RU2451286C1 - System for controlling movement of pipe diagnosis device - Google Patents
System for controlling movement of pipe diagnosis device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451286C1 RU2451286C1 RU2010152857/28A RU2010152857A RU2451286C1 RU 2451286 C1 RU2451286 C1 RU 2451286C1 RU 2010152857/28 A RU2010152857/28 A RU 2010152857/28A RU 2010152857 A RU2010152857 A RU 2010152857A RU 2451286 C1 RU2451286 C1 RU 2451286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- receiving
- outputs
- input
- inverting input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к автономным самодвижущимся рентгеновским агрегатам, предназначенным для контроля качества кольцевых сварных швов магистральных газо- и нефтепроводов методом просвечивания проникающим излучением, и может быть использовано в энергетической, газодобывающей, нефтедобывающей промышленности, при строительстве газо- и нефтепроводов или их ремонте.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to autonomous self-propelled x-ray units designed to control the quality of annular welds of gas and oil pipelines by penetrating radiation, and can be used in the energy, gas, oil and gas industries, in the construction of gas and oil pipelines or their repair.
Рентгенографический контроль сварных швов магистральных нефтегазопроводов является неотъемлемой частью технологического процесса при их строительстве. Основной целью контроля качества является повышение надежности и безопасности эксплуатации трубопроводов.X-ray inspection of welds of oil and gas pipelines is an integral part of the process during their construction. The main goal of quality control is to increase the reliability and safety of pipeline operations.
Известен способ неразрушающего контроля качества кольцевых сварных швов магистральных трубопроводов по патенту №2123683 [1]. Способ реализован на самоходном рентгеновском дефектоскопе, известном под названием «Сирена-5», включающем самоходную тележку с электрическим двигателем, на которой установлены рентгеновский излучатель с источником питания и таймером экспозиции и детектор с электронной схемой управления. В качестве излучателя использован импульсный рентгеновский аппарат «Арина-05-2М». Управление перемещением дефектоскопа внутри трубы осуществляется с помощью командного аппарата, в качестве которого использован портативный импульсный рентгеновский аппарат типа «Арина-1», устанавливаемый снаружи трубы на определенном расстоянии от контролируемого шва. Включение аппарата «Арина-1» осуществляют дистанционно с выносного пульта управления с расстояния 10-20 м. Рентгенографию изображения сварного шва осуществляют на рентгеновской пленке, предварительно наложенной на контролируемый шов.A known method of non-destructive quality control of annular welds of main pipelines according to patent No. 2123683 [1]. The method is implemented on a self-propelled x-ray flaw detector, known as "Siren-5", including a self-propelled cart with an electric motor, on which an x-ray emitter with a power source and an exposure timer and a detector with an electronic control circuit are installed. As the emitter used pulsed x-ray apparatus "Arina-05-2M." The movement of the flaw detector inside the pipe is controlled with the help of a command apparatus, which is used as a portable pulsed X-ray apparatus of the Arina-1 type, which is installed outside the pipe at a certain distance from the controlled joint. Turning on the Arina-1 apparatus is carried out remotely from the remote control panel from a distance of 10-20 m. The X-ray image of the weld is carried out on an x-ray film previously applied to the controlled seam.
Однако аппарат «Сирена 5» не предназначен для проведения 100%-ного контроля, когда контролируется каждый шов. Кроме того, рентгеновские аппараты «Арина-01» (используемый в качества устройства управления передвижным дефектоскопом) и «Арина-05» (устанавливается непосредственно на передвижной дефектоскоп) относятся к классу импульсных наносекундных рентгеновских аппаратов, имеющих гораздо меньшую интенсивность излучения, чем аппараты постоянного излучения. Их используют либо при просвечивании трубопроводов с тонкой стенкой, либо используют специальную рентгеновскую пленку для импульсных рентгенаппаратов, которая имеет небольшую длину (приходится соединять несколько пленок в специальных кассетах, в которые вставляются усилительные экраны), что делает процесс просвечивания трудоемким и затяжным.However, the “Siren 5” apparatus is not intended for 100% control when each seam is controlled. In addition, Arina-01 X-ray machines (used as a control device for a mobile flaw detector) and Arina-05 (installed directly on a mobile flaw detector) belong to the class of pulsed nanosecond X-ray machines having a much lower radiation intensity than constant radiation devices . They are used either for screening pipelines with a thin wall, or they use a special X-ray film for pulsed X-ray machines, which is short (it is necessary to connect several films in special cassettes into which amplification screens are inserted), which makes the screening process time-consuming and time-consuming.
В настоящее время выпускается целый ряд приборов и устройств, обеспечивающих процесс получения рентгенографических снимков при строительстве трубопроводов.Currently, a number of instruments and devices are being produced that provide the process of obtaining radiographic images during the construction of pipelines.
Наиболее удобным и производительным является устройство, называемое «Кроулер», которое способно самостоятельно перемещаться внутри трубы от шва к шву и по команде оператора включать рентгеновское излучение для получения снимка.The most convenient and productive is a device called the Crowler, which can independently move inside the pipe from seam to seam and, at the command of the operator, turn on the x-ray to take a picture.
