RU2215932C1 - Method and device for marking and control of intrapipe objects - Google Patents
Method and device for marking and control of intrapipe objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215932C1 RU2215932C1 RU2002116097A RU2002116097A RU2215932C1 RU 2215932 C1 RU2215932 C1 RU 2215932C1 RU 2002116097 A RU2002116097 A RU 2002116097A RU 2002116097 A RU2002116097 A RU 2002116097A RU 2215932 C1 RU2215932 C1 RU 2215932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oscillations
- output
- amplitude
- circuit
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к вспомогательным устройствам для трубопроводных систем, а именно, к системам контроля и наблюдения за положением и состоянием, а также маркированием внутритрубных объектов типа "крот" (внутритрубных снарядов), пропускаемых внутри трубопроводов, в частности внутритрубных инспекционных снарядов, скребков и разделителей среды транспортировки, а также к системам их дистанционного управления, путем излучения низкочастотного электромагнитного поля внутри или вне трубопровода и регистрации электромагнитного поля с противоположной стороны относительно стенки трубопровода, распознавания и идентификации принятых сигналов, формирования соответствующих управляющих сигналов. The invention relates to auxiliary devices for pipeline systems, and in particular, to systems for monitoring and monitoring the position and condition, as well as marking of in-pipe objects of the “mole” type (in-pipe shells) passed inside pipelines, in particular, in-pipe inspection shells, scrapers, and medium dividers transportation, as well as to their remote control systems, by emitting a low-frequency electromagnetic field inside or outside the pipeline and registering the electromagnetic field with the opposite side relative to the wall of the pipeline, recognition and identification of received signals, the formation of the corresponding control signals.
Известно устройство контроля движения внутритрубных объектов (Патент РФ 2137977, MПK F 17 D 5/02, дата публикации 20.09.99) и способ его применения. Устройство содержит последовательно соединенные приемный преобразователь, усилитель, фильтр верхних частот, сумматор, исполнительный элемент, а также последовательно соединенные фильтр нижних частот и дополнительный усилитель. Выход усилителя подключен к входу фильтра нижних частот, выход дополнительного усилителя подключен к второму входу сумматора. A device for controlling the movement of in-pipe objects (RF Patent 2137977, MPK F 17 D 5/02, publication date 09/20/99) and a method for its use are known. The device contains a series-connected receiving transducer, amplifier, high-pass filter, adder, actuator, as well as series-connected low-pass filter and an additional amplifier. The output of the amplifier is connected to the input of the low-pass filter, the output of the additional amplifier is connected to the second input of the adder.
Устройство регистрирует характерное акустическое излучение, возникающее при движении внутритрубных снарядов. The device registers the characteristic acoustic radiation arising from the movement of in-tube shells.
Основным недостатком указанного устройства и способа его применения является ограниченность информации, которая может быть передана только от снаряда к наземному оборудованию, и только о факте движения снаряда без информации о состоянии снаряда. The main disadvantage of this device and its application is the limited information that can be transmitted only from the projectile to the ground equipment, and only about the fact of the projectile’s movement without information about the state of the projectile.
Известно устройство для контроля положения снаряда внутри трубопровода и способ его применения (а.с. СССР 1495564, МПК F 17 D 5/00, дата публикации 23.07.89). Устройство включает в себя приемопередатчик электромагнитных волн внутри трубопровода, излучающий электромагнитные волны внутрь трубопровода в направлении снаряда и принимающий излученные от указанного снаряда электромагнитные волны. Измерение разницы во времени между испущенным и принятым сигналом позволяет определить расстояние от точки наблюдения до снаряда, проходимое волнами внутри трубопровода вдоль его оси. A device is known for monitoring the position of a projectile inside a pipeline and a method for its use (AS USSR 1495564, IPC F 17 D 5/00, publication date 23.07.89). The device includes an electromagnetic wave transceiver inside the pipeline, emitting electromagnetic waves inside the pipeline in the direction of the projectile and receiving electromagnetic waves emitted from the specified projectile. Measurement of the time difference between the emitted and received signal allows you to determine the distance from the observation point to the projectile traveled by the waves inside the pipeline along its axis.
Использование такого устройства для определения положения снаряда, передвигающегося с потоком транспортируемой среды, требует введения антенны наземного приемо-передатчика внутрь трубопровода, что требует наличия специальных взрывобезопасных приспособлений на трубопроводе. Кроме того, точность данных о расстоянии по пути внутри трубопровода от точки наблюдения до застрявшего снаряда не достаточна для отыскания места раскопки трубопровода. The use of such a device to determine the position of a projectile moving with the flow of the transported medium requires the introduction of an antenna of the ground transceiver inside the pipeline, which requires special explosion-proof devices on the pipeline. In addition, the accuracy of the data on the distance along the path inside the pipeline from the observation point to the stuck projectile is not sufficient to find the excavation site of the pipeline.
Известно устройство для приема сигналов инфранизкой частоты от объекта, расположенного внутри трубопровода, и способ его применения (а.с. СССР 1458647, МПК F 17 D 5/00, дата публикации: 15.02.89). Устройство содержит магнитную антенну, соединенную через электронный блок с блоком индикации сигнала и характеризуется тем, что магнитная антенна включает в себя полый каркас, электрообмотку на каркасе и магнитопровод внутри каркаса. A device for receiving signals of infralow frequency from an object located inside the pipeline, and a method for its use (AS USSR 1458647, IPC F 17 D 5/00, publication date: 02/15/89). The device comprises a magnetic antenna connected via an electronic unit to a signal indicating unit and is characterized in that the magnetic antenna includes a hollow frame, an electrical winding on the frame and a magnetic circuit inside the frame.
Известно также устройство для индикации положения внутритрубных объектов (а. с. СССР 987278, МПК F 17 D 5/00, дата публикации 07.01.83) и способ его применения с помощью низкочастотного передатчика электромагнитных колебаний, расположенного со стороны, противоположной расположению указанного устройства относительно стенки трубопровода, которое включает в себя приемно-усилительный тракт, путем излучения низкочастотных электромагнитных колебаний внутри или вне трубопровода и приема и усиления указанных колебаний с противоположной стороны относительно стенки трубопровода. A device is also known for indicating the position of in-tube objects (a.s. USSR 987278, IPC F 17 D 5/00, publication date 01/07/83) and a method for using it with a low-frequency electromagnetic oscillation transmitter located on the side opposite to the location of the specified device relative to the walls of the pipeline, which includes the receiving-amplifying path, by emitting low-frequency electromagnetic waves inside or outside the pipeline and receiving and amplifying these oscillations from the opposite side tionary pipeline wall.
Основным недостатком указанных устройств и способов их применения является то, что в условиях сильных внешних паразитных электромагнитных воздействий снижена эффективность регистрации полезных сигналов из-за ложной идентификации, вызванной паразитными влияниями, а применение индукционных катушек с большой индуктивностью ограничивает возможность работы с устройством в труднодоступных районах укладки трубопроводов и ограничивает зону взрывобезопасного применения устройства (в соответствии с ГОСТ12.1.011-78 "Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний", ГОСТ12.2.020-76 "Электрооборудование взрывозащищенное. Классификация. Маркировка. ", ГОСТ 22782.5-78 "Искробезопасная электрическая цепь." и соответствующими требованиями Госгортехнадзора России). The main disadvantage of these devices and methods of their application is that under conditions of strong external parasitic electromagnetic influences, the efficiency of detecting useful signals is reduced due to spurious identification caused by spurious influences, and the use of induction coils with high inductance limits the ability to work with the device in hard-to-reach areas of installation pipelines and limits the zone of explosion-proof use of the device (in accordance with GOST 12.1.011-78 "Explosive mixtures. Classes fication and test methods ", GOST12.2.020-76" Explosion-proof electrical equipment. Classification. Marking. ", GOST 22782.5-78" Intrinsically safe electrical circuit. "and the relevant requirements of the State Technical Supervision of Russia).
