RU2408815C1 - Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline - Google Patents
Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408815C1 RU2408815C1 RU2009126075/06A RU2009126075A RU2408815C1 RU 2408815 C1 RU2408815 C1 RU 2408815C1 RU 2009126075/06 A RU2009126075/06 A RU 2009126075/06A RU 2009126075 A RU2009126075 A RU 2009126075A RU 2408815 C1 RU2408815 C1 RU 2408815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- signals
- converter
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.The invention relates to pipeline transport and can be used in the oil and gas industry.
Известны сигнализаторы прохождения внутритрубных объектов (патент RU №2030678, F17D 5/00, 1995; Авторское свидетельство СССР №1629684, F17D 5/00, 1991 г.), в которых для регистрации прохождения внутритрубного объекта используется акустическое излучение на ультразвуковых частотах свыше 100 кГц, возникающее вследствие трения, соударения о стенку трубы и дросселирования жидкости через зазор между объектом и трубопроводом. Данные сигнализаторы состоят из приемного устройства, содержащего пьезоэлектрические преобразователи, усилитель, полосовой фильтр, блок обработки сигналов, и блока подключения к линейной телемеханике, обеспечивающего диспетчерскую связь оператора с пунктом контроля. Недостатком этих сигнализаторов является их применимость только для нефтепроводов, при этом поиск застрявшего внутритрубного объекта вызывает значительные затруднения. Кроме того, отмечены случаи ложных срабатываний подобных сигнализаторов во время дождя, по этой причине они не нашли широкого применения.Known signaling devices for the passage of in-tube objects (patent RU No. 2030678, F17D 5/00, 1995; USSR Author's Certificate No. 1629684, F17D 5/00, 1991), in which acoustic radiation at ultrasonic frequencies above 100 kHz is used to record the passage of the in-pipe object. arising due to friction, impact on the pipe wall and throttling of the fluid through the gap between the object and the pipeline. These signaling devices consist of a receiving device containing piezoelectric transducers, an amplifier, a bandpass filter, a signal processing unit, and a unit for connecting to a linear telemechanics, providing dispatch communication between the operator and the control point. The disadvantage of these signaling devices is their applicability only for oil pipelines, while the search for a stuck in-pipe object causes considerable difficulties. In addition, there have been cases of false alarms of such signaling devices during rain, for this reason they have not found widespread use.
Известны также сигнализаторы прохождения по трубопроводу очистных или диагностических объектов, оснащенных источниками сигнала в виде магнитодержателя с постоянными магнитами (авторское свидетельство СССР №1285261, F17D 5/00, 1987) или в виде передатчика (трансмиттера), излучающего низкочастотные электромагнитные колебания (сигнализатор «Аргус-СПС», патент на полезную модель №51235, G01S 5/16, 2006 г.; сигнализатор «Поиск-МП», техническое описание «Центра сервиса трубопроводных систем», г.Уфа, 2006 г.).Also known are signaling devices for passing treatment or diagnostic objects through a pipeline equipped with signal sources in the form of a magnet holder with permanent magnets (USSR author's certificate No. 1285261, F17D 5/00, 1987) or in the form of a transmitter (transmitter) emitting low-frequency electromagnetic waves (Argus signaling device -SPPS ”, utility model patent No. 51235, G01S 5/16, 2006; signaling device“ Search-MP ”, technical description of the“ Pipeline Systems Service Center ”, Ufa, 2006).
