RU23983U1 - DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK

Info

Publication number
RU23983U1
RU23983U1 RU2001129575/20U RU2001129575U RU23983U1 RU 23983 U1 RU23983 U1 RU 23983U1 RU 2001129575/20 U RU2001129575/20 U RU 2001129575/20U RU 2001129575 U RU2001129575 U RU 2001129575U RU 23983 U1 RU23983 U1 RU 23983U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel block
determining
leak
channel
block
Prior art date
Application number
RU2001129575/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Е. Шейнман
В.В. Усов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority to RU2001129575/20U priority Critical patent/RU23983U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU23983U1 publication Critical patent/RU23983U1/en

Links

Abstract

Устройство для определения параметров течи трубопровода, содержащее n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, выход которого соединен с первым входом блока фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, а также содержащее блок управления, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные n-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, при этом n входов n-канального блока уплотнения информации соединены с соответствующими выходами n блоков аналого-цифрового преобразования, также введен n-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий n входов и n-1 выходов, при этом каждый из n физических каналов выхода блока разуплотнения информации соединен с соответствующим входом n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, также введены n-1 канальный блок обнаружения течи, n-1 канальный блок определения места течи, n-1 канальный блок определения размеров течи, n-1 канальный блок определения полосы фильтрации, входы которых параллельно соединены с соответствующими выходами n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, а выход n-1 канального блока определения полосы фильтрации соединен со вторыми входами блоков фильтрации, также введен блок формирования сигнала тревоги, вход которого соединен с выходом n-1 канального блока обнаружения течи, с выходом n-1 канального блока определения места течи и с выходом n-1 канального блока определения размеров течи, также введен индикатор места �A device for determining the parameters of a pipeline leak, containing n measuring channels, each of which consists of a series-connected block of acoustic transducers, a gain block, the output of which is connected to the first input of the filtering block, an analog-to-digital conversion block, and also containing a control unit, characterized in that the n-channel information compression unit, the multiplex information transmission channel, and the information decompression unit are additionally introduced into the device in series; At the same time, the n inputs of the n-channel information compression block are connected to the corresponding outputs of n analog-to-digital conversion blocks, the n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra is introduced, which has n inputs and n-1 outputs, each of n physical channels the output of the decompression unit is connected to the corresponding input of the n-1 channel block for accumulation and analysis of mutual spectra, n-1 channel block for leak detection, n-1 channel block for determining the location of the leak, n-1 channel block for determining the dimensions The n-1 channel block for determining the filtering band, the inputs of which are connected in parallel with the corresponding outputs of the n-1 channel block for accumulating and analyzing mutual spectra, and the output n-1 of the channel block for determining the filtering band is connected to the second inputs of the filtering blocks; an alarm signal, the input of which is connected to the output n-1 of the channel block for detecting the leak, with the output n-1 of the channel block for determining the location of the leak and with the output n-1 of the channel block for determining the size of the leak, the location indicator is also introduced

Description

Полезная модель относится к технике контроля трубопроводных систем и предназначена для определения места повреждения и оценок размера повреждения в труднодоступных или недоступных техническому надзору напорных трубопроводах, в частности, в подводных трубопроводах и в дюкерах.The utility model relates to the technique of monitoring pipeline systems and is intended to determine the location of damage and assess the size of damage in hard-to-reach or inaccessible to technical supervision pressure pipelines, in particular, in underwater pipelines and in dukes.

Известно устройство для обнаружения отверстий в трубе из патента Японии №4-184133 , содержащее параллельно соединенные два акустических датчика, два дисплея и блок сравнения, к которому подсоединены выходы дисплеев. При наличии в трубе небольшого отверстия сжатый газ выходит из него, создающийся при этом шум достигает обоих концов трубы, где принимается акустическими датчиками, сигналы от которых визуализируются с целью сравнения. Если величины сигналов одинаковы, то отверстие находится в средней точке, относительно положений датчиков, а если величина сигнала на одном из изображений значительно больше другого, то отверстие расположено вблизи соответствующего датчика. Положение отверстия рассчитывается по отношению величин сигналов датчиков при распространении на различные расстояния.A device for detecting holes in a pipe is known from Japanese Patent No. 4-184133, comprising two acoustic sensors, two displays and a comparison unit in parallel to which the outputs of the displays are connected. If there is a small hole in the pipe, the compressed gas leaves it, the noise generated in this case reaches both ends of the pipe, where it is received by acoustic sensors, the signals from which are visualized for comparison. If the signal values are the same, then the hole is at the midpoint relative to the positions of the sensors, and if the signal value in one of the images is much larger than the other, then the hole is located near the corresponding sensor. The position of the hole is calculated from the ratio of the values of the sensor signals when propagating at different distances.

