RU22824U1 - DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) - Google Patents
DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU22824U1 RU22824U1 RU2002101082/20U RU2002101082U RU22824U1 RU 22824 U1 RU22824 U1 RU 22824U1 RU 2002101082/20 U RU2002101082/20 U RU 2002101082/20U RU 2002101082 U RU2002101082 U RU 2002101082U RU 22824 U1 RU22824 U1 RU 22824U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- output
- analog
- digital converter
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
G01 N29/00, G01 N27/72, G01M3/00, F17D5/00G01 N29 / 00, G01 N27 / 72, G01M3 / 00, F17D5 / 00
Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов (варианты)Device for automated control of pipelines (options)
Полезная модель относится к устройствам для внутритрубного неразрушаюицего контроля трубопроводов, главным образом, уложенных магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов путём пропуска внутри контролируемого трубопровода за счёт давления потока жидкости (газа), транспортируемой по трубопроводу, с датчиками (ультразвуковыми, магнитными, вихретоковыми, электромагнитно-акустическими, оптическими, тепловыми, механическими (датчиками профиля) и другими датчиками, чувствительными к каким-либо параметрам, отражающим техническое состояние магистрального трубопровода), средствами измерений и записи данных измерений для последующей интерпретации данных.The utility model relates to devices for in-line non-destructive testing of pipelines, mainly, laid trunk oil pipelines, oil pipelines and gas pipelines by passing inside the controlled pipeline due to the pressure of the liquid (gas) flow transported through the pipeline, with sensors (ultrasonic, magnetic, eddy current, electromagnetic acoustic, optical, thermal, mechanical (profile sensors) and other sensors sensitive to any parameters, reflecting m technical condition of the main pipeline), measuring instruments and recording measurement data for subsequent interpretation of the data.
Известно устройство для измерений и неразрушающего контроля материала уложенных трубопроводов, описанное в патенте США №4909091, МПК:О01 N17/00 от 20.03.90.A device for measuring and non-destructive testing of the material of laid pipelines is described in US patent No. 4909091, IPC: O01 N17 / 00 from 03.20.90.
Устройство для неразрушающего контроля трубопровода включает в себя: корпус транспортного модуля в виде поршня для пропуска внутри контролируемого трубопровода, источник питания, ультразвуковые датчики для измерения параметров профиля трубопровода и толщины стенки контролируемого трубопровода, датчики пройденного пути, средства выполнения измерений, обработки и хранения полученных данных измерений на магнитной v ленте. Устройство включает в себя вычислительную систему с оперативной памятью объёмом 1Мбайт и накопителем на магнитной ленте объёмом 5Гбайт. Данные из оперативной памяти записывают в накопитель блоками по 512Кбайт со скоростью 50Кбайт/с, максимально допустимая скорость передачи данных в указанный накопитель составляет 200Кбайт/с. Известно устройство для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов, описанное в техническом описании Пайптроникс Ультраскан (Copyright © 1995, Pipetronix GmbH, 76297 Stutensee, Gemiany). Устройство для неразрушающего контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, вкпючает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства измерений, обработки и хранения данных измерений, источник питания, вычислительную систему. Вычислительная система включает в себя процессор iAPX 80С188 с частотой синхронизации ВМгц с 8-ми битовой шиной данных, с 64-Кбайтным PROM, содержащим всё программное обеспечение системы, статическим RAM с батарейной поддержкой. Вычислительная система включает в себя также 16битовый процессор iAPX 80186 с 4Мбайтным RAM, двумя 32Кбайтными EPROM, шиной АЕЗ. Данные из RAM предают в накопитель на магнитной ленте DAT блоками по 1,8Мбайт со скоростью до 1 Мбайт/с через шину SCSI. Указанные вычислительные системы включают в себя накопитель на магнитной ленте DAT. Записанные в процессе пропуска на такой накопитель данные не могут быть обработаны на борту после записи, поскольку это требует остановки процесса записи на накопитель, содержащий требуемые данные, и перемотку магнитной ленты до нужного места.A device for non-destructive testing of a pipeline includes: a transport module case in the form of a piston for passage inside a controlled pipeline, a power source, ultrasonic sensors for measuring the parameters of the pipeline profile and wall thickness of the controlled pipeline, sensors for the distance traveled, means for performing measurements, processing and storage of received data measurements on magnetic v tape. The device includes a computing system with 1 MB RAM and a 5 GB magnetic tape drive. Data from RAM is written to the drive in 512KB blocks at a speed of 50KB / s, the maximum allowable data transfer rate to the specified drive is 200KB / s. A device for in-pipe non-destructive testing of pipelines is described in the technical description of Piptronix Ultrascan (Copyright © 1995, Pipetronix GmbH, 76297 Stutensee, Gemiany). The device for non-destructive testing of pipelines, which is passed inside the monitored pipeline, includes a housing, sensors sensitive to the diagnostic parameters of the monitored pipeline, measuring instruments, processing and storage of measurement data, a power source, and a computer system. The computing system includes an iAPX 80C188 processor with a VMHz synchronization frequency with an 8-bit data bus, with a 64-KB PROM containing all the system software, and static RAM with battery support. The computing system also includes a 16bit iAPX 80186 processor with 4MB RAM, two 32K EPROMs, AEZ bus. Data from RAM is delivered to the DAT tape drive in blocks of 1.8 MB with a speed of up to 1 MB / s via the SCSI bus. These computing systems include a DAT tape drive. The data recorded in the process of skipping to such a drive cannot be processed on board after recording, since this requires stopping the recording process on the drive containing the required data, and rewinding the magnetic tape to the desired location.
Прототипом заявленного устройства является устройство для автоматизированного контроля трубопроводов (Европейский патент ЕР0561867, МПК:О01 N29/04, дата публикации 26.10.94 (патентные документы-аналоги: WO9210746, US5497661, СА2098480, DE4040190)), пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового лреобразователя, выход аналогоцифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных.The prototype of the claimed device is a device for automated control of pipelines (European patent EP0561867, IPC: O01 N29 / 04, publication date 10.26.94 (patent documents-analogues: WO9210746, US5497661, CA2098480, DE4040190)), which is passed inside the controlled pipeline, includes case, sensors sensitive to diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, power supply, these tools include an amplifier, analog-to-digital conversion a developer, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital transmitter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data.
