RU1824614C - Устройство дл обследовани изол ции скрытых токопроводов - Google Patents

Abstract

Использование: в области технической физики в аппаратуре дл  измерени  тока в подземных или подводных токолроводах (кабел х, трубопроводах и других иэолированных от среды линейных проводниках). Сущность изобретени : в устройстве, содержащем преобразователи магнитного пол , предварительные и избирательные усилители и схему усилени  сигналов и вычислени  с помощью микрокомпьютера, включен дополнительно синхронизированный генератор калибровочного сигнала, который вырабатывает сигнал строго определенной формы и амплитуды на Частоте тока в токо- проводе, и в режиме калибровки этим сигналом калибруютс  избирательные усилители устройства. Изобретение позвол ет избавитьс  от погрешностей измерений , обусловленных изменением частоты тока в токопроводе и нестабильност ми па- раметров избирательных усилителей 3 ил

Description

fe

Изобретение относитс  к области технической физики и может быть использовано в аппаратуре дл  измерени  тока в подземных или подводных токопроводах (кабел х, трубопроводах и других изолированных от среды линейных проводниках).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Сущность работы устройства по сн етс  структурной схемой, приведенной на фиг.1 и 2 и схематическим изображением установки преобразователей магнитного пол  на фиг.З.

Устройство (фиг.1) состоит из четырех преобразователей магнитного пол  1-4, синхронизированного генератора калибровочного сигнала 5, четырех предварительных усилителей 6-9, переключател  на два положени  четыре направлени  10. четырех избирательных усилителей 11-14, первого

мультиплексора 15, управл емого усилител  16, выпр мител  17. демультиплексора 18, блока конденсаторов 19, второго мультиплексора 20, аналого-цифрового преобразо- вател  21, микрокомпьютера 22 Синхронизированный генератор калибровочного сигнала 5 (фиг.2) состоит из соединенных последовательно избирательного усилител  23,синхронизированного генератора 24, фиксатора величины калибровочно го напр жени  25. Преобразователи магнитного пол  1-4 укреплены на штангах 26, 27, которые устанавливаютс  над токо- проводом 28. .Выходы преобразователей магнитного пол  1-4 соединены с соответствующими предварительными усилител ми 6-9, выходы которых поступают на первые контакты переключател  10. вторые контакты которого соединены между собой и подключены к выходу синхронизированСО

ю о

ного генеракэра калибровочного сигнала 5, а собирающие контакты подсоединены ко входам избирательных усилителей 11-14. Управл ющий вход синхронизированного генератора калибровочного сигнала 5 подсоедин етс  к выходу одного из предварительных усилителей (на фиг.1 к выходу усилител  9). Выходы всех избирательных усилителей подсоединены к входам первого мультиплексора 15, выход которого последовательно соединен с управл емым усилителем 16, выпр мителем 17 и демультиплексором 18, четыре выхода которого соединены с обкладками запоминающих конденсаторов блока конденсаторов 19, вторые обкладки которых подсоединены к общей точке, и четырьм  входами второго мультиплексора 20, выход которого последовательно соединен с аналого-цифровым преобразователем 21 и информационным входом микрокомпьютера 22. Управл ющий выход микрокомпьютера соединен с управл ющими входами обоих мультиплексоров 15 и 20, управл емого усилител  16 и де- мультиплексора 18.

Устройство работает следующим образом

Протекающий по токопроводу 28 переменный электрический ток, вызванный либо станцией катодной защиты либо специальным генератором, создает вокруг него магнитное поле с силовыми лини ми, представл ющими собой концентрические окружности в плоскости перпендикул рной оситокопровода Преобразователи 1-4, оси чувствительности которых ориентированы по направлению силовых линий, преобразуют напр женность этого пол  в электрические сигналы, которые поступают на соответствующие предварительные усилители 6-9 Предварительные усилители размещаютс  непосредственно возле преобразователей и служат дл  исключени  вли ни  на параметры преобразователей соединительных кабелей, идущих от датчиков к аппаратуре С выхода предварительных усилителей через переключатель 10 сигналы поступают на избирательные усилители 11-14 настроенные на частоту (первую гармонику) тока в токопроводе 28, Усиленный сигнал через первый мультиплексор 15 поступает на вход управл емого усилител  16 Коэффициент передачи которого выбираетс  таким, чтобы максимальна  величина поступающего сигнала соответствовала шкале устройства, чем достигаетс  наибольша  возможна  точность измерении С выхода усилител  сигнал поступает на выпр митель 17 и затем снова ратдрп  тга демультиплексором 18 Разделенные сигналы запоминаютс  на конденсаторах блока конденсатора 19 в виде по сто нных напр жений которые пропорциональны амплитуде соответствующего входного сигнала После этого пол- уче.нные значени  напр жений вновь объедин ютс  вторым мультиплексором 20 и подаетс  на аналого-цифровой преобразователь 21, Преобразованный в цифровом

виде сигнал поступает на информационный вход микрокомпьютера 22. Управление работой обоих мультиплексоров управл емого усилител  и аналого-цифрового преобразовател  осуществл етс  командами с микро5 компьютера. Определение глубины залегани  токопровода, величина тока в нем и его затухание на участке между обеими парами преобразователей вычисл етс  микрокомпьютером по значению сигналов на0 веденных на датчики 1-4

