RU2037798C1

RU2037798C1 - Device for automatic diagnosis of state of pipe-line

Info

Publication number: RU2037798C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Геннадьевич Вилин
Original assignee: Юрий Геннадьевич Вилин
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: automatic diagnosis is realized by placement of pressure transducers on ends of pipe-line into communication line. Units of electron logic process signals in these lines. Changes of pressure in pipe-line are continuously registered by these signals and state of pipe-line is evaluated by threshold values of these changes. EFFECT: increased authenticity of diagnosis. 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к техническим средствам контроля состояния магистральных трубопроводов с жидкими средами, перекачиваемыми под давлением, например магистральных водопроводов, нефтепроводов и продуктопроводов. The invention relates to measuring equipment, in particular to technical means for monitoring the status of pipelines with liquid media pumped under pressure, for example, pipelines, oil pipelines and product pipelines.

Известен сигнализатор нарушения герметичности напорных трубопроводов [1] содержащий датчик вибрации, помещенный на стене трубы и соединенный с усилителем, один выход которого связан с блоком сравнения непосредственно, а другой через реле времени. Это устройство обладает низкой помехозащищенностью, малой чувствительностью и малыми функциональными возможностями. Known alarm leakage pressure pipes [1] containing a vibration sensor placed on the pipe wall and connected to an amplifier, one output of which is connected to the comparison unit directly, and the other through a time relay. This device has low noise immunity, low sensitivity and low functionality.

Известно аналоговое устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода [2] содержащее датчик, блок переключения, усилители, блок задержки, индикатор временной задержки, блок перемножения, блок интегрирования, измеритель сигнала блока интегрирования и индикатор уровня сигнала. Устройство обладает низкой помехозащищенностью и малой чувствительностью. Known analog device for determining the location of damage to the pressure pipe [2] comprising a sensor, a switching unit, amplifiers, a delay unit, a time delay indicator, a multiplication unit, an integration unit, a signal meter of an integration unit and a signal level indicator. The device has low noise immunity and low sensitivity.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство автоматического диагностирования состояния трубопровода [3] содержащее первый передающий пункт, включающий последовательно соединенные первый преобразователь давления, первый фильтр нижних частот, первый селектор, первый генератор сигналов и первый усилитель мощности, приемный пункт, последовательно соединенные второй преобразователь давления, второй фильтр нижних частот и второй селектор, включающий последовательно соединенные первое входное устройство, первый детектор, блок оценки временного рассогласования, указатель расстояния и блок сброса, выход которого подключен к второму входу блока оценки временного рассогласования и второму входу указателя расстояния, первую линию связи между выходом первого усилителя мощности и входом первого входного устройства, выход второго селектора соединен с третьим входом блока оценки временного рассогласования. The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a device for automatically diagnosing the condition of the pipeline [3] comprising a first transmitting point, including a first pressure transducer, a first low-pass filter, a first selector, a first signal generator and a first power amplifier, a receiving point, serially connected to a second pressure transducer, a second low-pass filter and a second selector including serially connected first nth input device, first detector, time mismatch estimation unit, distance indicator and reset unit, the output of which is connected to the second input of the time mismatch evaluation unit and the second input of the distance indicator, the first communication line between the output of the first power amplifier and the input of the first input device, the output of the second the selector is connected to the third input of the time mismatch estimation unit.

Основными недостатками прототипа являются низкие помехозащищенность и чувствительность и малые функциональные возможности, заключающиеся только в обнаружении факта повреждения и измерения расстояния до него и отсутствии оценки степени повреждения трубопровода. The main disadvantages of the prototype are low noise immunity and sensitivity and low functionality, consisting only in the detection of damage and measuring the distance to it and the lack of assessment of the degree of damage to the pipeline.

Задачами изобретения являются повышение помехозащищенности и чувствительности, а также расширение функциональных возможностей. The objectives of the invention are to increase the noise immunity and sensitivity, as well as expanding the functionality.

Для решения этих задач в известное устройство автоматического диагностирования состояния трубопровода, содержащее первый передающий пункт, включающий последовательно соединенные первый преобразователь давления и первый фильтр нижних частот, первый генератор сигналов и первый усилитель мощности, приемный пункт, включающий первое входное устройство, последовательно соединенные блок оценки временного рассогласования, указатель расстояния и блок сброса, выход которого подключен к первому входу блока оценки временного рассогласования и второму входу указателя расстояния, первую линию связи между выходом первого усилителя мощности и входом первого входного устройства дополнительно введены второй передающий пункт, включающий последовательно соединенные второй преобразователь давления и второй фильтр нижних частот, вторая линия связи, на первом передающем пункте последовательно соединенные первый блок выборки и хранения, первый блок вычитания, первый блок дифференцирования, первый пороговый блок и первый блок фиксации логического уровня, второй пороговый блок, последовательно соединенные первый ключ, первый блок фиксации экстремума, первый компаратор напряжений, первый блок совпадения, первый ждущий преобразователь напряжения в длительность и первый блок выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам первого блока фиксации экстремума и первого блока
фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом первого блока совпадения, выход первого фильтра нижних частот подключен к второму входу первого блока вычитания и первому входу первого блока выборки и хранения, второй вход которого соединен с выходом второго порогового блока, выход первого блока дифференцирования подключен к входу второго порогового блока и к первому входу первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого порогового блока, а выход подключен также к второму входу первого компаратора напряжений, выход первого блока фиксации экстремума подключен к второму входу первого ждущего преобразователя напряжения в длительность, последовательно соединенные первый инвертор, вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, второй блок выборки и хранения, второй блок вычитания, второй блок дифференцирования, третий пороговый блок и второй блок фиксации логического уровня, четвертый пороговый блок, последовательно соединенные второй ключ, второй блок фиксации экстремума, второй компаратор напряжений, второй блок совпадения, второй ждущий преобразователь напряжения в длительность и второй блок выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам второго блока фиксации экстремума и второго блока фиксации
логического уровня, выход которого соединен с вторым входом второго блока совпадения, выход первого инвертора подключен к второму входу второго блока вычитания, второй вход второго блока выборки и хранения соединен с выходом четвертого порогового блока, выход второго блока дифференцирования подключен к входу четвертого порогового блока и к первому входу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом третьего порогового блока, а выход подключен также к второму входу второго компаратора напряжений, выход второго блока фиксации экстремума подключен к второму входу второго ждущего преобразователя напряжения в длительность, последовательно соединенные первый блок управления, третий ключ и первый блок объединения, выход которого подключен к входу первого усилителя мощности, первый генератор второй несущей частоты, четвертый ключ, первый вход которого подключен к второму выходу первого блока управления, второй вход к выходу первого генератора второй несущей частоты, а выход к второму входу первого блока объединения, первый вход первого блока управления подключен к выходу первого ждущего преобразователя напряжения в длительность, а второй его вход к выходу второго ждущего преобразователя напряжения в
длительность, на втором передающем пункте последовательно соединенные третий блок выборки и хранения, третий блок вычитания, третий блок дифференцирования, пятый пороговый блок и третий блок фиксации логического уровня, шестой пороговый блок, последовательно соединенные пятый ключ, третий блок фиксации экстремума, третий компаратор напряжений, третий блок совпадения, третий ждущий преобразователь напряжения в длительность и третий блок выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам третьего блока фиксации экстремума и третьего блока фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом третьего блока совпадения, выход второго фильтра нижних частот подключен к второму входу третьего блока вычитания и первому входу третьего блока выборки и хранения, второй вход которого соединен с выходом шестого порогового блока, выход третьего блока дифференцирования подключен к входу шестого порогового блока и к первому входу пятого ключа, второй вход которого соединен с выходом пятого порогового блока, а выход подключен также к второму входу третьего компаратора напряжений, выход третьего блока фиксации экстремума подключен к второму входу третьего ждущего преобразователя напряжения в длительность, последовательно соединенные второй блок управления, седьмой ключ,
второй блок объединения и второй усилитель мощности, выход которого подключен к второй линии связи, второй генератор первой несущей частоты, выход которого подключен к второму входу седьмого ключа, последовательно соединенные второй генератор второй несущей частоты и восьмой ключ, второй вход которого подключен к второму выходу второго блока управления, а выход к второму входу второго блока объединения, последовательно соединенные второй инвертор, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, четвертый блок выборки и хранения, четвертый блок вычитания, четвертый блок дифференцирования, седьмой пороговый блок и четвертый блок фиксации логического уровня, восьмой пороговый блок, последовательно соединенные шестой ключ, четвертый блок фиксации экстремума, четвертый компаратор напряжений, четвертый блок совпадения, четвертый ждущий преобразователь напряжения в длительность и четвертый блок выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам четвертого блока фиксации экстремума и четвертого блока фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока совпадения, выход второго инвертора подключен к второму входу четвертого блока вычитания, второй вход четвертого блока выборки и хранения соединен с
выходом восьмого порогового блока, выход четвертого блока дифференцирования подключен к входу восьмого порогового блока и к первому входу шестого ключа, второй вход которого соединен с выходом седьмого порогового блока, а выход подключен также к второму входу четвертого компаратора напряжений, выход четвертого блока фиксации экстремума подключен к второму входу четвертого ждущего преобразователя напряжения в длительность, первый вход второго блока управления подключен к выходу третьего ждущего преобразователя напряжения в длительность, а второй его вход к выходу четвертого ждущего преобразователя напряжения в длительность, на приемном пункте последовательно соединенные первый блок выделения огибающей, вход которого подключен к выходу первого входного устройства, первый блок управления коммутатором и первый коммутатор несущей частоты, выход которого подключен к второму входу первого блока выделения огибающей, последовательно соединенные второе входное устройство, вход которого подключен к второй линии связи, второй блок выделения огибающей, второй блок управления коммутатором, второй коммутатор несущей частоты, выход которого подключен к второму входу второго блока выделения огибающей, третий генератор первой несущей частоты, выход которого подключен к вторым входам первого и второго коммутаторов
несущей частоты, к третьим входам которых подключен третий генератор второй несущей частоты, последовательно соединенные первый блок селекции импульса по длительности, первый блок оценки длительности импульса и первый индикатор, последовательно соединенные второй блок селекции импульса по длительности, второй блок оценки длительности импульса и второй индикатор, последовательно соединенные третий блок селекции импульса по длительности, третий блок оценки длительности импульса и третий индикатор, последовательно соединенные четвертый блок селекции импульса по длительности, четвертый блок оценки длительности импульса и четвертый индикатор, первые входы первого и второго блоков селекции импульса по длительности подключены к выходу первого блока выделения огибающей, а их вторые входы к выходу первого блока управления коммутатором, первые входы третьего и четвертого блоков селекции импульса по длительности подключены к выходу второго блока выделения огибающей, а их вторые входы к выходу второго блока управления коммутатором, второй и третий входы блока оценки временного рассогласования подключены к выходам соответственно первого и третьего блоков селекции импульса по длительности, а первый генератор импульсов выполнен в виде первого генератора первой несущей частоты, выход которого подключен к второму входу третьего ключа.To solve these problems, in a known device for automatically diagnosing the state of a pipeline, comprising a first transmitting point including a first pressure transducer and a first low-pass filter connected in series, a first signal generator and a first power amplifier, a receiving station including a first input device, a temporary evaluation unit connected in series mismatch, distance indicator and reset unit, the output of which is connected to the first input of the time mismatch estimation unit and to the second input of the distance indicator, the first communication line between the output of the first power amplifier and the input of the first input device, a second transmitting point is added, including a second pressure transducer and a second low-pass filter connected in series, a second communication line, a first sampling unit connected in series to the first transmitting point and storage, the first subtraction block, the first differentiation block, the first threshold block and the first block of fixing the logical level, the second threshold block, been consistent connected to the first switch, the first fixing unit the extremum, the first voltage comparator, the first matching block, the first standby voltage converter in duration and a first block allocation trailing edge, the output of which is connected to the second inputs of the first fixing unit and the first unit the extremum
fixing the logic level, the output of which is connected to the second input of the first coincidence unit, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the first subtraction unit and the first input of the first sampling and storage unit, the second input of which is connected to the output of the second threshold block, the output of the first differentiation unit is connected to the input of the second threshold block and to the first input of the first key, the second input of which is connected to the output of the first threshold block, and the output is also connected to the second input of the first comparator The output of the first block for fixing the extremum is connected to the second input of the first standby voltage converter for duration, the first inverter is connected in series, the input of which is connected to the output of the first low-pass filter, the second block of sampling and storage, the second block of subtraction, the second block of differentiation, the third threshold block and a second block for fixing a logical level, a fourth threshold block, a second key in series, a second block for fixing an extremum, a second voltage comparator, a second block of falling, the second standby voltage to duration converter and the second block of the selection of the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the second block of the fixation of the extremum and the second block of fixation
logic level, the output of which is connected to the second input of the second coincidence unit, the output of the first inverter is connected to the second input of the second subtraction unit, the second input of the second sampling and storage unit is connected to the output of the fourth threshold unit, the output of the second differentiation unit is connected to the input of the fourth threshold unit and to the first input of the second key, the second input of which is connected to the output of the third threshold block, and the output is also connected to the second input of the second voltage comparator, the output of the second block the maximum is connected to the second input of the second standby voltage-to-voltage converter, the first control unit, the third key and the first combining unit, the output of which is connected to the input of the first power amplifier, the first generator of the second carrier frequency, the fourth key, the first input of which is connected to the second output the first control unit, the second input to the output of the first generator of the second carrier frequency, and the output to the second input of the first combining unit, the first input of the first control unit to the output of the first standby voltage converter in duration, and its second input to the output of the second standby voltage converter in
duration, at the second transmitting point, a third sampling and storage unit, a third subtraction unit, a third differentiation unit, a fifth threshold unit and a third logic level fixing unit, a sixth threshold unit, a fifth key, a third extremum fixing unit, a third voltage comparator, connected in series, a third coincidence unit, a third standby voltage-to-duration converter, and a third block of the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the third latching unit and an extremum and a third block of fixing a logical level, the output of which is connected to the second input of the third coincidence unit, the output of the second low-pass filter is connected to the second input of the third subtraction unit and the first input of the third sampling and storage unit, the second input of which is connected to the output of the sixth threshold block, the output of the third differentiation block is connected to the input of the sixth threshold block and to the first input of the fifth key, the second input of which is connected to the output of the fifth threshold block, and the output is also connected to the second at the input of the third voltage comparator, the output of the third extremum fixation unit is connected to the second input of the third waiting voltage converter in duration, the second control unit is connected in series, the seventh key,
a second combining unit and a second power amplifier, the output of which is connected to the second communication line, a second generator of the first carrier frequency, the output of which is connected to the second input of the seventh key, the second generator of the second carrier frequency and the eighth key are connected in series, the second input of which is connected to the second output of the second control unit, and the output to the second input of the second combining unit, connected in series to the second inverter, the input of which is connected to the output of the second low-pass filter, the fourth sampling unit and storage, the fourth subtraction block, the fourth differentiation block, the seventh threshold block and the fourth logic level lock block, the eighth threshold block, the sixth key, the fourth extremum lock block, the fourth voltage comparator, the fourth matching block, the fourth standby voltage and duration converter, and the fourth a block for the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the fourth block fixing the extremum and the fourth block fixing logic level the output of which is connected to the second input of the fourth matching unit, the output of the second inverter is connected to the second input of the fourth subtraction unit, the second input of the fourth sampling and storage unit is connected to
the output of the eighth threshold block, the output of the fourth differentiation block is connected to the input of the eighth threshold block and to the first input of the sixth key, the second input of which is connected to the output of the seventh threshold block, and the output is also connected to the second input of the fourth voltage comparator, the output of the fourth extremum fixing block is connected to the second input of the fourth standby voltage converter in duration, the first input of the second control unit is connected to the output of the third standby voltage converter in duration spine, and its second input to the output of the fourth standby voltage-to-voltage converter, at the receiving point, the first envelope separation unit, the input of which is connected to the output of the first input device, the first control unit of the switch and the first carrier frequency switch, the output of which is connected to the second input, are connected in series the first envelope separation unit, connected in series to the second input device, the input of which is connected to the second communication line, the second envelope separation unit, the second control unit switch, the second carrier frequency switch, the output of which is connected to the second input of the second envelope allocation unit, the third generator of the first carrier frequency, the output of which is connected to the second inputs of the first and second switches
carrier frequency, to the third inputs of which a third generator of the second carrier frequency is connected, the first pulse duration selection unit, the first pulse duration estimation unit and the first indicator, the second duration pulse selection unit, the second pulse duration estimation unit and the second indicator, connected in series the third block of pulse duration selection, the third block of pulse duration estimation and the third indicator, four connected in series the fifth pulse selection block by duration, the fourth pulse duration estimation block and the fourth indicator, the first inputs of the first and second pulse selection blocks by duration are connected to the output of the first envelope highlighting unit, and their second inputs to the output of the first switch control unit, the first inputs of the third and fourth pulse width selection blocks are connected to the output of the second envelope selection unit, and their second inputs to the output of the second switch control unit, the second and third inputs of the time estimation unit For this mismatch, they are connected to the outputs of the first and third pulse selection blocks, respectively, and the first pulse generator is made in the form of a first generator of the first carrier frequency, the output of which is connected to the second input of the third key.