Устройство характеризуется тем, что включает в себя буферную память, модули цифровой обработки данных.The device is characterized in that it includes a buffer memory, digital data processing modules.
Устройство пропускают внутри трубопровода, испускают зондирующие ультразвуковые импульсы в процессе пропуска и принимают соответствующие отражённые ультразвуковые импульсы.The device is passed inside the pipeline, probing ultrasonic pulses are emitted during the passage, and the corresponding reflected ultrasonic pulses are received.
Электрические импульсы от датчиков оцифровывают по амплитуде с частотой 28МГц и разрешением 8бит. На аналоговом компараторе предустанавливают порог, и используют изменение состояния на выходе компаратора при поступлении на вход компаратора электрических импульсов, соответствующих принятым ультразвуковым импульсам, для запуска операций оцифровки импульсов и обработки полученных цифровых данных. Преобразованные цифровые данные записывают в накопитель цифровых данных.The electrical pulses from the sensors are digitized in amplitude with a frequency of 28 MHz and a resolution of 8 bits. The threshold is preset on the analog comparator, and the state change at the output of the comparator is used when electric pulses corresponding to the received ultrasonic pulses are received at the input of the comparator to start the pulse digitization and process the received digital data. The converted digital data is recorded in a digital data storage device.
Параметры вычислительной системы, в первую очередь, тактовая частота процессоров и шин и объём RAM, ограничивают число возможных функцийThe parameters of a computing system, primarily the clock frequency of processors and buses and the amount of RAM, limit the number of possible functions
обработки цифровых данных на борту, в частности, идентификации особо опасных дефектов, особенно при значительных диаметрах диагностируемых трубопроводов и высоком разрешении диагностирования, когда требуется значительное число датчиков и каналов обработки поступающих данных.processing digital data on board, in particular, identification of especially dangerous defects, especially with significant diameters of diagnosed pipelines and high resolution of diagnosis, when a significant number of sensors and channels for processing incoming data are required.
Заявленное устройство имеет варианты исполнения, реализация которых позволяет получить общий для всех вариантов технический результат.The claimed device has options, the implementation of which allows you to get a common technical result for all options.
1.В первом варианте заявленное устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что1. In the first embodiment, the claimed device for automated control of pipelines, passed inside the controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, a power source, these tools include an amplifier , analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of the analog-to-digital converter, output d analog-to-digital converter means connected to the conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу усилителя.Means for performing measurements, conversion and storage of measurement data include a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the control input of the amplifier.
2.Во втором варианте устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные2. In the second embodiment, a device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, a power source specified
средства включают в себя усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, чтоthe means include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства периодического изменения коэффициента усиления импульсов от контрольных датчиков.means for performing measurements, conversion and storage of measurement data include means for periodically changing the gain of the pulses from the control sensors.
3.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что3. The device for automated control of pipelines, which is passed inside the controlled pipeline, includes a housing, sensors sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, a power source, these tools include an amplifier, analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter Vatel connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства увеличения коэффициента усиления импульсов от контрольных датчиков в зависимости от времени.Means for making measurements, converting and storing measurement data include means for increasing the gain of pulses from control sensors depending on time.
4.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений.4. A device for automated control of pipelines, which is passed inside the monitored pipeline, includes a housing, sensors sensitive to the diagnostic parameters of the monitored pipeline, means for taking measurements, converting and storing measurement data.
источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства сравнения амплитуды импульсов от контрольных датчиков с пороговым значением, отличающееся тем, что средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства изменения порогового значения в зависимости от времени.a power source, these means include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, means for performing measurements, and storing measurement data include means for comparing the amplitude of the pulses from the control sensors with a threshold value, characterized in that the means for performing measurements rhenium, measurement data conversion and storage include means for changing the threshold value depending on the time.
5.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что5. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter Vatel connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
усилитель выполнен электронно управляемым.the amplifier is electronically controlled.
6.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений.6. A device for automated control of pipelines, which is passed inside the monitored pipeline, includes a housing, sensors sensitive to the diagnostic parameters of the monitored pipeline, means for taking measurements, converting and storing measurement data.
источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, чтоa power source, these means include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, characterized in that
усилитель выполнен с электронно перестраиваемым коэффициентом усиления.the amplifier is made with an electronically tunable gain.
7.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что7. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter Vatel connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя измеритель шумовых импульсов, подключенный к выходу усилителя.Means for making measurements, converting and storing measurement data include a noise pulse meter connected to the output of the amplifier.
8.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что8. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter Vatel connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя измеритель шумовых импульсов, подключенный к выходу аналого-цифрового преобразователя.Means for performing measurements, converting and storing measurement data include a noise pulse meter connected to the output of an analog-to-digital converter.
9.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что9. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter Vatel connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства регулировки диапазона оцифровываемых амплитуд, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя через указанные средства регулировки.means for performing measurements, conversion and storage of measurement data include means for adjusting the range of digitized amplitudes, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter through these adjustment means.
10.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений,10. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, means for taking measurements, converting and storing measurement data,
S G - iOfUlS G - iOfUl
источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, чтоa power source, these means include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя сумматор, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя через указанный сумматор.Means for performing measurements, converting and storing measurement data include an adder, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter through the specified adder.
11. Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, вкпючает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что11. A device for automated control of pipelines, which is passed inside the monitored pipeline, includes a housing, sensors sensitive to the diagnostic parameters of the monitored pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter ovatelya connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя измерители пройденной дистанции, формирователь импульса обращения к контрольным датчикам, схему выделения минимального измеренного значения времени, соответствующего заданному значению пройденной дистанции, выходы измерителей подключены к указанной схеме, выход схемы подключен к входу формирователя, выход формирователя подключен к датчикам.Means for performing measurements, converting and storing measurement data include distance meters, a pulse shaper for accessing control sensors, a circuit for extracting the minimum measured time value corresponding to a given distance value, the outputs of the meters are connected to the specified circuit, the output of the circuit is connected to the input of the shaper, the output of the driver is connected to the sensors.
