RU2046251C1 - Device for detecting site of pipe line damage - Google Patents
Device for detecting site of pipe line damage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046251C1 RU2046251C1 SU5058006A RU2046251C1 RU 2046251 C1 RU2046251 C1 RU 2046251C1 SU 5058006 A SU5058006 A SU 5058006A RU 2046251 C1 RU2046251 C1 RU 2046251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- outputs
- counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике контроля трубопроводных систем. The invention relates to techniques for monitoring piping systems.
Известно устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода, содержащее датчики двух каналов, соединенные с усилителями, выходы которых подключены к входам формирователей импульсов, буферный блок оперативной памяти, вход которого подключен к выходу одного из формирователей импульсов, блок управления памятью, выход которого подключен к входу блока управления буферным блоком оперативной памяти, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик накопления. Устройство позволяет определять местоположение течи через известные скорость звука, расстояние между датчиками и выявленную корреляционную задержку сигнала течи. A device for determining the location of damage to the pressure pipe, containing sensors of two channels connected to amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse shapers, a buffer block of RAM, the input of which is connected to the output of one of the pulse shapers, a memory control unit, the output of which is connected to the input of the control unit of the buffer unit of RAM, the element EXCLUSIVE OR, accumulation counter. The device allows you to determine the location of the leak through the known speed of sound, the distance between the sensors and the detected correlation delay of the leak signal.
Недостаток устройства заключается в низкой чувствительности при высоком уровне помех и низком быстродействии, вследствие чего снижается точность определения места повреждения. The disadvantage of this device is its low sensitivity with a high level of interference and low speed, which reduces the accuracy of determining the location of damage.
Известно также устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода, содержащее датчики двух каналов, коррелятор в виде рабочего регистра сдвига, умножителя и суммирующей схемы, линию задержки из сдвиговых регистров, емкость памяти каждого из которых пропорциональна длине обследуемого "окна" участка трубопровода. Выходы регистров сдвига через многовходовый коммутатор подключены к рабочему регистру сдвига коррелятора. It is also known a device for determining the location of damage to the pressure pipe, containing sensors of two channels, a correlator in the form of a working shift register, a multiplier and a summing circuit, a delay line from shift registers, the memory capacity of each of which is proportional to the length of the examined "window" of the pipeline section. The outputs of the shift registers through the multi-input switch are connected to the working shift register of the correlator.
Такое устройство имеет низкое быстродействие из-за необходимости повторения процессов приема и задержки сигналов, их корреляционной обработки, для каждого шага измерения временного запаздывания между сигналами, а также повторения этих процессов для каждого из "окон" в случае обзора всего участка трубопровода. Such a device has low speed due to the need to repeat the processes of receiving and delaying signals, correlating them for each step of measuring the time delay between the signals, as well as repeating these processes for each of the “windows” in the case of a review of the entire pipeline section.
Известно устройство для обнаружения и определения местонахождения утечек жидкости, содержащее датчики двух каналов, соединенные с усилителями, формирователи импульсов, коррелятор, включающий блок регулируемой задержки, задающий генератор с делителем частоты, блок оперативной памяти, индикатор, триггеры управления. A device for detecting and determining the location of fluid leaks, containing sensors of two channels connected to amplifiers, pulse shapers, a correlator including an adjustable delay unit, a master oscillator with a frequency divider, a random access memory unit, an indicator, control triggers.
Недостаток этого устройсства заключается в его низком быстродействии, так как обследование трубопровода ведется последовательным обследованием его "окон", а обследование всего участка трубопровода между датчиками не предусмотрено. Устройство имеет низкое быстродействие из-за необходимости повторения процессов приема и задержки сигналов, их корреляционной обработки для каждого шага измерения временного запаздывания между сигналами, а также необходимости вести запись и считывание данных в один блок оперативной памяти в одном такте, что увеличивает длительность этого такта. The disadvantage of this device is its low speed, since the inspection of the pipeline is carried out by a sequential examination of its "windows", and inspection of the entire section of the pipeline between the sensors is not provided. The device has a low speed due to the need to repeat the processes of receiving and delaying signals, their correlation processing for each step of measuring the time delay between signals, as well as the need to write and read data in one block of RAM in one clock cycle, which increases the duration of this clock cycle.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода, содержащее датчики двух каналов, соединенные с усилителями, выходы которых подключены к входам формирователей импульсов, две пары буферных блоков оперативной памяти, информационные входы которых подключены к выходам первого и второго формирователей импульсов, с первого по четвертый блоки управления памятью, выходы которых подключены к входам управления соответствующих буферных блоков оперативной памяти, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами буферных блоков оперативной памяти первой пары, а вторые с выходами буферных блоков оперативной памяти второй пары, коммутатор, входы которого подключены к выходам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок формирования приращения, входом подключенный к выходу коммутатора, реверсивный счетчик накопления, вход которого подключен к выходу блока формирования приращения, накопительный блок оперативной памяти, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), индикатор, первый вход которого подключен к выходу ЦАП, генератор тактовых импульсов, первый блок управления устройством, второй блок управления, первый выход которого подключен к адресному входу накопительного блока оперативной памяти, перестраиваемый генератор, элемент И, первый вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора, первый счетчик задержки, выход которого подключен к второму входу индикатора, счетчик установки задержки, кнопку маркера, выход которой подключен к входу счетчика установки задержки, индикатор расстояния до места утечки, счетчик расстояния, выход которого подключен к индикатору расстояния, блок переключателей установки расстояния между датчиками, группу сумматоров, входы которых подключены к блоку переключателей установки расстояния, а выходы к входу начальной установки счетчика расстояния. The closest in technical essence to the claimed device is a device for determining the location of damage to the pressure pipe containing sensors of two channels connected to amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of pulse shapers, two pairs of buffer blocks of RAM, the information inputs of which are connected to the outputs of the first and second pulse shapers, from the first to the fourth memory control blocks, the outputs of which are connected to the control inputs of the corresponding buffer blocks of the opera memory, two EXCLUSIVE OR elements, the first inputs of which are connected to the outputs of the buffer blocks of RAM of the first pair, and the second with the outputs of the buffer blocks of RAM of the second pair, a switch, the inputs of which are connected to the outputs of the EXCLUSIVE OR elements, an incrementing unit, the input connected to the output of the switch, a reversible accumulation counter, the input of which is connected to the output of the increment forming block, a memory storage block, a digital-to-analog converter (DAC), an indicator, the first the first input of which is connected to the output of the DAC, the clock pulse generator, the first device control unit, the second control unit, the first output of which is connected to the address input of the memory storage unit, a tunable generator, element I, the first input of which is connected to the output of the tunable generator, the first counter delay, the output of which is connected to the second input of the indicator, delay setting counter, marker button, the output of which is connected to the input of the delay setting counter, distance indicator and leaks, a distance meter whose output is connected to the distance indicator, a block of switches for setting the distance between the sensors, a group of adders, the inputs of which are connected to the block of switches for setting the distance, and outputs to the input of the initial setting of the distance meter.
Недостаток устройства заключается в его большой сложности и невысоком быстродействии, так как оно содержит два буферных регистра, блок оперативной памяти и блок управления устройством. Указанное устройство также имеет низкую точность локализации течи вследствие приближенного определения пика корреляционной функции и корреляционной задержки. The disadvantage of the device is its great complexity and low speed, since it contains two buffer registers, a RAM block and a device control unit. The specified device also has a low accuracy of localization of the leak due to the approximate determination of the peak of the correlation function and correlation delay.