Дл  повышени  точности измерений сигналов в устройстве введен новый по сравнению с прототипом элемент - синхронизированный генератор калибровочного

5 сигнала. Процедура калибровки должна предшествовать процедуре измерений. При этом переключатель 10 переводитс  в положение 1, и входы избирательных усилителей отключаютс  от предварительных усилите0 лей. соедин ютс  вместе и подключаютс  к выходу синхронизированного генератора калибровочного сигнала 5 Вход этого генератора соединен с выходом одного из предварительных усилителей, например 9, и,

5 таким образом, частота вырабатываемого генератором сигнала будет строго соответствовать частоте протекающего по токопроводу тока. В случае отсутстви  сигнала на выходе преобразовател  4 и, соответствен0 но, предварительного усилител  9 генератор калибровочного напр жени  будет работать на собственной частоте,близкой к частоте тока в токопроводе.

Синхронизированный генератор калиб5 ровочного сигнала работает следующим образом . Сигнал с выхода одного из преобразователей магнитного пол  поступает через вход на избирательный усилитель 23, аналогичный избирательным

0 усилител м 11-14 С его выхода усиленное напр жение поступает на синхронизированный генератор 24 В качестве такого генератора может использоватьс  либо генератор синусоидальных колебаний с ав5 тематической подстройкой частоты, либо синхронизируемые мультивибраторы Такие генераторы при отсутсичшсинхронизирующего сигнала самовозг + /.люте  на частоте близкой частоте гин-ионизации При по влении синхроиичгр, in и трч

жени  частота их генерации становитс  равна частоте синхронизации и следит за ее изменением. Дл  стабилизации амплитуды сигнала синхронизированного генератора используетс  фиксатор величины калибровочного напр жени  25, который в простей- шем случае представл ет собой двухсторонний ограничитель напр жени  на прецизионном стабилитроне. Таким образом на выходе синхронизированного генератора калибровочного сигнала по вл етс  переменное напр жение строго фиксированной амплитуды и формы с часто- той тока в токопроводе. Это напр жение поступает дл  калибровки всех измерительных каналов устройства.

Учет калибровки на результаты измерений осуществл етс  следующим образом. При переводе переключател  10 в положение 2 (режим калибровки) в микрокомпьютере 22 фиксируютс  величины сигнала, поступающего от синхронизированного генератора калибровочного сигнала 5. Пусть на выходе первого канала это будет Ak, второго - Bk, третьего - Ck и четвертого - Dk Если бы коэффициенты передачи всех каналов были бы одинаковы и пронормированы, то тогда . Если же это не выполн етс  из-за того, что коэффициенты передачи каналов отличаютс  друг от друга и от номинального, то исключить погрешность измерений можно путем вычислени  коэффициентов передачи с последующим введением в пам ть компьютера поправочных коэффициентов вида а. N/Ak N/Bk, у N/Cic,, на которые в дальнейшем умножаютс  измеренные значени  сигналов Аи, Bu, Cu, DU. Таким обра- зом, дл  расчетов используютс  не измеренные значени  сигналов, а нормированные А aAu, B /J Вц С yCu, Dd Du.

Обработка данных осуществл етс  по тем же алгоритмам и программам, что и в прототипе.

Таким образом предложенное устройство дл  обследовани  изол ции скрытых токопроводов позвол ет повысить точность обследовани  по сравнению с прототипом,

т к в нем предусмотрена возможность учета на результаты измерений изменени  козф фициента передачи измерительного канала. вызванного изменени ми частоты питани  токопровода либо параметров фильтров устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  обследовани  изол ции скрытых токопроводов, содержащее четыре преобразовател  магнитного пол , четыре предварительных усилител , четыре избирательных усилител , два мультиплексора, управл емый усилитель, выпр митель, блок емкостей из четырех запоминающих конденсаторов , демультиплексор, аналого- цифровой преобразователь и микрокомпьютер, причем выходы преобразователей магнитного пол  подключены к входам соответствующих предварительных усилителей, а выходы избирательных усилителей через первый мультиплексор соединены с последовательно включенными управл емым усилителем и выпр мителем, выход последнего через демультиплексор подключен к обкладке четырех запоминающих конденсаторов блока емкостей, вторые обкладки которых подключены к общей точке , и четырем входам второго мультиплексора , выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с информационным входом микрокомпьютера, управл ющий выход которого соединен с управл ющими входами обоих мультиплексоров , управл емого усилител  и демуль- типлексора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него дополнительно введены переключатель на два положени  и четыре направлени  и генератор калибровочного сигнала, управл ющий вход которого соединен с выходом одного из предварительных усилителей, а его выход подключен одновременно к четырем вторым контактам переключател , к первым контактам которого подключены выходы соответствующих предварительных усилителей , а каждый собирающий контакт переключател  соединен с входом соответствующего избирательного усилител 

   Ј

   CM

   CC

   ft

   Јг

   /

   26

   /

   2

   ///

   /////.

   ////////////////////////////////////,

   /

   27

   /

   If

   v////,

   28 /

   Фиг.3