Недостатками устройства аналога являются малая точность и низкая помехоустойчивость, а также невозможность оценки размеров отверстия.The disadvantages of the analog device are low accuracy and low noise immunity, as well as the inability to estimate the size of the hole.

Известно устройство по авторскому свидетельству СССР № 1610351. Устройство-аналог содержит акустические преобразователи, блок коммутации, блок управления, первый блок усиления, фильтрации и формирования высокочастотной составляющей сигнала, блок определения корреляционной функции и связанного с ней информационного параметра, второй блок усиления, фильтрации и формирования низкочастотной составляющей сигнала, интегратор формирующий опорные сигналы, компаратор, элемент «И. Акустические сигналы от течи преобразуют в электрические сигналы. С помощью фильтрации разделяют высокочастотную и низкочастотную части спектра сигналов. Вычисляют корреляционную функцию от высокочастотной части спектра сигнала. Из корреляционной функции выделяют информационный параметр для формирования сигнала тревоги. Низкочастотную составляющую сигнала фильтруют и интегрируют для формирования опорных сигналов. При превышении амплитуды сигнала над амплитудой опорного сигнала осуществляют формирование сигнала тревоги. Положение течи определяют по положению преобразователя от которого поступил сигнал тревоги.A device is known according to the USSR author’s certificate No. 1610351. An analog device contains acoustic transducers, a switching unit, a control unit, a first block for amplifying, filtering and generating a high-frequency component of a signal, a block for determining the correlation function and the associated information parameter, a second block for amplifying, filtering and the formation of the low-frequency component of the signal, the integrator forming the reference signals, the comparator, the element "I. Acoustic signals from a leak are converted into electrical signals. By filtering, the high-frequency and low-frequency parts of the signal spectrum are separated. The correlation function of the high-frequency part of the signal spectrum is calculated. An information parameter for generating an alarm signal is extracted from the correlation function. The low-frequency component of the signal is filtered and integrated to form reference signals. When the amplitude of the signal exceeds the amplitude of the reference signal, an alarm is generated. The leak position is determined by the position of the converter from which the alarm was received.

Недостатком устройства-налога являются недостаточно эффективное выделение сигнала от течи, неточность определения координат течи и отсутствие определения размеров повреждения.The disadvantage of the tax device is the insufficiently efficient isolation of the signal from the leak, the inaccuracy of determining the coordinates of the leak and the lack of determining the extent of damage.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения местоположения течи как источника акустического излучения по патенту США № 4858462. Устройство-прототип содержит два разнесенных акустических датчика, два блока усиления и фильтрации, два аналогоцифровых преобразователя, процессор плавающего порога и разностного сигнала, компьютер, выполняющий функции блока управления, со средствами отображения.The closest in technical essence to the proposed is a device for determining the location of a leak as a source of acoustic radiation according to US patent No. 4858462. The prototype device contains two spaced acoustic sensors, two amplification and filtering units, two analog-digital converters, a floating threshold processor and a differential signal, a computer acting as a control unit, with display means.

Устройство позволяет осуществлять наблюдение акустического излучения источника с помощью двух разнесенных датчиков. Предполагается, что акустическое излучение в месте течи представляет собой шумовой фон с выбросами. РазностьThe device allows you to monitor the acoustic radiation of the source using two spaced sensors. It is assumed that the acoustic radiation at the site of the leak is a noise background with emissions. Difference

времен прибытия акустических сигналов от места течи к каждому из датчиков регистрируется как смещение сигналов во времени. Путем измерения смещения между выбросами в акустических сигналах определяется относительное положение источника и датчиков. Для облегчения отделения выбросов от шумового фона применяется обнаружение с плавающим порогом.the time of arrival of acoustic signals from the leak to each of the sensors is recorded as the offset of the signals in time. By measuring the offset between the spikes in the acoustic signals, the relative position of the source and the sensors is determined. To facilitate the separation of emissions from the background noise, floating threshold detection is used.

Недостатком устройства-прототипа является низкая помехоустойчивость и отсутствие возможности оценки размеров повреждения.The disadvantage of the prototype device is the low noise immunity and the inability to assess the size of the damage.

Задачей полезной модели является обеспечение помехоустойчивости, высокой точности определения места течи и оценки размеров повреждения трубопровода.The objective of the utility model is to provide noise immunity, high accuracy in determining the location of a leak and assessing the size of damage to the pipeline.