Предлагаемое устройство автоматического диагностирования состояния трубопровода содержит два идентичных передающих пункта, устанавливаемых на концах контролируемого участка трубопровода. В каждом контрольном передающем пункте производится контроль давления жидкой среды, перекачиваемой по трубопроводу. При этом в каждом передающем пункте осуществляется как обнаружение и оценка снижения давления из-за прорыва трубопровода прорыв, так и обнаружение и оценка резкого повышения давления жидкости в трубопроводе удар. Это расширяет функциональные возможности устройства, в результате чего оператор может установить причину повреждения. The proposed device for automatically diagnosing the condition of the pipeline contains two identical transmitting points installed at the ends of the monitored section of the pipeline. In each control transmitting point, the pressure of the liquid medium pumped through the pipeline is monitored. In this case, at each transmitting point, both the detection and evaluation of the pressure drop due to the breakthrough of the pipeline breakthrough and the detection and evaluation of the sharp increase in the pressure of the liquid in the pipeline are carried out. This extends the functionality of the device, as a result of which the operator can determine the cause of the damage.

Обнаружение и оценка величины прорыва и удара производится в каждом передающем пункте по одной и той же методике и эквивалентными блоками с учетом различия параметров анализируемых событий, например, временного интервала фронта перепада давления и соответствующего учета полярности его производной. Поэтому рассмотрим методику и особенности анализа реализации процесса с выхода преобразователя давления применительно к обнаружению и оценке спада давления в трубопроводе на первом передающем пункте, вызванном повреждением трубопровода. The detection and assessment of the size of the breakthrough and impact is carried out at each transmitting point using the same methodology and equivalent units, taking into account the difference in the parameters of the analyzed events, for example, the time interval of the pressure drop front and the corresponding consideration of the polarity of its derivative. Therefore, we consider the methodology and features of the analysis of the implementation of the process from the outlet of the pressure transducer in relation to the detection and evaluation of the pressure drop in the pipeline at the first transmission point caused by damage to the pipeline.

Введение последовательно соединенных первого блока выборки и хранения, первого блока вычитания, первого блока дифференцирования и второго порогового блока позволяет обеспечить высокую чувствительность к возникновению регулярного изменения давления в трубопроводе путем использования пошагового с частотой дискретизации детального анализа поведения отфильтрованной от высокочастотных флюктуаций в первом фильтре нижних частот реализация информационного сигнала с выхода первого преобразователя давления, что позволяет обнаруживать относительно малые по величине, но быстрые перепады давления из-за мгновенного возникновения небольших по объему и степени повреждений трубопровода. The introduction of the first sampling and storage unit, the first subtraction unit, the first differentiation unit and the second threshold unit in series allows for high sensitivity to the occurrence of regular changes in pressure in the pipeline by using a step-by-step detailed sampling analysis of the behavior filtered from high-frequency fluctuations in the first low-pass filter information signal from the output of the first pressure transducer, which allows to detect tnositelno small in magnitude, but the rapid pressure drop due to occurrence of instantaneous small volume and the degree of damage to the pipeline.

Предлагаемое устройство имеет чувствительность по утечке от повреждения трубопровода не менее 0,5% от предельного хозяйственного расхода трубопровода. Возникновение относительно крутого перепада давления в трубопроводе за период дискретизации, установленного в первом блоке выборки и хранения, фиксируется переводом сигнала на выходе второго порогового блока на другой, например высокий уровень относительно исходного уровня, при этом дискретизация входной реализации прекращается и производится дальнейший анализ изменения во времени величины входного сигнала относительно хранящегося в первом блоке выборки и хранения уровня входного сигнала, величина которого запомнена на момент последней дискретизации. Критическое значение величины изменения давления за период дискретизации устанавливается величиной порога срабатывания второго порогового блока с учетом обеспечения помехозащищенности к низкочастотным флюктуациям давления в трубопроводе, уменьшая вероятность ложных тревог при обнаружении повреждений из-за такого типа помех. The proposed device has a sensitivity for leakage from damage to the pipeline of at least 0.5% of the maximum economic consumption of the pipeline. The occurrence of a relatively steep pressure drop in the pipeline during the sampling period set in the first sampling and storage unit is recorded by transferring the signal at the output of the second threshold unit to another, for example, a high level relative to the initial level, while the input implementation is discretized and further analysis is made of the time variation the value of the input signal relative to the level of the input signal stored in the first block of sampling and storage, the value of which is stored at the time of ice sampling. The critical value of the pressure change over the sampling period is set by the response threshold of the second threshold block, taking into account the noise immunity to low-frequency pressure fluctuations in the pipeline, reducing the likelihood of false alarms when damage is detected due to this type of interference.

Введение последовательно соединенных первого порогового блока и первого блока фиксации логического уровня позволяет обеспечить помехозащищенность к относительно высокочастотным и глубоким флюктуациям давления в трубопроводе не вызванным его повреждением, например пульсациям давления, которые, однако, могут иметь за период дискретизации относительно большую глубину и вызвать срабатывание второго порогового блока. The introduction of the first threshold block and the first logical level fixation block connected in series allows to provide noise immunity to relatively high-frequency and deep pressure fluctuations in the pipeline not caused by its damage, for example pressure pulsations, which, however, can have a relatively large depth during the sampling period and trigger the second threshold block.

Анализ величины сигнала на выходе первого блока дифференцирования, пропорционального скорости изменения давления относительно момента обнаружения существенного изменения давления за период дискретизации, позволяет обнаружить появление фронта перепада давления в поврежденном трубопроводе, имеющего большую скорость изменения давления, по сравнению с помеховыми флюктуациями давления в трубопроводе. Пороговое значение скорости изменения давления, соответствующее принятию решения об обнаружении повреждения трубопровода, устанавливается порогом срабатывания первого порогового блока, при превышении которого сигналом с выхода первого блока дифференцирования сигнал на выходе первого порогового блока переводится на другой, например высокий уровень относительно исходного уровня. Происходит обнаружение фронта перепада давления из-за повреждения. An analysis of the signal value at the output of the first differentiation unit, which is proportional to the rate of pressure change relative to the moment of detecting a significant pressure change during the sampling period, makes it possible to detect the appearance of a pressure drop front in a damaged pipeline having a higher pressure change rate compared to interference pressure fluctuations in the pipeline. The threshold value of the rate of change of pressure corresponding to the decision to detect damage to the pipeline is set by the threshold of the first threshold block, above which the signal from the output of the first differentiation block is transferred to the output of the first threshold block, for example, a high level relative to the initial level. The differential pressure front is detected due to damage.

В процессе анализа естественных высокочастотных флюктуаций, обнаруженных при срабатывании второго порогового блока, величина сигнала с выхода первого блока дифференцирования не превышает порога срабатывания первого порогового блока соответствующей установкой этого порога. Этим обеспечивается помехозащищенность к высокочастотным флюктуациям давления в трубопроводе, уменьшая вероятность ложных тревог при обнаружении повреждения из-за такого типа помех. Срабатывание первого порогового блока фиксируется переводом первого блока фиксации логического уровня в сработанное состояние, которое затем сбросится после формирования и передачи информационной посылки на приемный пункт, а момент срабатывания соответствует моменту обнаружения повреждения трубопровода в первом передающем пункте. In the process of analyzing natural high-frequency fluctuations detected when the second threshold block is triggered, the signal from the output of the first differentiation block does not exceed the threshold of the first threshold block by the corresponding setting of this threshold. This provides noise immunity to high-frequency pressure fluctuations in the pipeline, reducing the likelihood of false alarms when damage is detected due to this type of interference. The triggering of the first threshold block is recorded by the translation of the first block of the logic level fixation into the triggered state, which will then be reset after the formation and transmission of the information package to the receiving point, and the response time corresponds to the moment of detecting damage to the pipeline in the first transmitting point.

Если не произошло обнаружения фронта перепада давления трубопровода, а второй пороговый блок сработал из-за флюктуаций давления, то через некоторое время скорость изменения давления изменится и сигнал на выходе первого блока дифференцирования уменьшится до уровня порога отпускания второго порогового блока и произойдет его возвращение в исходное (отпущенное) состояние, уровень сигнала на его выходе станет исходным (низким) и первый блок выборки и хранения начнет дискретизацию и хранение входной реализации сигнала с периодом дискретизации, величина которого согласована со спектром помеховых флюктуаций давления в трубопроводе таким образом, чтобы обеспечивалась требуемая чувствительность и помехозащищенность работы устройства в соответствии с параметрами трубопровода, условиями его эксплуатации и типом перекачиваемой жидкой среды. При этом частота дискретизации имеет величину существенно большую, чем полоса пропускания первого фильтра нижних частот. If the front of the differential pressure of the pipeline was not detected, and the second threshold block was triggered due to pressure fluctuations, then after some time the pressure change rate will change and the signal at the output of the first differentiation block will decrease to the level of the release threshold of the second threshold block and it will return to the original ( released) state, the signal level at its output will become the original (low) and the first block of sampling and storage will begin discretization and storage of the input signal implementation with a sampling period the value of which is consistent with the spectrum of interference pressure fluctuations in the pipeline in such a way that the required sensitivity and noise immunity of the device are ensured in accordance with the parameters of the pipeline, its operating conditions and the type of pumped liquid medium. In this case, the sampling frequency has a value significantly larger than the passband of the first low-pass filter.

Введение первого блока дифференцирования позволяет осуществить оценку степени повреждения трубопровода, так как сигнал на его выходе пропорционален скорости изменения давления. Поэтому при превышении сигнала с выхода первого блока дифференцирования порога срабатывания первого порогового блока, т. е. когда произошло обнаружение повреждения трубопровода, открывается первый ключ и этот сигнал поступает на первый блок фиксации экстремума, который непрерывно запоминает текущее значение сигнала с выхода первого блока дифференцирования, и после того как скорость изменения давления фронта перепада давления начинает уменьшаться в процессе установления нового значения давления в поврежденном трубопроводе величина этого сигнала достигает экстремального (максимального) значения и начинает также уменьшаться, стремясь к нулевому уровню. The introduction of the first differentiation unit allows an assessment of the degree of damage to the pipeline, since the signal at its output is proportional to the rate of pressure change. Therefore, when the signal from the output of the first block of differentiation exceeds the threshold of the first threshold block, that is, when a damage to the pipeline is detected, the first key is opened and this signal is sent to the first block of extremum fixing, which continuously remembers the current value of the signal from the output of the first block of differentiation, and after the rate of change of pressure of the differential pressure front begins to decrease in the process of establishing a new pressure value in the damaged pipeline, the value this signal reaches an extreme (maximum) value and also begins to decrease, tending to a zero level.