Известно устройство для определения прохождения объектов из магнитного материала внутри трубопроводов (Патент РФ 2097649, МПК F 17 D 5/00, дата публикации 27.11.97) и способ его применения. Устройство содержит источник переменного сигнала (генератор) с подключенной к нему катушкой индуктивности, охватывающей трубопровод, а также приемный преобразователь в виде включенных встречно-последовательно катушек, охватывающих трубопровод, и подключенные к выходу приемного преобразователя последовательно соединенные усилитель, полосовой фильтр, синхронный детектор, пороговую схему, временной селектор и индикатор. Вход синхронизации синхронного детектора подключен к источнику переменного сигнала. A device for determining the passage of objects from magnetic material inside pipelines (RF Patent 2097649, IPC F 17 D 5/00, publication date 11/27/97) and a method for its application. The device contains an alternating signal source (generator) with an inductance coil connected to it, covering the pipeline, and a receiving transducer in the form of on / off coils covering the pipeline, and serially connected amplifier, bandpass filter, synchronous detector, threshold connected to the output of the receiving transducer circuit, time selector and indicator. The synchronization input of the synchronous detector is connected to an AC source.
Источник переменного сигнала с помощью катушки создает внутри трубопровода электромагнитное поле, что приводит к появлению напряжения на выходах приемных катушек. На вход усилителя поступает разностный сигнал, полосовой фильтр выделяет сигнал с частотой генератора, детектор выделяет огибающую сигнала. Сигнал на выходе детектора поступает на вход порогового устройства, которое преобразует его в два прямоугольных импульса, интервал между которыми анализируется временным селектором, если его значение попадает в некоторый интервал, то селектор идентифицирует данный сигнал как сигнал от снаряда и выдает сигнал на индикатор. The source of the alternating signal using a coil creates an electromagnetic field inside the pipeline, which leads to the appearance of voltage at the outputs of the receiving coils. A differential signal is input to the amplifier, a band-pass filter emits a signal with a generator frequency, and the detector emits a signal envelope. The signal at the detector output is fed to the input of the threshold device, which converts it into two rectangular pulses, the interval between which is analyzed by the time selector, if its value falls into a certain interval, the selector identifies this signal as a signal from the projectile and gives a signal to the indicator.
Основным недостатком указанного устройства и способа его применения является необходимость использования катушек, обхватывающих трубопровод, что ограничивает применимость способа и устройства при большой скорости снаряда, особенно в газопроводах, и делает невозможным его применение на недоступных участках трубопровода: в болотистой местности и на засыпанных грунтом участках трубопровода. The main disadvantage of this device and its application is the need to use coils that enclose the pipeline, which limits the applicability of the method and device at a high projectile speed, especially in gas pipelines, and makes it impossible to use it in inaccessible sections of the pipeline: in marshy areas and in sections of the pipeline covered with soil .
Прототипом заявленного устройства является устройство для индикации положения внутритрубных объектов (Патент РФ 2154768, MПK F 17 D 5/00, дата публикации 20.08.2000). Устройство содержит передатчик низкочастотных электромагнитных сигналов с излучающей антенной и приемник с приемной антенной. Выход приемной антенны соединен с усилителем, дешифратором, устройством контроля и индикации. Между усилителем и дешифратором введены последовательно соединенные кварцевый генератор, смеситель и усилитель промежуточной частоты, выход генератора соединен с одним из входов смесителя, другой вход смесителя соединен с усилителем, выход смесителя соединен с входом дешифратора. The prototype of the claimed device is a device for indicating the position of in-pipe objects (RF Patent 2154768, MPK F 17 D 5/00, publication date 08/20/2000). The device comprises a transmitter of low-frequency electromagnetic signals with a radiating antenna and a receiver with a receiving antenna. The output of the receiving antenna is connected to an amplifier, a decoder, and a control and indication device. A crystal oscillator, a mixer and an intermediate frequency amplifier are connected in series between the amplifier and the decoder, the output of the generator is connected to one of the inputs of the mixer, the other input of the mixer is connected to the amplifier, the output of the mixer is connected to the input of the decoder.
Способ применения указанного устройства является прототипом заявленного способа. Способ по прототипу характеризуется тем, что принятые сигналы приводят к необходимой для обработки амплитуде и подают на один из входов смесителя, на второй вход которого подают сигналы с генератора, частота которого в несколько раз выше частоты основных сигналов, смешанные сигналы преобразуют в усилителе, настроенном на суммарную частоту, и подают на устройство индикации. The method of application of the specified device is a prototype of the claimed method. The prototype method is characterized in that the received signals lead to the amplitude necessary for processing and are fed to one of the inputs of the mixer, the second input of which supplies signals from a generator whose frequency is several times higher than the frequency of the main signals, the mixed signals are converted in an amplifier tuned to total frequency, and served on the display device.
Работа устройства основана на гетеродинном методе преобразования сигналов и позволяет повысить достоверность дешифрации принятых сигналов. The operation of the device is based on the heterodyne method of signal conversion and can improve the reliability of decryption of received signals.
В то же время, преобразование частоты вносит дополнительные искажения в сигнал при определении амплитуд в пачках импульсов и осложняет, тем самым, идентификацию информационных и управляющих сигналов от внутритрубного снаряда к наземному оборудованию и от наземного оборудования к внутритрубному снаряду. At the same time, frequency conversion introduces additional distortions into the signal when determining the amplitudes in the pulse packets and, therefore, complicates the identification of information and control signals from the in-tube projectile to ground equipment and from ground-based equipment to the in-tube projectile.
В заявленном изобретении решается задача исключения ложной идентификации сигналов и управления внутритрубным снарядом в условиях сильных внешних паразитных электромагнитных воздействий и толстостенных трубопроводов. The claimed invention solves the problem of eliminating false identification of signals and controlling an in-tube projectile under conditions of strong external spurious electromagnetic influences and thick-walled pipelines.
Заявленное устройство для маркирования и/или управления внутритрубными объектами (управления состоянием внутритрубных объектов) с помощью низкочастотного передатчика электромагнитных колебаний, расположенного со стороны, противоположной расположению указанного устройства относительно стенки трубопровода, также включает в себя приемно-усилительный тракт. The claimed device for marking and / or controlling in-tube objects (controlling the state of in-tube objects) using a low-frequency electromagnetic oscillation transmitter located on the side opposite to the location of the specified device relative to the pipe wall also includes a receiving-amplifying path.
В отличие от прототипа заявленное устройство включает в себя также последовательно подключенные формирователь огибающей сигнала, формирователь опорного напряжения, компаратор с изменяемым порогом, анализатор состояния компаратора, вход формирователя огибающей подключен к выходу приемно-усилительного тракта, выход формирователя опорного напряжения подключен к входу установки порогового значения компаратора, сигнальный вход компаратора подключен к выходу приемно-усилительного тракта. In contrast to the prototype, the claimed device also includes a serially connected envelope shaper, a voltage shaper, a comparator with a variable threshold, a comparator state analyzer, an envelope shaper input connected to the output of the receiver-amplifier path, the output of the voltage shaper is connected to the threshold setting input comparator, the signal input of the comparator is connected to the output of the receiving-amplifying path.