Ыо, 0/ о 1Yo, 0 / o 1
12.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что12. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of an analog-to-digital converter The device is connected to the means of conversion and storage of digital data, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства измерения скорости устройства в трубопроводе и средства синхронизации моментов обращения к датчикам со скоростью устройства в трубопроводе, подключенные к средствам измерения скорости и датчикам.means for performing measurements, conversion and storage of measurement data include means for measuring the speed of the device in the pipeline and means for synchronizing the moments of access to the sensors with the speed of the device in the pipeline, connected to the means of measuring speed and sensors.
13.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, отличающееся тем, что13. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, conversion and storage of measurement data, a power source, characterized in that
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя средства измерения толщины слоя грунта или жидкости над контролируемым трубопроводом.Means for making measurements, converting and storing measurement data include means for measuring the thickness of a soil or liquid layer over a controlled pipeline.
14.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики,14. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors,
l 1C/ П х чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя модуль измерения внутренних контрольных параметров аппаратуры устройства, число каналов модуля не менее 8. 15.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя усилитель, аналогоцифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя модуль периодического измерения и записи потребляемого тока с привязкой ко времени измерений. 16.Устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, батареи питания. датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства вкпючают в себя усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных, отличающееся тем, что средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя модуль периодического измерения и записи напряжения на батареях питания с привязкой ко времени измерений.l 1C / П х sensitive to diagnostic parameters of the controlled pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, power supply, these tools include an amplifier, analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of analog-digital the converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to the means of converting and storing digital data, characterized in that the means of measuring The storage and storage of measurement data includes a module for measuring the internal control parameters of the device equipment, the number of module channels is not less than 8. 15. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, sensors sensitive to diagnostic parameters of the controlled pipeline, means for performing measurements, conversion and storage of measurement data, a power source, these means include an amplifier, analog-to-digital conversion the caller, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, characterized in that the means for performing measurements, converting and storing measurement data include a module periodic measurement and recording of current consumption with reference to the measurement time. 16. A device for automated control of pipelines, which is passed inside a controlled pipeline, includes a housing, power batteries. sensors sensitive to the diagnostic parameters of the monitored pipeline, measuring instruments, converting and storing measurement data, a power source, these tools include an amplifier, an analog-to-digital converter, an amplifier input connected to a sensor output, an amplifier output connected to an analog-to-digital converter input , the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data, characterized in that the means for performing measurements Measurement data storage and storage include a module for periodic measurement and recording of voltage on batteries with reference to the measurement time.
Общий технический результатGeneral technical result
Реализация устройства в любом из вариантов исполнения для автоматизированного контроля трубопроводов позволяет увеличить число функций обработки данных, реализуемых в процессе пропуска снаряда внутри трубопровода, что позволяет увеличить вероятность идентификации дефектов, которые могут быть отнесены к особо опасным, уже в процессе диагностирования опасного для эксплуатации трубопровода, и сигнализировать об опасности с помощью маркерной системы.The implementation of the device in any of the versions for automated control of pipelines allows you to increase the number of data processing functions that are implemented in the process of passing the projectile inside the pipeline, which allows to increase the likelihood of identifying defects that can be classified as especially dangerous already in the process of diagnosing a pipeline that is dangerous for operation, and signal a hazard using a marker system.
В наиболее предпочтительном варианте исполнения заявленное устройство для автоматизированного контроля трубопроводов, пропускаемое внутри контролируемого трубопровода, включает в себя корпус, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода,In the most preferred embodiment, the claimed device for automated control of pipelines, passed inside the controlled pipeline, includes a housing, sensors that are sensitive to the diagnostic parameters of the controlled pipeline,
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений, источник питания, указанные средства включают в себя:means for performing measurements, conversion and storage of measurement data, a power source, these tools include:
цифро-аналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу усилителя;digital-to-analog converter, the output of which is connected to the control input of the amplifier;
средства периодического изменения коэффициента усиления импульсов от контрольных датчиков;means for periodically changing the gain of the pulses from the control sensors;
средства увеличения коэффициента усиления импульсов от контрольных датчиков в зависимости от времени;means for increasing the gain of the pulses from the control sensors depending on time;
средства изменения порогового значения в зависимости от времени;means for changing a threshold value with time;
измеритель шумовых импульсов, подключенный к выходу усилителя;noise meter connected to the output of the amplifier;
измеритель шумовых импульсов, подключенный к выходу аналогоцифрового преобразователя;a noise pulse meter connected to the output of an analog-digital converter;
средства регулировки диапазона оцифровываемых амплитуд, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя через указанные средства регулировки;means for adjusting the range of digitized amplitudes, the output of the amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter through these means of adjustment;
сумматор, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя через указанный сумматор;the adder, the output of the amplifier is connected to the input of the analog-to-digital Converter through the specified adder;
измерители пройденной дистанции, формирователь импульса обращения к контрольным датчикам, схему выделения минимального измеренного значения времени, соответствующего заданному значению пройденной дистанции, выходы измерителей подключены к указанной схеме, выход схемы подключен к входу формирователя, выход формирователя подключен к датчикам;distance meters, pulse shaper for accessing control sensors, a circuit for allocating the minimum measured time value corresponding to a given distance traveled, the outputs of the meters are connected to the specified circuit, the output of the circuit is connected to the input of the driver, the output of the driver is connected to the sensors;
средства измерения скорости устройства в трубопроводе и средства синхронизации моментов обращения к датчикам со скоростью устройства в трубопроводе, подключенные к средствам измерения скорости и датчикам;means for measuring the speed of the device in the pipeline and means for synchronizing the moments of access to the sensors with the speed of the device in the pipeline, connected to the means of measuring speed and sensors;
средства измерения толщины слоя грунта или жидкости над контролируемым трубопроводом;means for measuring the thickness of the soil or liquid layer over a controlled pipeline;
модуль измерения внутренних контрольных параметров аппаратуры устройства, число каналов модуля не менее 8;a module for measuring the internal control parameters of the device equipment, the number of module channels is at least 8;
модуль периодического измерения и записи потребляемого тока с привязкой ко времени измерений;module for periodic measurement and recording of current consumption with reference to the measurement time;
модуль периодического измерения и записи напряжения на батареях питания с привязкой ко времени измерений;module for periodic measurement and recording of voltage on batteries with reference to the time of measurement;
усилитель выполнен электронно управляемым;the amplifier is electronically controlled;
усилитель выполнен с электронно перестраиваемым коэффициентом усиления.the amplifier is made with an electronically tunable gain.
