RU22823U1

RU22823U1 - DEVICE FOR MAGNETOMETRIC DIAGNOSTICS OF THE STATE OF THE METAL

Info

Publication number: RU22823U1
Application number: RU2000126821/20U
Authority: RU
Inventors: А.М. Гнеушев; В.П. Лобанов; А.Н. Касьянов
Original assignee: Гнеушев Андрей Михайлович
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-04-27

Abstract

Устройство магнитометрической диагностики состояния металла, содержащее кварцевый генератор, делитель частоты триггер Шмидта, формирователь линейной функции, буфер мощности, датчики регистрации магнитного поля металла (феррозонды), усилители, синхронные детекторы, блок электронных ключей, аналоговый преобразователь, блок модуля, узел перебора чувствительности, пороговое устройство, блок управления, узел обнуления фона, аналого-цифровой преобразователь индикатора (АЦП), цифровой индикатор, автоматический индикатор разряда батарей и светозвуковая индикация превышения порога, отличающееся тем, что в устройство введены двоичное АЦП, узел памяти и порт выдачи данных, при этом выход блока электронных ключей подключен к входу АЦП, выход которого через узел памяти соединен со входом порта, выход блока управления подключен на управляющие входы АЦП, узла памяти и порта.A device for magnetometric diagnostics of a metal state containing a crystal oscillator, a Schmidt trigger frequency divider, a linear function shaper, a power buffer, metal magnetic field registration sensors (flux gates), amplifiers, synchronous detectors, an electronic key block, an analog converter, a module block, a sensitivity brute force unit, threshold device, control unit, background nulling unit, analog-to-digital indicator converter (ADC), digital indicator, automatic battery discharge indicator, and sound and sound indication of exceeding the threshold, characterized in that the device has a binary ADC, a memory node and a data output port, while the output of the electronic key block is connected to the ADC input, the output of which is connected through the memory node to the port input, the control unit output is connected to the control inputs ADC, memory node and port.

Description

Устройство магнитометрической диагностики состояния металлаDevice for magnetometric diagnostics of metal

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и можете быть использовано, в частности, для контроля состояния металла трубопроводов, например в нефтегазовой промышленности, в условиях штатной эксплуатации без производства вскрышных работ или какого-либо воздействия на металл трубопровода.The invention relates to the oil and gas industry and can be used, in particular, to monitor the condition of metal pipelines, for example in the oil and gas industry, in normal operation without overburden work or any impact on the metal of the pipeline.

В процессе эксплуатации нефтегазовых коммуникаций под действием различных внешних факторов и технологических режимов в металле трубопроводов образуются и развиваются различные вида дефекты, которые со временем и с течением определенных обстоятельств, приводят к разрушению усталости трубопроводов, сопровождаюшихся материальными и экологическими потерями. Поэтому поиск мест зарождения и развития дефектов металла коммуникаций является необходимым условием долговременной безаварийной работы систем трубопроводов.During the operation of oil and gas communications under the influence of various external factors and technological conditions, various types of defects are formed and develop in the pipeline metal, which, over time and over the course of certain circumstances, lead to the destruction of pipeline fatigue, accompanied by material and environmental losses. Therefore, the search for places of origin and development of metal defects in communications is a necessary condition for long-term trouble-free operation of pipeline systems.

Известно устройство, бесконтактного магнитоме1рического контроля состояния металла трубопроводов, содержашее кварцевый генератор, делитель частоты, триггер Шмидта, формирователь линейной функции, буфер мошности, датчики регистрации магнитного поля металла (феррозонды), усилители, синхронные детекторы, блок электронных ключей, аналоговый преобразователь, блок модуля, узел перебора чувствительности, nopoiOBoe устройство, блок управления, узел обнуления фона, аналогоцифровой преобразователь индикатора (АДП инд.), цифровой индикатор, автоматический индикатор разряда батарей и светозвуковая индикация превышения порога (полезная модель №11608 от 16 марта 1999 г.).A device is known for non-contact magnetometric monitoring of the state of metal in pipelines, containing a quartz oscillator, a frequency divider, a Schmidt trigger, a linear function shaper, a frac buffer, metal magnetic field registration sensors (flux gates), amplifiers, synchronous detectors, an electronic key block, an analog converter, a module block , sensitivity enumeration unit, nopoiOBoe device, control unit, background zeroing unit, analog-to-digital indicator converter (ADP ind.), digital indicator, automatic device cal excess battery discharge and light and sound indication of the threshold indicator (useful model №11608 from March 16, 1999).