Для решения поставлепной задачи в устройство для определения места и размеров течи в трубопроводе содержащее п измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, выход которого соединен с первым входом блока фильтрации и блока аналого-цифрового преобразования дополнительно, для определения места течи на трубопроводах больщой протяженности, введены: последовательно соединенные п-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, при этом п входов п-канального блока уплотнения информации соединены с соответствующими выходами п блоков аналого-цифрового преобразования, также введен п-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий п входов и п-1 выходов, при этом каждый из п физических каналов выхода блока разуплотнения информации соединен с соответствующим входом п-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, также введены п-1 канальный блок обнаружения течи, п-1 канальный блок определения места течи, п-1 канальный блок определения размеров течи, п-1 канальный блок определения полосы фильтрации, входы которых параллельно соединены с соответствующими выходами п-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, а выход п-1 канального блока определения полосы фильтрации соединен со вторыми входами блоков фильтрации, также введен блок формирования сигнала тревоги, вход которого соединен с выходом п-1 канального блока обнаружения течи, с выходом п-1 канального блока определения места течи и с выходом п-1 канального блока определения размеров течи, также введен индикатор места и размера течи, вход которого подсоединен к выходу блока формирования сигнала тревоги. Блок управления своими управляющими выходами и информационными входами присоединен к п-канальному блоку уплотнения информации, блоку разуплотнения информации, п-1 канальному блоку накопления и анализа взаимных спектров, п-1 канальному блоку обнаружения течи, п-1 канальному блоку определения места течи, п-1 канальному блоку определения размеров течи, п-1 канальному блоку определения полосы фильтрации, блоку формирования сигнала тревоги и индикатору места и размера течи.To solve the problem, a device for determining the location and size of a leak in a pipeline containing n measuring channels, each of which consists of a series-connected unit of acoustic transducers, an amplification unit, the output of which is connected to the first input of the filtration unit and the analog-to-digital conversion unit, is additionally determining the location of a leak on long-distance pipelines, the following are introduced: series-connected p-channel block of information compression, multiplex transmission channel info Rmation and information decompression unit, while the n inputs of the p-channel information compression block are connected to the corresponding outputs of the n analog-to-digital conversion blocks, the n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra, which has n inputs and n-1 outputs, is also introduced each of the n physical channels of the output of the decompression block is connected to the corresponding input of the n-1 channel block for accumulation and analysis of mutual spectra, the n-1 channel block for detecting leaks, the p-1 channel block for determining the location are also introduced leak, p-1 channel block for determining the size of the leak, p-1 channel block for determining the filter band, the inputs of which are connected in parallel with the corresponding outputs of p-1 channel block for accumulation and analysis of mutual spectra, and the output of p-1 channel block for determining the filter band the second inputs of the filtration units, an alarm signal generation unit has also been introduced, the input of which is connected to the output of the p-1 channel block for detecting a leak, with the output of the p-1 channel block for determining the leak location and with the output of the p-1 channel block eniya leak sizes are also introduced place indicator and leak size, whose input is connected to the output formation unit alarm. The control unit for its control outputs and information inputs is connected to a p-channel block of information compression, a block of decompression of information, p-1 channel block for accumulation and analysis of mutual spectra, p-1 channel block for leak detection, p-1 channel block for determining the location of a leak, p -1 channel unit for determining the size of the leak, p-1 channel unit for determining the filtering band, the unit for generating an alarm signal and an indicator of the location and size of the leak.

Достижение технического результата от использования полезной модели состоящего в повышении надежности обнаружения течи на фоне акустических помех от шума трубопровода и щумов окружающей среды, определении места течи с повышенной точностью, получении оценки размеров повреждения трубопроводаThe achievement of the technical result from the use of a utility model consisting in increasing the reliability of leak detection against the background of acoustic noise from the noise of the pipeline and environmental noise, determining the location of the leak with increased accuracy, obtaining an estimate of the size of the damage to the pipeline

стало возможным в результате применения технологий выделения сигналов из шума на длительных интервалах времени путем накопления, фильтрации и взаимноспектрального анализа.It became possible as a result of the application of technologies for separating signals from noise over long time intervals by accumulation, filtering and cross-spectral analysis.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 приведена блок-схема устройства. На фиг.2 представлен график безразмерной спектральной плотности мощности затопленной дозвуковой струи в функции от числа Струхаля для всей струи. (Заимствовано из работы А.Г.Лукин, М.А. Щепочкин. .Спектр звуковой мощности дозвуковой струи - Акустический журнал, T.XVIII, вып.2, 1972. - с.282-299)The utility model is illustrated by drawings. Figure 1 shows a block diagram of a device. Figure 2 presents a graph of the dimensionless power spectral density of a flooded subsonic jet as a function of the Strouhal number for the entire jet. (Adapted from the work of A.G. Lukin, M.A. Shchepochkin. Spectrum of the sound power of a subsonic jet - Acoustic Journal, T.XVIII, issue 2, 1972. - p. 282-299)