В основу изобретения положена задача упростить устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода, не снижая его технологических и функциональных возможностей, повысить быстродействие и точность путем обследования трубопровода в режимах с различным пространственно-временным масштабом определения корреляционной функции между сигналами от датчиков. The basis of the invention is to simplify the device for determining the location of damage to the pressure pipe, without reducing its technological and functional capabilities, to improve performance and accuracy by examining the pipe in modes with different spatio-temporal scales for determining the correlation function between the signals from the sensors.
Указанная задача решается тем, что в устройство для определения мест повреждения трубопровода, содержащее датчики двух каналов, соединенные с усилителями, выходы которых подключены к входам формирователей импульсов, две пары буферных блоков оперативной памяти, информационные входы которых подключены к выходам первого и второго формирователей импульсов, с первого по четвертый блоки управления памятью, выходы которых подключены к входам управления соответствующих буферных блоков оперативной памяти, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами буферных блоков оперативной памяти первой пары, а вторые с выходами буферных блоков оперативной памяти второй пары, коммутатор, входы которого подключены к выходам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок формирования приращения, входом подключенный к выходу коммутатора, реверсивный счетчик накопления, вход которого подключен к выходу блока формирования приращения, накопительный блок оперативной памяти, ЦАП, индикатор, первый вход которого подключен к выходу ЦАП, генератор тактовых импульсов, первый блок управления устройством, второй блок управления, первый выход которого подключен к адресному входу накопительного блока оперативной памяти, перестраиваемый генератор, элемент И, первый вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора, первый счетчик задержки, выход которого подключен к второму входу индикатора, счетчик установки задержки, кнопку маркера, выход которой подключен к входу счетчика установки задержки, индикатор расстояния до места утечки, счетчик расстояния, выход которого подключен к индикатору расстояния, блок переключателей установки расстояния между датчиками, группу сумматоров, входы которых подключены к блоку переключателей установки расстояния, а выходы к входу начальной установки счетчика расстояния, согласно изобретению введены управляемый делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход к синхровходу блока управления устройством, переключатель режима, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя частоты и первому блоку управления устройством, регистр результата, входом подключенный к выходу накопительного блока оперативной памяти и входу начальной установки реверсивного счетчика накопления, а выходом к входу ЦАП, второй счетчик задержки, вход начальной установки которого подключен к выходу счетчика установки задержки и входу начальной установки первого счетчика задержки, а выход к второму входу элемента И, переключатель установки скорости, подключенный к управляющему входу перестраиваемого генератора, причем выход реверсивного счетчика накопления соединен с входом накопительного блока оперативной памяти, выход стробирующгео сигнала второго блока управления подключен к синхровходу индикатора и входу разрешения начальной установки первого счетчика задержки, первый выход первого блока управления устройством подключен к первому управляющему входу блока формирования приращения, второй управляющий вход которого подключен к второму выходу первого блока управления устройством, третий выход которого подключен к синхровходу второго блока управления, вход начальной установки которого подключен к первым входам с первого по четвертый блоков управления памятью, входу управления индикатора расстояния и к четвертому выходу первого блока управления устройством, пятый и шестой выходы подключены соответственно к входам разрешения записи первых и вторых буферных блоков оперативной памяти первой и второй пары, седьмой и восьмой выходы подключены к вторым и третьим входам первого и третьего блоков управления памятью, девятый и десятый выходы блока управления устройством подключены к вторым и третьим входам второго и четвертого блоков управления памятью соответственно, вход разрешения записи накопительного блока оперативной памяти подключен к входу переключения адреса второго блока управления и к одиннадцатому выходу первого блока управления устройством, двенадцатый выход которого подключен к четвертым входам блоков управления памятью, пятые входы первых двух из которых и пятые входы вторых двух из которых подключены к тринадцатому и четырнадцатому входам первого блока управления устройством, пятнадцатый выход которого подключен к старшему разряду входа начальной установки второго счетчика задержки, вход разрешения начальной установки которого подключен к входу кнопки маркера, к управляющему входу коммутатора и к десятому выходу первого блока управления устройством, а шестнадцатый и семнадцатый выходы подключены соответственно к входам суммирования и вычитания первого счетчика задержки, восемнадцатый выход первого блока управления устройством подключен к второму синхровходу второго блока управления и к входу управления начальной установкой реверсивного счетчика накопления, вход сброса которого подключен к девятнадцатому выходу первого блока управления уcтройcтвом, двадцатый выход которого подключен к вычитающему входу счетчика задержки, шестые входы первых и вторых блоков управления памятью первой и второй пар входных блоков оперативной памяти подключены к двадцать первому и двадцать второму выходам первого блока управления устройством соответственно. This problem is solved in that in a device for determining places of damage to the pipeline, containing sensors of two channels connected to amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of pulse shapers, two pairs of buffer blocks of RAM, the information inputs of which are connected to the outputs of the first and second pulse shapers, from the first to the fourth memory control units, the outputs of which are connected to the control inputs of the corresponding buffer blocks of RAM, two EXCLUSIVE OR elements, the first the inputs of which are connected to the outputs of the buffer blocks of random access memory of the first pair, and the second to the outputs of the buffer blocks of random access memory of the second pair, the switch, the inputs of which are connected to the outputs of the elements EXCLUSIVE OR, the incrementing unit, the input connected to the output of the switch, a reverse accumulation counter, the input of which connected to the output of the increment forming unit, a storage block of RAM, the DAC, an indicator, the first input of which is connected to the output of the DAC, a clock generator, the first control unit device, the second control unit, the first output of which is connected to the address input of the accumulating memory block, a tunable generator, element And, the first input of which is connected to the output of the tunable generator, the first delay counter, the output of which is connected to the second input of the indicator, the delay setting counter, marker button, the output of which is connected to the input of the delay setup counter, distance indicator to the leak, distance meter, the output of which is connected to the distance indicator, block switches for setting the distance between sensors, a group of adders, the inputs of which are connected to the block of switches for setting the distance, and the outputs for the input of the initial setting of the distance meter, according to the invention, a controlled frequency divider is introduced, the input of which is connected to the output of the clock generator, and the output to the sync input of the device control unit , mode switch, the output of which is connected to the control input of the controlled frequency divider and the first device control unit, result register, input ohm connected to the output of the storage block of RAM and the input of the initial installation of the reverse accumulation counter, and the output to the input of the DAC, the second delay counter, the input of the initial installation of which is connected to the output of the delay setup counter and the input of the initial setup of the first delay counter, and the output to the second input of the element And, the speed setting switch connected to the control input of the tunable generator, and the output of the reversible accumulation counter is connected to the input of the operating unit in the main memory, the output of the strobe signal of the second control unit is connected to the clock input of the indicator and the input of the initial setting of the first delay counter, the first output of the first control unit of the device is connected to the first control input of the increment formation unit, the second control input of which is connected to the second output of the first control unit of the device, the third output of which is connected to the sync input of the second control unit, the input of the initial installation of which is connected to the first inputs from the first to the fourth the fifth of memory control units, the distance indicator control input and the fourth output of the first device control unit, the fifth and sixth outputs are connected respectively to the recording permission inputs of the first and second buffer blocks of random access memory of the first and second pairs, the seventh and eighth outputs are connected to the second and third inputs the first and third memory control units, the ninth and tenth outputs of the device control unit are connected to the second and third inputs of the second and fourth memory control units, respectively , the recording permission input of the RAM memory block is connected to the address switching input of the second control unit and to the eleventh output of the first device control unit, the twelfth output of which is connected to the fourth inputs of the memory control units, the fifth inputs of the first two of which and the fifth inputs of the second two of which are connected to the thirteenth and fourteenth inputs of the first control unit of the device, the fifteenth output of which is connected to the highest level of the input of the initial installation of the second counter back Arms, the initial setting enable input of which is connected to the marker button input, to the control input of the switch and to the tenth output of the first device control unit, and the sixteenth and seventeenth outputs are connected respectively to the sum and subtract inputs of the first delay counter, the eighteenth output of the first device control unit is connected to the second clock input of the second control unit and to the control input of the initial installation of the reversible accumulation counter, the reset input of which is connected to nineteen mu output of the first device control unit, the twentieth output of which is connected to the subtracting input of the delay counter, the sixth inputs of the first and second memory control units of the first and second pairs of RAM input blocks are connected to the twenty first and twenty second outputs of the first device control unit, respectively.