Основной технический результат, достигаемый в результате применения заявленного устройства - повышение эффективности обнаружения внутритрубных объектов, находящихся в толстостенных трубопроводах, магистральных трубопроводах в городской черте с защитой в виде толстостенных кожухов и уложенных в грунте на большой глубине, при работе в зонах ЛЭП и вблизи промышленных установок с преобразователями высокого напряжения, электромеханическими устройствами и/или систем с большим потребляемым током. Кроме того, реализация изобретения позволяет реализовать функции обмена данными со снарядом и дистанционного управления им в указанных условиях. Механизм достижения указанных технических результатов состоит в том, что использование пороговых манипуляций в зависимости от амплитуды принимаемых колебаний позволяет выделять полезные сигналы и использовать их для передачи данных в зоне непосредственной близости внутритрубного снаряда от наземного приемо-передатчика и исключить ложное срабатывание при удалении снаряда (при малом отношении сигнал/шум). The main technical result achieved by the application of the claimed device is an increase in the detection efficiency of in-line objects located in thick-walled pipelines, main pipelines in the city line with protection in the form of thick-walled casings and laid in the ground at great depths, when working in power transmission zones and near industrial installations with high voltage converters, electromechanical devices and / or systems with high current consumption. In addition, the implementation of the invention allows to realize the functions of data exchange with the projectile and remote control under the specified conditions. The mechanism for achieving the indicated technical results consists in the fact that the use of threshold manipulations, depending on the amplitude of the received vibrations, allows us to select useful signals and use them to transmit data in the zone of direct proximity of the in-tube projectile from the ground transceiver and to eliminate false triggering when the projectile is removed (for small signal to noise ratio).
В развитие изобретения сигнальный вход компаратора подключен к выходу приемно-усилительного тракта через анализатор амплитуды принимаемых электромагнитных импульсов. In development of the invention, the signal input of the comparator is connected to the output of the receiving-amplifying path through the analyzer of the amplitude of the received electromagnetic pulses.
Анализатор амплитуды включает в себя генератор опорных импульсов заданной частоты, фазосдвигающую цепь, два умножителя, два интегратора, схему вычисления амплитуды,
выход приемно-усилительного тракта подключен к первым входам умножителей, ко второму входу первого умножителя подключен выход генератора опорных импульсов, ко второму входу второго умножителя подключен выход генератора опорных импульсов через фазосдвигающую цепь,
выход первого умножителя подключен через первый интегратор к первому входу схемы вычисления амплитуды, выход второго умножителя подключен через второй интегратор ко второму входу схемы вычисления амплитуды,
выход схемы вычисления амплитуды подключен к сигнальному входу компаратора.The amplitude analyzer includes a reference pulse generator of a given frequency, a phase-shifting circuit, two multipliers, two integrators, an amplitude calculation circuit,
the output of the receiving-amplifying path is connected to the first inputs of the multipliers, the output of the reference pulse generator is connected to the second input of the first multiplier, the output of the reference pulse generator is connected to the second input of the second multiplier through a phase-shifting circuit,
the output of the first multiplier is connected through the first integrator to the first input of the amplitude calculation circuit, the output of the second multiplier is connected through the second integrator to the second input of the amplitude calculation circuit,
the output of the amplitude calculation circuit is connected to the signal input of the comparator.
Указанное исполнение устройства позволяет выделять полезные сигналы с учетом того, что начальная фаза в пачках испускаемых импульсов заранее задана для передатчика и синхронизирована с приемником. The indicated embodiment of the device makes it possible to isolate useful signals, taking into account the fact that the initial phase in bursts of emitted pulses is predefined for the transmitter and synchronized with the receiver.
Анализатор состояния компаратора выполнен в виде устройства индикации или устройства записи. Индикация может быть звуковой, световой, инфракрасной или радиоволновой. Устройство записи может быть в виде ПЗУ, флэш- или RAM-памяти, магнитных, магнитооптических и иных накопителей цифровых данных. The comparator state analyzer is designed as an indication device or a recording device. Indication can be sound, light, infrared or radio wave. The recording device may be in the form of ROM, flash or RAM memory, magnetic, magneto-optical and other digital data storage devices.
В дальнейшее развитие изобретения заявленное устройство включает в себя также последовательно подключенные схему определения фазы (начальной) принятых электромагнитных колебаний и схему анализа фазы (начальной) принятых электромагнитных колебаний, вход схемы определения фазы подключен к выходу приемно-усилительного тракта. Схема определения фазы включает в себя генератор опорных импульсов заданной частоты, фазосдвигающую цепь, два умножителя, два интегратора, схему вычисления фазы по амплитудным компонентам,
выход генератора опорных импульсов подключен к одному из входов первого умножителя, и через фазосдвигающую цепь подключен к первому входу второго умножителя,
выход приемно-усилительного тракта подключен ко вторым входам умножителей,
выход первого умножителя подключен через первый интегратор к первому входу схемы вычисления фазы по амплитудным компонентам, выход второго умножителя подключен через второй интегратор к второму входу схемы вычисления фазы по амплитудным компонентам,
выход схемы вычисления фазы по амплитудным компонентам подключен к одному из входов схемы анализа фазы принятых электромагнитных колебаний.In a further development of the invention, the claimed device also includes a series-connected circuit for determining the phase of the (initial) received electromagnetic waves and a circuit for analyzing the phase of the (initial) received electromagnetic waves, the input of the phase detection circuit is connected to the output of the receiving-amplifying path. The phase determination circuit includes a reference pulse generator of a given frequency, a phase shifting circuit, two multipliers, two integrators, a phase calculation circuit for the amplitude components,
the output of the reference pulse generator is connected to one of the inputs of the first multiplier, and through a phase-shifting circuit is connected to the first input of the second multiplier,
the output of the receiving-amplifying path is connected to the second inputs of the multipliers,
the output of the first multiplier is connected through the first integrator to the first input of the phase calculation circuit for amplitude components, the output of the second multiplier is connected through the second integrator to the second input of the phase calculation circuit for amplitude components,
the output of the phase calculation circuit for the amplitude components is connected to one of the inputs of the phase analysis circuit of the received electromagnetic oscillations.
Устройство включает в себя также схему вычисления амплитуды по амплитудным компонентам, компаратор с электронно регулируемым порогом, формирователь опорного напряжения и исполнительное устройство,
входы схемы вычисления фазы по амплитудным компонентам подключены к входам схемы вычисления амплитуды по амплитудным компонентам, выход схемы вычисления амплитуды подключен к одному из входов компаратора, к другому входу компаратора подключен выход формирователя опорного напряжения, выход компаратора подключен к одному из входов исполнительного устройства, к другому входу исполнительного устройства подключен выход схемы анализа фазы принятых электромагнитных колебаний, исполнительное устройство выполнено в виде сигнального устройства или устройства записи.The device also includes a circuit for calculating the amplitude of the amplitude components, a comparator with an electronically adjustable threshold, a voltage driver and an actuator,
the inputs of the phase calculation circuit for amplitude components are connected to the inputs of the amplitude calculation circuit for amplitude components, the output of the amplitude calculation circuit is connected to one of the inputs of the comparator, the output of the reference voltage driver is connected to the other input of the comparator, the output of the comparator is connected to one of the inputs of the actuator, to the other the input of the actuator is connected to the output of the phase analysis circuit of the received electromagnetic oscillations, the actuator is made in the form of a signal device features or recorders.
В предпочтительном исполнении устройство включает в себя также последовательно подключенные формирователь огибающей сигнала, вход формирователя огибающей подключен к выходу приемно-усилительного тракта, выход формирователя огибающей подключен к входу формирователя опорного напряжения. In a preferred embodiment, the device also includes a serially connected envelope shaper of the signal, the input of the shaper of the envelope is connected to the output of the receiver-amplifier path, the output of the shaper of the envelope is connected to the input of the driver of the reference voltage.
В дальнейшее развитие изобретения заявленное устройство включает в себя подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и LC-контур, генератор включает в себя электронно управляемые ключи и схему управления ключами, LC-контур выполнен последовательным и подключен к источнику питания через электронно управляемые ключи. In a further development of the invention, the claimed device includes a power supply connected in series, a low-frequency electromagnetic oscillation generator and an LC circuit, the generator includes electronically controlled keys and a key management circuit, the LC circuit is serial and connected to the power source via electronically controlled keys.