Однако в первом блоке фиксации экстремума запоминается экстремальное (максимальное) значение сигнала с выхода первого блока дифференцирования, которое затем используется в качестве оценочного значения степени повреждения трубопровода. Величина этого экстремального (максимального) значения является оценкой максимальной скорости изменения давления при повреждении трубопровода и пропорциональна величине повреждения при известных параметрах, описывающих процесс перекачки жидкой среды по данному трубопроводу. Зафиксированная экстремальная (максимальная) величина сигнала с выхода первого блока дифференцирования передается на приемный пункт, что позволяет расширить функциональные возможности устройства и наряду с передачей на приемный пункт факта обнаружения повреждения трубопровода передается также информация об оценке степени повреждения. However, the extreme (maximum) value of the signal from the output of the first differentiation block is stored in the first block for fixing the extremum, which is then used as an estimate of the degree of damage to the pipeline. The magnitude of this extreme (maximum) value is an estimate of the maximum rate of pressure change when a pipeline is damaged and is proportional to the value of damage with known parameters that describe the process of pumping a liquid medium through a given pipeline. The recorded extreme (maximum) value of the signal from the output of the first differentiation unit is transmitted to the receiving point, which allows to expand the functionality of the device and, along with the transmission to the receiving point of the fact of detecting damage to the pipeline, information is also transmitted on the assessment of the degree of damage.

Введение первого ждущего преобразователя напряжения в длительность, служащего для преобразования энергетического параметра сигнала уровня напряжения, в неэнергетический параметр передаваемого информационного сигнала длительность импульса, позволяет повысить помехозащищенность передаваемой информации об оценке степени повреждения, так как такой вид модуляции информационного параметра является более помехозащищенным при передаче по линии связи между передающим и приемным пунктом, на которую действуют различного рода электромагнитные помехи в основном энергетического воздействия, и при этом протяженность линии связи (затухание на трассе) в меньшей степени скажется на достоверность переданной информации. На приемном пункте осуществляется оценка длительности переданного импульса и ее отображение на первом индикаторе в единицах степени повреждения трубопровода, зафиксированных на первом передающем пункте. The introduction of the first standby voltage converter into the duration, which serves to convert the energy parameter of the voltage level signal into a non-energy parameter of the transmitted information signal, the pulse duration, allows to increase the noise immunity of the transmitted information about the assessment of the degree of damage, since this type of modulation of the information parameter is more noise-resistant during transmission over the line communication between the transmitting and receiving points, which are affected by various kinds of electromagnets The total interference is mainly due to the energy impact, while the length of the communication line (attenuation on the path) will less affect the reliability of the transmitted information. At the receiving point, the duration of the transmitted pulse is estimated and displayed on the first indicator in units of the degree of damage to the pipeline recorded at the first transmitting point.

Для использования изложенных особенностей работы устройства при обнаружении и оценке величины резкого повышения давления удара с помощью аналогичных блоков, позволяющих повысить помехозащищенность и чувствительность, а также расширить функциональные возможности устройства, сигнал с выхода первого фильтра нижних частот инвертируется, в результате чего он становится по направлению изменения уровня эквивалентным сигналу прорыва, поэтому он обрабатывается в таких же блоках, как и для обнаружения и оценки спада давления. При этом соответствующим образом подобраны частота дискретизации и пороговые уровни срабатывания третьего и четвертого пороговых блоков, исходя из ожидаемых величин соответствующих параметрам сигнала при повышении давления в трубопроводе и при ударе. Блоки, предназначенные для обнаружения и оценки удара, не реагируют на возникновение прорыва, и наоборот. To use the above features of the device when detecting and evaluating the magnitude of a sharp increase in shock pressure using similar blocks, which can increase noise immunity and sensitivity, as well as expand the functionality of the device, the signal from the output of the first low-pass filter is inverted, as a result of which it becomes in the direction of change level equivalent to the breakout signal, therefore, it is processed in the same blocks as for detecting and evaluating the pressure drop. In this case, the sampling frequency and threshold levels of response of the third and fourth threshold blocks are appropriately selected, based on the expected values corresponding to the signal parameters with increasing pressure in the pipeline and upon impact. Blocks designed to detect and evaluate impact do not respond to a breakthrough, and vice versa.

Для повышения помехозащищенности передачи информационных импульсов по линии связи на каждом передающем пункте производится частотно-временное кодирование информационной посылки, которая всегда представляет собой составной импульс, состоящий из двух подимпульсов, следующих непосредственно друг за другом на первой и второй несущих частотах. To increase the noise immunity of transmitting information pulses over the communication line at each transmitting point, time-frequency coding of the information package is performed, which is always a composite pulse consisting of two sub-pulses immediately following each other at the first and second carrier frequencies.

При обнаружении факта резкого повышения давления и формирования информационного импульса обнаружения и оценки величины удара на выходе соответствующего ждущего преобразователя напряжения в длительность, он поступает на первый вход блока управления. В блоке управления при этом по переднему фронту поступившего информационного импульса длительностью τ_у формируются два импульса следующих друг за другом. Первый короткий импульс формируется длительностью τ_1у << τ_у на первом выходе блока управления, который открывает на длительность τ_1у ключ для прохождения сигнала с выхода генератора первой несущей частоты. Второй импульс с второго выхода блока управления поступает на другой ключ для прохождения сигнала с выхода генератора второй несущей частоты.When a fact of a sharp increase in pressure and the formation of an information impulse for detecting and evaluating the magnitude of the shock at the output of the corresponding waiting voltage converter in duration is detected, it arrives at the first input of the control unit. In this case, two pulses of successive pulses are formed on the leading edge of the incoming information pulse of duration τ _{y in} the control unit. The first short pulse is formed with a duration of τ _1y << τ _y at the first output of the control unit, which opens a key for a duration of τ _1y to pass the signal from the output of the first carrier frequency generator. The second pulse from the second output of the control unit is supplied to another key for passing the signal from the output of the generator of the second carrier frequency.

Длительность второго импульса τ_2у складывается из двух частей: длительности защитного интервала τ₃ ≈ 2 τ_1у, равной примерно удвоенной длительности первого импульса, и длительности информационного импульса, так что τ_2у τ₃ + τ_у. При этом выполняется условие τ₃ << τ_у и в целом можно считать, что длительность второго импульса увеличилась незначительно относительно длительности τ_у информационного импульса. С выходов ключей импульсы генераторов первой и второй несущих частот поступают на входы блока объединения для линейного суммирования, с выхода которого через усилитель мощности составной импульс поступает в соответствующую линию связи.The duration of the second pulse τ _2y consists of two parts: the duration of the protective interval τ ₃ ≈ 2 τ _1y , equal to approximately twice the duration of the first pulse, and the duration of the information pulse, so τ _2y τ ₃ + τ _y . In this case, the condition τ ₃ << τ _y is fulfilled _, and in general it can be considered that the duration of the second pulse increased slightly relative to the duration τ of _the information pulse. From the outputs of the keys, the pulses of the generators of the first and second carrier frequencies are fed to the inputs of the combining unit for linear summation, from the output of which, through the power amplifier, the composite pulse enters the corresponding communication line.

При обнаружении факта резкого падения давления из-за повреждения трубопровода и формирования информационного импульса обнаружения и оценки величины прорыва на выходе соответствующего ждущего преобразователя напряжения в длительность, он поступает на другой вход блока управления. В блоке управления при этом по переднему фронту поступившего информационного импульса длительностью τ_п формируются два следующих друг за другом импульса. Первый импульс с первого выхода блока управления поступает на соответствующий ключ для прохождения сигнала с выхода генератора первой несущей частоты. Длительность первого импульса τ_1п складывается из двух частей: длительности защитного интервала τ_з и длительности τ_п информационного импульса, так что τ_1п τ_з + τ_п. Второй короткий импульс с второго выхода блока управления длительностью τ_2п ≈ τ_1у открывает второй ключ для прохождения через него сигнала с выхода генератора второй несущей частоты. И в результате на выходе усилителя мощности передающего пункта формируется составной импульс на двух несущих частотах, который поступает в соответствующую линию связи.When a fact of a sharp drop in pressure due to damage to the pipeline and the formation of an information impulse for detecting and evaluating the breakthrough at the output of the corresponding waiting voltage converter in duration is detected, it is received at another input of the control unit. In this case, two consecutive pulses are formed in the control unit along the leading edge of the incoming information pulse of duration τ _p . The first pulse from the first output of the control unit is supplied to the corresponding key for the signal from the output of the generator of the first carrier frequency. First pulse duration τ _1H consists of two parts: the duration _of the guard interval and duration τ τ _n data pulse, so that _{the 1H} τ τ _s + τ _n. The second short pulse from the second output of the control unit of duration τ _2p ≈ τ _1y opens the second key for passing through it a signal from the output of the second carrier frequency generator. And as a result, at the output of the power amplifier of the transmitting point, a composite pulse is formed at two carrier frequencies, which enters the corresponding communication line.

Длительность τ_з защитного интервала выбирают величиной большей, чем длительность импульсных шумовых помех в рабочем диапазоне линии связи, для повышения помехозащищенности устройства.The duration _of the guard interval τ selected magnitude greater than the duration of impulse noise interference in the operating range of the communication link, to increase the noise immunity of the device.

Несущие частоты генераторов несущей частоты выбраны такой величины, чтобы спектры обеих частот составного сигнала не перекрывались и их можно было бы достаточно легко расфильтровать на приемном пункте. The carrier frequencies of the carrier frequency generators are selected so that the spectra of both frequencies of the composite signal do not overlap and can be easily filtered out at the receiving point.

На приемном пункте для обнаружения факта передачи составного импульса с частотно-временным кодированием применяются соответствующие блоки квадратурного фазового детектирования на первой и второй несущих частотах для выделения огибающих первого и второго подимпульсов несущих частот со случайной начальной фазой и соответствующее декодирование с использованем защитного интервала τ_з.At the receiving point, to detect the fact of transmitting a composite pulse with time-frequency coding, the corresponding blocks of quadrature phase detection at the first and second carrier frequencies are used to extract the envelopes of the first and second carrier subpulses with a random initial phase and the corresponding decoding using the guard interval τ _z .

Это повышает помехоустойчивость приема информационной посылки и исключает возможность наведения ложного импульса, так как условная вероятность совместного выполнения событий формирования импульсов помехи на первой и второй несущих частотах мала, что повышает помехозащищенность всего устройства в целом при применении такого метода кодирования для передачи информации. This increases the noise immunity of receiving the information package and eliminates the possibility of a false pulse, since the conditional probability of joint events of the formation of interference pulses at the first and second carrier frequencies is small, which increases the noise immunity of the entire device as a whole when using this encoding method for transmitting information.

На фиг. 1-3 приведена электрическая функциональная схема предлагаемого устройства для автоматического диагностирования состояния трубопровода (соответственно первый и второй передающие пункты и приемный пункт), где 1-1, 1-2 первый и второй преобразователи давления;
2-1, 2-2 первый и второй фильтры нижних частот;
3-1, 3-2 первый и второй инверторы;
4-1, 4-2, 4-3, 4-4 первый, второй, третий и четвертый блоки выборки и хранения;
5-1, 5-2, 5-3, 5-4 первый, второй, третий и четвертый блоки вычитания;
6-1, 6-2, 6-3, 6-4 первый, второй, третий и четвертый блоки дифференцирования;
7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6, 7-7, 7-8 первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой пороговые блоки;
8-1, 8-2, 8-3, 8-4 первый, второй, третий и четвертый блоки фиксации логического уровня;
9-1, 9-2, 9-3, 9-4, 9-5, 9-6, 9-7, 9-8 первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи;
10-1, 10-2, 10-3, 10-4 первый, второй, третий и четвертый блоки фиксации максимума;
11-1, 11-2, 11-3, 11-4 первый, второй, третий и четвертый компараторы напряжений;
12-1, 12-2, 12-3, 12-4 первый, второй, третий и четвертый блоки совпадения;
13-1, 13-2, 13-3, 13-4 первый, второй, третий и четвертый ждущие преобразователи напряжения в длительность;
14-1, 14-2 первый и второй блоки управления;
15-1, 15-2, 15-3, 15-4 первый, второй, третий и четвертый блоки выделения заднего фронта импульса;
16-1 первый генератор сигналов, выполненный в виде первого генератора первой несущей частоты;
16-2, 16-3 второй и третий генераторы первой несущей частоты;
17-1, 17-2, 17-3 первый, второй и третий генераторы второй несущей частоты;
18-1, 18-2 первый и второй блоки объединения;
19-1, 19-2 первый и второй усилители мощности;
20-1, 20-2 первая и вторая линии связи;
21-1, 21-2 первое и второе входное устройство;
22-1, 22-2 первый и второй блоки выделения огибающей;
23-1, 23-2 первый и второй блоки управления коммутатором;
24-1, 24-2 первый и второй коммутаторы несущей частоты;
25-1, 25-2, 25-3, 25-4 первый, второй, третий и четвертый блоки селекции импульса по длительности;
26-1, 26-2, 26-3, 26-4 первый, второй, третий и четвертый блоки оценки длительности импульса;
27-1, 27-2, 27-3, 27-4 первый, второй, третий и четвертый индикаторы;
28 блок оценки временного рассогласования;
29 указатель расстояния;
30 блок сброса.In FIG. 1-3 is an electrical functional diagram of the proposed device for automatically diagnosing the condition of the pipeline (respectively, the first and second transmitting points and the receiving point), where 1-1, 1-2 are the first and second pressure transducers;
2-1, 2-2 first and second lowpass filters;
3-1, 3-2 first and second inverters;
4-1, 4-2, 4-3, 4-4 first, second, third and fourth blocks of sampling and storage;
5-1, 5-2, 5-3, 5-4 first, second, third and fourth blocks of subtraction;
6-1, 6-2, 6-3, 6-4 first, second, third and fourth differentiation blocks;
7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7-6, 7-7, 7-8 first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth threshold blocks;
8-1, 8-2, 8-3, 8-4 first, second, third and fourth blocks of fixation of the logical level;
9-1, 9-2, 9-3, 9-4, 9-5, 9-6, 9-7, 9-8 first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth keys;
10-1, 10-2, 10-3, 10-4 first, second, third and fourth blocks of maximum fixation;
11-1, 11-2, 11-3, 11-4 first, second, third and fourth voltage comparators;
12-1, 12-2, 12-3, 12-4 first, second, third and fourth coincidence blocks;
13-1, 13-2, 13-3, 13-4 first, second, third and fourth waiting voltage converters in duration;
14-1, 14-2 of the first and second control units;
15-1, 15-2, 15-3, 15-4 first, second, third and fourth blocks of the selection of the trailing edge of the pulse;
16-1 a first signal generator, made in the form of a first generator of a first carrier frequency;
16-2, 16-3 second and third generators of the first carrier frequency;
17-1, 17-2, 17-3 first, second and third generators of the second carrier frequency;
18-1, 18-2 first and second blocks of the Association;
19-1, 19-2 first and second power amplifiers;
20-1, 20-2 first and second communication lines;
21-1, 21-2 first and second input device;
22-1, 22-2 of the first and second envelope extraction units;
23-1, 23-2 first and second control units of the switch;
24-1, 24-2 first and second carrier frequency switches;
25-1, 25-2, 25-3, 25-4 first, second, third and fourth blocks of pulse selection by duration;
26-1, 26-2, 26-3, 26-4 first, second, third and fourth blocks of the evaluation of the pulse duration;
27-1, 27-2, 27-3, 27-4 first, second, third and fourth indicators;
28 unit for evaluating the temporary mismatch;
29 distance indicator;
30 block reset.