Устройство для определения места и размеров течи в трубопроводе содержит параллельно-последовательно соединенные акустические датчики l..n (АД), усилители 2..п (УС), фильтры З.КЗ.п (ФИ), аналого-цифровые преобразователи 4..п (АЦП), последовательно соединенные: п-канальный блок 5 уплотнения информации, мультиплексный канал 6 передачи информации, блок 7A device for determining the location and size of a leak in a pipeline contains parallel-series-connected acoustic sensors l..n (HELL), amplifiers 2..p (US), filters Z.K.Z.p (FI), analog-to-digital converters 4 .. p (ADC), connected in series: p-channel block 5 information compression, multiplex channel 6 information transfer, block 7

разуплотнения информации, П - 1 - канальный блок 8 накопления и анализаdecompression of information, P - 1 - channel block 8 accumulation and analysis

взаимных спектров, П - 1 - канальный блок 9 обнаружения течи, блок 10 формирования сигнала тревоги, индикатор 11 мест и размеров течи, также содержитmutual spectra, P - 1 - channel block 9 leak detection, block 10 of the formation of the alarm, the indicator 11 places and sizes of the leak, also contains

параллельно соединенные П - 1 - канальный блок 12 определения мест течи, П - 1 канальный блок 13 определения размеров течи, П -1- канальный блок 14Parallel connected P - 1 - channel block 12 for determining leak points, P - 1 channel block 13 for determining leak sizes, P -1 - channel block 14

определения полосы фильтрации, входы которых соединены с выходом П - 1 канального блока 8 накопления и анализа взаимных спектров, а выходы блока 12 определения места течи и блока 13 определения размеров течи соответственно соdetermining the filtering band, the inputs of which are connected to the output P - 1 of the channel unit 8 for accumulating and analyzing mutual spectra, and the outputs of the unit 12 for determining the location of the leak and the unit 13 for determining the size of the leak, respectively, with

вторым и третьим входами блока 10 формирования сигнала тревоги, выход П - 1 канального блока 14 определения полосы фильтрации соединен со вторыми входами фильтров 3..п, также содержит блок 15 управления, управляющие выходы и информационные входы которого соединены с блоками 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.the second and third inputs of the alarm generating unit 10, the output P - 1 of the channel block 14 determining the filtering band is connected to the second inputs of the filters 3.p, also contains a control unit 15, the control outputs and information inputs of which are connected to blocks 5, 7, 8 , 9, 10, 11, 12, 13, 14.

Прием акустических сигналов от течи происходит с помощью акустических датчиков 1.К1.П. (Здесь п равно или больше двух). В качестве этих датчиков для трубопровода, проходящего по дну реки, озера, или моря используются гидрофоны, для дюкера - сейсмоприемники. Датчики 1..п располагаются параллельно трубопроводу на дистанциях друг от друга d, согласно формуле (1). КоэффициентAcoustic signals from a leak are received using acoustic sensors 1.K1.P. (Here n is equal to or greater than two). Hydrophones are used as these sensors for pipelines running along the bottom of a river, lake, or sea, and geophones for a duker. Sensors 1..p are parallel to the pipeline at distances d from each other, according to formula (1). Coefficient

распознавания О может быть определен, например, при вероятности ложных тревог Рлт 10 и вероятности правильного обнаружения .98 примерно как О дБ, то естьO recognition can be determined, for example, with the probability of false alarms of Rlt 10 and the probability of correct detection .98 approximately as O dB, i.e.

