цифровые данные ультразвуковой и дополнительной информации пропуска записывает их в накопитель цифровых данных на элементах флэш-памяти с SCSI-интерфейсом объёмом до 3 Гбайт каждый. Полный объём накопителя может изменяться в процессе эксплуатации. Максимальная дистанция, которая может быть продиагностирована за один диагностический пропуск, пропорциональна объёму накопителя цифровых данных, скорости транспортного устройства внутри трубопровода, коэффициенту сжатия данных, периоду формирования и записи кадра ультразвуковой информации и обратно пропорциональна размеру кадра ультразвуковой информации. Размер кадра ультразвуковой информации- величина постоянная, равная приблизительно 127кбайт. Одновременно допустимая дистанция определяется максимальной ёмкостью батарей, током потребления при сборе информации, скоростью при пропуске.

Так, при ёмкости бортовых накопителей цифровых данных 6800Мб при средней скорости транспортного устройства внутри трубопровода 0,5м/с, периоде формирования и записи кадра 2,2с, коэффициенте сжатия 2,5 максимальная дистанция до полного заполнения накопителя цифровых данных 150км, а при скорости 1м/с, периоде формирования и записи кадра 1,1с и тех же других параметрах максимальная дистанция 145км.

Claims (3)

1. Устройство для неразрушающего контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя по крайней мере один транспортный модуль, включающий в себя корпус, средства измерений, обработки и хранения данных измерений, источник питания, устройство включает в себя средства определения местоположения контролируемых участков трубопровода, носитель с установленными на нем датчиками для неразрушающего контроля, расположенными по периметру в сечении трубопровода по его внутренней поверхности, указанный носитель датчиков включает в себя эластичные элементы, в эластичных элементах выполнены сквозные отверстия, в указанных эластичных элементах закреплены датчики, отличающееся тем, что датчики установлены и закреплены в указанных отверстиях за счет упругих свойств материала указанных эластичных элементов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные в п.1 эластичные элементы выполнены из полимерного материала, датчики имеют цилиндрическую форму, в указанных в п.1 отверстиях выполнен выступ, датчик закреплен в отверстии с помощью указанного выступа, на выступе выполнена заходная фаска.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что эластичные элементы выполнены из полиуретана, на датчике выполнена по крайней мере одна лыска в виде среза, плоскость среза параллельна главной оси датчика.