В развитие всех вариантов исполнения полезной модели средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя:In the development of all variants of the utility model, the means of measuring, converting and storing measurement data include:
усилитель, аналого-цифровой преобразователь, вход усилителя подключен к выходу датчика, выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к средствам преобразования и хранения цифровых данных,an amplifier, an analog-to-digital converter, the input of the amplifier is connected to the output of the sensor, the output of the amplifier is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to means for converting and storing digital data,
частота оцифровки амплитуд импульсов аналого-цифровым преобразователем составляет не менее ЗОМГц;the frequency of digitizing the amplitudes of the pulses by an analog-to-digital converter is at least ZOMHz;
средства выполнения измерений, преобразования и хранения данных измерений включают в себя:means for performing measurements, conversion and storage of measurement data include:
логарифмический усилитель, выход усилителя подкпючен к в ходу аналогоцифрового преобразователя через указанный логарифмический усилитель;a logarithmic amplifier, the output of the amplifier is connected to the analog-to-digital converter through a specified logarithmic amplifier;
сумматор, несколько указанных датчиков подключены к усилителю через указанный сумматор;an adder, several of these sensors are connected to the amplifier through the specified adder;
несколько бортовых компьютеров, каждый из которых содержит сетевую плату, указанные компьютеры объединены через указанные сетевые платы;several on-board computers, each of which contains a network card, these computers are combined through the specified network cards;
двухпортовое оперативное запоминающее устройство;dual port random access memory;
программируемую логическую интегральную схему;programmable logic integrated circuit;
программируемый процессор;programmable processor;
средства аппаратного сжатия оцифрованных данных;hardware compression of digitized data;
центральный процессор, тактовая частота центрального процессора не менее 266МГц;central processor, clock frequency of the central processor of at least 266 MHz;
локальную шину обмена данных указанного процессора с внешними устройствами указанной вычислительной системы, максимально допустимая частота обмена данными указанной шины обмена данных процессора с внешними устройствами не менее 66МГц; максимальная скорость обмена данными указанной шины обмена данных процессора с внешними устройствами не менее 130Мбайт/с;a local data bus of the specified processor with external devices of the specified computing system, the maximum allowable data frequency of the specified bus of data exchange of the processor with external devices is not less than 66 MHz; the maximum data exchange speed of the specified bus for exchanging processor data with external devices is at least 130 MB / s;
оперативную память, шину обмена данных процессора с оперативной памятью, максимально допустимая частота обмена данными указанной шины обмена данных процессора с оперативной памятью не менее 100МГц; максимальная скорость обмена данными шины обмена данных процессора с оперативной памятью не менее 800Мбайт/с; объём указанной оперативной памяти не менее 64Мбайт; объём внутренней процессорной памяти указанного процессора не менее 1 Мбайт.RAM, processor data bus with RAM, the maximum allowable data exchange frequency of the specified processor data bus with RAM not less than 100 MHz; maximum data exchange speed of the processor data bus with RAM at least 800 MB / s; the size of the specified RAM is not less than 64 MB; the amount of internal processor memory of the specified processor is at least 1 MB.
твердотельный накопитель цифровых данных, объём указанного накопителя не менее 1000Мбайт.solid-state drive of digital data, the volume of the specified drive is at least 1000 MB.
Заявленное диагностическое устройство для автоматизированного контроля трубопроводов наиболее целесообразно использовать с вычислительной системой, которая включает в себя, по крайней мере, один центральный процессор с тактовой частотой не менее 900МГц с максимально допустимой частотой обмена данными указанной шины обмена данных процессора с внешними устройствами не менее 133МГц, максимальной скоростью обмена данными указанной шины обмена данных процессора с внешними устройствами не менее 200Мбайт/с, с оперативной памятью объёмом не менее 256Мбайт, с логическими схемами на ПЛИС с числом вентилей на кристалл не менее 40000 и блоками памяти на ПЛИС с числом вентилей на кристалл не менее 1000000, с максимально допустимой частотой обмена данными шины обмена данных процессора с оперативной памятью не менее 133МГц и максимальной скоростью обмена данными шины обмена данных процессора с оперативной памятью не менее 1200Мбайт/с. Для диагностики трубопроводов сверхбольшой протяженности и/или с целью комплексного обследования трубопроводов целесообразно использовать твердотельные накопители в составе заявленного устройства объёмом 20-200Гбайт и более. В частности, это возможно с помощью накопителей BitMicro более 19Гбайт каждый. Целесообразно исполнение заявленного устройства с электромагнитным маркерным приёмопередатчиком уточнения положения устройства внутри трубопровода с частотой электромагнитного излучения 22Гц.The claimed diagnostic device for automated control of pipelines is most appropriate to use with a computing system that includes at least one central processor with a clock frequency of at least 900 MHz with a maximum allowable data rate of the specified processor data bus with external devices of at least 133 MHz, the maximum data exchange speed of the specified processor data bus with external devices is not less than 200 MB / s, with RAM not m it is 256 MB, with FPGA logic circuits with at least 40,000 gates per chip and FPGA memory blocks with at least 1,000,000 gates per chip, with a maximum allowable processor data exchange frequency with at least 133 MHz RAM and a maximum exchange speed data bus data processor with RAM at least 1200 MB / s. For the diagnosis of extra-long pipelines and / or for the comprehensive inspection of pipelines, it is advisable to use solid-state drives as part of the claimed device with a volume of 20-200 GB or more. In particular, this is possible with BitMicro drives of more than 19 GB each. It is advisable to implement the claimed device with an electromagnetic marker transceiver to clarify the position of the device inside the pipeline with a frequency of electromagnetic radiation of 22 Hz.