Подобные сигнализаторы состоят из приемного устройства, содержащего магнитоиндукционные антенны, усилитель, полосовой фильтр, блок обработки сигналов, и блока подключения к линейной телемеханике, обеспечивающего диспетчерскую связь оператора с пунктом контроля. Существенным недостатком упомянутых устройств является низкая помехоустойчивость, обусловленная использованием усилителей с высоким коэффициентом усиления, что приводит к ложным срабатываниям при воздействии на магнитоиндукционные антенны посторонних импульсных электромагнитных сигналов, вибраций трубопровода от проходящего транспорта и тому подобных факторов. Другим недостатком этих устройств является часто наблюдаемый на практике пропуск регистрации прохождения внутритрубного объекта из-за пониженной мощности излучения трансмиттером при разряде его питающих батарей, вызванном длительным прохождением по протяженному трубопроводу. Кроме того, подобные сигнализаторы настроены на единственную фиксированную частоту, в то время как газовики и нефтяники используют трансмиттеры «Диаскан» и «Pipetronix», работающие на частоте 22 Гц, трансмиттеры Rozen, работающие на частоте 20 Гц, и трансмиттеры «Центра сервиса трубопроводных систем», г.Уфа, работающие на частоте 13 Гц.Such signaling devices consist of a receiving device containing magnetic induction antennas, an amplifier, a band-pass filter, a signal processing unit, and a unit for connecting to a linear telemechanics, providing dispatch communication between the operator and the control point. A significant drawback of these devices is the low noise immunity due to the use of amplifiers with a high gain, which leads to false positives when magneto-induction antennas are exposed to extraneous pulsed electromagnetic signals, pipeline vibrations from passing vehicles, and the like. Another disadvantage of these devices is the often observed practice pass registration of the passage of the in-pipe object due to the reduced radiation power of the transmitter when its supply batteries are discharged, caused by long passage through an extended pipeline. In addition, such alarms are tuned to a single fixed frequency, while gas and oil companies use Diaskan and Pipetronix transmitters operating at a frequency of 22 Hz, Rozen transmitters operating at a frequency of 20 Hz, and transmitters of the Pipeline Systems Service Center ", Ufa, operating at a frequency of 13 Hz.
Перечисленные недостатки присущи сигнализатору МДПС-3, техническое описание ИПЦЭ 2.003.007 ТО, г.Томск, 2003 г., принятому за прототип.The listed disadvantages are inherent in the MDPS-3 signaling device, the technical description of IPTSE 2.003.007 TO, Tomsk, 2003, adopted as a prototype.
Цель изобретения - повышение надежности при одновременном улучшении помехоустойчивости контроля прохождения внутритрубных объектов, как не оснащенных трансмиттерами, так и с установленными трансмиттерами любых известных типов.The purpose of the invention is to increase reliability while improving noise immunity control of the passage of in-pipe objects, both not equipped with transmitters, and with installed transmitters of any known types.
Указанная цель достигается с помощью признаков, общих с прототипом: сигнализатор прохождения по трубопроводу очистных или диагностических объектов, состоящий из устанавливаемого на внешней поверхности трубы приемного устройства, содержащего последовательно соединенные приемный преобразователь, усилитель, фильтр, блок обработки сигналов, блок управления, и блока подключения к линейной телемеханике, содержащего устройство связи с диспетчером; и отличительных признаков: на основании приемного преобразователя, прилегающего к поверхности трубы, смонтированы виброакустический преобразователь и магнитоиндукционная антенна, усилитель соответственно выполнен по двухканальной схеме, блок обработки содержит цифровые фильтры, настроенные на частоты используемых трансмиттеров, схему выделения сигналов магнитных флуктуаций и определитель соответствия виброакустических сигналов заданным критериям нарастания, спада и продолжительности, а в состав сигнализатора дополнительно введены микропроцессорный блок управления, логические микросхемы с функциями И, ИЛИ, преобразователи последовательного интерфейса и устройство связи с диспетчером, причем выход канала магнитоиндукционной антенны соединен со входами цифровых фильтров и со входом схемы выделения сигналов магнитных флуктуаций, выход канала виброакустического преобразователя соединен со входом определителя соответствия его сигналов заданным критериям, выходы цифровых фильтров и схемы выделения сигналов магнитных флуктуаций соединены с первыми входами двухвходовых логических схем И, вторые входы которых подключены к выходу определителя виброакустических сигналов, а выходы всех логических схем И соединены со входами логической схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом блока управления и через преобразователи последовательного интерфейса соединен с блоком подключения к линейной телемеханике, выход блока управления соединен с приемными преобразователями и устройствами блока обработки сигналов.This goal is achieved using the features common to the prototype: a signaling device for passing through the pipeline treatment or diagnostic objects, consisting of a receiving device installed on the outer surface of the pipe, containing a receiving converter, an amplifier, a filter, a signal processing unit, a control unit, and a connection unit to linear telemechanics containing a communication device with a dispatcher; and distinguishing features: on the basis of the receiving transducer adjacent to the pipe surface, a vibroacoustic transducer and a magneto-induction antenna are mounted, the amplifier is respectively made according to a two-channel circuit, the processing unit contains digital filters tuned to the frequencies of the transmitters used, the scheme for extracting magnetic fluctuation signals and the matching detector of vibro-acoustic signals given criteria of rise, fall and duration, and in addition to the alarm They include a microprocessor control unit, logic chips with AND, OR, serial interface converters and a communication device with a dispatcher, the channel of the magnetic induction antenna being connected to the inputs of digital filters and to the input of the magnetic fluctuation signal extraction circuit, the channel output of the vibroacoustic transducer connected to the input of the conformity determinant its signals to predetermined criteria, the outputs of digital filters and schemes for extracting signals of magnetic fluctuations are connected to the first inputs for U-input logic circuits AND, the second inputs of which are connected to the output of the vibroacoustic signal determiner, and the outputs of all logic circuits AND are connected to the inputs of the OR logic circuit, the output of which is connected to the input of the control unit and connected to the linear telemechanics connection block via serial interface converters, the output of the block control is connected to receiving converters and devices of the signal processing unit.