В предпочтительном исполнении один из входов LC-контура через один из ключей подключен к первому полюсу источника питания, через второй ключ подключен ко второму полюсу источника питания, второй вход LC-контура через третий ключ подключен к первому полюсу источника питания, через четвертый ключ подключен ко второму полюсу источника питания. In a preferred embodiment, one of the inputs of the LC circuit through one of the keys is connected to the first pole of the power source, through the second key is connected to the second pole of the power source, the second input of the LC circuit through the third key is connected to the first pole of the power source, through the fourth key is connected to the second pole of the power source.
В развитие изобретения LC-контур включает в себя конденсатор и индуктивную катушку, устройство включает в себя также второй конденсатор, схему приема и усиления электромагнитных колебаний, дополнительный электронно управляемый ключ, один из выходов индуктивной катушки LC-контура, подключенный к конденсатору LC-контура, через указанный дополнительный электронно управляемый ключ подключен также к одному из выходов второго конденсатора, второй выход второго конденсатора подключен к входу схемы приема и усиления электромагнитных колебаний, что позволяет организовать безинерционную двустороннюю связь с внутритрубным объектом. In development of the invention, the LC circuit includes a capacitor and an inductive coil, the device also includes a second capacitor, a circuit for receiving and amplifying electromagnetic waves, an additional electronically controlled key, one of the outputs of the inductive coil of the LC circuit connected to the capacitor of the LC circuit, through the specified additional electronically controlled key is also connected to one of the outputs of the second capacitor, the second output of the second capacitor is connected to the input of the reception and amplification of electromagnetic waves that allows you to organize a non-inertial two-way communication with the in-tube object.
Устройство включает в себя также третий конденсатор, вход приемно-усилительного тракта подключен через указанный третий конденсатор к общему проводу и/или одному из полюсов источника питания. Емкость третьего конденсатора составляет от 3 до 50 емкости второго конденсатора. Емкость второго конденсатора составляет не менее емкости конденсатора LC-контура или суммарной емкости LC-контура. The device also includes a third capacitor, the input of the amplifier path is connected through the specified third capacitor to a common wire and / or one of the poles of the power source. The capacity of the third capacitor is from 3 to 50 of the capacity of the second capacitor. The capacity of the second capacitor is not less than the capacitance of the LC capacitor or the total capacity of the LC circuit.
В предпочтительном исполнении схема управления электронно управляемыми ключами выполнена в виде программно перенастраиваемого контроллера и включает в себя микропроцессор. In a preferred embodiment, the electronic key management circuitry is configured as a software-configurable controller and includes a microprocessor.
Схема управления электронно управляемыми ключами включает в себя генератор тактовых импульсов и счетчики тактовых импульсов, входы счетчиков подключены к выходам генератора тактовых импульсов, выходы счетчиков подключены к управляющим входам соответствующих электронно управляемых ключей, частота тактового генератора составляет не менее резонансной частоты LC-контура. Указанное исполнение устройства позволяет свободно перепрограммировать организацию схемы устройства в зависимости от решаемых задач и условий применения: толщины стенки трубопровода, наличия защитных кожухов, протяженности участка трубопровода между камерами запуска/приема внутритрубных снарядов, транспортируемой среды, скорости и типа снаряда (отыскания застрявшего очистного скребка или обмен диагностической и управляющей информацией с движущимся инспекционным снарядом (внутритрубным дефектоскопом)) и др. The control circuit of the electronically controlled keys includes a clock generator and clock counters, the inputs of the counters are connected to the outputs of the clock generator, the outputs of the counters are connected to the control inputs of the corresponding electronically controlled keys, the frequency of the clock generator is not less than the resonant frequency of the LC circuit. The specified device design allows you to freely reprogram the organization of the device circuit depending on the tasks and application conditions: the wall thickness of the pipeline, the presence of protective covers, the length of the pipeline section between the launch / reception chambers of the in-tube shells, the transported medium, the speed and type of the shell (finding a stuck cleaning scraper or exchange of diagnostic and control information with a moving inspection shell (in-tube flaw detector)), etc.
В предпочтительном исполнении устройства электронно управляемые ключи выполнены на полевых транзисторах; резонансная частота LC-контура составляет не более 1кГц, емкость конденсатора LC-контура составляет от 1 до 100 мкФ, исполнение устройства с указанными параметрами позволяет пренебречь коммутационными процессами. In a preferred embodiment of the device, the electronically controlled keys are made on field-effect transistors; the resonant frequency of the LC circuit is not more than 1 kHz, the capacitor of the LC circuit is from 1 to 100 μF, the design of the device with the specified parameters allows you to neglect the switching processes.
В дальнейшее развитие изобретения генератор включает в себя резистор, выход индуктивной катушки LC-контура, подключенный к выходу конденсатора LC-контура, подключен через указанный резистор к общему проводу и/или к одному из полюсов источника питания. In a further development of the invention, the generator includes a resistor, the output of the inductive coil of the LC circuit connected to the output of the capacitor of the LC circuit, connected through the specified resistor to a common wire and / or to one of the poles of the power source.
Заявленный способ маркирования и/или управления внутритрубными объектами (управления состоянием внутритрубных объектов) также выполняют путем излучения низкочастотных электромагнитных колебаний внутри или вне трубопровода и приема указанных колебаний с противоположной стороны относительно стенки трубопровода, при приеме электромагнитных колебаний формируют электрические колебания, соответствующие принятым электромагнитным колебаниям. The claimed method for marking and / or controlling in-tube objects (controlling the state of in-tube objects) is also performed by emitting low-frequency electromagnetic waves inside or outside the pipe and receiving said waves from the opposite side relative to the pipe wall, when receiving electromagnetic waves, they generate electric waves corresponding to the accepted electromagnetic waves.
В отличие от прототипа в заявленном способе формируют огибающую электрических колебаний, соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, определяют амплитуду указанных электрических колебаний, указанную амплитуду сравнивают с пороговым значением, формируют информационные и/или управляющие сигналы, соответствующие указанным электрическим колебаниям, амплитуда которых превышает пороговое значение, указанное пороговое значение устанавливают как функцию напряжения или тока по указанной огибающей. In contrast to the prototype, in the claimed method, an envelope of electrical vibrations corresponding to the received electromagnetic vibrations is formed, the amplitude of said electrical vibrations is determined, said amplitude is compared with a threshold value, information and / or control signals corresponding to said electrical vibrations are formed, the amplitude of which exceeds a threshold value indicated the threshold value is set as a function of voltage or current along the specified envelope.
Основной технический результат, достигаемый в результате применения заявленного способа - повышение эффективности обнаружения внутритрубных объектов, находящихся в толстостенных трубопроводах, магистральных трубопроводах в городской черте с защитой в виде толстостенных кожухов и уложенных в грунте на большой глубине, при работе в зонах ЛЭП и вблизи промышленных установок с преобразователями высокого напряжения, электромеханическими устройствами и/или систем с большим потребляемым током. Кроме того, реализация изобретения позволяет реализовать функции обмена данными со снарядом и дистанционного управления им в указанных условиях. Механизм достижения указанных технических результатов состоит в том, что использование пороговых манипуляций в зависимости от амплитуды принимаемых колебаний позволяет выделять полезные сигналы и использовать их для передачи данных в зоне непосредственной близости внутритрубного снаряда от наземного приемо-передатчика и исключить ложное срабатывание при удалении снаряда (при малом отношении сигнал/шум). The main technical result achieved by the application of the claimed method is to increase the detection efficiency of in-line objects located in thick-walled pipelines, main pipelines in the city line with protection in the form of thick-walled casings and laid in the ground at great depths, when working in power transmission zones and near industrial installations with high voltage converters, electromechanical devices and / or systems with high current consumption. In addition, the implementation of the invention allows to realize the functions of data exchange with the projectile and remote control under the specified conditions. The mechanism for achieving the indicated technical results consists in the fact that the use of threshold manipulations, depending on the amplitude of the received vibrations, allows us to select useful signals and use them to transmit data in the zone of direct proximity of the in-tube projectile from the ground transceiver and to eliminate false triggering when the projectile is removed (for small signal to noise ratio).