Предлагаемое устройство автоматического диагностирования состояния трубопровода содбержит первый передающий пункт, включающий последовательно соединенные первый преобразователь 1-1 давления, первый фильтр 2-1 нижних частот, первый блок 4-1 выборки и хранения, первый блок 5-1 вычитания, первый блок 6-1 дифференцирования, первый пороговый блок 7-1 и первый блок 8-1 фиксации логического уровня, второй пороговый блок 7-2, последовательно соединенные первый ключ 9-1, первый блок 10-1 фиксации экстремума, первый компаратор 11-1 напряжений, первый блок 12-1 совпадения, первый ждущий преобразователь 13-1 напряжения в длительность и первый блок 15-1 выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам первого блока 10-1 фиксации экстремума и первого блока 8-1 фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом первого блока 12-1 совпадения. The proposed device for automatically diagnosing the condition of the pipeline contains a first transmitting point, including a series-connected first pressure transducer 1-1, a first low-pass filter 2-1, a first sampling and storage unit 4-1, a first subtraction unit 5-1, a first block 6-1 differentiation, the first threshold block 7-1 and the first block 8-1 fix the logical level, the second threshold block 7-2, the first key 9-1 connected in series, the first block 10-1 fix the extremum, the first voltage comparator 11-1, the first block 12-1 with runoff, the first standby converter 13-1 voltage to duration and the first block 15-1 selection of the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the first block 10-1 of fixing the extremum and the first block 8-1 of fixing a logical level, the output of which is connected to the second the input of the first block 12-1 matches.

Выход первого фильтра 2-1 нижних частот подключен к второму входу первого блока 5-1 вычитания, выход первого блока 6-1 дифференцирования подключен к первому входу первого ключа 9-1 и к второму входу порогового блока 7-2, выход которого подключен к второму входу первого блока 4-1 выборки и хранения. Второй вход первого ключа 9-1 подключен к выходу первого порогового блока 7-1, а его выход к второму входу первого компаратора 11-1 напряжений. Второй вход первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность подключен к выходу первого блока 10-1 фиксации экстремума. The output of the first low-pass filter 2-1 is connected to the second input of the first subtraction unit 5-1, the output of the first differentiation unit 6-1 is connected to the first input of the first key 9-1 and to the second input of the threshold block 7-2, the output of which is connected to the second the input of the first block 4-1 sampling and storage. The second input of the first switch 9-1 is connected to the output of the first threshold block 7-1, and its output to the second input of the first voltage comparator 11-1. The second input of the first standby voltage converter 13-1 in duration is connected to the output of the first block 10-1 fixing the extremum.

Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные первый инвертор 3-1, вход которого подключен к выходу первого фильтра 2-1 нижних частот, второй блок 4-2 выборки и хранения, второй блок 5-2 вычитания, второй блок 6-2 дифференцирования, третий пороговый блок 7-3 и второй блок 8-2 фиксации логического уровня, четвертый пороговый блок 7-4, последовательно соединенные второй ключ 9-2, второй блок 10-2 фиксации экстремума, второй компаратор 11-2 напряжений, второй блок 12-2 совпадения, второй ждущий преобразователь 13-2 напряжения в длительность и второй блок 15-2 выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам второго блока 10-2 фиксации экстремума и второго блока 8-2 фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом второго блока 12-2 совпадения. In addition, the device contains a series-connected first inverter 3-1, the input of which is connected to the output of the first low-pass filter 2-1, a second block 4-2 sampling and storage, the second block 5-2 subtraction, the second block 6-2 differentiation, the third the threshold block 7-3 and the second block 8-2 fix the logical level, the fourth threshold block 7-4, the second key 9-2 connected in series, the second block 10-2 of the extremum fixation, the second voltage comparator 11-2, the second block 12-2 coincidence, the second waiting Converter 13-2 voltage to duration and sec th allocation block 15-2 trailing edge, the output of which is connected to the second inputs of the second block 10-2 extremum and second fixing unit fixing 8-2 logic level, the output of which is connected to a second input of the second matching block 12-2.

Выход первого инвертора 3-1 подключен к второму входу второго блока 5-2 вычитания, второй вход второго блока 4-2 выборки и хранения соединен с выходом четвертого порогового блока 7-4. Выход второго блока 6-2 дифференцирования подключен к входу четвертого порогового блока 7-4 и к первому входу второго ключа 9-2, второй вход которого соединен с выходом третьего порогового блока 7-3, а выход подключен также к второму входу второго компаратора 11-2 напряжений. Выход второго блока 10-2 фиксации экстремума подключен к второму входу второго ждущего преобразователя 13-2 напряжения в длительность. The output of the first inverter 3-1 is connected to the second input of the second subtraction unit 5-2, the second input of the second sampling and storage unit 4-2 is connected to the output of the fourth threshold unit 7-4. The output of the second differentiation block 6-2 is connected to the input of the fourth threshold block 7-4 and to the first input of the second key 9-2, the second input of which is connected to the output of the third threshold block 7-3, and the output is also connected to the second input of the second comparator 11- 2 voltages. The output of the second extremum fixing unit 10-2 is connected to the second input of the second standby voltage converter 13-2 in duration.

Устройство содержит последовательно соединенные первый блок 14-1 управления, первый вход которого подключен к выходу первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность, а второй вход подключен к выходу второго ждущего преобразователя 13-2 напряжения в длительность, третий ключ 9-3, первый блок 18-1 объединения и первый усилитель 19-1 мощности, выход которого подключен к первой линии 20-1 связи, первый генератор 16-1 сигналов, выполненный в виде первого генератора первой несущей частоты, выход которого подключен к второму входу третьего ключа 9-3, последовательно соединенные первый генератор 17-1 второй несущей частоты и четвертый ключ 9-4, другой вход которого подключен к второму выходу первого блока 14-1 управления, а выход к второму входу первого блока 18-1 объединения. The device comprises a first control unit 14-1 connected in series, the first input of which is connected to the output of the first standby voltage converter 13-1 to duration, and the second input is connected to the output of the second standby voltage converter 13-2 to duration, third key 9-3, the first combining unit 18-1 and a first power amplifier 19-1, the output of which is connected to the first communication line 20-1, the first signal generator 16-1, made in the form of a first generator of the first carrier frequency, the output of which is connected to the second input of the third cell yucha 9-3, serially connected to the first generator 17-1 of the second carrier frequency and the fourth key 9-4, the other input of which is connected to the second output of the first control unit 14-1, and the output to the second input of the first unit 18-1 of the Association.

Второй передающий пункт, включающий последовательно соединенные второй преобразователь 1-2 давления и второй фильтр 2-2 нижних частот, последовательно соединенные третий блок 4-3 выборки и хранения, третий блок 5-3 вычитания, третий блок 6-3 дифференцирования, пятый пороговый блок 7-5 и третий блок 8-3 фиксации логического уровня, шестой пороговый блок 7-6, последовательно соединенные пятый ключ 9-5, третий блок 10-3 фиксации экстремума, третий компаратор 11-3 напряжений, третий блок 12-3 совпадения, третий ждущий преобразователь 13-3 напряжения в длительность и третий блок 15-3 выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам третьего блока 10-3 фиксации экстремума и третьего блока 8-3 фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 12-3 совпадения. Выход второго фильтра 2-2 нижних частот подключен к второму входу третьего блока 5-3 вычитания и первому входу третьего блока 4-3 выборки и хранения, второй вход которого соединен с выходом шестого порогового блока 7-6. Выход третьего блока 6-3 дифференцирования подключен к входу шестого порогового блока 7-6 и к первому входу пятого ключа 9-5, второй вход которого соединен с выходом пятого порогового блока 7-5, а выход подключен также к второму входу третьего компаратора 11-3 напряжений. Выход третьего блока 10-3 фиксации экстремума подключен к второму входу третьего ждущего преобразователя 13-3 напряжения в длительность, последовательно соединенные второй инвертор 3-2, вход которого подключен к выходу второго фильтра 2-2 нижних частот. The second transmitting point, including a second pressure transducer 1-2 in series and a second low-pass filter 2-2, connected in series with a third sampling and storage unit 4-3, a third subtraction unit 5-3, a third differentiation unit 6-3, and a fifth threshold unit 7-5 and the third block 8-3 fixation of the logical level, the sixth threshold block 7-6, sequentially connected the fifth key 9-5, the third block 10-3 fix the extremum, the third voltage comparator 11-3, the third block 12-3 match, third standby voltage converter 13-3 to long st and the third selection unit 15-3 trailing edge, the output of which is connected to the second inputs of the third fixing unit 10-3 and the third unit the extremum 8-3 logic level fixation, whose output is connected to a second input of the third matching unit 12-3. The output of the second low-pass filter 2-2 is connected to the second input of the third subtraction unit 5-3 and the first input of the third sampling and storage unit 4-3, the second input of which is connected to the output of the sixth threshold block 7-6. The output of the third differentiation unit 6-3 is connected to the input of the sixth threshold unit 7-6 and to the first input of the fifth key 9-5, the second input of which is connected to the output of the fifth threshold unit 7-5, and the output is also connected to the second input of the third comparator 11- 3 voltages. The output of the third extremum fixing unit 10-3 is connected to the second input of the third standby voltage converter 13-3 in duration, the second inverter 3-2 connected in series, the input of which is connected to the output of the second low-pass filter 2-2.

Устройство включает также четвертый блок 4-4 выборки и хранения, четвертый блок 5-4 вычитания, четвертый блок 6-4 диффренцирования, седьмой пороговый блок 7-7 и четвертый блок 8-4 фиксации логического уровня, восьмой пороговый блок 7-8, последовательно соединенные шестой ключ 9-6, четвертый блок 10-4 фиксации экстремума, четвертый компаратор 11-4 напряжений, четвертый блок 12-4 совпадения, четвертый ждущий преобразователь 13-4 напряжения в длительность и четвертый блок 15-4 выделения заднего фронта импульса, выход которого подключен к вторым входам четвертого блока 10-4 фиксации экстремума и четвертого блока 8-4 фиксации логического уровня, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока 12-4 совпадения. Выход второго инвертора подключен к второму входу четвертого блока 5-4 вычитания, второй вход четвертого блока 4-4 выборки хранения соединен с выходом восьмого порогового блока 7-8. Выход четвертого блока 6-4 дифференцирования подключен к входу восьмого порогового блока 7-8 и к первому входу шестого ключа 9-6, второй вход которого соединен с выходом седьмого порогового блока 7-7, а выход подключен также к второму входу четвертого компаратора 11-4 напряжений. The device also includes a fourth sampling and storage unit 4-4, a fourth subtraction unit 5-4, a fourth differentiation unit 6-4, a seventh threshold unit 7-7 and a fourth logical level fixing unit 8-4, an eighth threshold unit 7-8, sequentially connected the sixth key 9-6, the fourth block 10-4 fixing the extremum, the fourth comparator 11-4 voltages, the fourth block 12-4 matches, the fourth standby converter 13-4 voltage to duration and the fourth block 15-4 allocation of the trailing edge of the pulse output which is connected to the second inputs of the four that block 10-4 of fixing the extremum and the fourth block 8-4 of fixing a logical level, the output of which is connected to the second input of the fourth block 12-4 of coincidence. The output of the second inverter is connected to the second input of the fourth block 5-4 subtraction, the second input of the fourth block 4-4 of the storage sample is connected to the output of the eighth threshold block 7-8. The output of the fourth differentiation block 6-4 is connected to the input of the eighth threshold block 7-8 and to the first input of the sixth key 9-6, the second input of which is connected to the output of the seventh threshold block 7-7, and the output is also connected to the second input of the fourth comparator 11- 4 voltages.