На чертеже представлена блок-схема сигнализатора.The drawing shows a block diagram of a signaling device.
Сигнализатор состоит из приемного устройства 1, устанавливаемого на внешней поверхности трубы 2, и блока подключения к линейной телемеханике 3. Приемное устройство содержит приемный преобразователь 4, на его основании, прилегающем к поверхности трубы, смонтированы виброакустический преобразователь 5 и магнитоиндукционная антенна 6, подключенные к входам двухканального усилителя 7. Выход канала магнитоиндукционной антенны соединен с входами цифровых фильтров 8 и схемы 9 выделения сигналов магнитных флуктуаций, а выход канала виброакустических сигналов соединен с входом определителя 10. Выходы устройств 8 и 9 соединены с первыми входами двухвходовых логических схем 11 с функцией И, а вторые входы этих логических схем соединены с выходом определителя 10. Выходы логических схем 11 подключены к входам логической схемы 12 с функцией ИЛИ, выход которой соединен с микропроцессорным блоком управления 13 и через него с преобразователем последовательного интерфейса 14. Этот преобразователь посредством канала связи 15 соединен с аналогичным преобразователем 16, установленным в блоке подключения 3 и соединенным с устройством 17 связи сигнализатора с диспетчером. Блок управления 13 соединен также с преобразователями 5 и 6, выходными цепями усилителя 7, устройствами 8, 9, 10 блока обработки сигналов и преобразователем последовательного интерфейса 13.The signaling device consists of a receiving
Сигнализатор работает следующим образом. При прохождении внутритрубного объекта вблизи первичного преобразователя 4 в магнитоиндукционной антенне 6 наводится ЭДС вследствие мгновенных флуктуаций магнитного поля трубопровода, если на объекте не установлен трансмиттер, или, при оснащении объекта трансмиттером, наводятся сигналы от переменного магнитного поля с частотой, определяемой типом используемого транзистора. Одновременно виброакустический преобразователь 5 преобразует в электрические сигналы вибрацию, звуковые и ультразвуковые колебания трубы, вызванные перемещением внутритрубного объекта. Усиленные усилителем 7 выходные сигналы устройств 5 и 6 первичного преобразователя 4 нарастают по мере приближения внутритрубного объекта к месту установки приемного устройства, достигают максимума, а затем уменьшаются при удалении этого объекта до уровня шумов усилительных каналов. С помощью блока управления 13 эти сигналы обрабатываются устройствами 8, 9, 10, и на выходе этих устройств появляются сигналы логической единицы (или логического нуля):The signaling device operates as follows. When an in-tube object passes near the
- в одном из цифровых фильтров 8 при наличии в сигналах составляющей 13,20 или 22 Гц соответственно при длительности сигнала не более 0,4 сек.;- in one of the digital filters 8 in the presence of 13.20 or 22 Hz in the signals, respectively, with a signal duration of not more than 0.4 seconds;
- в устройстве 9 при наличии сигналов магнитных флуктуаций;- in the device 9 in the presence of signals of magnetic fluctuations;
- в устройстве 10 при наличии виброакустических сигналов, соответствующих заданным критериям нарастания, спада и продолжительности.- in the
Сигналы на выходах логических схем 11 с функцией И и соответственно на выходе логической схемы 12 с функцией ИЛИ появляются только при временном совпадении сигналов, вырабатываемых преобразователями 5 и 6 и идентифицированных как сигналы прохождения внутритрубного объекта. Поступая в блок управления 13, эти сигналы кодируются и через преобразователи последовательного интерфейса 14 и 16 по цифровому каналу связи 15 поступают в блок подключения 3, где с помощью устройства связи 17 преобразуются для адаптации к используемой системе телемеханики (интерфейс RS-485, сухие контакты и т.п.).The signals at the outputs of the