Блок формирования приращения содержит первый и второй триггеры, D-входы которых подключены к выходу коммутатора, при этом инверсный выход первого триггера и выход второго триггера соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика накопления, причем первый управляющий вход блока подключен к синхровходам первого и второго триггеров, S-вход первого и R-вход второго из которых подключены к второму управляющему входу этого блока. The incrementing block contains the first and second triggers, the D-inputs of which are connected to the output of the switch, while the inverse output of the first trigger and the output of the second trigger are connected respectively to the addition and subtraction inputs of the reversible accumulation counter, and the first control input of the block is connected to the clock inputs of the first and second flip-flops, the S-input of the first and R-input of the second of which are connected to the second control input of this block.
Первый блок управления содержит кнопку пуска, кнопку продолжения, переключатель положения окна, четыре выхода которого соответствуют четырем положениям окна просмотра участка трубопровода, счетчик тактов, имеющий восемь ступеней деления частоты, синхровход которого является синхровходом и вторым выходом блока, первый элемент НЕ, вход которого подключен к синхровходу, а выход является первым выходом блока, первый триггер, выход которого является третьим выходом блока, а синхровход и R-вход подключены к инверсному выходу третьей ступени и выходу второй ступени счетчика тактов, с второго по четвертый триггеры, синхровходы которых подключены соответственно к инверсным выходм с четвертой по шестую ступеней счетчика тактов, пятый и шестой триггеры, D-входы которых подключены соответственно к выходам третьего и четвертого триггеров, седьмой триггер, R-вход которого подключен к кнопке пуска и S-входу четвертого триггера, а синхровход подключен к выходу восьмой ступени счетчика тактов, выход первой ступени которого подключен к R-входам с второго по четвертый триггеров и к синхровходам пятого и шестого триггеров, а инверсный и прямой выходы седьмой ступени которого являются соответственно восьмым и десятым выходами блока, второй и третий элементы И, выходы которых являются пятым и шестым выходами блока, первые входы которых подключены к выходу второго триггера, а вторые входы к восьмому и десятому выходам блока, четвертый элемент И, входы которого подключены к выходам первого и пятого триггеров, а выход является восемнадцатым выходом блока, первый элемент ИЛИ, входами подключенный к выходу четвертого элемента И и выходу шестого триггера, пятый и шестой элементы И, первые входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, а вторые входы и выходы подключены соответственно к десятому и восьмому, седьмому и девятому выходам блока, седьмой элемент И, выход которого является девятнадцатым выходом блока, а первый и второй входы подключены к восемнадцатому выходу блока и инверсному выходу шестого триггера, второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к R-входу восьмого триггера, а первый и второй входы подключены к инверсному выходу седьмого триггера и кнопке продолжения, восьмой элемент И, выход которого является одиннадцатым выходом блока, а первый и второй входы подключены к прямому и инверсному выходам третьего и восьмого триггеров, счетчик задания задержки, выход которого является двенадцатым выходом первого блока управления, вход управления начальной установки которого подключен к четвертому выходу блока, третий элемент ИЛИ, выход которого является пятнадцатым выходом блока, а входы подключены к второму и четвертому выходам переключателя положения окна, первый и четвертый выходы которого подключены к входам четвертого элемента ИЛИ, пятый элемент ИЛИ, входы которого подключены к третьему и четвертому входам переключателя положения окна, первый и четвертый выходы которого подключены к входам шестого элемента ИЛИ, выход которого является двадцатым выходом блока, второй и третий коммутаторы, первые и вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам шестой ступени счетчика тактов, к выходам четвертого и пятого элементов ИЛИ, а выходы коммутаторов подключены к входам сложения и вычитания счетчика задания задержки, вход разрешения начальной установки которого подключен к четвертому выходу блока, третий и четвертый коммутаторы, выходы которых являются тринадцатым и четырнадцатым выходами блока, второй элемент НЕ, вход которого подключен к переключателю режима, девятый идесятый элементы И, первые входы которых подключены к входу второго элемента НЕ, а вторые входы к первому входу переключателя положения окна и выходу шестого элемента ИЛИ, одиннадцатый и двенадцатый элементы И, выходы которых являются шестнадцатым и семнадцатым выходами блока, а первые входы подключены к третьему выходу блока, пятый и шестой коммутаторы, выходы которых являются двадцать первым и двадцать вторым выходами блока, управляющие входы подключены к десятому выходу блока, причем D-входы с третьего по шестой, седьмого и восьмого треггеров подключены к источнику логической "1", при этом разряды, начиная с младших, входа начальной установки счетчика задания задержки подключены соответственно к источнику логического "0", выходу второго элемента НЕ и выходам девятого и десятого элементов И, одиннадцатый выход блока подключен к входам разрешения выдачи первого и второго коммутаторов, выход первого элемента ИЛИ подключен к входам разрешения выдачи третьего и четвертого коммутаторов, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам шестой ступени счетчика тактов, второго элемента НЕ, пятого и четвертого элементов ИЛИ, вход второго элемента НЕ подключен к управляющим входам с первого по четвертый коммутаторов, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к вторым прямому и инверсному входам одиннадцатого и двенадцатого элементов И, первый и второй входы пятого коммутатора, второй и первый входы шестого коммутатора подключены к выходам второго триггера и первого элемента НЕ соответственно. The first control unit contains a start button, a continue button, a window position switch, the four outputs of which correspond to the four positions of the pipeline section viewing window, a clock counter having eight stages of frequency division, the clock input of which is the clock input and the second output of the unit, the first element is NOT, the input of which is connected to the sync input, and the output is the first output of the block, the first trigger, the output of which is the third output of the block, and the sync input and R-input are connected to the inverse output of the third stage and the output of the second stage of the clock counter, from the second to the fourth triggers, the clock inputs of which are connected respectively to the inverse outputs of the fourth to sixth steps of the clock counter, the fifth and sixth triggers, the D-inputs of which are connected respectively to the outputs of the third and fourth triggers, the seventh trigger, R - the input of which is connected to the start button and the S-input of the fourth trigger, and the clock input is connected to the output of the eighth step of the clock counter, the output of the first stage of which is connected to the R-inputs from the second to fourth triggers and to the clock the inputs of the fifth and sixth triggers, and the inverse and direct outputs of the seventh stage of which are the eighth and tenth outputs of the block, the second and third I elements, the outputs of which are the fifth and sixth outputs of the block, the first inputs of which are connected to the output of the second trigger, and the second inputs to the eighth and tenth outputs of the block, the fourth AND element, the inputs of which are connected to the outputs of the first and fifth triggers, and the output is the eighteenth output of the block, the first OR element, the inputs connected to the output of the fourth AND element the output of the sixth trigger, the fifth and sixth AND elements, the first inputs of which are connected to the output of the first OR element, and the second inputs and outputs are connected respectively to the tenth and eighth, seventh and ninth outputs of the block, the seventh element And, the output of which is the nineteenth output of the block, and the first and second inputs are connected to the eighteenth output of the block and the inverse output of the sixth trigger, the second OR element, the output of which is connected to the R-input of the eighth trigger, and the first and second inputs are connected to the inverse output of the seventh trigger and the continuation button, the eighth element And, the output of which is the eleventh output of the block, and the first and second inputs are connected to the direct and inverse outputs of the third and eighth triggers, a delay setting counter, the output of which is the twelfth output of the first control unit, the control input of the initial installation of which is connected to the fourth output of the block, the third OR element, the output of which is the fifteenth output of the block, and the inputs are connected to the