В развитие изобретения указанное пороговое значение устанавливают как линейную функцию напряжения или тока по указанной огибающей. In the development of the invention, the specified threshold value is set as a linear function of voltage or current along the specified envelope.
Указанное пороговое значение устанавливают как функцию напряжения или тока по указанной огибающей на момент приема или в некоторый предшествующий момент времени. The specified threshold value is set as a function of voltage or current along the specified envelope at the time of receipt or at some previous point in time.
При превышении амплитудой порогового значения принятые электромагнитные колебания идентифицируют как колебания, индицирующие положение внутритрубного объекта. When the amplitude exceeds the threshold value, the received electromagnetic oscillations are identified as oscillations indicating the position of the in-tube object.
Амплитуду колебаний определяют путем перемножения указанных электрических колебаний, соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, с опорными колебаниями заданной частоты по одному из каналов обработки,
перемножения тех же электрических колебаний, соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, с опорными колебаниями заданной частоты, сдвинутыми по фазе (на 90 или 270 градусов) относительно указанных ранее опорных колебаний, по второму каналу обработки,
интегрирования перемноженных колебаний по каждому из каналов обработки и вычисления результирующей амплитуды колебаний по двум полученным интегральным компонентам.The amplitude of the oscillations is determined by multiplying the indicated electrical oscillations corresponding to the accepted electromagnetic oscillations, with reference vibrations of a given frequency along one of the processing channels,
multiplying the same electrical oscillations corresponding to the accepted electromagnetic oscillations, with the reference oscillations of a given frequency, phase-shifted (90 or 270 degrees) relative to the previously indicated reference oscillations, along the second processing channel,
integrating the multiplied oscillations for each of the processing channels and calculating the resulting oscillation amplitude for the two integrated components obtained.
Указанное выполнение способа позволяет выделять полезные сигналы с учетом того, что начальная фаза в пачках испускаемых импульсов заранее задана для передатчика и синхронизирована с приемником. The specified implementation of the method allows you to highlight useful signals, given the fact that the initial phase in the packets of emitted pulses is predefined for the transmitter and synchronized with the receiver.
В дальнейшее развитие изобретения (во время приема электромагнитных колебаний) генерируют опорные электрические колебания и определяют разность фаз между электрическими колебаниями, соответствующими принятым электромагнитным колебаниям, и опорными колебаниями, формируют информационные и/или управляющие сигналы в зависимости от величины указанной разности фаз. In the further development of the invention (while receiving electromagnetic oscillations), reference electric oscillations are generated and the phase difference between the electric oscillations corresponding to the received electromagnetic oscillations and the reference oscillations is determined, information and / or control signals are generated depending on the magnitude of the indicated phase difference.
Разность фаз определяют путем перемножения электрических колебаний (напряжений и/или токов), соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, с опорными колебаниями (напряжениями и/или токами соответственно), заданной частоты по одному из каналов обработки и одновременного перемножения электрических колебаний (напряжений и/или токов), соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, с опорными колебаниями (напряжениями и/или токами соответственно), но сдвинутыми по фазе, по второму каналу обработки, интегрирования перемноженных колебаний по каждому из указанных каналов обработки, определения соотношения между полученными по каждому из двух указанных каналов обработки интегрированными амплитудными компонентами. The phase difference is determined by multiplying electrical oscillations (voltages and / or currents) corresponding to the accepted electromagnetic oscillations, with reference oscillations (voltages and / or currents, respectively), a given frequency along one of the processing channels and simultaneously multiplying electric oscillations (voltages and / or currents ), corresponding to the accepted electromagnetic oscillations, with reference oscillations (voltages and / or currents, respectively), but shifted in phase, along the second channel of processing, integrating multiply oscillations for each of these processing channels, determining the ratio between the integrated amplitude components obtained for each of the two indicated processing channels.
В заявленном способе принимают посылки электромагнитных колебаний, в каждой из которых не менее трех полных периодов электромагнитных колебаний заданной частоты, определяют начальную фазу колебаний для каждой из посылок. In the claimed method accept packages of electromagnetic waves, in each of which no less than three full periods of electromagnetic waves of a given frequency, determine the initial phase of the waves for each of the packages.
При этом вычисляют разность между указанными фазами колебаний в разных посылках, формируют информационные и/или управляющие сигналы в зависимости от величины указанной разности между начальными фазами разных посылок; принимают посылки из 5-30 полных периодов электромагнитных колебаний заданной частоты; идентифицируют посылки с фазовыми манипуляциями. In this case, the difference between the indicated oscillation phases in different packages is calculated, information and / or control signals are generated depending on the magnitude of the specified difference between the initial phases of the different packages; receive packages from 5-30 full periods of electromagnetic oscillations of a given frequency; identify parcels with phase manipulation.
В предпочтительном исполнении заявленного способа электромагнитные колебания излучают путем возбуждения колебаний в LC-контуре, режим работы LC-контура с излучением электромагнитных колебаний чередуют с режимом работы LC-контура без излучения электромагнитных колебаний, переключение указанных режимов работы LC-контура выполняют путем разрыва или восстановления подключения, по меньшей мере, одного из выходов конденсатора LC-контура в некоторый момент времени, отстоящий от момента резонансного пика по напряжению не более, чем на 0,05 периода резонансных колебаний в LC-контуре. In a preferred embodiment of the inventive method, electromagnetic waves are emitted by exciting oscillations in the LC circuit, the LC circuit operating mode with electromagnetic radiation is alternated with the LC circuit operating mode without emitting electromagnetic waves, switching of the specified LC circuit operating modes is performed by disconnecting or reconnecting the connection at least one of the outputs of the capacitor of the LC circuit at some point in time, separated from the moment of the resonant peak in voltage by no more than 0.05 period resonance oscillation in LC-circuit.
В предпочтительном исполнении способа переключение режимов работы выполняют в некоторый промежуток времени, в течение которого сила тока в LC-контуре составляет не более 1% максимального значения за период колебаний и/или в течение которого напряжение на конденсаторе LC-контура составляет не менее 95% максимального значения за период колебаний. In a preferred embodiment of the method, the operation modes are switched over for a certain period of time during which the current strength in the LC circuit is not more than 1% of the maximum value during the oscillation period and / or during which the voltage across the capacitor of the LC circuit is not less than 95% of the maximum values for the period of oscillation.
Переключение режима работы с излучением колебаний в режим работы без излучения колебаний выполняют в фазе увеличения силы тока в контуре и/или через некоторый промежуток времени после начала фазы увеличения силы тока в контуре. Switching the operation mode with vibration radiation to the operation mode without vibration emission is performed in the phase of increasing the current strength in the circuit and / or after a certain period of time after the start of the phase of increasing the current strength in the circuit.
Промежуток времени составляет 0,01-0,05 периода резонансных колебаний в контуре и/или промежуток времени составляет 30-1000 мкс. The time interval is 0.01-0.05 of the period of resonant oscillations in the circuit and / or the time period is 30-1000 μs.
Реализация способа с параметрами в указанных пределах наиболее предпочтительно для сохранения запаса энергии в емкостных элементах схемы при переключениях с учетом характерного времени пассивного состояния передатчика при движении снаряда в трубопроводе. The implementation of the method with parameters within the indicated limits is most preferable for preserving the energy reserve in the capacitive elements of the circuit during switching, taking into account the characteristic time of the passive state of the transmitter when the projectile moves in the pipeline.