В режиме ожидания, когда на выходах усилительных каналов 7 сигналы отсутствуют, осуществляется непрерывный контроль работоспособности преобразовательно-усилительного тракта (устройства 5, 6, 7) и блока обработки сигналов (устройства 8, 9, 10, 11, 12, 13). С этой целью с блока управления 13 к преобразователям 5 и 6 поочередно подаются комбинации тестового сигнала виброакустических колебаний с сигналами частотой применяемых трансмиттеров 13 Гц, 20 Гц, 22 Гц и частотой флуктуаций магнитного поля, и проверяется прохождение каждой из этих комбинаций по выходному напряжению логической схемы 12. В случае отсутствия этого напряжения сообщение о неисправности через устройства 14,16 и 17 передается диспетчеру.In standby mode, when there are no signals at the outputs of
При появлении любых сигналов на выходах усилителей 7 режим контроля прерывается, и устройствами 8, 9 и 10 совместно с блоком управления 13 осуществляется анализ этих сигналов.When any signals appear at the outputs of
Таким образом, в заявляемом сигнализаторе реализуется реакция практически на все факторы, сопутствующие прохождению внутритрубного объекта: звуковые и ультразвуковые колебания трубы, магнитные флуктуации стальной трубы при прохождении объекта, не оснащенного трансмиттером, низкочастотные электромагнитные колебания от излучения установленного на объекте трансмиттера любого известного типа. Поскольку сигнал диспетчеру о прохождении объекта передается только при одновременном наличии по крайней мере двух из вышеперечисленных факторов, при сохранении высокой чувствительности сигнализатора обеспечивается его повышенная помехозащищенность. Тем самым исключается выдача диспетчеру ложных сигналов срабатывания, поскольку крайне маловероятно воздействие на трубопровод вибраций, идентичных по параметрам вибрациям трубопровода при прохождении объекта (от проезжающего транспорта, ударов, включения задвижек и т.п.), одновременно с воздействием электромагнитных помех, имеющих в своем спектре составляющие, идентичные сигналам трансмиттеров.Thus, in the inventive signaling device, a reaction is realized to almost all factors accompanying the passage of the in-pipe object: sound and ultrasonic vibrations of the pipe, magnetic fluctuations of the steel pipe when passing through an object not equipped with a transmitter, low-frequency electromagnetic waves from radiation of a transmitter of any known type installed on the object. Since the signal to the dispatcher about the passage of the object is transmitted only if at least two of the above factors are present at the same time, while maintaining the high sensitivity of the signaling device, its increased noise immunity is ensured. This excludes the issuance of false alarms to the dispatcher, since it is extremely unlikely that vibrations on the pipeline will be identical in parameters to the vibrations of the pipeline during the passage of an object (from passing vehicles, shocks, activation of valves, etc.), simultaneously with exposure to electromagnetic interference spectrum components identical to the signals of the transmitters.
Устройства, входящие в состав данного сигнализатора, общеизвестны из источников технической и патентной информации. Эти устройства могут быть реализованы либо аппаратным методом (на дискретных элементах), либо программным путем (при использовании микропроцессорной техники).The devices included in this detector are well known from the sources of technical and patent information. These devices can be implemented either in hardware (on discrete elements) or in software (using microprocessor technology).