second and fourth outputs of the window position switch, the first and fourth you whose moves are connected to the inputs of the fourth OR element, the fifth OR element, whose inputs are connected to the third and fourth inputs of the window position switch, the first and fourth outputs of which are connected to the inputs of the sixth OR element, the output of which is the twentieth output of the unit, the second and third switches, the first and the second inputs of which are connected respectively to the inverse and direct outputs of the sixth step of the clock counter, to the outputs of the fourth and fifth elements OR, and the outputs of the switches are connected to the inputs of addition and subtraction a delay setting counter whose initial setting enable input is connected to the fourth output of the block, the third and fourth switches whose outputs are the thirteenth and fourteenth outputs of the block, the second element is NOT, the input of which is connected to the mode switch, the ninth and ninth elements are And, the first inputs of which are connected to the input of the second element NOT, and the second inputs to the first input of the window position switch and the output of the sixth OR element, the eleventh and twelfth AND elements, the outputs of which are sixteenth and the seventeenth outputs of the block, and the first inputs are connected to the third output of the block, the fifth and sixth switches, the outputs of which are the twenty first and twenty second outputs of the block, the control inputs are connected to the tenth output of the block, with D-inputs from the third to the sixth, seventh and eighth tribrachs connected to the source of logical “1”, while the bits, starting with the lowest, of the input of the initial setting of the delay job counter are connected respectively to the source of logical “0”, the output of the second element NOT and the outputs of the ninth and tenth elements kentov AND, the eleventh output of the block is connected to the permission inputs for issuing the first and second switches, the output of the first OR element is connected to the permission inputs for issuing the third and fourth switches, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the sixth step of the clock counter, second element NOT, fifth and of the fourth OR element, the input of the second element is NOT connected to the control inputs from the first to fourth switches, the output of the fourth OR element is connected to the second direct and inverse inputs of the eleventh and twelfth AND gates, first and second inputs of the fifth switch, the first and second inputs of the sixth switch connected to the outputs of the first and second trigger element NOT respectively.
Каждый блок управления памятью содержит коммутатор, первый, второй и управляющий входы которого являются соответственно первым, пятым и третьим входами блока, счетчик адреса, выход которого является выходом блока, вход установки в ноль которого подключен к выходу коммутатора, входы начальной установки и разрешения начальной установки являются четвертым и вторым входами блока, а вход сложения является шестым входом блока. Each memory control unit contains a switch, the first, second, and control inputs of which are the first, fifth, and third inputs of the block, the address counter, the output of which is the output of the block, the zero input of which is connected to the switch output, the initial installation inputs and initial installation permissions are the fourth and second inputs of the block, and the addition input is the sixth input of the block.
Благодаря указанным отличительным признакам обеспечивается надежное и качественное выявление и определение местоположения утечки с высокой степенью достоверности. Предлагаемое устройство проще, так как в нем отсутствуют сумматор, регистр перезаписи и дисплейный блок оперативной памяти. Оно имеет вдвое большее быстродействие, так как в нем процесс считывания из буферных блоков оперативной памяти данных, их перемножение на схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и процесс накопления в счетчике накоплений выполняются не- зависимо в следующих друг за другом тактах. Данное устройство при тактовой частоте позволяет ускорить обследование большого участка трубопровода. Устройство имеет различное количество окон обследования и работает с различной перестраиваемой частотой дискретизации входных сигналов, что расширяет его функциональные возможности. При этом при управляемом изменении коэффициента деления перестраиваемого делителя частоты изменяется частота дискретизации сигнала, а с ней и пространственно-временной масштаб определяемой корреляционной функции. Thanks to these distinctive features, reliable and high-quality detection and location of the leak with a high degree of reliability is provided. The proposed device is simpler, since it lacks an adder, a rewrite register and a display unit of RAM. It has twice the speed, since in it the process of reading data from the buffer blocks of the RAM memory, multiplying them in the EXCLUSIVE OR scheme, and the accumulation process in the accumulation counter are performed independently in successive clock cycles. This device at a clock frequency allows you to speed up the inspection of a large section of the pipeline. The device has a different number of examination windows and works with different tunable sampling rates of input signals, which expands its functionality. Moreover, with a controlled change in the division coefficient of the tunable frequency divider, the signal sampling frequency changes, and with it the spatio-temporal scale of the determined correlation function.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed device from the prototype were not identified, and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "inventive step".
На фиг.1,2 и 3 показаны структурные схемы устройства для определения мест повреждения напорного трубопровода, его блока формирования приращения и блока вычисления расстояния соответственно; структурные схемы блоков управления устройством и управления памятью показаны на фиг.4, 5 и 6 соответственно; на фиг.7 представлена временная диаграмма работы блока управления устройством. In Fig.1,2 and 3 shows the structural diagrams of a device for determining the location of damage to the pressure pipe, its unit for the formation of increment and unit for calculating the distance, respectively; block diagrams of the device control and memory control units are shown in FIGS. 4, 5 and 6, respectively; 7 shows a timing diagram of the operation of the device control unit.
Устройство для определения мест повреждения напорного трубопровода содержит датчики 1 и 2 двух каналов, соединенные с усилителями 3 и 4, выходы которых подключены к входам формирователей 5 и 6 импульсов, две пары буферных блоков 7 и 8, 9 и 10 оперативной памяти, информационные входы которых подключены к выходам первого и второго формирователей 5 и 6, импульсов, с первого по четвертый блоки 11,14 управления памятью, выходы которых подключены к входам управления соответствующих буферных блоков 7,10 оперативной памяти, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и 16, первые входы которых соединены с выходами буферных блоков 7 и 8 оперативной памяти первой пары, а вторые с выходами буферных блоков 9 и 10 оперативной памяти второй пары, коммутатор 17, входы которого подключены к выходам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и 16, блок 18 формирования приращения, входом подключенный к выходу коммутатора 17, реверсивный счетчик 19 накопления, вход которого подключен к выходу блока 18 формирования приращения, накопительный блок 20 оперативной памяти, регистр 21 результата, ЦАП 22, индикатор 23, первый вход которого подключен к выходу ЦАП 22, генератор 24 тактовых импульcов, управляемый делитель 25 частоты, первый блок 26 управления устройством, блок 27 вычисления расстояния, переключатель 28 режима, второй блок 29 управления, выходом подключенный к адресному входу накопительного блока 20 оперативной памяти. Вход управляемого делителя 25 частоты подключен к выходу генератора 24 тактовых импульсов, а выход к синхровходу первого блока 26 управления устройством. Выход переключателя 28 режима подключен к управляющему входу управляемого делителя 25 частоты и первому блоку 26 управления устройством. Выход реверсивного счечтика 19 накопления соединен с входом накопительного блока 20 оперативной памяти, а регистр 21 результата входом подключен к выходу накопительного блока оперативной памяти и входу начальной установки реверсивного счетчика 19 накопления, а выходом к входу ЦАП 22. The device for determining the location of damage to the pressure pipe contains
Блк 18 формирования приращения (фиг.2) содержит первый и второй триггеры 30 и 31, D-входы которых подключены к выходу коммутатора 17, а инверсный выход первого триггера и выход второго триггера соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 19 накопления, причем первый управляющий вход блока подключен к синхровходам первого и второго триггеров 30 и 31, S-вход триггера 30 и R-вход триггера 31 подключены к второму управляющему входу блока 18.