О А.П. Евтютов, В.Б. Митько. Инженерные расчеты в гидроакустике. -Л.: Судостроение, 1988. - с.139, рис.2.29, если использовались в качестве акустическихAbout A.P. Evtutov, V.B. Mitko. Engineering calculations in sonar. -L .: Shipbuilding, 1988. - p.139, fig.2.29, if used as acoustic

датчиков ненаправленные гидрофоны, то есть Л Например, для подводногоsensors omnidirectional hydrophones, that is, for example, for underwater

трубопровода уровень помех составил .- а уровень шумаpipeline noise level was .- and the noise level

вьггекающей струи с г . Поэтому для данного примера была выбранаjetting jet with g. Therefore, for this example, was selected

Сигналы с каждого из датчиков усиливаются в усилителях 2..п. После этого сигналы фильтруются в полосовых фильтрах З.НЗ.п и преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей 4..п для дальнейшей обработки. Фильтры обеспечивают оптимизацию приема сигнала в фоновом режиме и при появлении сигнала течи от струи. Экспериментальное изучение виброакустических характеристик магистрального трубопровода М.М. Сулейманов, Л.И. Верхайзер. Шум и вибрация в нефтяной промышленности. Справочное пособие. -М.: Наука, 1990. -160с показало, что спектры вибраций компрессора и его элементов, а также начального участка трубопровода имеют выраженные дискретные составляющие. Скорости смещений максимальны на низких (17 и 65 Гц) и средних (1700, 2550, 3375 Гц) частотах. Однако, на расстоянии 1,5 км заметный вклад в вибрацию стенда вносят только низкочастотные составляющие 17 и 65 Гц. Эти дискретные составляющие превалируют и в подводном шуме трубопровода. Поэтому фильтруются частоты ниже 100 Гц.The signals from each of the sensors are amplified in amplifiers 2.p. After that, the signals are filtered in band-pass filters Z.NZ.p and converted to digital form using analog-to-digital converters 4..p for further processing. Filters provide optimization of signal reception in the background and when a signal leaks from the stream. Experimental study of vibro-acoustic characteristics of the main pipeline Suleymanov, L.I. Verhayzer. Noise and vibration in the oil industry. Reference manual. -M .: Nauka, 1990. -160 s showed that the vibration spectra of the compressor and its elements, as well as the initial section of the pipeline, have pronounced discrete components. Displacement rates are maximum at low (17 and 65 Hz) and medium (1700, 2550, 3375 Hz) frequencies. However, at a distance of 1.5 km, only the low-frequency components of 17 and 65 Hz make a significant contribution to the vibration of the stand. These discrete components prevail in the underwater noise of the pipeline. Therefore, frequencies below 100 Hz are filtered.

В связи с тем, что расстояния на которых производится наблюдение за состоянием трубопроводов могут составлять десятки километров, датчики соединяются с системой контроля оптоволоконной линией связи устойчивой к электрическим помехам. О.К.Скляров. Современные волоконно-оптические системы передачи. Аппаратура и элементы. -М.: СОЛОП-Р,2001.-237с. В блоке 5 уплотнения канала передачи информации производится преобразование потока данных от множества датчиков в один мультипликативный канал в соответствии с транспортным протоколом. Сигналы передаются по каналу 6 передачи информации. После чего в блоке 7 происходит разуплотнение канала передачи информации в параллельные физические каналы для последующей обработки.Due to the fact that the distances over which the condition of the pipelines is monitored can be tens of kilometers, the sensors are connected to a control system that is resistant to electrical noise by a fiber-optic communication line. O.K. Sklyarov. Modern fiber optic transmission systems. Hardware and items. -M .: SOLOP-R, 2001.-237s. In block 5 of the seal of the information transmission channel, the data stream is converted from multiple sensors into one multiplicative channel in accordance with the transport protocol. The signals are transmitted on channel 6 for the transmission of information. Then in block 7 there is a decompression of the channel for transmitting information into parallel physical channels for subsequent processing.

Работа П - 1 канального блока 8 накопления и анализа взаимных спектров осуществляется в соответствии с принципами многопараметрического спектрального анализа С.Л.Марпл мл. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.:Мир, 1990, гл.15, стр. 460-477. В блоке 8 осуществляют взаимноспекгральный анализThe operation of the P - 1 channel block 8 of the accumulation and analysis of mutual spectra is carried out in accordance with the principles of multi-parameter spectral analysis of S.L. Marple ml. Digital spectral analysis and its applications. M.: Mir, 1990, ch. 15, p. 460-477. In block 8, mutually spectral analysis is performed.

между каждой парой датчиков, определяя jk / по формуле:between each pair of sensors, determining jk / by the formula:

GjkW -Go((o)Coscotj, -iSina)tjJ + Gj,(Q))GjkW -Go ((o) Coscotj, -iSina) tjJ + Gj, (Q))

где - энергетический спектр шума струи, вытекающей из повреждения трубопровода на единичном расстоянии - Па where is the energy spectrum of the noise of the jet resulting from damage to the pipeline at a unit distance - Pa

j k - расстояния между повреждением в трубопроводе и датчиками jj k - distance between damage in the pipeline and sensors j

и k, причем,and k, moreover,

Tj + Tj +

50000 ,,50000 ,,

n:::: + 1 101n :::: + 1 101

При отсутствии течи наблюдается только уровень помех Gj (Ю j - Па.In the absence of a leak, only the interference level Gj (10 j - Pa.