На фиг.1 изображено устройство для автоматизированного контроля трубопроводов в одном из конструктивных исполнений;Figure 1 shows a device for automated control of pipelines in one of the designs;
на фиг.З изображено графическое отображение измеренных данных о толщине стенки трубопровода для некоторого участка обследованного трубопровода, позволяющее идентифицировать сварные швы;Fig. 3 shows a graphical representation of the measured data on the wall thickness of the pipeline for a certain section of the inspected pipeline, allowing the identification of welds;
на фиг.4 изображено графическое отображение измеренных данных о толщине стенки трубопровода для некоторого участка обследованного трубопровода, позволяющее идентифицировать коррозионные потери металла.figure 4 shows a graphical display of the measured data on the wall thickness of the pipeline for a certain section of the examined pipeline, which allows to identify the corrosion loss of the metal.
В результате решения задачи повышения достоверности внутритрубного контроля магистральных трубопроводов были разработаны и изготовлены внутритрубные инспекционные снаряды (ультразвуковые, магнитные дефектоскопы, профилемеры) для обследования нефтепроводов, газопроводов, конденсатопроводов, нефтепродуктопроводов номинальным диаметром от 10 до 56. Изготовленные в предпочтительном исполнении инспекционные снаряды выдерживают давление среды до 80 атм., имеют проходимость около 85% номинального диаметра трубопровода, работают при температурах перекачиваемой среды от 0°С до +70°С, минимальный проходимый радиус поворота около 1,5 диаметра трубопровода. В снарядах реализованы виды взрывозащиты Взрывонепроницаемая оболочка, Искробезопасная электрическая цепь, Специальный вид взрывозащиты.As a result of solving the problem of increasing the reliability of in-pipe inspection of main pipelines, in-pipe inspection shells (ultrasonic, magnetic flaw detectors, profilometers) were designed and manufactured for inspection of oil pipelines, gas pipelines, condensate pipelines, oil pipelines with a nominal diameter of 10 to 56. Inspection shells made in the preferred design withstand environmental pressure up to 80 atm., have a throughput of about 85% of the nominal diameter of the pipeline, operate at tamper atura of the pumped medium from 0 ° C to + 70 ° C, the minimum passable turning radius of about 1.5 of the diameter of the pipeline. Explosion protection types are implemented in shells. Flameproof enclosure, Intrinsically safe electrical circuit, Special type of explosion protection.
Заявленное устройство предназначено для использования, в первую очередь, для диагностирования магистральных нефте- и газопроводов, и средства взрывозащиты для указанного устройства удовлетворяют уровню взрывозащиты Взрывобезопасное взрывозащищённое электрооборудование(1) в отношении взрывозащищённого электрооборудования для внутренней и наружной установки.The claimed device is intended to be used, first of all, for diagnosing oil and gas pipelines, and the explosion protection means for the specified device satisfy the level of explosion protection Explosion-proof explosion-proof electrical equipment (1) in relation to explosion-proof electrical equipment for indoor and outdoor installation.
Некоторые варианты исполнения для эксплуатации во взрывоопасных средах класса И-А, Н-В и И-С включают в себя взрывонепроницаемую оболочку и/или (масляное или кварцевое заполнение оболочки).Some versions for operation in explosive atmospheres of class IA, HB and IS include flameproof enclosure and / or (oil or quartz filling of the enclosure).
На фиг.1 изображён внутритрубный инспекционный снаряд для ультразвукового обследования трубопровода диаметром с толщиной стенки 4-30 мм в одном из конструктивных исполнений, который включает в себя: корпус 1, образующий взрывонепроницаемую оболочку, в которой располагается источник питания и электронная аппаратура для измерений, обработки и хранения получаемых данных измерений на основе бортового компьютера, управляющего работой инспекционного снаряда в процессе его движения внутри трубопровода. В качестве источника питания устанавливаются аккумуляторные батареи или батареи гальванических элементов общей ёмкостью до 1000 А-ч.Figure 1 shows an in-tube inspection projectile for ultrasonic inspection of a pipeline with a diameter of 4-30 mm in wall thickness in one of the designs, which includes: a housing 1, forming an explosion-proof shell, in which there is a power source and electronic equipment for measuring, processing and storage of the obtained measurement data based on the on-board computer that controls the operation of the inspection projectile in the process of its movement inside the pipeline. Rechargeable batteries or batteries of galvanic cells with a total capacity of up to 1000 Ah are installed as a power source.
В хвостовой части снаряда установлены ультразвуковые датчики 2, попеременно излучающие и принимающие ультразвуковые импульсы. Установленные на корпусе снаряда полиуретановые манжеты 3 обеспечивают центровку снаряда внутри трубопровода и продвижение снаряда потоком перекачиваемой по трубопроводу среды. Колёса установленных на корпусе дефектоскопа одометров 4 прижимаются к внутренней стенке трубопровода. При движении снаряда одометры генерируют импульсы, число которых пропорционально измеренной одометром дистанции, импульсы от одометров проходят обработку в схеме, обеспечивающей согласование времени запуска ультразвуковых датчиков с показаниями одометров, информация о длине пройденного пути, измеренная одометрами, записывается в накопитель бортового компьютера и позволяет после выполнения диагностического пропуска и обработки накопленных данных определить положение дефектов наUltrasonic sensors 2 are installed in the tail of the projectile, alternately emitting and receiving ultrasonic pulses. Polyurethane cuffs 3 mounted on the shell of the projectile provide centering of the projectile inside the pipeline and advancement of the projectile by the medium pumped through the pipeline. The wheels of the odometers 4 mounted on the flaw detector housing are pressed against the inner wall of the pipeline. When the projectile moves, the odometers generate pulses, the number of which is proportional to the distance measured by the odometer, the pulses from the odometers are processed in a circuit that matches the start time of the ultrasonic sensors with the odometer readings, information about the distance traveled, measured by the odometers, is recorded in the on-board computer drive and, after execution diagnostic pass and processing the accumulated data to determine the position of defects on
Г1G1
трубопроводе и, соответственно, место последующей экскавации и ремонта трубопровода.pipeline and, accordingly, the place of subsequent excavation and repair of the pipeline.
Инспекционный снаряд помещают в трубопровод и включают перекачку продукта (нефти, нефтепродукта) по трубопроводу, и снаряд приходит в движение.An inspection projectile is placed in the pipeline and the product (oil, oil product) is pumped through the pipeline, and the projectile moves.