К недостаткам известного устройства следует отнести относительно низкая оперативность, точность и эффективность контроля состояния металла, обусловленное последовательным алгоритмом индикации результатов измерений как поканапьно, так и их суперпозиций, инерционностью АЦП индикатора (3 раза в сек..), необходимость записывать показания результатов замеров в различных погодных условиях.The disadvantages of the known device include the relatively low efficiency, accuracy and efficiency of monitoring the state of the metal, due to the sequential algorithm for displaying the measurement results both per-panel and their superposition, the inertia of the ADC indicator (3 times per second ..), the need to record the readings of measurements in various weather conditions.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение оперативности, точности и эффективности диагностики состояния металла трубопроводов.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency, accuracy and efficiency of diagnostics of the state of metal pipelines.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройство магнитометрической диагностики состояния металла, содержащее кварцевый генератор, делитель частоты, триггер Шмидта, формирователь линейной функции, буфер мошности, датчики регистрации магнитного поля металла (феррозонды), усилители, синхронные детекторы, блок электронных ключей, аналоговый преобразователь, блок модуля, узел перебора чувствительности, пороговое устройство, блок управления, узел обнуления фона, аналого-цифровой преобразователь индикатора (АЦП ИНД.), цифровой индикатор, автоматический индикатор разряда батарей и светозвуковая индикация превышения порога, в устройство введены двоичное АЦП, узел памяти и порт выдачи данных, при этом выход блока электронных ключей подключен, к входу АЦП, выход которого через узел памяти соединен со входом порта, выход блока управления подключен на управляющие входы АЦП, узла памяти и порта.The problem is solved due to the fact that the device magnetometric diagnostics of the state of the metal, containing a crystal oscillator, frequency divider, Schmidt trigger, linear function shaper, loss buffer, metal magnetic field registration sensors (flux probes), amplifiers, synchronous detectors, electronic key block, analog converter, module block, sensitivity enumeration unit, threshold device, control unit, background nulling unit, analog-to-digital indicator converter (ADC IND.), digital an indicator, an automatic battery discharge indicator and a light and sound indication of a threshold being exceeded, a binary ADC, a memory node and a data output port are entered into the device, while the output of the electronic key block is connected to the ADC input, the output of which is connected through the memory node to the port input, the control unit output connected to the control inputs of the ADC, memory node and port.

Па чертеже изображена схема устройства магнитометрической диагностики состояния метапла.Pa drawing shows a diagram of a device for magnetometric diagnostics of the state of metapl.