в случае объемного шума NV / OV®/ т , , где К - in case of volumetric noise NV / OV® / t, where K -

волновое число, С - скорость звука в среде.wave number, C is the speed of sound in the medium.

На частотах, например, выше 100 Гц значение ,о. , -: J ivJAt frequencies, for example, above 100 Hz, about. , -: J ivJ

Поэтому, при взаимноспектральном анализе при d 500м уровень помех не велик.Therefore, in the cross-spectral analysis at d 500m the interference level is not large.

При наличии течи, в П - 1 канальном обнаружителе 9 , работаюшем, например, по критерию Неймана-Пирсона осуществляется обнаружение течи наIf there is a leak, in P - 1 channel detector 9, operating, for example, according to the Neumann-Pearson criterion, a leak is detected on

некотором 1-том участке трубопровода. Взаимный спектр разделяется на k полос. Уровень сигнала в каждой полосе контролируется пороговым элементом. Если, в соответствии с выбранным критерием в m из k элементов порог окажется превзойденным, то блок обнаружения передает сигнал о повреждении в блок 10 для выработки данных о номере участка трассы имеющего повреждение. Одновременно, определяется уточненное положение в блоке VI из выражения:some 1st section of the pipeline. The mutual spectrum is divided into k bands. The signal level in each band is controlled by a threshold element. If, in accordance with the selected criterion in m of k elements, the threshold is exceeded, the detection unit transmits a damage signal to block 10 to generate data on the number of the section of the route that has damage. At the same time, the specified position in block VI is determined from the expression:

1Im1Im

t ik - - arctgt ik - - arctg

соRecoRe

и J - символы мнимой и действительной составляющей and J are the symbols of the imaginary and real component

Величина задержки jk может определяться и по другому, например,The delay jk can be determined differently, for example,

путем выделения только мнимой составляющей взаимного спектра V® ;.Для этого находят частоты нулевых значенийby extracting only the imaginary component of the mutual spectrum V®;. To do this, find the frequencies of zero values

,(co) Go(a))Sina),tj,0, (co) Go (a)) Sina), tj, 0

jk - 0 v ; i«-jk - (3)jk - 0 v; i "-jk - (3)

t-it., -100, . , t-it., -100,. ,

и определяют JK как J О i , 11 1,2,... . Эта информацияand define JK as J O i, 11 1,2, .... This information

также поступает в блок 10 для формирования сигнала тревоги.also enters block 10 to generate an alarm.

Далее, в блоке 13 определяется размер течи. Для этого учитывается , что спектральная плотность излучения нгума дозвуковой струей в целом имеет максимумNext, in block 13, the size of the leak is determined. For this, it is taken into account that the spectral density of the nthum radiation by the subsonic jet as a whole has a maximum

при числе Струхаля Shj 0,275, находят частоту (OQ, при которойwith the Strouhal number Shj 0.275, find the frequency (OQ at which

L jk V®/ имеет максимум, и определяют диаметр D отверстия-повреждения как L jk V® / has a maximum, and determine the diameter D of the hole-damage as

/ ч / ч SinKd/ h / h SinKd

Kd(Kd (

SinKd3Sinkd3

Pjk(«).Pjk (").

G j, (со )JG j, (co) J

- -1 где и - скорость истечения струи на срезе - -1 where and is the jet velocity at the cut

например.eg.

2Р,Жн.у VP, Р.  2P, Zh.u VP, R.

где FJ , р2 - давления в трубопроводе и в окружающей среде соответственно,where FJ, p2 - pressure in the pipeline and in the environment, respectively,

Р| и Р2 - плотности жидкости в трубе и в окружающей среде соответственно;P | and P2 are the densities of the fluid in the pipe and in the environment, respectively;

V| - скорость движения жидкости в трубе,V | - the velocity of the fluid in the pipe,

причем осуществляют фильтрацию в полосе частот LHBJ,moreover, carry out filtering in the frequency band LHBJ,

- ShmaxU ShmaxU, гдеfn-oc,в-|3-fT,(6),- ShmaxU ShmaxU, where fn-oc, b- | 3-fT, (6),

DQ выбирается, исходя из минимального диаметра повреждения, котороеDQ is selected based on the minimum diameter of damage that

необходимо обнаружить, коэффициенты ОС и р выбираются на уровне - 8 дБ кривой спектральной плоскости. Если размер течи превышает некоторую заданную величину, например, , на блок 10 посылается сообщение обосновывающееit is necessary to detect that the OS and p coefficients are selected at the level of - 8 dB of the spectral plane curve. If the size of the leak exceeds some predetermined value, for example, a justifying message is sent to block 10

необходимость подачи сигнала тревоги.the need for an alarm.