Длительность режима работы с излучением колебаний составляет не менее трех периодов возбуждаемых колебаний. Указанное условие предпочтительно для обеспечения достоверного приема излучаемых колебаний приемником. The duration of the mode of operation with radiation of vibrations is at least three periods of excited oscillations. The specified condition is preferable to ensure reliable reception of radiated oscillations by the receiver.
Указанные ранее разрыв или восстановление подключения выхода конденсатора выполняют с помощью электронно управляемого ключа, момент переключения режима работы контура определяют путем подсчета числа импульсов заданной частоты с заданного момента времени как момент регистрации N-го импульса, что позволяет свободно перепрограммировать организацию схемы устройства в зависимости от решаемых задач и условий применения: толщины стенки трубопровода, наличия защитных кожухов, протяженности участка трубопровода и др. The previously indicated disconnection or restoration of the connection of the output of the capacitor is performed using an electronically controlled key, the moment of switching the operating mode of the circuit is determined by counting the number of pulses of a given frequency from a given moment in time as the moment of registration of the N-th pulse, which allows you to freely reprogram the organization of the device circuit depending on which tasks and application conditions: wall thickness of the pipeline, the presence of protective covers, the length of the pipeline section, etc.
Переключение режимов работы контура выполняют с помощью электронно управляемых ключей подключения LC-контура к источнику питания путем размыкания ключей, соответствующих размыканию, по меньшей мере, одного из выходов конденсатора LC-контура. The circuit operating modes are switched using electronically controlled keys to connect the LC circuit to the power source by opening the keys corresponding to opening at least one of the outputs of the LC circuit capacitor.
Переключение режима работы без излучения колебаний в режим работы с излучением колебаний выполняют через переменный интервал времени, превышающий три периода излучаемых электромагнитных колебаний, значение устанавливаемого интервала времени однозначно соответствует управляющему или информационному коду для средств приема излучаемых электромагнитных колебаний. Switching the operation mode without emission of vibrations to the operation mode with emission of vibrations is performed through a variable time interval exceeding three periods of emitted electromagnetic oscillations, the value of the set time interval uniquely corresponds to the control or information code for means for receiving emitted electromagnetic oscillations.
Переключение режима работы без излучения колебаний в режим работы с излучением колебаний выполняют через переменный интервал времени, превышающий три периода излучаемых электромагнитных колебаний, разность между значением устанавливаемого интервала времени и значением времени, составляющем сумму полных периодов колебаний, укладывающихся в указанный интервал времени, однозначно соответствует управляющему или информационному коду для средств приема излучаемых электромагнитных колебаний, что позволяет организовать двустороннюю безинерционную связь с внутритрубным объектом и/или его управление. Switching the operation mode without emission of vibrations to the operation mode with radiation of vibrations is performed through a variable time interval exceeding three periods of the emitted electromagnetic oscillations, the difference between the value of the set time interval and the time value, which is the sum of the full periods of oscillations falling within the specified time interval, unambiguously corresponds to the control or information code for means of receiving radiated electromagnetic waves, which allows you to organize two-way interinertial communication with the in-tube object and / or its control.
Заявленное устройство может использоваться также иначе, чем по заявленному способу, заявленный способ может быть реализован также иначе, чем с помощью заявленного устройства. The claimed device can also be used differently than by the claimed method, the claimed method can also be implemented differently than using the claimed device.
На фиг.1 изображена схема, иллюстрирующая реализацию заявленного способа обнаружения, определения положения и состояния внутритрубного снаряда и управления его работой; на фиг.2 - схема, иллюстрирующая работу заявленного устройства. Figure 1 is a diagram illustrating the implementation of the claimed method for detecting, determining the position and condition of an in-tube projectile and controlling its operation; figure 2 is a diagram illustrating the operation of the claimed device.
В предпочтительном исполнении заявленное устройство 5 для определения положения и состояния внутритрубных объектов фиг.1 закрепляется на внутритрубном объекте 2 (снаряде), пропускаемом внутри трубопровода 3, находящегося под слоем грунта 4, и включает в себя корпус. В корпусе установлены элементы питания, индуктивная катушка и низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и приемно-анализирующие модули, корпус включает в себя фланец 6 для закрепления устройства на снаряде. Излучаемые заявленным устройством электромагнитные колебания 8 регистрируются с помощью приемника (регистратора) 1. In a preferred embodiment, the inventive device 5 for determining the position and condition of the in-pipe objects of FIG. 1 is fixed on the in-pipe object 2 (projectile), passed inside the pipeline 3, located under a layer of soil 4, and includes a housing. The case contains power elements, an inductive coil and a low-frequency generator of electromagnetic waves and receiving-analyzing modules, the case includes a flange 6 for fixing the device to the projectile. Radiated by the claimed device, electromagnetic waves 8 are recorded using the receiver (recorder) 1.
Заявленное устройство включает в себя фиг.2 источник питания 21, последовательный LC-контур из конденсатора 22 и индуктивной катушки 23, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний, включающий в себя электронно управляемые ключи 24, 25, 26, 27, резистор 28, дополнительный ключ 29 и схему 30 управления ключами. Устройство включает в себя также приемно-усилительный тракт 31, дополнительные конденсаторы 32, 33. The claimed device includes FIG. 2 a
Один из выходов катушки 23 подключен к конденсатору 22, второй выход катушки 23 подключен через ключ 24 к одному выходу источника питания 21, а через ключ 27 - ко второму выходу источника 21. Второй выход конденсатора 22 (не подключенный к катушке 23) через ключ 26 подключен к первому выходу источника 21, через ключ 25 - ко второму выходу источника 21. Выход катушки 23, подключенный к выходу конденсатора 22, через резистор 28 сопротивлением несколько кОм подключен ко второму выходу источника питания 21 (общему проводу), а через дополнительный электронно управляемый ключ 29 и дополнительный конденсатор 32 подключен к входу приемно-усилительного тракта 31. К входу тракта 31 подключен конденсатор 33, второй выход которого подключен к общему проводу. Выходы схемы 30 подключены к управляющим входам ключей. Схема 30 управления электронно управляемыми ключами выполнена в виде программно перенастраиваемого контроллера и включает в себя микропроцессор, генератор тактовых импульсов и счетчики тактовых импульсов, входы счетчиков подключены к выходам генератора тактовых импульсов, выходы счетчиков подключены к управляющим входам соответствующих электронно управляемых ключей 24, 25, 26, 27, 29. Электронно управляемые ключи 24-27, 29 выполнены на полевых транзисторах; резонансная частота LC-контура составляет около 22 Гц, емкость конденсатора составляет около 5 мкФ. Емкость конденсатора 33 составляет 10 емкостей конденсатора 32. Емкость конденсатора 32 равна емкости конденсатора 22 LC-контура. One of the outputs of the
Устройство включает в себя также последовательно подключенные схему определения фазы 41 и схему анализа фазы 42 принятых электромагнитных колебаний, вход схемы 41 определения фазы подключен к выходу приемно-усилительного тракта 31. Схема 41 определения фазы включает в себя генератор 43 опорных импульсов заданной частоты (к входу которого подключен выход тактового генератора 55), фазосдвигающую цепь 44, два умножителя 45, 46, два интегратора 47, 48, схему 49 вычисления фазы по амплитудным компонентам, выход генератора 43 опорных импульсов подключен к одному из входов первого умножителя 45, и через фазосдвигающую цепь 44 подключен к первому входу второго умножителя 46. Выход приемно-усилительного тракта 31 подключен ко вторым входам умножителей 45, 46, выход первого умножителя 45 подключен через первый интегратор 47 к первому входу схемы 49 вычисления фазы по амплитудным компонентам, выход второго умножителя 46 подключен через второй интегратор 48 к второму входу схемы 49 вычисления фазы по амплитудным компонентам, выход схемы 49 вычисления фазы по амплитудным компонентам подключен к одному из входов схемы 42 анализа фазы принятых электромагнитных колебаний. The device also includes a series-connected
Устройство включает в себя также схему 50 вычисления амплитуды по амплитудным компонентам, компаратор 51 с электронно регулируемым порогом, формирователь опорного напряжения 52 и исполнительное устройство, входы схемы 49 вычисления фазы по амплитудным компонентам подключены к входам схемы 50 вычисления амплитуды по амплитудным компонентам, выход схемы 50 вычисления амплитуды подключен к одному из входов компаратора 51, к другому входу компаратора 51 подключен выход формирователя опорного напряжения 52, выход компаратора 51 подключен к одному из входов исполнительного устройства 53, к другому входу исполнительного устройства 53 подключен выход схемы 49 анализа фазы принятых электромагнитных колебаний, исполнительное устройство 53 выполнено в виде сигнального устройства или устройства записи, устройство включает в себя также формирователь 54 огибающей сигнала, вход формирователя 54 огибающей подключен к выходу приемно-усилительного тракта 31, выход формирователя 54 огибающей подключен к входу формирователя 52 опорного напряжения. The device also includes a
Заявленное устройство работает следующим образом. The claimed device operates as follows.