Блок 27 вычисления расстояния (фиг.3) содержит блок 32 переключателей установки расстояния между датчиками, группу сумматоров 33, входы которых подключены к блоку 32 переключателей установки расстояния, счетчик 34 расстояния, индикатор 35 расстояния до места утечки, переключатель 36 установки скорости, перестраиваемый генератор 37, элемент И 38, первый вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора 37, кнопку 39 маркера, счетчик 40 установки задержки, второй счетчик 41 задержки, первый счетчик 42 задержки, выход которого подключен к второму входу индикатора 23. Выходы группы сумматоров 33 подключены к входу начальной установки счетчика 34 расстояния, выход которого подключен к индикатору 35 расстояния. Выход кнопки 39 маркера подключен к входу счетчика 40 установки задержки, вход начальной установки второго счетчика 41 задержки подключен к выходу счетчика 40 установки задержки и входу начальной установки первого счетчика 41 задержки, а выход подключен к второму входу элемента И 38. Выход переключателя 36 установки скорости подключен к управляющему входу перестраиваемого генератора 37. The distance calculation unit 27 (Fig. 3) contains a
Первый блок 26 управления устройством (фиг.4 и 5) содержит кнопку 43 пуска, кнопку 44 продолжения, переключатель 45 положения окна, четыре выхода которого соответствуют четырем положениям окна просмотра участка трубопровода, счетчик 46 тактов, первый триггер 47, с второго по четвертый триггеры 48,50, синхровходы которых подключены соответственно к инверсным выходам с четвертой по шестую ступеней счетчика 46 тактов, пятый и шестой триггеры 51 и 52, D-входы которых подключены соответственно к выходам третьего 49 и четвертого 50 триггеров, седьмой триггер 53, R-вход которого подключен к кнопке 43 пуска и к S-входу четвертого триггера 50, а синхровход к выходу восьмой ступени счетчика 46 тактов, выход первой ступени которого подключен к R-входам с второго по четвертый триггеров 48, 49, 50 и к синхровходам пятого 51 и шестого 52 триггеров, восьмой триггер 54, второй 55 и третий 56 элементы И, первые входы которых подключены к выходу второго триггера 48, четвертый элемент И 57, входы которого подключены к выходам первого 47 и пятого 51 триггеров, с пятого по двенадцатый элементы И 58,65, первый элемент ИЛИ 66, входами подключенный к выходу четвертого элемента И 57 и выходу шестого триггера 52, второй элемент ИЛИ 67, выход которого подключен к R-входу восьмого триггера 54, а первый и второй входы подключены к инверсному выходу седьмого триггера 53 кнопке 44 продолжения, с третьего по шестой элементы ИЛИ 68,71, первый и второй коммутаторы 72 и 73, первые и вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам шестой ступени счетчика 46 тактов, к выходам четвертого и пятого элементов ИЛИ 69 и 70, третий и четвертый коммутаторы 74 и 75, первый и второй элементы НЕ 76 и 77, счетчик 78 задания задержки, с первого по двадцать второй выходы 79,100, которые являются одноименными шинами управления устройства, пятый 101 и шестой 102 коммутаторы, выходы которых являются двадцать первым 99 и двадцать вторым 100 выходами первого блока управления. The first device control unit 26 (Figs. 4 and 5) contains a
Синхровход счетчика 46 тактов является синхровходом и вторым выходом 80 первого блока 26 управления, вход элемента НЕ 76 подключен к синхровходу блока 26, а выход является первым выходом 79 первого блока 26 управления. Выход первого триггера 47 является третьим выходом 81 блока 26, а синхровход и R-вход подключены к инверсному выходу третьей ступени и выходу второй ступени счетчика 46 тактов. Инверсный и прямой выходы седьмой ступени счетчика 46 тактов являются соответственно восьмым 86 и десятым 88 выходами первого блока 26 управления. Выходы второго 55 и третьего 56 элементов И являются пятым 83 и шестым 84 выходами блока 26, а вторые входы второго и третьего элементов И подключены к восьмому 86 и десятому 88 выходам блока 26 управления. Выход четвертого элемента И 57 является восемнадцатым 96 выходом первого блока 26 управления. Первые входы пятого 58 и шестого 59 элементов И подключены к выходу первого элемента ИЛИ 66, а вторые входы и выходы подключены соответственно к десятому 88 и восьмому 86, седьмому 85 и девятому 87 выходам блока 26 управления. Выход седьмого элемента И 60 является девятнадцатым выходом 97 блока 26, а его первый и второй входы подключены к восемнадцатому выходу 96 блока 26 и к инверсному выходу седьмого триггера 53. Выход восьмого элемента И 61 является одиннадцатым выходом 89 блока 26, а первый и второй входы подключены к прямому и инверсному выходам третьего 48 и восьмого 54 триггеров. Выход счетчика 78 задания задержки является двенадцатым выходом 90 и первого блока 26 управления, а его вход управления начальной установки подключен к четвертому выходу 82 первого блока 26 управления. Выход третьего элемента ИЛИ 68 является пятнадцатым выходом 93 блока 26, а его входы подключены к второму и четвертому выходам переключателя 45 положения окна, первый и четвертый выходы которого подключены к входам четвертого элемента ИЛИ 69. Входы пятого элемента ИЛИ 70 подключены к третьему и четвертому входам переключателя 45 положения окна, первый и четвертый выходы которого подключены к входам шестого элемента ИЛИ 71, выход которого является двадцатым выходом 98 первого блока 26 управления. Выходы первого и второго коммутаторов 72 и 73 подключены к входам сложения и вычитания счетчика 78 задания задержки, вход разрешения начальной установки которого подключен к четвертому выходу 82 первого блока 26 управления. Выходы третьего и четвертого коммутаторов 74 и 75 являются тринадцатым 91 и четырнадцатым 92 выходами первого блока 26 управления. Вход второго элемента НЕ 77 подключен к переключателю 28 режима. Первые входы девятого и десятого элементов И 62 и 63 подключены к входу второго элемента НЕ 77, а вторые входы подключены к первому входу переключателя 45 положения окна и выходу шестого элемента ИЛИ 71. Выходы одиннадцатого и двенадцатого элементов и 64 и 65 являются шестнадцатым 94 и семнадцатым 95 выходами блока 26, а их первые входы подключены к третьему выходу 81 блока 26 управления. D-входы с первого по четвертый 47, 50, седьмого 53 и восьмого 54 триггеров подключены к источнику логической "1". Разряды начиная с младших, входа начальной установки счетчика 78 задания задержки подключены соответствено к источнику логического "0", выходу второго элемента НЕ 77 и выходам девятого и десятого элементов И 62 и 63. Одиннадцатый выход 89 блока 26 подключен к входам разрешения выдачи первого и второго коммутаторов 72 и 73, выход первого элемента ИЛИ 66 подключен к входам разрешения выдачи третьего и четвертого коммутаторов 74 и 75, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам шестой ступени счетчика 46 тактов, второго элемента НЕ 77, пятого и третьего 68 элементов ИЛИ. Выход второго элемента НЕ 77 подключен к управляющим входам с первого по четвертый коммутаторов 72,75, выход третьего элемента ИЛИ 68 подключен к вторым прямому и инверсному входам одиннадцатого и двенадцатого элементов И 64 и 65. The clock input of the clock counter 46 is the clock input and the