При решении задачи ультразвуковой толщинометрии ультразвуковые импульсы испускают перпендикулярно внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от области дефекта, например, расслоения металла в стенке трубы. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границу сред, образуемую внешней стенкой трубопровода.When solving the problem of ultrasonic thickness gauge, ultrasonic pulses emit perpendicular to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from the area of the defect, for example, delamination of the metal in the pipe wall. Partially ultrasonic pulses pass through the boundary of the media formed by the outer wall of the pipeline.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приёма отражённых импульсов и принимают импульсы, отражённые от внутренней стенки, импульсы, отражённые от внешней стенки трубы, либо импульсы, отражённые от указанной области дефекта стенки. Аналогичным образом измеряется толщина слоя грунта над трубопроводом.After the emission of ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the reception of reflected pulses and receive pulses reflected from the inner wall, pulses reflected from the outer wall of the pipe, or pulses reflected from the indicated area of the wall defect. Similarly, the thickness of the soil layer above the pipeline is measured.
С целью обнаружения трещин в стенке трубопровода ультразвуковые импульсы испускают под углом около 17°-19° к нормали внутренней поверхности трубопровода. Указанные импульсы частично отражаются от внутренней стенки трубопровода, от внешней стенки трубопровода или от трещиноподобного дефекта. Частично ультразвуковые импульсы проходят через границы сред или отражаются, ослабляя, тем самым, полезный отражённый импульс.In order to detect cracks in the wall of the pipeline, ultrasonic pulses emit at an angle of about 17 ° -19 ° to the normal to the inner surface of the pipeline. These pulses are partially reflected from the inner wall of the pipeline, from the outer wall of the pipeline or from a crack-like defect. Partially ultrasonic pulses pass through the boundaries of the media or are reflected, thereby weakening the useful reflected pulse.
После испускания ультразвуковых импульсов ультразвуковые датчики переключаются в режим приёма отражённых импульсов и принимают импульсы, отражённые от трещиноподобного дефекта.After emitting ultrasonic pulses, the ultrasonic sensors switch to the reception mode of the reflected pulses and receive pulses reflected from the crack-like defect.
Полученные цифровые данные о временных промежутках, соответствующих времени хода ультразвуковых импульсов, и амплитудах импульсов преобразуют и записывают в накопитель цифровых данных бортового компьютера.The obtained digital data on the time intervals corresponding to the travel time of the ultrasonic pulses and the pulse amplitudes are converted and recorded in the digital data storage device of the on-board computer.
При магнитном контроле стенки трубопровода намагничивают некоторую область стенки трубопровода и с помощью датчиков магнитного поля измеряют составляющие магнитного поля вблизи намагниченной области стенки трубопровода. Измерение магнитного поля производят путём периодического обращения к датчикам магнитного поля (путём опроса датчиков). Наличие трещин или дефектов, связанных с потерей металла (коррозия, задиры), приводит к изменению величины и характера распределения магнитной индукции.During magnetic control of the pipe wall, a certain area of the pipe wall is magnetized and, using magnetic field sensors, components of the magnetic field are measured near the magnetized area of the pipe wall. The measurement of the magnetic field is carried out by periodically accessing the magnetic field sensors (by interrogating the sensors). The presence of cracks or defects associated with the loss of metal (corrosion, scoring) leads to a change in the magnitude and nature of the distribution of magnetic induction.
Аналогичным образом производят внутритрубный контроль путём периодического обращения к датчикам иного типа (магнито-оптическим, оптическим, электромагнитно-акустическим, датчикам профиля сечения трубопровода, например, путём периодического обращения к датчикам угла поворота рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода, и иным датчикам).In-pipe inspection is carried out in a similar manner by periodically turning to other types of sensors (magneto-optical, optical, electromagnetic-acoustic, sectional profile sensors, for example, by periodically turning leverage angle sensors pressed to the inner surface of the pipeline, and other sensors).
При выполнении контроля трубопровода последовательный запуск и опрос датчиков 61 фиг.2, возбуждаемых генераторами 71, реализуется с помощью мультиплексора 70, обеспечивающего последовательный запуск генераторов 71, и сумматора 60, обеспечивающего последовательный опрос датчиков 61. Сигнал запуска датчика поступает на управляющий вход сумматора 60, синхронизируя приём импульсов с датчиков 61. Сигнал (импульс) с датчиков 61 снимается через сумматор 60 на регулируемый усилитель 75, с выхода которого импульс от датчика проходит через логарифмический усилитель 76 на один из входов сумматора 77. Коэффициент усиления регулируемого усилителя 75When performing pipeline monitoring, sequential start-up and interrogation of the sensors 61 of FIG. 2, excited by the generators 71, is implemented using a multiplexer 70, which provides a sequential start-up of the generators 71, and an adder 60, which provides a serial interrogation of the sensors 61. The sensor start signal is supplied to the control input of the adder 60 synchronizing the reception of pulses from the sensors 61. The signal (pulse) from the sensors 61 is removed through the adder 60 to an adjustable amplifier 75, the output of which the pulse from the sensor passes through the logarithmic an amplifier 76 to one of the inputs of the adder 77. The gain of the adjustable amplifier 75
устанавливается с помощью цифро-аналогового преобразователя 83, управляемого модулем преобразования цифровых данных 79. С выхода сумматора 77 импульс поступает в АЦП 78, где производится аналого-цифровое преобразование амплитуды импульса, оцифрованные амплитуды из АЦП 78 подаются в модуль преобразования цифровых данных 79 и на один из входов схемы измерения уровня шума 85, на второй вход схемы 85 подают опорное значение из модуля 79. Значение с выхода 85 подают на вход формирователя 86 кода цифро-аналогового преобразователя 87. Аналоговое значение с ЦАП 87 подают на второй вход сумматора 77. На третий вход сумматора 77 подают значение нижней границы диапазона оцифровывания с выхода АЦП 78. Преобразованные в модуле 79 цифровые данные подают в бортовой компьютер 80, где данные записывают в накопитель цифровых данных 81.is set using a digital-to-analog converter 83, controlled by a digital data conversion module 79. From the output of the adder 77, the pulse is supplied to the ADC 78, where the pulse-to-analog conversion is performed, the digitized amplitudes from the ADC 78 are supplied to the digital data conversion module 79 and to one from the inputs of the noise level measuring circuit 85, the reference value from the module 79 is supplied to the second input of the circuit 85. The value from the output 85 is fed to the input of the shaper 86 of the code of the digital-to-analog converter 87. The analog value DAC 87 is supplied to a second input of the adder 77. The third input of the adder 77 is supplied the lower limit of digitization range ADC 78. The converted output module 79 in the digital data is fed to the onboard computer 80, where data is recorded in a data storage module 81.