При наличии в блоке 10 формирования сигнала тревоги сигналов одновременноIf there is an alarm signal generation unit 10 at the same time

от П - 1 канального блока обнаружения повреждений, П - 1 канального блокаfrom P - 1 channel block of damage detection, P - 1 channel block

определения мест повреждения и П - 1 канального блока определения размеров повреждений схема совпадений включает на индикаторе 11 средства отображения номера поврежденного участка, его положения на трассе трубопровода, информацию о месте и размерах течи. Одновременно, в блоке 14 уточняется наиболее приемлемая полоса фильтрации, с использованием графика безразмерной спектральной плотности излучения затопленной дозвуковой струи (фиг.2) по алгоритму (6). Данные о скорости истечения струи вычисляются по сведениям о давлениях в трубопроводе и в окружающей среде и о плотности жидкостей в трубе и в окружающей среде, а также о скорости движения жидкости в трубе. Эти сведения известны для каждого трубопровода, находящегося в эксплуатации И.Л. Повх. Техническая гидромеханика. -Л.: Машиностроение, 1969. - 524с; И.П. Спицин, В.А. Соколова. Общая и речная гидравлика. -Л.: Гидрометеоиздат,1990.-с.90; под ред. А.Г. Мунина. Авиационная акустика.-М.: Машиностроение, 1973. -448с.determining the places of damage and P - 1 of the channel unit for determining the size of damage the coincidence scheme includes on the indicator 11 means for displaying the number of the damaged section, its position on the pipeline route, information about the location and size of the leak. At the same time, in block 14, the most acceptable filtering band is specified using the graph of the dimensionless spectral radiation density of the flooded subsonic jet (Fig. 2) according to algorithm (6). The data on the velocity of the jet expiration are calculated according to the information on the pressures in the pipeline and in the environment and on the density of liquids in the pipe and in the environment, as well as on the speed of the liquid in the pipe. This information is known for each pipeline in operation by I.L. Povh. Technical hydromechanics. -L.: Mechanical Engineering, 1969. - 524s; I.P. Spitsin, V.A. Sokolova. General and river hydraulics. -L .: Gidrometeoizdat, 1990.-p.90; under the editorship of A.G. Munin. Aviation acoustics.-M.: Mechanical Engineering, 1973. -448с.

Таким образом, устройство для определения места и размеров течи в трубопроводе обеспечивает требуемый технический результат.Thus, a device for determining the location and size of a leak in a pipeline provides the required technical result.

{Л95К{L95K

стенки трубопровода, равная,pipe wall equal to

Claims (1)