Выход четвертого блока 10-4 фиксации экстремума подключен к второму входу четвертого ждущего преобразователя 13-4 напряжения в длительность, последовательно соединенные второй блок 14-2 управления, первый вход которого подключен к выходу третьего ждущего преобразователя 13-3 напряжения в длительность, а второй вход к выходу четвертого преобразователя 13-4 напряжения в длительность, седьмой ключ 9-7, второй блок 18-2 объединения и второй усилитель 19-2 мощности, выход которого подключен к второй линии 20-2 связи, второй генератор 16-2 первой несущей частоты, выход которого подключен к второму входу седьмого ключа 9-7, последовательно соединенные второй генератор 17-2 второй несущей частоты и восьмой ключ 9-8, другой вход которого подключен к второму выходу второго блока 14-2 управления, а выход к второму входу второго блока 18-2 объединения. The output of the fourth extremum fixing unit 10-4 is connected to the second input of the fourth standby voltage converter 13-4 in duration, the second control unit 14-2 is connected in series, the first input of which is connected to the output of the third standby voltage converter 13-3 in duration, and the second input to the output of the fourth voltage-to-voltage converter 13-4, the seventh key 9-7, the second combining unit 18-2 and the second power amplifier 19-2, the output of which is connected to the second communication line 20-2, the second generator 16-2 of the first carrier part from the output of which is connected to the second input of the seventh key 9-7, the second generator 17-2 of the second carrier frequency and the eighth key 9-8 are connected in series, the other input of which is connected to the second output of the second control unit 14-2, and the output to the second input the second block 18-2 Association.

Приемный пункт, включающий последовательно соединенные первое входное устройство 21-1, вход которого подключен к первой линии 20-1 связи, первый блок 22-1 выделения огибающей, первый блок 23-1 управления коммутатора и первый коммутатор 24-1 несущих частот, выход которого подключен к второму входу первого блока 22-1 выделения огибающей, последовательно соединенные второе входное устройство 21-2, вход которого подключен к второй линии 20-2 связи, второй блок 22-2 выделения огибающей, второй блок 23-2 управления коммутатором и второй коммутатор 24-2 несущих частот, выход которого подключен к второму входу второго блока 22-2 выделения огибающей, третий генератор 16-3 первой несущей частоты, выход которого подключен к вторым входам первого 24-1 и второго 24-2 коммутаторов несущих частот, к третьим входам которых подключен выход третьего генератора 17-3 второй несущей частоты, последовательно соединенные первый блок 25-1 селекции импульса по длительности, первый вход которого подключен к выходу первого блока 22-1 выделения огибающей, первый блок 26-1 оценки длительности импульса и первый индикатор 27-1, последовательно соединенные второй блок 25-2 селекции импульса по длительности, первый вход которого подключен к выходу первого блока 22-1 выделения огибающей, второй блок 26-2 оценки длительности импульса и второй индикатор 27-2, вторые входы первого 25-1 и второго 25-2 блоков селекции импульса по длительности подключены к выходу первого блока 32-1 управления коммутатора, последовательно соединенные третий блок 25-3 селекции импульса по длительности, вход которого подключен к выходу второго блока 22-2 выделения огибающей, третий блок 26-3 оценки длительности импульса и третий индикатор 27-3, последовательно соединенные четвертый блок 25-4 селекции импульса по длительности, вход которого подключен к выходу второго блока 22-2 выделения огибающей, четвертый блок 26-4 оценки длительности импульса и четвертый индикатор 27-4, вторые входы третьего 25-3 и четвертого 25-4 блоков селекции импульса по длительности подключены к выходу второго блока 23-2 управления коммутатора, последовательно соединенные блок 28 оценки временного рассогласования, указатель 29 расстояния и блок 30 сброса, выход которого подключен к второму входу указателя 29 расстояния и к первому входу блока 28 оценки временного рассогласования, второй и третий входы которого подключены к выходам соответственно первого 25-1 и третьего 25-3 блоков селекции импульса по длительности. A receiving station including a first input device 21-1 connected in series, the input of which is connected to a first communication line 20-1, a first envelope extraction unit 22-1, a first switch control unit 23-1 and a first carrier frequency switch 24-1, the output of which connected to the second input of the first envelope separation unit 22-1, the second input device 21-2 connected in series, the input of which is connected to the second communication line 20-2, the second envelope separation unit 22-2, the second switch control unit 23-2 and the second switch 24-2 carriers a cell whose output is connected to the second input of the second envelope extraction unit 22-2, a third generator 16-3 of the first carrier frequency, the output of which is connected to the second inputs of the first 24-1 and second 24-2 carrier frequency switches, the output of which is connected to the third inputs the third generator 17-3 of the second carrier frequency, connected in series to the first block 25-1 of the pulse selection for the duration, the first input of which is connected to the output of the first block 22-1 of the envelope selection, the first block 26-1 of the evaluation of the pulse duration and the first indicator 27-1 after before well-connected second block 25-2 pulse duration selection, the first input of which is connected to the output of the first envelope extraction unit 22-1, the second pulse duration estimation unit 26-2 and the second indicator 27-2, the second inputs of the first 25-1 and second 25 -2 pulse duration selection blocks are connected to the output of the first switch control unit 32-1, series-connected third pulse duration selection unit 25-3, the input of which is connected to the output of the second envelope extraction unit 22-2, the third duration estimation unit 26-3 and pulse and the third indicator 27-3, connected in series to the fourth block 25-4 pulse duration selection, the input of which is connected to the output of the second block 22-2 envelope selection, the fourth block 26-4 assessment of the pulse duration and the fourth indicator 27-4, the second inputs the third 25-3 and fourth 25-4 pulse selection blocks in duration are connected to the output of the second switch control unit 23-2, the time mismatch estimation unit 28, the distance indicator 29 and the reset unit 30, the output of which is connected to the WTO, are connected in series th entry pointer 29 and the distance to the first input unit 28 estimates the time difference of the second and third inputs are connected to outputs of respectively the first and third 25-1 25-3 pulse duration selection blocks.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. The operation of the proposed device is as follows.

Первый и второй передающие пункты устанавливаются на концах контролируемого участка трубопровода. Они имеют одинаковые схемы и идентичны и каждый из них связан соответствующей линией связи 20-1 или 20-2 с приемным пунктом. Линии связи 20-1 и 20-2 могут быть проводными, радиорелейными или кабельными, в соответствии с чем выбираются несущие частоты генераторов 16 (17) несущих частот. The first and second transmission points are installed at the ends of the monitored section of the pipeline. They have the same schemes and are identical and each of them is connected by a corresponding communication line 20-1 or 20-2 with a receiving point. Communication lines 20-1 and 20-2 may be wired, microwave or cable, in accordance with which the carrier frequencies of the carrier frequency generators 16 (17) are selected.

Сначала рассмотрим работу одного из двух идентичных передающих пунктов, например первого передающего пункта. В исходном состоянии первый преобразователь 1-1 давления помещен в контролируемый трубопровод и преобразует гидравлическое давление в электрический сигнал по пропорциональному закону. Далее электрический сигнал фильтруется в первом фильтре 2-1 нижних частот, который срезает высокочастотные флюктуации и пропускает для анализа только полосу частот сигнала, и соответственно давления в трубопроводе, согласованную с возможной скоростью изменения давления. Этим повышается помехозащищенность устройства в целом. First, consider the operation of one of two identical transmitting points, for example, the first transmitting point. In the initial state, the first pressure transducer 1-1 is placed in a controlled pipeline and converts the hydraulic pressure into an electrical signal in accordance with the proportional law. Next, the electrical signal is filtered in the first low-pass filter 2-1, which cuts off the high-frequency fluctuations and passes only the frequency band of the signal and, accordingly, the pressure in the pipeline, compatible with the possible rate of pressure change for analysis. This increases the noise immunity of the device as a whole.

Первый 7-1, второй 7-2, третий 7-3 и четвертый 7-4 пороговые блоки, первый 8-1 и второй 8-2 блоки фиксации логического уровня и первый 11-1 и второй 11-2 компараторы напряжений находятся в отпущенном состоянии на их выходах имеется сигнал логического нуля, например низкий уровень. Первый 9-1 и второй 9-2 ключи заперты сигналами логического нуля соответственно с выходов первого 7-1 и второго 7-2 пороговых блоков. Сигналы на входах и выходах первого 10-1 и второго 10-2 блоков фиксации экстремумов равны нулю. Первй 13-1 и второй 13-2 ждущие преобразователи напряжения в длительность находятся в режиме ожидания. Первый блок 4-1 выборки и хранения с периодом дискретизации осуществляет выборку мгновенных значений сигнала с выхода первого фильтра 2-1 нижних частот и ее хранение и выдачу на первый вход (вход уменьшаемого) первого блока 5-1 вычитания, на второй вход (вход вычитаемого) которого непосредственно и непрерывно поступает текущее значение сигнала с выхода первого фильтра 2-1 нижних частот. С выхода первого фильтра 2-1 нижних частот сигнал через первый инвертор 3-1 поступает на первый (информационный) вход второго блока 4-2 выборки и хранения, который с периодом дискретизации осуществляет выборку мгновенных значений сигнала и ее хранение и выдачу на первый вход (вход уменьшаемого) второго блока 5-2 вычитания, на второй вход (вход вычитаемого) которого непосредственно и непрерывно поступает текущее значение сигнала с выхода первого инвертора 3-1. The first 7-1, second 7-2, third 7-3 and fourth 7-4 threshold blocks, the first 8-1 and second 8-2 logic level fixation blocks, and the first 11-1 and second 11-2 voltage comparators are in the released the state of their outputs has a logic zero signal, for example a low level. The first 9-1 and second 9-2 keys are locked with logical zero signals, respectively, from the outputs of the first 7-1 and second 7-2 threshold blocks. The signals at the inputs and outputs of the first 10-1 and second 10-2 blocks of fixation of extrema are equal to zero. The first 13-1 and second 13-2 standby voltage-to-duration converters are in standby mode. The first block 4-1 of sampling and storage with a sampling period selects the instantaneous values of the signal from the output of the first low-pass filter 2-1 and its storage and issuance to the first input (input decremented) of the first block 5-1 subtraction, to the second input (input subtracted ) which directly and continuously receives the current signal value from the output of the first low-pass filter 2-1. From the output of the first low-pass filter 2-1, the signal through the first inverter 3-1 goes to the first (information) input of the second sampling and storage unit 4-2, which, with a sampling period, selects the instantaneous values of the signal and stores and provides it to the first input ( input decremented) of the second block 5-2 subtraction, the second input (input subtracted) which directly and continuously receives the current signal value from the output of the first inverter 3-1.

Вначале рассмотрим работу устройства в условиях отсутствия флюктуаций давления в трубопроводе, обусловленных, например, пульсациями последнего при перекачке. В этом случае в трубопроводе давление постоянное и соответственно сигнал на выходе первого фильтра 2-1 нижних частот имеет постоянную величину. Сигналы на первом и втором входах первого 5-1 и второго 5-2 блоков вычитания одинаковы и на входы первого 6-1 и второго 6-2 блоков дифференцирования поступает нулевой сигнал. Поэтому все остальные блоки находятся в исходном состоянии. First, we consider the operation of the device in the absence of pressure fluctuations in the pipeline, due, for example, to pulsations of the latter during pumping. In this case, the pressure in the pipeline is constant and, accordingly, the signal at the output of the first low-pass filter 2-1 has a constant value. The signals at the first and second inputs of the first 5-1 and second 5-2 blocks of subtraction are the same and a zero signal is supplied to the inputs of the first 6-1 and second 6-2 differentiation blocks. Therefore, all other blocks are in the initial state.

В случае повреждения трубопровода на контролируемом участке вдоль трубопровода распространяется волна спада давления. При достижении фронтом волны спада давления первого преобразователя 1-1 давления на его выходе формируется сигнал, изменяющийся в соответствии с изменением давления, и формируется на выходе первого фильтра 2-1 нижних частот фронт спада уровня сигнала. При этом блоки, подключенные к выходу первого инвертора 3-1, остаются в исходном положении путем соответствующего установления порогов срабатывания третьего 7-3 и четвертого 7-4 пороговых блоков. В первом блоке 4-1 выборки и хранения в момент дискретизации запоминается значение уровня сигнала, которое передается на первый вход первого блока 5-1 вычитания и остается там постоянным на весь период дискретизации. На второй вход первого блока 5-1 вычитания поступает сигнал, текущее значение которого уменьшается в течение длительности периода дискретизации в соответствии с изменением фронта сигнала. На выходе первого блока 5-1 вычитания непрерывно выделяется разность сигналов на его входах, которая равна текущему изменению разности между запомненным значением уровня и изменяющимся текущим значением уровня сигнала. Скорость изменения этой разницы пропорциональна скорости изменения давления в трубопроводе и соответствует скорости нарастания фронта спада давления, которая в свою очередь пропорциональна степени повреждения трубопровода, чем больше повреждение, тем скорость изменения больше. Сигнал разности поступает на вход первого блока 6-1 дифференцирования, на выходе которого формируется сигнал пропорциональный скорости изменения фронта волны и соответственно пропорциональный степени повреждения. In the event of damage to the pipeline, a pressure drop wave propagates along the pipeline along the pipeline. When the wave front reaches the pressure drop of the first pressure transducer 1-1, a signal is generated at its output, which changes in accordance with the pressure change, and a signal level decline front is formed at the output of the first low-pass filter 2-1. In this case, the blocks connected to the output of the first inverter 3-1 remain in the initial position by setting the thresholds for the third 7-3 and fourth 7-4 threshold blocks accordingly. In the first block 4-1 of sampling and storage at the time of sampling, the signal level value is stored, which is transmitted to the first input of the first block 5-1 of subtraction and remains there constant for the entire sampling period. A signal is received at the second input of the first subtraction unit 5-1, the current value of which decreases over the duration of the sampling period in accordance with the change in the signal edge. At the output of the first subtraction unit 5-1, the difference of the signals at its inputs is continuously allocated, which is equal to the current change in the difference between the stored level value and the changing current value of the signal level. The rate of change of this difference is proportional to the rate of change of pressure in the pipeline and corresponds to the rate of rise of the pressure drop front, which in turn is proportional to the degree of damage to the pipeline, the greater the damage, the greater the rate of change. The difference signal is fed to the input of the first differentiation unit 6-1, the output of which forms a signal proportional to the rate of change of the wave front and, accordingly, proportional to the degree of damage.