Для синхронизации режима сканирования (излучения зондирующих импульсов) реализована схема 94 обработки одометрических данных от одометров 91, 92, 93. Выходы одометров 91, 92, 93 подключены к входам схемы 94, выход схемы 94, соответствующий запуску датчиков, подключен к одному из входов схемы 79, выход которой, соответствующий запуску импульсов, подключен к входу мультиплексора 70 и сумматора 60. Данные, определяющие режим обработки одометрических данных в схеме 94, поступают из схемы 79 в схему 94, из схемы 94 поступают преобразованные одометрические данные в схему 79. Выход таймера 84 также подключен к одному из входов схемы 94.To synchronize the scanning mode (radiation of the probe pulses), an odometer data processing circuit 94 is implemented from odometers 91, 92, 93. The odometers 91, 92, 93 outputs are connected to the inputs of the circuit 94, the output of the circuit 94 corresponding to the start of the sensors is connected to one of the inputs of the circuit 79, the output of which, corresponding to the start of the pulses, is connected to the input of the multiplexer 70 and the adder 60. Data that determines the processing mode of odometric data in circuit 94 comes from circuit 79 to circuit 94, converted odometric data comes from circuit 94 a timer circuit 79. Output 84 is also connected to one of the inputs of the circuit 94.
Устройство работает следующим образом: перед испусканием зондирующих импульсов при отсутствии отражённых импульсов измеряют амплитуду шумового импульса с одного из датчиков 61с помощью измерителя 85.The device operates as follows: before the emission of the probe pulses in the absence of reflected pulses, the amplitude of the noise pulse is measured from one of the sensors 61 using a meter 85.
импульсы подают на вход аналого-цифрового преобразователя 78, на второй вход сумматора 77 подают напряжение с цифро-аналогового преобразователя 87.pulses are fed to the input of the analog-to-digital converter 78, the voltage from the digital-to-analog converter 87 is supplied to the second input of the adder 77.
В модуле 85 выполняют проверку условия, состоящего в том, что оцифрованная измеренная амплитуда меньше значения из 79.In module 85, a condition is checked that the digitized measured amplitude is less than the value of 79.
Выполняют также проверку условия, состоящего в том, что оцифрованная измеренная амплитуда больше другого значения из 79.They also check the condition that the digitized measured amplitude is greater than another value from 79.
Измеряют оцифрованную амплитуду при частоте оцифровывания амплитуд ЗОМГц. Коэффициент усиления электрических импульсов от датчиков устанавливают в зависимости от амплитуды принятого импульса в максимуме.The digitized amplitude is measured at the sampling frequency of the amplitudes of the ZOMHz. The gain of the electrical pulses from the sensors is set depending on the amplitude of the received pulse at maximum.
В интервале времени от 8,4 мкс до 56,6 мкс после излучения зондирующего импульса коэффициент усиления К электрических импульсов с датчиков увеличивают дискретно с шагом 8,4мкс (за 8 шагов).In the time interval from 8.4 μs to 56.6 μs after the radiation of the probe pulse, the gain K of the electrical pulses from the sensors is increased discretely with a step of 8.4 μs (in 8 steps).
В предпочтительном исполнении коэффициент усиления электрических импульсов с датчиков увеличивают в зависимости от указанного времени, прошедшего с момента излучения зондирующего ультразвукового импульса, в соответствии с табличной функцией номера шага. Табличную функцию определяют в лабораторных условиях в зависимости от типа среды (вода, нефть, керосин, дизельное топливо или др.) типа материала стенки трубопровода.In a preferred embodiment, the amplification factor of the electrical pulses from the sensors is increased depending on the indicated time elapsed since the probe ultrasound pulse was emitted, in accordance with the tabular function of the step number. The table function is determined in laboratory conditions, depending on the type of medium (water, oil, kerosene, diesel fuel, etc.), the type of material of the pipeline wall.
Пороговое значение для принимаемых импульсов изменяют дискретно с шагом 4,2 мкс как заданную функцию времени синхронно с датчиком, импульсы от которого обрабатываются в данный момент времени.The threshold value for received pulses is changed discretely with a step of 4.2 μs as a given function of time synchronously with the sensor, the pulses from which are processed at a given time.
В соответствии с алгоритмом, реализуемым программой бортового компьютера, оцифрованные измеренные данные от группы датчиков объединяются в кадры данных.In accordance with the algorithm implemented by the on-board computer program, the digitized measured data from the group of sensors are combined into data frames.
Бортовой компьютер 80 включает в себя центральный процессор, оперативную память RAM, связанную с процессором через шину обменаThe on-board computer 80 includes a central processor, a random access memory (RAM) associated with the processor via an exchange bus
данными, локальную шину ISA/PCI. В шине ISA/PCI установлены: SCSIконтроллеры периферийного накопителя, модули аналогового и цифрового обмена,контроля, управления, синхронизации.data, local ISA / PCI bus. The following are installed in the ISA / PCI bus: SCSI peripheral storage controllers, modules for analog and digital exchange, control, management, synchronization.