Фиг. 1 иллюстрирует применение заявленного устройства для обнаружения и регистрации прохождения внутритрубного снаряда 2 внутри уложенного трубопровода 3 под слоем грунта 4. Приемопередатчик, элементы которого обозначены позициями 5, 6, 7, является источником низкочастотного электромагнитного поля, которое регистрируется на поверхности земли обнаружителем 1. FIG. 1 illustrates the use of the claimed device for detecting and recording the passage of an in-tube projectile 2 inside a laid pipeline 3 under a layer of soil 4. A transceiver, the elements of which are indicated by 5, 6, 7, is a source of a low-frequency electromagnetic field that is detected on the earth's surface by the detector 1.
Перед запуском снаряда в трубопровод на снаряд 2 устанавливают приемопередатчик. Внутритрубный снаряд с включенным приемопередатчиком пропускают внутри трубопровода. Бригады сопровождения снаряда прибывают на заранее помеченные пункты по трассе трубопровода, включают оборудование для приема низкочастотных сигналов 8 и регистрируют время прохождения снаряда или при получении сигналов от заявленного устройства включают наземный передатчик электромагнитных сигналов, которые принимаются приемно-усилительным трактом 31 и записываются в память. Before starting the projectile in the pipeline on the projectile 2 set the transceiver. An in-tube projectile with the transceiver turned on is passed inside the pipeline. Projectile escort teams arrive at pre-marked points along the pipeline route, include equipment for receiving low-frequency signals 8 and record the projectile travel time or, when receiving signals from the claimed device, include a ground-based transmitter of electromagnetic signals that are received by the receiving-amplifying
Электромагнитные колебания излучают путем возбуждения колебаний в LC-контуре, которое осуществляют путем периодического подключения LC-контура к выходам источника питания 21 синхронно с периодом резонансных колебаний в контуре 45,5 мс с чередованием (инвертированием) полярности подключения в зависимости от фазы колебаний в контуре. Electromagnetic vibrations are emitted by exciting oscillations in the LC circuit, which is carried out by periodically connecting the LC circuit to the outputs of
Полярность подключения LC-контура к источнику питания изменяют с помощью электронно управляемых ключей 24, 25, 26, 27. The polarity of the connection of the LC circuit to the power source is changed using electronically controlled
В режиме излучения колебаний ключ 29 разомкнут, ключи 24, 25, 26, 27 образуют пары 24-25 и 26-27. В отрезок времени, когда пара ключей 24-25 замкнуты, ключи 26 и 27 разомкнуты. Когда пара ключей 26-27 замыкает цепь, ключи 24 и 25 разомкнуты. Замыкание и размыкание ключей осуществляют синхронно с периодом резонансных колебаний в контуре. Переключение в режим приема внешних электромагнитных колебаний осуществляют путем замыкания ключа 27 и дополнительного ключа 29 с размыканием ключей 24, 25, 26. In the mode of emission of vibrations, the key 29 is open, the
Переключение полярности подключения LC-контура выполняют в момент времени, отсчитываемый счетчиками схемы 30 как момент регистрации N-го импульса с момента последнего переключения полярности. Указанный момент времени соответствует фазе увеличения силы тока в контуре через промежуток времени около 100 мкс после достижения величины тока в LC-контуре менее 5% максимального значения за период колебаний (или после достижения величины напряжения на конденсаторе 22 более 95% максимального значения за период колебаний). The switching of the polarity of the LC-circuit connection is performed at the time measured by the counters of the
Режим работы LC-контура с излучением электромагнитных колебаний чередуют с режимом работы LC-контура без излучения электромагнитных колебаний. Переключение указанных режимов работы LC-контура выполняют путем разрыва или восстановления подключения выхода конденсатора 22, не подключенного к катушке 23, в момент времени, отсчитываемый счетчиками схемы 30, который соответствует фазе увеличения силы тока в контуре через промежуток времени около 100 мкс после начала фазы увеличения силы тока в контуре, при этом напряжение на конденсаторе 22 более 95% максимального значения за период колебаний, сила тока в LC-контуре менее 1% максимального значения за период колебаний. The operating mode of the LC circuit with electromagnetic radiation alternates with the operating mode of the LC circuit without electromagnetic radiation. The switching of the specified operating modes of the LC circuit is performed by breaking or reconnecting the output of the capacitor 22, which is not connected to the
Длительность режима работы с излучением колебаний составляет от 6 до 12 периодов возбуждаемых колебаний. Разрыв или восстановление подключения выхода конденсатора 22 выполняют с помощью электронно управляемых ключей 29 и (25 или 26). The duration of the mode of operation with radiation of oscillations is from 6 to 12 periods of excited oscillations. The gap or restoration of the connection of the output of the capacitor 22 is performed using electronically controlled
В заявленном способе в формирователе 54 формируют огибающую электрических колебаний, соответствующих принятым электромагнитным колебаниям, и подают на вход формирователя опорного напряжения 52. In the inventive method, an envelope of electric oscillations corresponding to the received electromagnetic oscillations is formed in the
В умножителе 45 перемножают указанные электрические колебания от тракта 31, соответствующие принятым электромагнитным колебаниям, с опорными колебаниями заданной частоты от генератора 43 опорных импульсов по первому каналу обработки 43-45-47, и одновременно перемножают те же электрические колебания от тракта 31, с опорными колебаниями заданной частоты от генератора 43, сдвинутыми по фазе на 90 градусов относительно опорных колебаний в фазосдвигающей цепи 44, по второму каналу обработки 43-44-46-48. In the
Далее интегрируют перемноженные колебания по каждому из каналов обработки в интеграторах 47, 48 соответственно, и вычисляют результирующую амплитуду колебаний по двум полученным интегральным компонентам в схеме 50 вычисления амплитуды по амплитудным компонентам. Next, the multiplied oscillations are integrated over each of the processing channels in the
В схеме вычисления амплитуды 50 определяют амплитуду указанных электрических колебаний, указанную амплитуду в компараторе 51 сравнивают с пороговым значением с формирователя 52 опорного напряжения, формируют информационные и/или управляющие сигналы, соответствующие только тем электрическим колебаниям, амплитуда которых превышает пороговое значение, указанное пороговое значение устанавливают как линейную функцию напряжения по указанной огибающей на момент приема колебаний. При превышении амплитудой порогового значения принятые электромагнитные колебания идентифицируют как колебания, индицирующие положение внутритрубного объекта и подают на исполнительное устройство 53. In the circuit for calculating the
В предпочтительном исполнении определяют также разность фаз между принятыми и опорными колебаниями, формируют информационные и/или управляющие сигналы в зависимости от величины указанной разности фаз. Разность фаз определяют путем перемножения принятых колебаний с опорными колебаниями заданной частоты по одному из каналов обработки 45-47 и одновременного перемножения принятых колебаний с указанными опорными колебаниями заданной частоты, но сдвинутыми по фазе в схеме 44, по второму каналу обработки 46-48, интегрирования перемноженных колебаний по каждому из указанных каналов обработки, определения соотношения между полученными интегрированными амплитудными компонентами по каждому из двух указанных каналов обработки в схеме 49. In a preferred embodiment, the phase difference between the received and reference oscillations is also determined, information and / or control signals are generated depending on the magnitude of the indicated phase difference. The phase difference is determined by multiplying the received oscillations with the reference oscillations of the given frequency along one of the processing channels 45-47 and simultaneously multiplying the received oscillations with the indicated reference oscillations of the given frequency, but phase-shifted in the