Выход стробирующего сигнала второго блока 29 управления подключен к синхровходу индикатора 23 и входу разрешения начальной установки первого счетчика 42 задержки, первый выход 79 первого блока 26 управления устройством подключен к первому управляющему входу блока 18 формирования приращения, второй управляющий вход которого подключен к второму выходу 80 блока 26 управления устройством. Третий выход 81 последнего подключен к синхровходу второго блока 29 управления, вход начальной установки которого подключен к первым входам с первого по четвертый блоков 11,14 управления памятью, входу управления индикатора 35 расстояния и к четвертому выходу 82 первого блока 26 управления устройством. Пятый 83 и шестой 84 выходы блока 26 подключены соответственно к входам разрешения записи первых 7, 9 и вторых 8, 10 буферных блоков оперативной памяти первой и второй пар, седьмой 85 и восьмой 86 выходы к вторым и третьим входам первого 11 и третьего 13 блоков управления памятью, девятый 87 и десятый 88 выходы к вторым и третьим входам второго 12 и четвертого 14 блоков управления памятью соответственно. Вход разрешения записи накопительного блока 20 оперативной памяти подключен к одиннадцатому выходу 89 блока 26 управления устройством, двенадцатый выход 90 которого подключен к четвертым входам блоков 11,14 управления памятью, пятые входы двух первых 11, 12 и пятые входы двух вторых 13, 14 из которых подключены к тринадцатому 91 и четырнадцатому 92 входам блока управления устройством. Пятнадцатый выход 93 блока 26 подключен к старшему разряду входа начальной установки второго счетчика 41 задержки, вход разрешения начальной установки которого подключен к входу кнопки маркера, к управляющему входу коммутатора и к десятому выходу 88 первого блока 26 управления устройством. Шестнадцатый 94 и семнадцатый 95 выходы блока 26 подключены соответственно к входам суммирования и вычитания первого счетчика 42 задержки. Восемнадцатый выход 96 первого блока 26 управления устройством подключен к входу управления начальной установкой реверсивного счетчика 19 накопления, вход сброса которого подключен к девятнадцатому выходу 97 первого блока 26 управления устройством, двадцатый выход 98 которого подключен к вычитающему входу второго счетчика задержки. Двадцать первый 101 и двадцать второй 102 выходы блока управления подключены к шестым входам блоков 11, 13 и 12, 14 управления памятью соответственно. The output of the strobe signal of the
Каждый блок управления памятью (фиг.6) содержит коммутатор 103, первый, второй и управляющие входы которого являются соответственно первым, пятым и третьим входами блока, счетчик 104 адреса, выход которого является выходом блока. Вход установки в ноль счетчика 104 адреса подключен к выходу коммутатора 103, а входы начальной установки, разрешения начальной установки и сложения являются четвертым, вторым и шестым входами блока управления памятью. Each memory control unit (Fig.6) contains a
Второй блок 29 управления выполнен в две счетчика адреса считывания, выход переполнения которого является выходом стробирующего сигнала второго блока управления, и счетчика адреса записи, адреса из которых выдаются через коммутатор на адресный вход накопительного блока 20 оперативной памяти. При этом начальная установка счетчиков производится сигналом на шине 82, приращения счетчиков адреса считывания и записи выполняются по сигналам на шине 81 и на шине 96 соответственно, при единичном состоянии шины 89 второй блок управления выдает адрес записи, а иначе адрес считывания. The
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Механические колебания трубопровода, вызванные утечкой продуктов из трубопровода в месте повреждения, с помощью датчиков 1, 2, установленных с двух сторон от места утечки, преобразуются в электрические сигналы. После усиления сигналов усилителями 3 и 4 и преобразования формирователями 5 и 6 импульсов в двоичную последовательность они поступают на входы буферных блоков 7, 10 оперативной памяти. Устройство при конкретной его реализации выполняет вычисление корреляционной функции между сигналами от датчиков в 1024 точках. При этом с выходов с первой по восьмую ступеней счетчика 46 тактов выдается сигнал с частотой сигнала fо, поступающего на его синхровход с управляемого делителя 25 частоты, деленной соответственно на 2, 4, 16, 128, 512, 219, 220, 221. На младшие девять разрядов счетчика 78 задания задержки подается логический "0", а на десятый, одиннадцатый и двенадцатый разряды соответственно сигналы с выходов элементов НЕ 77, И 62 и 63. Все счетчики и триггеры устройства меняют свое состояние по фронту сигналов на своих синхровходах.The mechanical vibrations of the pipeline caused by the leakage of products from the pipeline at the site of damage, using
Вначале устройство устанавливается переключателем 28 режима в первый режим (на выходе переключателя 28 логический "0"), в котором выполняется обзорное обследование участка трубопровода. При этом управляемый делитель 25 частоты выполняет деление частоты генератора 24 тактовых импульсов на четыре. После нажатия кнопки 43 пуска счетчик 46 тактов и седьмой триггер 53 устанавливаются в ноль, а четвертый триггер 50 устанавливается в единицу. Сигнал с триггера 50 по шине 82 устанавливает в ноль счетчик второго блока 29 управления, а также, пройдя через первые входы коммутаторов 103, устанавливает в ноль счетчики 104 адреса блоков 11 и 13 управления памятью. First, the device is set by the
Через такт после установки в ноль счетчика 46 тактов устанавливается в ноль триггер 50 и начинается цикл записи исходных данных в буферные блоки 7 и 9 оперативной памяти. При этом на входы разрешения записи буферных блоков 7 и 9 оперативной памяти поступают импульсы записи с шины 83 с частотой fо/128 и длительностью 1 /fо (см. фиг.7), которая является частотой дискретизации входных сигналов. Буферные блоки 7 и 9 оперативной памяти получают со счетчиков 104 адреса блоков 11 и 13 адреса запаси, и после записи в них очередной пары данных хi и yi (i=14095) счетчики 104 увеличивают свое содержимое на 1 при поступлении сигнала по шине 99. После записи 4096 данных сигнал на шине 86 устанавливается в 0, а на шине 88 в 1 и начинается цикл записи данных в другую пару буферных блоков 8 и 10 оперативной памяти. При этом вначале устанавливаются в ноль счетчики 104 блоков 12, 14 управления памятью импульсом с триггера 50 и далее импульсы записи и увеличения на единицу счетчиков 104 блоков 12, 14 управления памятью поступают с шин 84 и 100 соответственно.After a clock cycle after setting the counter to zero, 46 clock cycles sets the
В это же время выполняется цикл обработки данных, считываемых с буферных блоков 7 и 9 оперативной памяти. При этом в нулевом такте цикла обработки по сигналу на шине 82 в счетчик 78 задания задержки записывается число 512 как начальный адрес считывания одного из каналов, а также устанавливается в ноль второй блок 29 управления. В следующем такте содержимое счетчика 78 переписывается в счетчик 104 адреса блока 11 управления памятью по сигналу на шине 85, а счетчик 104 блока 13 устанавливается в ноль по сигналу на шине 92, который формируется коммутатором 75 по сигналу разрешения с выхода элемента ИЛИ 66. В этом же такте устанавливаются в единицу триггеры 47, 49. At the same time, a cycle of processing data read from the buffer blocks 7 and 9 of the RAM. At the same time, in the zero cycle of the processing cycle by the signal on the
В следующем такте с буферных блоков 7 и 9 оперативной памяти по адресам 512 и 0 считываются битовые операнды х512 и yо, которые складываются по модулю два на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и таким образом сформированное их арифметическое произведение zо= х512 ˙ yoпройдя через первый вход коммутатора 17, записывается в первый и второй триггеры 30 и 31 по сигналу на шине 79. Так как триггер 53 установлен в единицу и на выходе элемента И сформировался импульс, поскольку единица из триггера 49 переписывается в триггер 51, то элемент И 60 выдает импульс в шину 97, который устанавливает в ноль счетчик 19 накопления. В конце этого такта увеличивается на единицу содержимое счетчиков 104 адреса блоков 11, 13 по сигналу на шине 99. В следующем такте, если операнд zо=0 (т.е. х512=yо), триггер 30 выдает импульс сложения с+1 (положительное приращение) на вход счетчика 19 накопления, а если zо=1 (х512 ≠ yо), то триггер 31 выдает импульс сложения с-1 (отрицательное приращение) на счетчик 19 накоплений т.е. операнд zо, как приращение алгебраически складывается с содержимым счетчика 19. В этом же такте из буферных блоков 7 и 9 оперативной памяти считываются следующие операнды: х513 и y1, произведение которых z1=х513 ˙ y1 фиксируется в триггерах 30,31.In the next clock cycle, bit operands x 512 and y о are read from the buffer blocks 7 and 9 of the RAM at addresses 512 and 0, which are added modulo two on the element EXCLUSIVE OR 15 and their arithmetic product is formed z о = x 512 ˙ y o having passed through the first input of the