Устройство магнитометрической диагностики состояния металла содержит: два феррозондовых датчика - 1,2, усилители сигналов - 3,4, синхронные детекторы - 5, 6, кварцевый генератор 7, делители частоты -8, триггер Шмидта - 9, формирователь линейной функции -10, буфер мошности И, узел перебора чувствительности -12, блок электронных ключей -13, аналоговый преобразователь -14, блок модуля -15, .АЦП инд.- 16, цифровой индикатор -17, двоичное .АЦП - 18, узел памяти -19, порт выдачи данных -20, пороговое устройство 21, устройство сигнализации со звуковой индикацией 22, узел обнуления фона -23, блок управления - 24, узел автоматической индикации разряда батарей 25.A device for magnetometric diagnostics of a metal condition contains: two fluxgate sensors - 1.2, signal amplifiers - 3.4, synchronous detectors - 5, 6, a crystal oscillator 7, frequency dividers -8, Schmidt trigger - 9, a linear function shaper -10, a buffer I, the sensitivity enumeration node -12, the electronic key block -13, the analog converter -14, the module block -15, .ATsP ind.- 16, the digital indicator -17, binary .ATsP - 18, the memory node -19, the output port data -20, threshold device 21, alarm device with audible indication 22, the node is reset background -23, control unit -24, automatic battery discharge indication unit 25.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Датчики - 1,2 совместно с усилителями -3,4 и синхронными детекторами -5,6 выдают электрические сигналы, амплитуда которых пропорциональна напряженности магнитного поля объекта контроля. Импульсы частоты с кварцевого генератора -7, пройдя делитель частоты - 8, становятся опорной частотой - Fo и подаются на управляющие входы синхродетекторов -5,6 и триггер Шмидта -9, далее преобразуется в линейную функцию напряжения возбуждения датчиков VB в формирователе линейной функции 10 и поступают в буфер мощности -11, с выхода которого VB подается на обмотки возбуждения феррозондов -1 и 2, узел перебора чувствительности 12 позволяет выбирать усиление по управляющим входам усилителей - 3,4.The proposed device operates as follows. Sensors - 1.2 together with amplifiers -3.4 and synchronous detectors -5.6 give out electrical signals whose amplitude is proportional to the magnetic field of the test object. The frequency pulses from the crystal oscillator -7, having passed the frequency divider - 8, become the reference frequency - Fo and are supplied to the control inputs of the synchrodetectors -5.6 and Schmidt trigger -9, then it is converted into a linear function of the excitation voltage of the VB sensors in the linear function generator 10 and enter the power buffer -11, from the output of which VB is supplied to the excitation windings of the flux gates -1 and 2, the sensitivity enumeration unit 12 allows you to choose the gain from the control inputs of the amplifiers - 3.4.

Полезные аналоговые сигналы, поступающие с выходов СД 5 и 6 и узла обнуления фона -23, обрабатываются соответствующим образом на аналоговом преобразователе -14 и подключается к двоичному АДП -18с помощью блока электронных ключей - 13 по команде блока управления - 24. С выхода аналогово преобразователя - 14, полезная информация поступает к блоку модуля - 15 и на вход АЦП инд. - 16, в котором преобразуется в семисегментный код и далее высвечивается на цифровом индикаторе -17. Двоичный код с выхода АЦП -18 поступает на хранение в узел памяти -19 в оцифрованном виде, блок управления - 24 по управляющим входам задает работу АЦП-18, узла памяти 19 и порта -20 и при необходимости записанная и сохраненная информация выдается портом -20 на вход внещней ЭВМ для дальнейщей обработки и анализа.Useful analog signals coming from the outputs of LEDs 5 and 6 and the background zeroing unit -23 are processed accordingly on the analog converter -14 and connected to the binary ADP -18 using the electronic key block - 13 by the command of the control unit - 24. From the output of the analog converter - 14, useful information goes to the module block - 15 and to the ADC input ind. - 16, in which it is converted into a seven-segment code and then displayed on the digital indicator -17. The binary code from the output of the ADC -18 goes to storage in the memory node -19 in a digitalized form, the control unit - 24 on the control inputs sets the operation of the ADC-18, the memory node 19 and the port -20 and, if necessary, the recorded and stored information is issued by the -20 port on the input of an external computer for further processing and analysis.