Бортовой компьютер автоматизированной системы снаряда-дефектоскопа выполнен на основе материнской платы ASUS Р2В-В с центральным процессором Intel Pentium 450Мгц с пакетно-конвейерной вторичной кэш-памятью Pipelined Burst Level 2, с Intel 440ВХ AGPset, с модулями SDRAM 256Мбайт с частотой шины обмена данными с процессором до ЮОМгц и скоростью передачи данных до 800Мбайт/с, с ISA/PCI локальной шиной с частотой до ЮОМгц. В качестве периферийных накопителей используются Flash-накопители BitMicro объёмом до 19Гбайт каждый или RAM-диски Quantum Rushmore Ultra Series или Imperial Technology объёмом до 3-7Гбайт каждый. Используются ПЛИС с числом вентилей на одном кристалле 40000 и программируемый процессор для организации аппаратного сжатия данных.The on-board computer of the flaw detector’s automated system is based on an ASUS P2B-V motherboard with an Intel Pentium 450MHz central processor with a pipelined secondary cache memory Pipelined Burst Level 2, with Intel 440VX AGPset, with 256MB SDRAM modules with a data bus frequency processor up to SOMGts and data transfer rates up to 800MB / s, with ISA / PCI local bus with a frequency up to SOMGts. Peripheral drives use BitMicro Flash drives up to 19 GB each or Quantum Rushmore Ultra Series or Imperial Technology RAM disks up to 3-7 GB each. FPGAs with the number of gates on one chip of 40,000 and a programmable processor for organizing hardware data compression are used.
По завершении контроля заданного участка трубопровода снаряддефектоскоп извлекают из трубопровода и переносят накопленные в процессе диагностического пропуска данные на компьютер вне снаряда.Upon completion of the control of a given section of the pipeline, the projectile is removed from the pipeline and the data accumulated during the diagnostic pass is transferred to a computer outside the projectile.
Последующий анализ записанных данных позволяет идентифицировать дефекты стенки трубопровода и определить их положение на трубопроводе с целью последующего ремонта дефектных участков трубопровода.Subsequent analysis of the recorded data allows you to identify defects in the wall of the pipeline and determine their position on the pipeline for the subsequent repair of defective sections of the pipeline.
На фиг.З и фиг.4 представлены фрагменты графического представления данных, полученных в результате диагностического пропуска снарядадефектоскопа, позволяющие идентифицировать особенности трубопровода и дефекты его стенок. По оси L фиг.З, фиг.4 отложена длина трубопровода по его оси, по оси LR отложена длина по периметру в плоскости сечения трубопровода. Черные точки на изображении показывают, что в этих местах на трубе отличиеIn Fig. 3 and Fig. 4, fragments of a graphical representation of the data obtained as a result of a diagnostic pass of a flaw detector shell are presented, which make it possible to identify the features of the pipeline and the defects of its walls. The L axis of FIG. 3, FIG. 4 shows the length of the pipeline along its axis, the LR axis shows the length along the perimeter in the plane of the section of the pipeline. Black dots in the image show that in these places on the pipe the difference
измеренного значения толщины стенки трубы от номинального для данного участка трубопровода больше некоторого порогового значения. На фиг.З идентифицируются характерные особенности трубопроводов: продольные сварные швы 151 и 152 труб, сварной шов между трубами 153, вантуз 154. На фиг.4 изображены характерные коррозионные дефекты 161 трубопроводов, идентифицируемые в результате проведения внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии с использованием заявленного устройства.the measured value of the pipe wall thickness from the nominal value for a given section of the pipeline is greater than a certain threshold value. In Fig. 3, the characteristic features of the pipelines are identified: longitudinal welds 151 and 152 of the pipes, weld between the pipes 153, plunger 154. Figure 4 shows the characteristic corrosion defects 161 of the pipelines identified as a result of the in-tube ultrasonic inspection using the inventive device.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101082/20U RU22824U1 (en) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101082/20U RU22824U1 (en) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU22824U1 true RU22824U1 (en) | 2002-04-27 |
Family
ID=37992637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002101082/20U RU22824U1 (en) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU22824U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539603C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-01-20 | Андрей Вадимович Лебедев | Early diagnostic method for oil-trunk pipeline in order to prevent development of its destruction processes |
-
2002
- 2002-01-24 RU RU2002101082/20U patent/RU22824U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539603C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-01-20 | Андрей Вадимович Лебедев | Early diagnostic method for oil-trunk pipeline in order to prevent development of its destruction processes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2212660C1 (en) | Method of intratube ultrasonic testing | |
| RU2182331C1 (en) | Method of intrapipe ultrasonic testing | |
| RU2188413C1 (en) | Device for intrapipe ultrasonic thickness gauging | |
| US10345221B1 (en) | Ultrasonic corrosion coupon probe | |
| CN101509604B (en) | Method and device for detecting and assessing deposit in metal pipe | |
| US8820163B2 (en) | Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method using guided wave | |
| WO2023015675A1 (en) | Pipeline nondestructive testing device | |
| CN104654026B (en) | Detection system and method in gas oil pipe leakage sound emission | |
| KR20180063042A (en) | Detection and monitoring of changes in metal structures using multi-mode acoustic signals | |
| RU2635751C2 (en) | System and method for inspecting underwater pipelines | |
| US5661241A (en) | Ultrasonic technique for measuring the thickness of cladding on the inside surface of vessels from the outside diameter surface | |
| KR20090042500A (en) | Ultrasonic highi-temp tube inspection and thickness measuring apparatus | |
| RU2526579C2 (en) | Testing of in-pipe inspection instrument at circular pipeline site | |
| RU22824U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) | |
| RU22825U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATED PIPELINE CONTROL (OPTIONS) | |
| CN111693602B (en) | Acoustic inspection apparatus and method of operation | |
| CN108181377A (en) | A kind of PCCP steel wires fracture of wire intelligent interpretation system and method | |
| US20060291608A1 (en) | Fuel channel characterization method and device | |
| CN115451800A (en) | Testing method of portable field testing imager for cement electric pole | |
| US20060193422A1 (en) | Fuel channel characterization method and device | |
| RU2201590C1 (en) | Gear with dynamic scanning mode for intrapipe control over pipe-lines | |
| RU27708U1 (en) | PIPELINE INSPECTION DATA INTERPRETATION SYSTEM (OPTIONS) | |
| RU2205397C1 (en) | Intrapipe inspection tool | |
| CN112098306A (en) | Steel bar corrosion detection device based on spontaneous magnetic flux leakage | |
| RU2205396C1 (en) | Process of intrapipe inspection of pipe-lines with dynamic scanning mode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration | ||
| PD1K | Correction of name of utility model owner |