Далее работа устройства продолжается аналогично. В i-м такте произведение zi-1 прибавляется к содержимому счетчика 19 накопления, операнды х512+i и yi считываются из буферных блоков 7 и 9 оперативной памяти и произведение zi= х512+i ˙ yi записывается в триггеры 30,31, а содержимое счетчиков 104 адреса блоков 11, 13 увеличивается на единицу и становится равным 512+i+1 и i+1. Через 512 тактов после начала цикла обработки триггер 49 на один такт устанавливается в единицу, сформированный таким образом импульс через элемент И 61 поступает на шину 89, как сигнал разрешения записи в накопительный блок 20 оперативной памяти и оценка корреляционной функции в точке, соответствующей задержке 512 тактов периода дискретиза- ции, как сумма приращений R-512= 
Одновременно с записью исходных данных в буферные блоки 7,10 оперативной памяти и их обработкой или когда устройство остановлено, выполняется отображение вычисляемых результатов Rj на экране индикатора 23. При этом каждые 16 тактов из накопительного блока 20 оперативной памяти считывается по адресу 0,1023 из второго блока 29 управления результат Rj (j=-512,511), который записывается в регистр 21 результата по сигналу на шине 81 и после преобразования в ЦАП 22 поступает в индикатор 23 для отображения. Индикатор синхронизируется сигналом переполнения счетчика адреса считывания второго блока управления, адрес в котором увеличивается по сигналу на шине 81.Simultaneously with the recording of the initial data in the buffer blocks 7.10 of the RAM and their processing or when the device is stopped, the calculated results R j are displayed on the screen of the
Если после одного цикла обработки пик корреляционной функции, который соответствует местоположению течи, не обнаружен, то после нажатия кнопки 44 продолжения начинается процесс уточнения оценок корреляционной функции Rj в точках j=-512,511. При этом триггер 53 устанавливается в единицу, а триггер 54 в ноль и процесс вычисления повторяется аналогично, как в первом цикле вычислений. Однако при этом запрещается установка в ноль счетчика 19 накоплений сигналом на шине 97 и вместо нее в том же такте выполняются считывание результата Rj из накопительного блока 20 оперативной памяти и запись его в счетчик 19 как его начальное состояние. При этом в конце цикла вычисления оценки в ту же ячейку накопительного блока 20 оперативной памяти записывается новое уточненное значение Rj=
Очередной цикл вычислений выполняется одновременно с реализацией цикла записи исходных данных для нового цикла вычислений и в то время, когда в буферные блоки 7, 9 оперативной памяти записываются исходные данные по адресу, выдаваемому блоками 11, 13, из буферных блоков 8, 10 оперативной памяти считываются данные на обработку по адресам из блоков 12, 14 и поступают на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16. В конце цикла буферные блоки 7, 9, и 8, 10 оперативной памяти, блоки 11, 13 и 12, 14 и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и 16 меняются ролями.If, after one processing cycle, the peak of the correlation function that corresponds to the location of the leak is not detected, then after pressing the continue
The next cycle of calculations is carried out simultaneously with the implementation of the cycle of writing the initial data for a new cycle of calculations and at the time when the source data are written to the buffer blocks 7, 9 of the RAM at the address issued by the
Процесс вычислений продолжается при нажатой кнопке 44, пока не будет обнаружен пик корреляции на экране индикатора 23. При этом фиксируют номер четверти участка экрана индикатора (номер окна от 1 до 4), в котором обнаружен корреляционный пик, и переключателем 28 переводят устройство во второй режим режим лупы, в котором уточняют положение корреляционного пика, а на переключателе 45 положения окна устанавливают номер окна обследования. The calculation process continues with the
Работа устройства во втором режиме аналогична работе в первом режиме за исключением следующих особенностей. Управляемый делитель 25 частоты пропускает сигнал с генератора 24 тактовых импульсов без изменений. Таким образом, тактовая частота fо блока 26 управления, а с ней и частота дискретизации входных сигналов оказываются вчетверо выше, чем в первом режиме и тем самым временной масштаб вычисляемой корреляционной функции оказывается вчетверо более крупным. В зависимости от заданного переключателем 44 окна просмотра изменяются начальное значение счетчика 78 установки задержки и знак его приращения, а также номер блока управления памятью, в которой записывается начальное значение адреса из счетчика 78. При исследовании первого окна просмотра исходное состояние счетчика 78 равно 2048 и к нему прибавляется -1, ненулевой начальный адрес пересылается в блок 11 или 12, а устройство вычисляет корреляционную функцию Rj для j=-2048,-1025. При исследовании второго окна просмотра исходное состояние счетчика 78 равно 1024 и к нему прибавляется -1, ненулевой начальный адрес пересылается в блок 11 или 12, а устройство вычисляет корреляционную функцию Rj для j=-1024,-1. При исследовании третьего окна просмотра исходное состояние счетчика 78 равно нулю и к нему прибавляется -1, ненулевой начальный адрес пересылается в блок 13 или 14, а устройство вычисляет корреляционную функцию Rj для j=0,1023. И наконец при исследовании четвертого окна просмотра исходное состояние счетчика 78 равно 1023 и к нему прибавляется +1, ненулевой начальный адрес пересылается в блок 13 или 14, а устройство вычисляет корреляционную функцию Rj или j=1024,2047.The operation of the device in the second mode is similar to the work in the first mode with the exception of the following features. A controlled
После обнаружения корреляционного пика в одном из окон просмотра выполняется вычисление расстояния до места течи с помощью блока 27 вычисления расстояния. Переключателем 32 установки расстояния устанавливается расстояние L между датчиками, переключателем 36 установки скорости устанавливается скорость звука V в трубопроводе. При нажатии на кнопку 39 маркера импульсы с шины 88 поступают на вход счетчика 40 установки задержки, в котором устанавливается код t=0,1023, соответствующий положению курсора. По стробирующему импульсу, пришедшему из второго блока 29 управления, этот код переписывается в первый счетчик 42 задержки, а по импульсу на шине 88 во второй счетчик 41 задержки. В последнем случае, если обследование ведется в первом или четвертом окне, к коду t прибавляется смещение 1024 как единица в старшем разряде счетчика 41, поступившая по шине 98. Если установлено первое или второе окно, то к содержимому счетчика 42 прибавляется +1, а иначе -1 и при переполнении счетчика 42 он выдает на второй вход индикатора 23 импульс маркера. Таким образом, регулируя с помощью кнопки 39 состояние t счетчика 40, равное числу временных отсчетов от края окна, ближайшего к середине обследуемого участка трубы, устанавливается курсор на экране индикатора 23 в месте пика корреляционной функции, а в счетчике 41 оказывается код, равный искомой задержке τ 0,2047. After detecting the correlation peak in one of the viewing windows, the distance to the leak point is calculated using the