Электрические сигналы с выхода блока модуля -15 сравнивается с уставкой - Vn на пороговом устройстве -21 и в случае его превышения, происходит срабатывание светозвуковой сигнализации превышения порога -22, в случае разрядки батарей питания происходит срабатывание узла автоматической индикации разряда батарей -25 и на цифровом индикаторе -17 появляются соответствующие мерцающие символы. Блок стабилизированного питания создает нормальные условия для работы всех узлов устройства независимо от изменения напряжения аккумуляторной батареи до почти полной ее разрядки.The electrical signals from the output of the module block -15 are compared with the setting - Vn on the threshold device -21, and if it is exceeded, the light-sound alarm is triggered when the threshold is exceeded -22, in the case of discharged batteries, the automatic battery discharge indication unit -25 and on the digital Indicator -17 displays the corresponding flickering characters. The stabilized power supply creates normal conditions for the operation of all nodes of the device, regardless of the change in battery voltage until it is almost completely discharged.

Горизонтальная составляющая собственного магнитного поля фубопровода является экспериментально определенной информационной характеристикой, отражающей пространственное местоположение дефектного участка. Причем конструкция блока датчиков позволяет определять градиент двух разнесенных датчиков, так их различные суперпозиции, что повыщает эффективность по локализации и дальнейшей идентификации дефектов по степени опасности.The horizontal component of the intrinsic magnetic field of the piping is an experimentally determined information characteristic that reflects the spatial location of the defective area. Moreover, the design of the sensor unit allows you to determine the gradient of two spaced sensors, so their various superposition, which increases the efficiency of localization and further identification of defects according to the degree of danger.

Более высокая оперативность диагностики состояния металла, по сравнению с прототипом, достигается за счет наличия двоичного АЦП работающего на узел памяти сравнительно больщой емкости, что позволяется бесконтактно исследовать и записывать одновременно два канала и более, как пространственное распределение магнитных параметров, так и временные их характеристики определенного з тастка трубопровода.A higher diagnostic speed of the metal state, in comparison with the prototype, is achieved due to the presence of a binary ADC running on a memory node of a relatively large capacity, which makes it possible to contactlessly examine and record two or more channels simultaneously, both the spatial distribution of magnetic parameters and their temporal characteristics of a certain h paste pipe.

записи в память АЦП с большей разрядностью по сравнению с АЦП индикатора прототипа.write to the memory of the ADC with a higher capacity compared to the ADC of the prototype indicator.

Более высокая эффективность диагностики состояния металла, по сравпепию с прототипом, достигается за счет использования порта выдачи данных позволяющего передать данные на стандартную ЭВМ для дальнейшей обработки и организации мониторинга или динамики изменения магнитных параметров трубопроводов.Higher efficiency of metal diagnostics, in comparison with the prototype, is achieved through the use of a data output port that allows you to transfer data to a standard computer for further processing and organization of monitoring or dynamics of changes in the magnetic parameters of pipelines.

Таким образом, предложенное техническое решение, по сравнению с прототипом, позволяет повысить оперативность, точность и эффективность диагностики состояния металла трубопроводов.Thus, the proposed technical solution, in comparison with the prototype, improves the efficiency, accuracy and efficiency of the diagnosis of the condition of the metal pipelines.

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения, по сравнению с прототипом, характеризуется повышением точности, локальности и эффективности диагностики металла трубопроводов в режиме его нормального фун кцион ирован ия.The technical and economic advantages of the proposed technical solution, in comparison with the prototype, are characterized by an increase in the accuracy, locality, and efficiency of diagnostics of pipeline metal in the mode of its normal functioning.

Claims

A device for magnetometric diagnostics of a metal state containing a crystal oscillator, a Schmidt trigger frequency divider, a linear function shaper, a power buffer, metal magnetic field registration sensors (flux gates), amplifiers, synchronous detectors, an electronic key block, an analog converter, a module block, a sensitivity brute force unit, threshold device, control unit, background zeroing unit, analog-to-digital indicator converter (ADC), digital indicator, automatic battery discharge indicator, and sound and sound indication of exceeding the threshold, characterized in that a binary ADC, a memory node and a data output port are introduced into the device, while the output of the electronic key block is connected to the ADC input, the output of which is connected through the memory node to the port input, the control unit output is connected to the control inputs ADC, memory node and port.