Сигнал с выхода первого блока 6-1 дифференцирования одновременно поступает на входы первого 7-1 и второго 7-2 пороговых блоков, которые имеют разные уровни срабатывания. Второй пороговый блок 7-2 имеет более низкий уровень срабатывания. The signal from the output of the first block 6-1 differentiation simultaneously enters the inputs of the first 7-1 and second 7-2 threshold blocks, which have different levels of operation. The second threshold block 7-2 has a lower response level.

Период дискретизации сигнала в первом блоке 4-1 выборки и хранения выбран такой величины, что при появлении фронта волны спада давления от опасного повреждения трубопровода сигнал на выходе первого блока 6-1 дифференцирования достигает порога срабатывания второго порогового блока 7-2, который срабатывает и на его выходе формируется сигнал логической единицы, например высокого уровня. The sampling period of the signal in the first sampling and storage unit 4-1 is chosen such that when the front of the pressure drop wave from dangerous damage to the pipeline appears, the signal at the output of the first differentiation unit 6-1 reaches the threshold of the second threshold block 7-2, which also works its output forms a signal of a logical unit, for example, a high level.

Этот сигнал поступает на второй (управляющий) вход первого блока 4-1 выборки и хранения и прекращает процесс последующей дискретизации с сохранением на его выходе последнего запомненного уровня сигнала. Для этого, например, в первом блоке 4-1 выборки и хранения имеется ключ, который отключает генератор импульсов от управляющего входа устройства дискретизации и хранения. Соответствующим подбором периода дискретизации в первом блоке 4-1 выборки и хранения и величины порога срабатывания во втором пороговом блоке 7-2 устанавливается требуемая чувствительность устройства к степени повреждения трубопровода путем реагирования на скорость изменения давления за время дискретизации на начальном участке фронта волны спада давления. This signal is fed to the second (control) input of the first block 4-1 of sampling and storage and stops the process of subsequent sampling with the last stored signal level being saved at its output. For this, for example, in the first block 4-1 of sampling and storage there is a key that disconnects the pulse generator from the control input of the sampling and storage device. By appropriate selection of the sampling period in the first block 4-1 of sampling and storage and the threshold value in the second threshold block 7-2, the required sensitivity of the device to the degree of damage to the pipeline is established by responding to the rate of pressure change during the sampling time at the initial section of the pressure drop wave front.

На выходе первого блока 5-1 вычитания по окончании периода дискретизации происходит дальнейшее изменение уровня сигнала в соответствии с изменением уровня фронта волны, т.е. происходит выделение фронта сигнала. Соответственно на выходе первого блока 6-1 дифференцирования происходит дальнейшее формирование сигнала, пропорционального скорости изменения фронта сигнала, который за время, превышающее период дискретизации, увеличивается пропорционально нарастанию фронта волны и достигает порога срабатывания первого порогового блока 7-1, величина которого выбрана в соответствии с возможной дальнейшей скоростью изменения фронта волны от наименьшего обнаруженного повреждения трубопровода, т.е. подбором порога срабатывания первого порогового блока 7-1 устанавливается чувствительность всего устройства к степени повреждения трубопровода путем реагирования на скорость изменения давления за время, превышающее период дискретизации на этапе последующего нарастания фронта волны спада давления, который имеет протяженность во времени существенно большую, чем период дискретизации. При этом величина порога срабатывания первого порогового блока 7-1 устанавливается несколько ниже уровня достигаемого сигналом на выходе первого блока 6-1 дифференцирования при максимальной скорости изменения фронта давления, соответствующего наименьшей требуемой обнаруживаемой степени повреждения трубопровода. At the output of the first subtraction unit 5-1, at the end of the sampling period, a further change in the signal level occurs in accordance with the change in the level of the wave front, i.e. the edge of the signal is highlighted. Accordingly, at the output of the first differentiation unit 6-1, the signal is further formed proportional to the rate of change of the signal front, which for a time exceeding the sampling period increases proportionally to the rise of the wave front and reaches the response threshold of the first threshold block 7-1, the value of which is selected in accordance with possible further rate of change of the wave front from the least detected damage to the pipeline, i.e. by selecting the response threshold of the first threshold block 7-1, the sensitivity of the entire device to the degree of damage to the pipeline is established by responding to the rate of pressure change over a time exceeding the sampling period at the stage of the subsequent rise of the pressure drop wave front, which has a substantially longer time than the sampling period. The threshold value of the first threshold block 7-1 is set slightly lower than the level achieved by the signal at the output of the first block 6-1 differentiation at the maximum rate of change of the pressure front, corresponding to the lowest required detectable degree of damage to the pipeline.

После срабатывания первого порогового блока 7-1 сигнал на его выходе переходит на уровень логической единицы, например высокий уровень. При этом первый блок 8-1 фиксации логического уровня срабатывает и сигнал на его выходе переходит на уровень логической единицы, например, высокий уровень, который поступает на второй вход первого блока 12-1 совпадения. Одновременно сигналом логической единицы с выхода первого порогового блока 7-1 открывается первый ключ 9-1, через который с выхода первого блока 6-1 дифференцирования сигнал поступает на первый (информационный) вход первого блока 10-1 фиксации экстремума и на второй вход первого компаратора 11-1 напряжений. After the first threshold block 7-1 is triggered, the signal at its output goes to the level of a logical unit, for example, a high level. In this case, the first block of the logical level fixing 8-1 is triggered and the signal at its output goes to the level of the logical unit, for example, a high level, which is fed to the second input of the first block 12-1 of coincidence. At the same time, the signal of a logical unit from the output of the first threshold block 7-1 opens the first key 9-1, through which from the output of the first block 6-1 of differentiation the signal is fed to the first (information) input of the first block 10-1 of fixing the extremum and to the second input of the first comparator 11-1 stresses.

В момент срабатывания первого порогового блока 7-1 уровень сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования превысил его порог срабатывания, но еще не достиг максимального значения и в дальнейшем продолжает расти. В этот момент сигнал на выходе первого блока 10-1 фиксации экстремума повторяет сигнал на его входе и в дальнейшем также продолжает расти до максимального значения сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования. At the moment of operation of the first threshold block 7-1, the signal level at the output of the first differentiation block 6-1 exceeded its response threshold, but has not yet reached its maximum value and continues to grow in the future. At this moment, the signal at the output of the first extremum fixing block 10-1 repeats the signal at its input and further continues to grow to the maximum signal value at the output of the first differentiation block 6-1.

Когда сигнал на выходе первого блока 6-1 дифференцирования начинает падать, что соответствует уменьшению скорости изменения фронта волны при подходе давления к новому установившемуся значению, сигнал на выходе первого блока 10-1 фиксации экстремума не изменяется и сохраняет значение максимального уровня, достигнутого сигналом с выхода первого блока 6-1 дифференцирования. Это зафиксированное максимальное значение сигнала с выхода первого болка 6-1 дифференцирования определяет максимальную скорость изменения фронта волны давления и пропорционально степени повреждения трубопровода, поэтому оно является оценкой степени повреждения. Чем больше степень повреждения трубопровода, тем больше скорость изменения фронта волны давления и тем большая величина фиксированного максимального уровня сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования. When the signal at the output of the first differentiation block 6-1 begins to fall, which corresponds to a decrease in the rate of change of the wave front when the pressure approaches a new steady-state value, the signal at the output of the first block 10-1 of fixing the extremum does not change and stores the value of the maximum level reached by the output signal the first block 6-1 differentiation. This fixed maximum value of the signal from the output of the first differentiation block 6-1 determines the maximum rate of change of the pressure wave front and is proportional to the degree of damage to the pipeline, therefore it is an estimate of the degree of damage. The greater the degree of damage to the pipeline, the greater the rate of change of the pressure wave front and the greater the value of the fixed maximum signal level at the output of the first differentiation unit 6-1.

После фиксации уровня максимума в первом блоке 10-1 фиксации экстремума и при уменьшении уровня сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования срабатывает первый компаратор 11-1 напряжений и на его выходе после момента фиксации максимума формируется сигнал логической единицы, например, высокого уровня, который поступает на первый вход первого блока 12-1 совпадения. Из-за наличия двух логических единиц на обоих входах первого блока 12-1 совпадений на его выходе формируется в момент срабатывания первого компаратора 11-1 напряжений сигнал запуска первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность, который поступает на первый (управляющий) вход последнего. After fixing the maximum level in the first block 10-1 of fixing the extremum and decreasing the signal level at the output of the first block 6-1 of differentiation, the first voltage comparator 11-1 is triggered and at its output after the moment of fixing the maximum a logical unit signal is generated, for example, a high level, which is fed to the first input of the first coincidence block 12-1. Due to the presence of two logical units at both inputs of the first block 12-1 matches on its output is formed at the moment the first comparator 11-1 voltage is triggered, the start signal of the first waiting voltage converter 13-1 in duration, which is fed to the first (control) input of the last .

На втором (информационном) входе первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность присутствует сигнал с выхода первого блока 10-1 фиксации экстремума и в момент подачи управлюящего сигнала начинается процесс преобразования уровня напряжения на информационном входе в длительность импульса на выходе. At the second (informational) input of the first standby voltage-to-voltage converter 13-1 there is a signal from the output of the first block 10-1 of fixing the extremum and at the time of supply of the control signal, the process of converting the voltage level at the informational input to the pulse width at the output begins.

Первый ждущий преобразователь 13-1 напряжения в длительность может быть выполнен, например, в виде фантастрона. Факт запуска и формирования импульса на выходе первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность соответствует факту обнаружения повреждения трубопровода. Длительность τ_п импульса на выходе первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность пропорциональна зафиксированному значению сигнала в первом блоке 10-1 фиксации экстремума, а следовательно, и скорости изменения фронта волны давления и соответственно степени повреждения трубопровода. При этом оценка степени повреждения трубопровода из энергетического параметра уровня напряжения преобразуется в неэнергетический параметр длительность импульса, что позволяет в дальнейшем при передаче по линии связи снизить влияние помех на достоверность переданной информации, так как амплитуда сигнала менее помехозащищена при передаче по линии связи, чем длительность от воздействия электромагнитных полей и затухания в линии передачи на расстояние.The first waiting converter 13-1 voltage to duration can be performed, for example, in the form of a fantastron. The fact of starting and generating a pulse at the output of the first standby voltage converter 13-1 in duration corresponds to the fact of detecting damage to the pipeline. The duration τ _{p of the} pulse at the output of the first standby voltage-to-voltage converter 13-1 is proportional to the fixed signal value in the first block 10-1 of fixing the extremum, and hence the rate of change of the pressure wave front and, accordingly, the degree of damage to the pipeline. In this case, the assessment of the degree of damage to the pipeline from the energy parameter of the voltage level is converted into a non-energy parameter, the pulse duration, which allows further reducing the influence of interference on the reliability of the transmitted information when transmitting via a communication line, since the signal amplitude is less noise-protected during transmission over the communication line than exposure to electromagnetic fields and attenuation in the transmission line over a distance.

В момент окончания импульса на выходе первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность в первом блоке 15-1 выделения заднего фронта импульса формируется импульс сброса, возникновение которого говорит об окончании передачи информации об обнаружении и оценки степени повреждения трубопровода на выход первого передающего пункта в первую линию связи 18-1. Этот импульс поступает на вторые входы (входы сброса) первого блока 8-1 фиксации логического уровня и первого блока 10-1 фиксации экстремума и производит их перевод в начальное нулевое состояние. При этом из-за падения уровня сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования, в связи с уменьшением скорости фронта волны при установлении нового значения давления в трубопроводе, сначала первый пороговый блок 7-1 переходит в отпущенное состояние и закрывается первый ключ 9-1, а затем при подходе давления к новому установившемуся уровню второй пороговый блок 7-2 переходит в отпущенное состояние. Все блоки первого передающего пункта после передачи информационного сигнала в первую линию связи 18-1 вернулись в исходное состояние и процесс его работы повторяется. At the end of the pulse, a reset pulse is generated at the output of the first standby voltage-to-voltage converter 13-1 in the first block 15-1 for selecting the trailing edge of the pulse, the occurrence of which indicates the end of the transmission of information about the detection and assessment of the degree of damage to the pipeline at the output of the first transmitting point communication line 18-1. This pulse arrives at the second inputs (reset inputs) of the first block of the logic level fixation 8-1 and the first block of the extremum fixation 10-1 and transfers them to the initial zero state. Moreover, due to a drop in the signal level at the output of the first differentiation unit 6-1, due to a decrease in the wave front speed when a new pressure value is established in the pipeline, the first threshold unit 7-1 first goes into the released state and the first key 9-1 closes and then, when the pressure approaches the new steady level, the second threshold block 7-2 goes into the released state. All the blocks of the first transmitting point after the transmission of the information signal to the first communication line 18-1 returned to their original state and the process of its operation is repeated.