Принимают посылки электромагнитных колебаний, в каждой из которых от 5 до 30 полных периодов электромагнитных колебаний заданной частоты, определяют начальную фазу колебаний для каждой из посылок в схеме 49. При этом вычисляют разность между указанными фазами колебаний в разных посылках, формируют информационные и/или управляющие сигналы в схеме 42 в зависимости от величины указанной разности между начальными фазами разных посылок; принимают посылки из 5-30 полных периодов электромагнитных колебаний заданной частоты; идентифицируют посылки с фазовыми манипуляциями. Accepts packages of electromagnetic waves, in each of which from 5 to 30 full periods of electromagnetic waves of a given frequency, determine the initial phase of the waves for each of the packages in the
Переключение режима работы без излучения колебаний в режим работы с излучением колебаний выполняют через переменный интервал времени, превышающий три периода излучаемых электромагнитных колебаний. Значение устанавливаемого интервала времени однозначно соответствует управляющему или информационному коду для средств приема излучаемых электромагнитных колебаний. Кроме того, разность между значением устанавливаемого интервала времени и значением времени, составляющем сумму полных периодов колебаний, укладывающихся в указанный интервал времени, тоже однозначно соответствует управляющему или информационному коду для средств приема излучаемых электромагнитных колебаний (при этом производится передача кодовых посылок с помощью разности начальной фазы излучаемых колебаний). Switching the operation mode without emission of vibrations into the operation mode with emission of vibrations is performed through a variable time interval exceeding three periods of radiated electromagnetic oscillations. The value of the set time interval unambiguously corresponds to the control or information code for means for receiving radiated electromagnetic waves. In addition, the difference between the value of the set time interval and the time value, which is the sum of the full periods of oscillations falling within the specified time interval, also uniquely corresponds to the control or information code for means for receiving radiated electromagnetic oscillations (in this case, the transmission of code messages using the difference of the initial phase radiated oscillations).
Указанное значение задается схемой 30 и является либо заданной запрограммированной функцией времени, либо функцией состояния каких-либо датчиков или индикаторов, установленных на снаряде 2. Например, в случае падения напряжения на источнике питания 21 индикатор падения напряжения выдает управляющий сигнал на схему 30, соответствующий некоторому значению указанного интервала времени. Если на снаряде установлены контрольные датчики для измерения параметров трубопровода и/или состояния установленного на снаряде 2 оборудования, то в случае наступления заданного события (сбоев работы оборудования, идентификации дефектов трубопровода, особо опасных для его дальнейшей эксплуатации или для пропуска последующего инспекционного снаряда) указанные контрольные датчики выдают управляющие сигналы на схему 30 для формирования заданной длительности "молчания" передатчика. The indicated value is set by
В другом варианте реализации заявленного изобретения заявленное устройство устанавливают вне трубопровода и периодически включают на излучение низкочастотных электромагнитных колебаний. На снаряд 2 устанавливают приемник-регистратор низкочастотных электромагнитных колебаний или бортовой приемопередатчик низкочастотных электромагнитных колебаний. In another embodiment of the claimed invention, the claimed device is installed outside the pipeline and periodically included in the radiation of low-frequency electromagnetic waves. On the shell 2 set the receiver-recorder of low-frequency electromagnetic waves or on-board transceiver of low-frequency electromagnetic waves.
При прохождении снаряда с установленным на нем приемником-регистратором вблизи заявленного устройства приемник-регистратор регистрирует время приема колебаний или соответствующий времени параметр, например пройденную дистанцию. When a projectile passes with a receiver-recorder installed on it near the claimed device, the receiver-recorder registers the oscillation reception time or a parameter corresponding to the time, for example, the distance traveled.
При прохождении снаряда с установленным на нем приемопередатчиком вблизи заявленного устройства приемопередатчик принимает электромагнитные колебания и излучает соответствующую посылку электромагнитных колебаний, которая при переключении заявленного устройства в режим приема регистрируется. When a projectile passes with a transceiver installed on it near the claimed device, the transceiver receives electromagnetic waves and emits a corresponding electromagnetic wave, which is registered when the claimed device switches to the receiving mode.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002116097A RU2215932C1 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method and device for marking and control of intrapipe objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002116097A RU2215932C1 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method and device for marking and control of intrapipe objects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2215932C1 true RU2215932C1 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=32028033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002116097A RU2215932C1 (en) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | Method and device for marking and control of intrapipe objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2215932C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599072C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-10 | Закрытое акционерное общество "Трубопроводные системы и технологии" | Device for in-tube flaw detection |
-
2002
- 2002-06-20 RU RU2002116097A patent/RU2215932C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599072C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-10 | Закрытое акционерное общество "Трубопроводные системы и технологии" | Device for in-tube flaw detection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102027339B (en) | Full function test for in situ test of sensors and amplifiers | |
| RU2007123711A (en) | METHODS AND DEVICES FOR IMPLEMENTING COMMUNICATION THROUGH A CASING COLUMN | |
| JP2008505332A (en) | Method and apparatus for performing material transmission position detection of measurement signals | |
| RU2572907C2 (en) | Method to detect pipeline flaws and unauthorised tap-ins into pipeline and device for its realisation | |
| RU2685578C1 (en) | Method for remote monitoring and diagnostics of condition of structures and engineering structures and device for its implementation | |
| RU2215932C1 (en) | Method and device for marking and control of intrapipe objects | |
| RU2204760C1 (en) | Method and device for determination of position and state of objects inside tube | |
| RU167705U1 (en) | Anti-tank mine detection device with a wide area of destruction | |
| US4635207A (en) | Field measuring system | |
| Klostermeyer et al. | Simultaneous geomagnetic and ionospheric oscillations caused by hydromagnetic waves | |
| RU2681552C1 (en) | Method for detecting illegal tapping in pipeline | |
| RU2328020C2 (en) | Integrated process of non-metal pipe and pipe flaw detection | |
| RU2216686C1 (en) | Method of exchange of data and control of inter- tube objects | |
| RU27186U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL AND COMMUNICATION WITH IN-TUBE OBJECTS (OPTIONS) | |
| RU2335780C1 (en) | Method of substance remote sensing and identification | |
| RU2206815C1 (en) | Gear indicating positions of intrapipe objects and method of its employment ( variants ) | |
| JPH04130294A (en) | Underground radar tomography device | |
| EP3112856A1 (en) | Turbidity sensor based on ultrasound measurements | |
| US10921271B2 (en) | Mobile detector and method for detecting potentially explosive substances, explosives and drugs by nuclear quadrupole resonance (NQR) | |
| RU2206106C1 (en) | Detector of underground service lines | |
| RU2181460C1 (en) | Foreign matter-in-pipe line detector | |
| US20140333309A1 (en) | Electronic Marker Locator Systems and Methods | |
| RU2255268C1 (en) | Device for determining position of cleaning and testing tools in pipeline | |
| RU2805004C1 (en) | Metal detector with non-contact communication with measuring sensor | |
| RU2210093C2 (en) | Metal detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160621 |