По сигналу на шине 86 в счетчик расстояния записывается код L/2, полученный делением пополам кода с переключателя 32 с помощью группы сумматоров 33. Перестраиваемый генератор 37 выдает последовательность импульсов с частотой, равной скорости звука, деленной пополам V/2. Импульсами на шине 93 из содержимого τ счетчика 41 вычитаются единицы и на его выходе присутствует логическая "1", пока он не установится в ноль. Таким образом, на выходе счетчика 41 вырабатывается импульс длительностью, пропорциональной τ и элемент И 38 выдает на счетный вход счетчика 34 количество импульсов, равное V τ/2, которое вычитается из содержимого счетчика 34. В конце вычислений в счетчике 34 оказывается искомое число, равное D= L/2-V τ/2, которое по сигналу на шине 82 переписывается в индикатор 35 расстояния. According to the signal on the
В отличие от прототипа предлагаемое устройство проще, так как при прочих равных условиях в нем отсутствуют сумматор, регистр перезаписи и дисплейный блок оперативной памяти. Данное устройство имеет по крайней мере вдвое большее быстродействие, так как в нем процесс считывания из буферных блоков оперативной памяти данных, их перемножения на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и процесс накопления в счетчике накоплений выполняются независимо в следующих друг за другом тактах. Кроме того, из общей задержки сигнала исключена задержка сумматора, что позволяет вдвое уменьшить минимальную длительность такта. Данное устройство при той же тактовой частоте также позволяет ускорить обследование большого участка трубопровода. Пусть вычисление 1024 точек корреляционной функции до состояния острого ее пика занимает время t. Тогда обнаружение течи прототипом для 4096 точек займет время 4t. В данном устройстве два этапа обнаружения при работе в первом и втором режимах займут время t +t, где t время работы в первом режиме, а t во втором, причем t как правило, меньше или равно t, так как в первом режиме накопление данных необходимо вести до обнаружения пика корреляции, который может быть размытым и нечетким, а для локализации течи во втором режиме следует проводить накопление корреляционной функции до состояния острого пика, что значительно дольше. При соответствующем исполнении первого блока 26 управления и управляемого делителя 25 частоты устройство может иметь различное количество окон обследования и работать с различной перестраиваемой частотой дискретизации входных сигналов, что расширяет функциональные возможности устройства. Unlike the prototype, the proposed device is simpler, since, ceteris paribus, it lacks an adder, a rewrite register and a display unit of RAM. This device has at least twice the speed, since in it the process of reading data from the buffer blocks of the RAM, multiplying them on the EXCLUSIVE OR element and the accumulation process in the accumulation counter are performed independently in successive cycles. In addition, adder delay is excluded from the total signal delay, which allows halving the minimum cycle time. This device at the same clock frequency also allows you to speed up the inspection of a large section of the pipeline. Let the calculation of 1024 points of the correlation function to the state of its sharp peak take time t. Then leak detection by the prototype for 4096 points will take 4t. In this device, two stages of detection during operation in the first and second modes will take time t + t, where t is the operating time in the first mode, and t in the second, and t is usually less than or equal to t, since in the first mode, data accumulation is necessary lead to the detection of a correlation peak, which may be blurry and fuzzy, and to localize a leak in the second mode, the correlation function should be accumulated to the state of an acute peak, which is much longer. With the appropriate performance of the
Таким образом, основными преимуществами заявляемого решения по сравнению с известными являются высокая скорость, точность и качество обследования, при этом точность определения координаты повреждения (утечки) не зависит от длины одновременно обследуемого участка между двумя датчиками, а разрешающая способность устройства позволяет обследовать трубопроводы любой длины. Обеспечиваемая точность определения координаты утечки исключает нерациональные затраты, связанные с работами по доступу к телу трубопровода. С наибольшим успехом изобретение может быть использовано для обнаружения вызванных коррозией, эрозией и механическими воздействиями мест утечек из водопроводов, газопроводов, нефтепродуктов, продуктопроводов, тепловых сетей канальной и бесканальной прокладки. Thus, the main advantages of the proposed solution compared to the known ones are the high speed, accuracy and quality of the examination, while the accuracy of determining the coordinates of damage (leakage) does not depend on the length of the simultaneously examined area between two sensors, and the resolution of the device allows you to examine pipelines of any length. The provided accuracy of determining the coordinates of the leak eliminates the irrational costs associated with work on access to the body of the pipeline. With the greatest success, the invention can be used to detect leaks from water pipelines, gas pipelines, oil products, product pipelines, heating networks of channel and non-channel laying caused by corrosion, erosion and mechanical stress.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058006 RU2046251C1 (en) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | Device for detecting site of pipe line damage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5058006 RU2046251C1 (en) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | Device for detecting site of pipe line damage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2046251C1 true RU2046251C1 (en) | 1995-10-20 |
Family
ID=21611232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5058006 RU2046251C1 (en) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | Device for detecting site of pipe line damage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2046251C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703700C2 (en) * | 2014-08-01 | 2019-10-21 | Чарджпоинт Текнолоджи Лимитед | Usage monitoring system and method |
-
1992
- 1992-08-07 RU SU5058006 patent/RU2046251C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1681140, кл. F 17D 5/06, 1991. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703700C2 (en) * | 2014-08-01 | 2019-10-21 | Чарджпоинт Текнолоджи Лимитед | Usage monitoring system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4430722A (en) | Method and arrangement for the correlation of two signals | |
| RU2046251C1 (en) | Device for detecting site of pipe line damage | |
| US4285046A (en) | Correlation method | |
| US4545025A (en) | Auto covariance computer | |
| JPH0833882B2 (en) | Digital correlator | |
| RU2229157C2 (en) | Correlation time displacements measuring device | |
| US5550766A (en) | High speed digital polarity correlator | |
| SU809199A1 (en) | Multi-channel multi-measure digital correlator | |
| RU2051413C1 (en) | Digital correlator | |
| SU913413A1 (en) | Device for determining stationary intervals of random process | |
| SU1130874A1 (en) | Correlator | |
| RU2722462C1 (en) | Multichannel system for seismic surveys | |
| GB2174220A (en) | Autocorrelator | |
| KR100882473B1 (en) | Floating point speed sensing apparatus for motor encoder | |
| SU951322A1 (en) | Statistical analyzer for data quantity determination | |
| RU2227321C2 (en) | Correlation analyzer | |
| SU1249535A2 (en) | Device for performing spectrum analysis | |
| SU1675903A1 (en) | Device to define the arithmetic mean creeping | |
| RU2156471C2 (en) | Device measuring frequency of events | |
| SU928363A1 (en) | Device for performing fourier transform | |
| SU781820A1 (en) | Correlator | |
| SU1124325A1 (en) | Device for selecting signals | |
| SU1292019A1 (en) | Device for reading graphic information | |
| RU1833894C (en) | Autocorrelator | |
| SU903896A1 (en) | Device for determining function extremums |