Импульс длительностью τ_п с выхода первого ждущего преобразователя 13-1 напряжения в длительность поступает на первый вход первого блока 14-1 управления. В первом блоке 14-1 управления по переднему фронту поступившего информационного импульса формируются два импульса, следующие друг за другом. Первый импульс длительностью τ_1п τ_з + τ_п с первого выхода первого блока 14-1 управления поступает на первый (управляющий) вход третьего ключа 9-3 и открывает его на время τ_1п, в результате чего через него проходят колебания первой несущей частоты с выхода первого генератора 16-1 сигналов, выполненного в виде первого генератора первой несущей частоты.A pulse of duration τ _p from the output of the first standby voltage converter 13-1 to the duration is supplied to the first input of the first control unit 14-1. In the first control unit 14-1, on the leading edge of the incoming information pulse, two pulses are formed, following each other. The first pulse of duration τ _1p τ _s + τ _p from the first output of the first control unit 14-1 is supplied to the first (control) input of the third key 9-3 and opens it for a time τ _1p , as a result of which the oscillations of the first carrier frequency pass through it the output of the first signal generator 16-1, made in the form of a first generator of a first carrier frequency.

Эти колебания через первый блок 18-1 объединения поступают на первый усилитель 19-1 мощности и далее в первую линию связи. Второй импульс длительностью τ_2п формируется сразу же по окончании первого импульса и с второго выхода первого блока 14-1 управления поступает на первый (управляющий) вход четвертого ключа 9-4, открывает его на время τ_2п, в результате чего колебания второй несущей частоты с выхода первого генератора 17-1 второй несущей частоты проходят на второй вход первого блока 18-1 объединения и далее через первый усилитель 19-1 мощности на первую линию 20-1 связи. В результате на выходе первого усилителя 19-1 мощности первого передающего пункта формируется составной импульс на двух несущих частотах.These oscillations through the first unit 18-1 Association arrive at the first power amplifier 19-1 and then into the first communication line. A second pulse of duration τ _2p is formed immediately after the end of the first pulse and from the second output of the first control unit 14-1 is supplied to the first (control) input of the fourth key 9-4, opens it for a time τ _2p , resulting in oscillations of the second carrier frequency with the output of the first generator 17-1 of the second carrier frequency passes to the second input of the first combining unit 18-1 and then through the first power amplifier 19-1 to the first communication line 20-1. As a result, at the output of the first power amplifier 19-1 of the first transmitting point, a composite pulse is formed at two carrier frequencies.

Теперь рассмотрим работу предлагаемого устройства с учетом флюктуаций давления в трубопроводе, обусловленных, например, пульсациями давления при перекачке жидких продуктов в отсутствии повреждения трубопровода. В этом случае в процессе наблюдения с выхода первого преобразователя 1-1 давления сигнал представляет собой случайный процесс с широким спектром. В первом фильтре 2-1 нижних частот осуществляется подавление помеховых составляющих со спектром, превышающим максимально возможную частоту полезного сигнала, соответствующую максимально возможной скорости изменения фронта волны давления. Now, we consider the operation of the proposed device taking into account pressure fluctuations in the pipeline, caused, for example, by pressure pulsations during the pumping of liquid products in the absence of damage to the pipeline. In this case, during observation from the output of the first pressure transducer 1-1, the signal is a random process with a wide spectrum. In the first low-pass filter 2-1, suppression of interfering components with a spectrum exceeding the maximum possible frequency of the useful signal corresponding to the maximum possible rate of change of the front of the pressure wave is carried out.

Низкочастотные помеховые флюктуации сигнала с выхода первого фильтра 2-1 нижних частот подвергаются двухступенчатому анализу. Сначала анализируется скорость изменения давления за период дискретизации путем сравнения с порогом срабатывания второго порогового блока 7-2 сигнала с выхода первого блока 6-1 дифференцирования. При этом помеховые флюктуации с малой скоростью изменения не обнаруживаются и для них обеспечивается высокая помехозащищенность. При превышении скорости изменения флюктуаций давления за период дискретизации критического значения производится анализ скорости изменения давления за более протяженный отрезок времени путем сравнения сигнала на выходе первого блока 6-1 дифференцирования с порогом срабатывания первого порогового блока 7-1. При этом помеховые флюктуации не достигают порога срабатывания и не происходит формирования информационного сигнала о повреждении трубопровода. Таким образом, соответствующим выбором величины периода дискретизации в первом блоке 4-1 выборки и хранения, порогов срабатывания первого 7-1 и второго 7-2 пороговых блоков обеспечивается низкая величина вероятности ложного обнаружения повреждения трубопровода, т.е. высокая помехозащищеность работы устройства. Low-frequency noise fluctuations of the signal from the output of the first low-pass filter 2-1 are subjected to a two-stage analysis. First, the rate of pressure change over the sampling period is analyzed by comparing the signal from the output of the first differentiation unit 6-1 with the threshold of the second threshold block 7-2. In this case, interference fluctuations with a low rate of change are not detected and they provide high noise immunity. If the rate of change of pressure fluctuations is exceeded during the sampling period of the critical value, an analysis is made of the rate of change of pressure over a longer period of time by comparing the signal at the output of the first differentiation unit 6-1 with the response threshold of the first threshold unit 7-1. In this case, interfering fluctuations do not reach the threshold and there is no formation of an information signal about damage to the pipeline. Thus, by appropriate selection of the sampling period in the first block 4-1 of sampling and storage, the thresholds of the first 7-1 and second 7-2 threshold blocks, a low probability of false detection of damage to the pipeline, i.e. high noise immunity of the device.

В случае возникновения на контролируемом участке трубопровода волны повышенного давления удара, например в случае резкого несанкционированного поступления перекачиваемой жидкости по одному из ответвлений трубопровода, при достижении фронтом этой волны первого преобразователя 1-1 давления на выходе первого фильтра 2-1 нижних частот формируется фронт подъема уровня сигнала, а на выходе первого инвертора 3-1 фронт спада уровня сигнала. При этом блоки, настроенные на обнаружение фронта спада уровня сигнала, остаются в исходном состоянии, а блоки, подключенные к выходу первого инвертора 3-1, работают как описано выше и происходит обнаружение и оценка величины повышения давления в трубопроводе. In the event of an increased shock pressure wave occurring in a controlled section of the pipeline, for example, in the case of a sharp unauthorized flow of pumped liquid through one of the pipeline branches, when the front of this wave reaches the first pressure transducer 1-1, the front of the level rise is formed at the output of the first low-pass filter 2-1 signal, and at the output of the first inverter 3-1 the front of the decline in signal level. At the same time, the blocks configured to detect the falling edge of the signal level remain in the initial state, and the blocks connected to the output of the first inverter 3-1 work as described above and the detection and evaluation of the pressure increase in the pipeline occurs.

Импульс длительностью τ_у с выхода второго ждущего преобразователя 13-2 напряжения в длительность поступает на второй вход первого блока 14-1 управления. В первом блоке 14-1 управления по переднему фронту поступившего информационного импульса формируются два импульса, следующие непосредственно друг за другом. Первый импульс длительностью τ_1у << τ_у с первого выхода первого блока 14-1 управления поступает на первый вход третьего ключа 9-3 и открывает его. В результате чего в первую линию 20-1 связи поступает импульс колебаний первой несущей частоты длительностью τ_1у. Второй импульс длительностью τ_2у с второго выхода первого блока 14-1 управления поступает на первый вход четвертого ключа 9-4 и отпирает его. В результате чего в первую линию 20-1 связи поступает импульс колебаний второй несущей частоты. Таким образом, на выходе первого усилителя 19-1 мощности формируется составной импульс на двух несущих частотах.A pulse of duration τ _y from the output of the second standby voltage converter 13-2 in duration is supplied to the second input of the first control unit 14-1. In the first control unit 14-1, two pulses immediately following one after another are formed on the leading edge of the incoming information pulse. The first pulse of duration τ _1y << τ _y from the first output of the first control unit 14-1 is supplied to the first input of the third key 9-3 and opens it. As a result, an oscillation pulse of a first carrier frequency of duration τ _1y enters the first communication line 20-1. The second pulse of duration τ _2y from the second output of the first control unit 14-1 is supplied to the first input of the fourth key 9-4 and unlocks it. As a result, an oscillation pulse of a second carrier frequency enters the first communication line 20-1. Thus, at the output of the first power amplifier 19-1, a composite pulse is formed at two carrier frequencies.

Второй передающий пункт работает аналогичным образом при достижении второго преобразователя 1-2 давления фронта спада или увеличения давления в трубопроводе. The second transmitting point operates in a similar manner when the second pressure converter 1-2 of the pressure rise or increase in pressure in the pipeline.

Приемный пункт работает следующим образом. К выходу первой линии 20-1 связи подключен вход первого входного устройства 21-1, предназначенного для согласования с линией связи и усиления принятого сигнала до необходимого уровня, а к выходу второй линии 20-2 связи подключен вход второго входного устройства 21-2. В исходном состоянии все индикаторы 27 и указатель 30 расстояния имеют нулевые показания, блоки селекции 25 и 28, а также блок 29 оценки временного рассогласования находятся в сброшенном состоянии. Первый 23-1 и второй 23-2 блоки управления коммутатором имеют на своих выходах потенциал, соответствующий логическому нулю, и таким образом включают соответствующие коммутаторы 24-1 и 24-2, что на их выходы поступает сигнал от третьего генератора 16-3 первой несущей частоты, и при этом по вторым входам управляют блоками селекции импульсов по длительности так, что первый 25-1 и третий 25-3 блоки селекции открыты и готовы к работе, а второй 25-2 и четвертый 25-4 блоки селекции закрыты. The reception center works as follows. The input of the first input device 21-1 is connected to the output of the first communication line 20-1, designed to coordinate with the communication line and amplify the received signal to the required level, and the input of the second input device 21-2 is connected to the output of the second communication line 20-2. In the initial state, all indicators 27 and the distance indicator 30 have zero readings, the selection blocks 25 and 28, as well as the temporary mismatch estimation unit 29, are in the reset state. The first 23-1 and second 23-2 switch control units have a potential corresponding to a logical zero at their outputs, and thus include the corresponding switches 24-1 and 24-2, so that their outputs receive a signal from the third generator 16-3 of the first carrier frequency, and at the same time, pulse duration blocks are controlled at the second inputs so that the first 25-1 and third 25-3 selection blocks are open and ready for operation, and the second 25-2 and fourth 25-4 selection blocks are closed.

Если на любом из передающих пунктов будет обнаружен факт спада или повышения давления, то на приемный пункт по соответствующей линии 20-1 (20-2) связи поступит составной сигнал. Например, на первом передающем пункте произошло обнаружение спада давления из-за повреждения трубопровода. Тогда по первой линии 20-1 связи на вход первого входного устройства 21-1 поступит составной сигнал. Первый подимпульс этого сигнала длительностью τ_1п τ_з + τ_п квадратурно обрабатывается в первом блоке 22-1 выделения огибающей совместно с опорным напряжением первой несущей частоты, в результате чего на его выходе выделяется огибающая видеоимпульс длительностью τ_1п, которая одновременно поступает на вход первого блока 23-1 управления коммутатором и на первые (информационные) входы первого 25-1 и второго 25-2 блоков селекции импульса по длительности. При этом, так как его длительность τ_1п больше чем продолжительность τ_з защитного интервала, он пропускается через открытый первый блок 25-1 селекции импульса по длительности, имеющий пороговую длительность равной τ_з.If the fact of a drop or increase in pressure is detected at any of the transmitting points, then a composite signal will be received at the receiving point via the corresponding communication line 20-1 (20-2). For example, at the first transmission point, a pressure drop was detected due to damage to the pipeline. Then, through the first communication line 20-1, a composite signal is received at the input of the first input device 21-1. The first subpulse of this signal with a duration of τ _1p τ _s + τ _{p is} quadrature processed in the first envelope extraction unit 22-1 together with the reference voltage of the first carrier frequency, as a result of which an envelope of a video pulse of duration τ _1p that is simultaneously fed to the input of the first block is allocated 23-1 control the switch and the first (information) inputs of the first 25-1 and second 25-2 blocks of pulse selection in duration. Moreover, since its duration τ _{1p is} longer than the duration τ _{s of the} guard interval, it is passed through the open first block 25-1 of pulse selection for the duration, having a threshold duration equal to τ _s .

После окончания первого подимпульса на первой несущей частоте, задним фронтом видеоимпульса первый блок 23-1 управления коммутатором переводится во второе устойчивое положение, когда на его выходе формируется сигнал логической единицы, который отключает от выхода первого коммутатора 24-1 несущей частоты третий генератор 16-3 первой несущей частоты и подключает к выходу третий генератор 17-3 второй несущей частоты, а также закрывает первый блок 25-1 селекции импульса по длительности и открывает второй блок 25-2 селекции импульса по длительности, имеющий также пороговую длительность τ_з. Начинается процесс выделения огибающей принятого второго подимпульса на второй несущей частоте, длительность которого τ_2п < τ_з, и он вследствие этого не пройдет на выход второго блока 25-2 селекции импульса по длительности. Задним фронтом огибающей второго подимпульса первый блок 23-1 управления коммутатором переводится в исходное состояние и на второй (опорный) вход первого блока 22-1 выделения огибающей вновь поступает гармоническое колебание первой несущей частоты. Блоки селекции 25-1 и 25-2 переходят в исходное состояние.After the end of the first sub-pulse at the first carrier frequency, with the trailing edge of the video pulse, the first switch control unit 23-1 is transferred to the second stable position when a logical unit signal is generated at its output, which disconnects the third generator 16-3 from the output of the first switch 24-1 of the carrier frequency the first carrier frequency and connects to the output a third generator 17-3 of the second carrier frequency, and also closes the first block 25-1 selection of the pulse duration and opens the second block 25-2 selection of the pulse duration also having a threshold duration τ _s . The process of isolating the envelope of the received second subpulse at the second carrier frequency begins, the duration of which is τ _2p <τ _s , and therefore it will not pass to the output of the second pulse selection block 25-2 in duration. By the trailing edge of the envelope of the second subpulse, the first switch control unit 23-1 is reset and the harmonic oscillation of the first carrier frequency again enters the second (reference) input of the first block 22-1 of the envelope selection. The selection blocks 25-1 and 25-2 go into the initial state.