Устройство для определения параметров течи трубопровода, содержащее n измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока акустических преобразователей, блока усиления, выход которого соединен с первым входом блока фильтрации, блока аналого-цифрового преобразования, а также содержащее блок управления, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные n-канальный блок уплотнения информации, мультиплексный канал передачи информации и блок разуплотнения информации, при этом n входов n-канального блока уплотнения информации соединены с соответствующими выходами n блоков аналого-цифрового преобразования, также введен n-1 канальный блок накопления и анализа взаимных спектров, имеющий n входов и n-1 выходов, при этом каждый из n физических каналов выхода блока разуплотнения информации соединен с соответствующим входом n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, также введены n-1 канальный блок обнаружения течи, n-1 канальный блок определения места течи, n-1 канальный блок определения размеров течи, n-1 канальный блок определения полосы фильтрации, входы которых параллельно соединены с соответствующими выходами n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, а выход n-1 канального блока определения полосы фильтрации соединен со вторыми входами блоков фильтрации, также введен блок формирования сигнала тревоги, вход которого соединен с выходом n-1 канального блока обнаружения течи, с выходом n-1 канального блока определения места течи и с выходом n-1 канального блока определения размеров течи, также введен индикатор места и размера течи, вход которого подсоединен к выходу блока формирования сигнала тревоги, при этом блок управления своими управляющими выходами и информационными входами присоединен к соответствующим управляющим и информационным входам и выходам n-канального блока уплотнения информации, блока разуплотнения информации, n-1 канального блока накопления и анализа взаимных спектров, n-1 канального блока обнаружения течи, n-1 канального блока определения места течи, n-1 канального блока определения размеров течи, n-1 канального блока определения полосы фильтрации, блока формирования сигнала тревоги и индикатора места и размера течи.
Figure 00000001
A device for determining the parameters of a pipeline leak, containing n measuring channels, each of which consists of a series-connected unit of acoustic transducers, a gain unit, the output of which is connected to the first input of the filtering unit, an analog-to-digital conversion unit, and also containing a control unit, characterized in that the n-channel information compression unit, the multiplex information transmission channel, and the information decompression unit are additionally introduced into the device in series; At the same time, n inputs of the n-channel block of information compression are connected to the corresponding outputs of n blocks of analog-to-digital conversion, an n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra is introduced, having n inputs and n-1 outputs, each of n physical channels the output of the decompression unit is connected to the corresponding input of the n-1 channel block for the accumulation and analysis of mutual spectra, n-1 channel block for detecting leaks, n-1 channel block for determining the location of the leak, n-1 channel block for determining the dimensions t ni-1 channel block for determining the filtering band, the inputs of which are connected in parallel with the corresponding outputs of the n-1 channel block for accumulating and analyzing mutual spectra, and the output n-1 of the channel block for determining the filtering band is connected to the second inputs of the filtering blocks; an alarm signal, the input of which is connected to the output n-1 of the channel block for detecting the leak, with the output n-1 of the channel block for determining the location of the leak and with the output n-1 of the channel block for determining the size of the leak, the location indicator is also introduced the size of the leak, the input of which is connected to the output of the alarm generating unit, while the control unit with its control outputs and information inputs is connected to the corresponding control and information inputs and outputs of the n-channel information compression unit, information decompression unit, n-1 channel storage unit and analysis of mutual spectra, n-1 channel block for detecting leaks, n-1 channel block for determining the location of a leak, n-1 channel block for determining the size of a leak, n-1 channel block for determining the floor sy filtering unit generating an alarm and location indicator and leak size.
Figure 00000001
RU2001129575/20U 2001-11-01 2001-11-01 DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK RU23983U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129575/20U RU23983U1 (en) 2001-11-01 2001-11-01 DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129575/20U RU23983U1 (en) 2001-11-01 2001-11-01 DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU23983U1 true RU23983U1 (en) 2002-07-20

Family

ID=48284392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001129575/20U RU23983U1 (en) 2001-11-01 2001-11-01 DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU23983U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5531099A (en) Underground conduit defect localization
Pal et al. Detecting & locating leaks in water distribution polyethylene pipes
US10401254B2 (en) Method and system for continuous remote monitoring of the integrity of pressurized pipelines and properties of the fluids transported
CN110469782B (en) Pipeline leakage positioning device based on self-adaptive filter
EA026485B1 (en) Method and system for the remote detection of the position of a pig device inside a pressurized pipeline
AU2016374474B2 (en) System for monitoring and/or surveying conduits
CA2634739A1 (en) Monitoring of leakage in wastewater force mains and other pipes carrying fluid under pressure
JPH11201859A (en) Method for detecting leak in pipe by frequency band division
MXPA04009020A (en) Assessing a solids deposit in a fluid-filled pipe by the analysis of acoustic tube waves.
DK160581B (en) PROCEDURE TO FOLLOW THE MOVEMENT OF A PIPELINE PIG THROUGH A SECTION OF A PIPELINE
CN101319955A (en) Method for extracting leakage of pipe monitored by infrasonic wave
CN107869654B (en) Oil-gas pipeline pipe burst detection positioning method
CN111122068A (en) Water pipeline leakage position positioning method based on optical fiber hydrophone
JP3032185B2 (en) Piping leak detection system
RU23983U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PLACES AND SIZES OF PIPELINE LEAK
RU2249802C2 (en) Method and device for detecting leakage site in pipeline
JPH0587669A (en) Pipe-leakage inspecting method
KR100627697B1 (en) System for detecting the abnormal state of the pipeline
CN110440144B (en) Positioning method based on pressure signal amplitude attenuation
Giunta et al. Vibroacoustic monitoring of pigging operations in subsea gas transportation pipelines
RU2221230C2 (en) Method establishing point and dimensions of leakage in pipe- line and device for its realization
Khulief et al. On the in-pipe measurements of acoustic signature of leaks in water pipelines
RU2002102334A (en) The method of determining the location of a leak in the pipeline and a device for its implementation
RU46579U1 (en) PIPELINE DAMAGE DETECTION SYSTEM
GB2488657A (en) Detecting and locating impacts on pipelines using acoustic emission (AE) sensors