Устройства 8, 9, 10, 11, 12, 13 описаны и использованы:
- цифровые фильтры 8 в виде микросхем выпускаются многими фирмами (например, «Maxima»);- Digital filters 8 in the form of microcircuits are produced by many companies (for example, "Maxima");
- блок выделения сигналов магнитных флуктуаций использован в сигнализаторе МДПС-3 (техническое описание ИПЦЭ 2.003.007 ПС);- a unit for extracting signals of magnetic fluctuations is used in the MDPS-3 signaling device (technical description of IPTSE 2.003.007 PS);
- блок соответствия параметров виброакустических сигналов 10 заданным критериям используется при реализации патента RU №2258864, F17D 5700, 2008 г.;- the unit for matching the parameters of
- логические схемы 11, 12 описаны в книге Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - М: Радио и связь. - 1987;-
- блок управления 13 реализуется на микропроцессоре, например AT91SAM7S64.- the
Более удобно вышеупомянутые устройства 8-12, а также устройства 13, 14, 16 и 17 реализуются программным путем. Методы реализации изложены в книге Солонин А.И. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. - С-Пб.: БХВ-Петербург, 2002.More conveniently, the aforementioned devices 8-12, as well as
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126075/06A RU2408815C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009126075/06A RU2408815C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2408815C1 true RU2408815C1 (en) | 2011-01-10 |
Family
ID=44054655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009126075/06A RU2408815C1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2408815C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690607C1 (en) * | 2018-08-22 | 2019-06-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническое Предприятие "Инженерно-Производственный Центр" | Apparatus for detecting passage of cleaning and defectoscopy means |
RU2691779C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-06-18 | Общество с ограниченной ответственностью "НПА Вира Реалтайм" (ООО "НПА Вира Реалтайм") | Pulse-acoustic method of determining the location of an in-pipe cleaning tool in a main pipeline |
-
2009
- 2009-07-07 RU RU2009126075/06A patent/RU2408815C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691779C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-06-18 | Общество с ограниченной ответственностью "НПА Вира Реалтайм" (ООО "НПА Вира Реалтайм") | Pulse-acoustic method of determining the location of an in-pipe cleaning tool in a main pipeline |
RU2690607C1 (en) * | 2018-08-22 | 2019-06-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническое Предприятие "Инженерно-Производственный Центр" | Apparatus for detecting passage of cleaning and defectoscopy means |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080070499A1 (en) | Magnetic communication through metal barriers | |
US5530366A (en) | Acoustic optical system for partial discharge detection and location | |
US7920822B2 (en) | Device for preventing eavesdropping through speaker | |
RU2408815C1 (en) | Indicator for cleaning or diagnosing objects advancing through pipeline | |
KR20050075936A (en) | Ultrasonic distance measuring method and device by frequency measurement with comparator | |
Aleshin et al. | Automatic ultrasonic inspection of large-diameter pipes | |
ATE515153T1 (en) | HEARING DEVICE WITH SPECIAL SITUATION RECOGNITION UNIT AND METHOD FOR OPERATING A HEARING DEVICE | |
JP2019197046A (en) | Signal encoding of ultrasonic sensor using diffusion code for expanding detection area | |
US8555722B2 (en) | Method and apparatus for underground line crossing detection | |
CN111413697B (en) | Object detection system and object detection device | |
RU2690607C1 (en) | Apparatus for detecting passage of cleaning and defectoscopy means | |
US20220065823A1 (en) | Measurement method and measurement arrangement for interference suppression in a receive signal of an EMAT transducer | |
US9787413B2 (en) | Circuits, systems and methods of hybrid electromagnetic and piezoelectric communicators | |
WO1998054600A1 (en) | Detecting concealed pipes and cables | |
CN207976580U (en) | A kind of undersea detection Sonar system based on Du Fen chaos systems | |
JP6338874B2 (en) | Marker exploration device | |
CN111352100A (en) | Identification distance control method based on sound wave modulation and demodulation | |
WO2019207301A8 (en) | Multi-frequency wireless sensor | |
CN111913170B (en) | Signal transmitting device | |
SA518400379B1 (en) | System and method for fluid interface identification | |
WO2022260032A1 (en) | Sound wave processing device, and ultrasonic system | |
RU2317471C1 (en) | Device for monitoring dangerous section of main gas pipeline | |
GB2440995A (en) | Detecting the direction and motion of a source of radiation | |
US10602271B2 (en) | Sound system, end of line device and end of branch device | |
RU2001125842A (en) | A method for determining the location and size of a leak in a pipeline and a device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110708 |