Выделенный на выходе первого блока 25-1 селекции по длительности видеоимпульс длительностью τ_1п поступает на вход первого блока 26-1 оценки длительности импульса и величина этой оценки, соответствующая величине степени спада давления в трубопроводе, зафиксированная на первом передающем пункте, отображается на первом индикаторе 27-1.A video pulse with a duration of τ _1p allocated at the output of the first block 25-1 of selection by duration is fed to the input of the first block 26-1 of the pulse duration estimate and the value of this estimate, corresponding to the value of the pressure drop in the pipeline, recorded at the first transmitting point, is displayed on the first indicator 27 -1.

Рассмотрим теперь процессы, если на первом передающем пункте произошло обнаружение резкого повышения давления в трубопроводе. На выходе первого блока 22-1 выделения огибающей выделяется огибающая первого подимпульса длительностью τ_1у < τ_з и он не проходит на выход первого блока 25-1 селекции импульса по длительности, так как меньше пороговой длительности τ_з. Следовательно на первом индикаторе 27-1 останется исходное показание.We now consider the processes if a sharp increase in pressure in the pipeline was detected at the first transmission point. At the output of the first block 22-1 envelope allocation allocated first envelope podimpulsa _1y duration τ <τ _h and it does not pass to the output of the first block 25-1 selection pulse duration since the duration is less than the threshold τ _s. Therefore, the initial display will remain on the first indicator 27-1.

Задним фронтом первого подимпульса первый блок 23-1 управления коммутатором переводится в состояние, когда на его выходе будет сигнал логической единицы, который подается на первый (управляющий) вход первого коммутатора 24-1 несущей частоты и подключает к выходу последнего третий генератор 17-3 второй несущей частоты. После этого происходит квадратурное выделение огибающей второго подимпульса длительностью τ_2у τ_з + τ_у. Этот видеоимпульс пройдет через второй блок 25-2 селекции импульса по длительности на вход второго блока 26-2 оценки длительности импульса, так как τ_2у > τ_з больше порогового значения длительности, и результат оценки, соответствующий величине повышения давления в трубопроводе, зафиксированной на первом передающем пункте, отображается на втором индикаторе 27-2.By the trailing edge of the first subpulse, the first control unit 23-1 of the switch is brought into a state when there is a logic unit signal at its output, which is fed to the first (control) input of the first carrier frequency switch 24-1 and connects the third generator 17-3 to the second carrier frequency. After this, the envelope of the second subpulse is quadrature extracted with a duration of τ _2y τ _s + τ _y . This video pulse will pass through the second pulse duration selection block 25-2 to the input of the second pulse duration estimation block 26-2, since τ _2y > τ _{s is} greater than the threshold duration, and the evaluation result corresponding to the pressure increase in the pipeline recorded on the first transmitting point is displayed on the second indicator 27-2.

Аналогичные процессы происходят на приемном пункте, если приходят соответствующие составные информационные сигналы по второй линии 20-2 связи от второго передающего пункта. Similar processes occur at the receiving point, if the corresponding composite information signals arrive on the second communication line 20-2 from the second transmitting point.

В результате автоматически на индикаторах 27 приемного пункта отображаются как факты обнаружения резкого изменения давления (прорыв или удар), зафиксированные в соответствующих передающих пунктах контроля трубопровода, так и оценки величин обнаруженных изменений давления в трубопроводе, что повышает информативность работы передающих пунктов и соответственно расширяются функциональные возможности всего устройства в целом. As a result, the indicators 27 of the receiving point automatically display both the facts of detecting a sharp change in pressure (breakthrough or shock) recorded in the corresponding transmitting points of the pipeline control, and evaluating the magnitude of the detected pressure changes in the pipeline, which increases the information content of the transmitting points and, accordingly, expands the functionality the entire device as a whole.

В устройстве производится автоматическое определение места повреждения контролируемого участка трубопровода, обусловившего прорыв и спад давления в трубопроводе. Для этого в блоке 28 оценки временного рассогласования производится оценка временного рассогласования Δ t моментов прихода передних фронтов информационных импульсов, поступающих на первой несущей частоте из первого и второго передающих пунктов соответственно и прошедших первый 25-1 и третий 25-3 блоки селекции импульса по длительности. Эти фронты формируются на соответствующих передающих пунктах в моменты приходов к ним фронта волны спада давления, распространяющегося от места прорыва в трубопроводе к концам контролируемого участка трубопровода. Расстояние до повреждения от одного из передающих пунктов на контролируемом участке трубопровода определяется по формуле R 0,5 (L + U) ˙ Δ t, где L протяженность контролируемого участка трубопровода; U скорость распространения звука в трубопроводе; Δ t временное рассогласование передних фронтов. The device automatically detects the damage site of the controlled section of the pipeline, which caused a breakdown and drop in pressure in the pipeline. To do this, in the time mismatch estimation unit 28, the time mismatch Δ t of the arrival times of the leading edges of information pulses arriving at the first carrier frequency from the first and second transmitting points, respectively, and having passed the first 25-1 and third 25-3 pulse selection blocks in duration, is estimated. These fronts are formed at the corresponding transmitting points at the moments of arrival of the front of the pressure decline wave propagating from the breakthrough point in the pipeline to the ends of the controlled section of the pipeline. The distance to damage from one of the transmission points on the controlled section of the pipeline is determined by the formula R 0.5 (L + U) ˙ Δ t, where L is the length of the controlled section of the pipeline; U speed of sound propagation in the pipeline; Δ t is a temporary mismatch of the leading edges.

Для оценки величины временного рассогласования Δ t выход первого блока 25-1 селекции импульса по длительности подключен к первому входу блока 28 оценки временного рассогласования, к третьему входу которого подключен выход третьего блока 25-3 селекции импульса по длительности. Для оценки величины временного рассогласования Δ t выход первого детектора 20-1 подключен к первому входу блока 23 оценки временного рассогласования, к третьему входу которого подключен выход третьего детектора 20-3. To estimate the magnitude of the temporary mismatch Δ t, the output of the first block 25-1 for selecting the pulse duration is connected to the first input of the block 28 for evaluating the temporary mismatch, to the third input of which the output of the third block 25-3 for selecting the pulse duration is connected. To estimate the magnitude of the temporal mismatch Δ t, the output of the first detector 20-1 is connected to the first input of the block 23 evaluation of the temporary mismatch, the third input of which is connected to the output of the third detector 20-3.

Результат оценки временного рассогласования в соответствии с приведенной формулой отображается на указателе 29 расстояния. The result of the evaluation of the temporary mismatch in accordance with the above formula is displayed on the pointer 29 distances.

В случае ложного срабатывания устройства, например, поступил сигнал только от одного передающего пункта, блок 30 сброса переводит указатель 29 расстояния и блок 28 оценки временного рассогласования в нулевое исходное состояние сбрасывает их путем передачи на их вторые входы сигнала сброс. In the case of a false operation of the device, for example, a signal was received from only one transmitting point, the reset unit 30 sets the distance indicator 29 and the temporary mismatch estimation unit 28 to zero initial state resets them by transmitting a reset signal to their second inputs.

После передачи и приема информационных сигналов об обнаружении, оценки степени повреждения и измерения расстояния до него устройство вновь готово к работе и может обнаруживать, оценивать и регистрировать повторное повреждение контролируемого трубопровода и измерять расстояние до него. After transmitting and receiving information signals about detection, assessing the degree of damage and measuring the distance to it, the device is ready for use again and can detect, evaluate and record repeated damage to the monitored pipeline and measure the distance to it.

Claims

AUTOMATIC DIAGNOSTIC DEVICE FOR PIPELINE CONDITION, comprising a first transmitting point including a first pressure transducer and a first low-pass filter connected in series, a first signal generator and a first power amplifier, a receiving point including a first input device, a time deviation estimation unit, a distance indicator, and a block reset, the output of which is connected to the first input of the block of estimation of the temporary mismatch and the second input of the distance indicator the first communication line between the output of the first power amplifier and the input of the first input device and the second communication line, characterized in that a second transmission point is introduced into it, including a second pressure transducer and a second low-pass filter connected in series, a second communication line, on the first transmission paragraph connected in series to the first block of sampling and storage, the first block of subtraction, the first block of differentiation, the first threshold block and the first block fixing the logical level, the second threshold block, the first key, the first extremum fixation unit, the first voltage comparator, the first coincidence unit, the first standby voltage-to-duration converter and the first block of the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the first extremum fixation unit and the first logical level fixation block, output which is connected to the second input of the first coincidence unit, the output of the first low-pass filter is connected to the second input of the first subtraction unit and the first input of the first unit and storage, the second input of which is connected to the output of the second threshold block, the output of the first differentiation block is connected to the input of the second threshold block and to the first input of the first key, the second input of which is connected to the output of the first threshold block, and the output is also connected to the second input of the first comparator voltage, the output of the first block of the fixation of the extremum is connected to the second input of the first standby voltage converter in duration, the first inverter is connected in series, the input of which is connected to the output of of a low-pass filter, a second sampling and storage unit, a second subtraction unit, a second differentiation unit, a third threshold unit and a second logic level fixation unit, a fourth threshold block, a second key in series, a second extremum fixation unit, a second voltage comparator, a second coincidence unit , the second standby voltage-to-duration converter and a second block of the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the second block of the fixation of the extremum and the second block of fixation of the lo level, the output of which is connected to the second input of the second coincidence unit, the output of the first inverter is connected to the second input of the second subtraction unit, the second input of the second sampling and storage unit is connected to the output of the fourth threshold unit, the output of the second differentiation unit is connected to the input of the fourth threshold unit and to the first input of the second switch, the second input of which is connected to the output of the third threshold block, and the output is also connected to the second input of the second voltage comparator, the output of the second tremuma connected to the second input of the second standby voltage-to-duration converter, the first control unit, the third key and the first combining unit, the output of which is connected to the input of the first power amplifier, the first generator of the second carrier frequency, the fourth key, the first input of which is connected to the second output the first control unit, the second input is connected to the output of the first generator of the second carrier frequency, and the output to the second input of the first combining unit, the first input of the first control unit it is connected to the output of the first standby voltage converter for duration, and its second input to the output of the second standby voltage converter for duration, at the second transmitting point, a third sampling and storage unit, a third subtraction unit, a third differentiation unit, a fifth threshold unit and a third fixing unit are connected in series logic level, sixth threshold block, fifth key sequentially connected, third extremum fixation block, third voltage comparator, third coincidence block, third waiting converter A voltage indicator in duration and a third block for selecting the trailing edge of the pulse, the output of which is connected to the second inputs of the third block for fixing the extremum and the third block for fixing the logical level, the output of which is connected to the second input of the third block of coincidence, the output of the second low-pass filter is connected to the second input of the third block subtraction and the first input of the third block of sampling and storage, the second input of which is connected to the output of the sixth threshold block, the output of the third differentiation block is connected to the input of the threshold block and to the first input of the fifth key, the second input of which is connected to the output of the fifth threshold block, and the output is also connected to the second input of the third voltage comparator, the output of the third extremum fixing block is connected to the second input of the third waiting voltage converter in duration, connected in series to the second a control unit, a seventh key, a second combining unit and a second power amplifier, the output of which is connected to a second communication line, a second generator of the first carrier frequency, the output of which connected to the second input of the seventh key, the second generator of the second carrier frequency and the eighth key connected in series, the second input of which is connected to the second output of the second control unit, and the output is connected to the second input of the second combining unit, the second inverter connected in series, the input of which is connected to the output of the second low-pass filter, fourth sampling and storage block, fourth subtraction block, fourth differentiation block, seventh threshold block and fourth logic level lock block, eight the fourth threshold block, the sixth key, the fourth extremum fixation block, the fourth voltage comparator, the fourth coincidence block, the fourth standby voltage converter and the fourth pulse trailing edge selection block, the output of which is connected to the second inputs of the fourth extremum fixation block and the fourth fixation block logic level, the output of which is connected to the second input of the fourth block of coincidence, the output of the second inverter is connected to the second input of the fourth block of deduction second input of the fourth sampling and storage unit is connected to the output of the eighth threshold unit, the output of the fourth differentiation unit is connected to the input of the eighth threshold unit and to the first input of the sixth key, the second input of which is connected to the output of the seventh threshold unit, and the output is also connected to the second input the fourth voltage comparator, the output of the fourth extremum fixing unit is connected to the second input of the fourth waiting voltage converter in duration, the first input of the second control unit is connected to the output of the third standby voltage converter in duration, and its second input is connected to the output of the fourth standby voltage converter in duration, at the receiving point, the first envelope extraction unit is connected in series, the input of which is connected to the output of the first input device, the first switch control unit and the first carrier frequency switch the output of which is connected to the second input of the first envelope extraction unit, the second input device, the input of which is connected in series, is connected in series to the second communication line, the second envelope separation unit, the second switch control unit and the second carrier frequency switch, the output of which is connected to the second input of the second envelope allocation unit, the third carrier frequency generator, the output of which is connected to the second inputs of the first and second carrier frequency switches, to the third inputs of which a third generator of the second carrier frequency is connected, a first pulse selection unit in duration, a first pulse duration estimation unit and a first ind ikator, sequentially connected second pulse selection unit for duration, second pulse duration estimation unit and second indicator, sequentially connected third pulse duration selection unit, third pulse duration estimation unit and third indicator, fourth pulse duration selection unit connected in series, fourth evaluation unit pulse duration and the fourth indicator, the first inputs of the first and second blocks of pulse selection by duration are connected to the output of the first block envelope, and their second inputs are connected to the output of the first control unit of the switch, the first inputs of the third and fourth pulse selection units are connected in duration to the output of the second envelope selection unit, and their second inputs are connected to the output of the second control unit of the switch, the second and third inputs of the block time mismatch estimates are connected to the outputs of the first and third pulse selection blocks, respectively, in duration, and the first signal generator is made in the form of a first generator of the first carrier h frequency, the output of which is connected to the second input of the third key.