Известно устройство «Krawler» производства фирмы Solus Schall (Англия) [2]. Устройство представляет собой внутритрубный аппарат с электроприводом, автономным питанием и с наружным управлением посредством радиактивного источника малой активности (10 mCi Цезий 137). К недостаткам этого устройства можно отнести использование в качестве системы управления радиоактивного источника, что делает невозможным использование аппарата без специальных условий хранения и разрешительных документов в соответствии с «Основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ-99).Known device "Krawler" manufactured by Solus Schall (England) [2]. The device is an in-line apparatus with electric drive, autonomous power supply and with external control by means of a low-activity radioactive source (10 mCi Cesium 137). The disadvantages of this device include the use of a radioactive source as a control system, which makes it impossible to use the device without special storage conditions and permits in accordance with the Basic Sanitary Rules for Ensuring Radiation Safety (OSPORB-99).
Известны мобильные агрегаты-кроулеры для диагностики качества стыковых сварных соединений при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов фирмы JME Ltd. (США) [3, 4], содержащие самоходное полноприводное шасси с платформой, на которой размещены блок аккумуляторов, собранный на основе свинцово-кислотных батарей, источник рентгеновского излучения с блоком детекторов, расположенные на платформе, управляющий источник гамма-излучения, выполненный на базе изотопа (цезий-137) или электромагнитный передатчик, многодиапазонный генератор рентгеновской трубки, блок коммутации, блок управления, выходы которого связаны с элементами управления агрегатом.Known mobile units-crawlers for diagnosing the quality of butt welded joints during the construction and operation of trunk pipelines of the company JME Ltd. (USA) [3, 4], containing a self-propelled all-wheel drive chassis with a platform on which a battery pack assembled on the basis of lead-acid batteries, an X-ray source with a detector block located on the platform, a gamma radiation control source based on an isotope (cesium-137) or an electromagnetic transmitter, a multi-band x-ray tube generator, a switching unit, a control unit, the outputs of which are connected to the control elements of the unit.
На рентгеновской трубке установлен приемник команд, подаваемых оператором снаружи трубопровода с помощью управляющего источника на базе изотопа (цезий-137) или электромагнитного передатчика (см. [3], лист 5. Блок-схема кроулера JME 24).The receiver of commands issued by the operator from the outside of the pipeline using a control source based on an isotope (cesium-137) or an electromagnetic transmitter (see [3],
По совокупности признаков Кроулер JME 24 [3, 4] с системой электромагнитного управления движением и рабочим процессом принят в качестве наиболее близкого аналога. Управление производится оператором, который находится рядом с контролируемым объектом. Система электромагнитного управления выгодно отличается от широко распространенных систем управления на изотопах тем, что, во-первых, не оказывает вредного влияния на организм человека и окружающую среду; во-вторых, не требует особых мер предосторожности при транспортировке и хранении; в-третьих, не требует особых условий захоронения и утилизации (Интернет-ресурс www.tkc-ndt.ru. Клюев З.В., Сутулов М.Е. Надежный контроль - основа экологической безопасности. ООО «Трубопровод Контроль Сервис»).According to a set of features, Crawler JME 24 [3, 4] with an electromagnetic motion and workflow control system was adopted as the closest analogue. Management is carried out by the operator, which is located next to the controlled object. The electromagnetic control system compares favorably with widespread isotope control systems in that, firstly, it does not have a harmful effect on the human body and the environment; secondly, it does not require special precautions during transportation and storage; thirdly, it does not require special conditions of disposal and disposal (Internet resource www.tkc-ndt.ru. Klyuev ZV, Sutulov ME Reliable control is the basis of environmental safety. LLC “Pipeline Control Service”).
Принцип системы электромагнитного управления основан на прохождении низкочастотного электромагнитного сигнала, генерируемого передатчиком, через стенку трубопровода и приеме этого сигнала приемным устройством, расположенным на устройстве. Приемник имеет два датчика, сигналы от которых после обработки в итоге формируют команды исполнения:The principle of the electromagnetic control system is based on the passage of the low-frequency electromagnetic signal generated by the transmitter through the pipe wall and the reception of this signal by a receiving device located on the device. The receiver has two sensors, the signals from which, after processing, as a result form execution commands:
- движение вперед- progress
- остановка- stop
- движение назад- backward movement
- излучение.- radiation.
Приемное устройство 2 расположено внутри трубопровода 59 со смещением Δ относительно выхода излучения 17 рентгеновской трубки 57, чтобы вектор направления излучения не пересекал приемное устройство 2 (Фиг.6).The
Команда движения («Вперед» или «Назад») создается переносом оператором передающего устройства 1 снаружи трубопровода над приемным устройством 2 в сторону необходимого перемещения. При этом сигнал появляется сначала на первом датчике 24.1, затем на втором 24.2, далее исчезает на первом, затем исчезает на втором. Когда кроулер подает звуковой сигнал движения в соответствующую сторону, оператор, опережая движение кроулера, передвигается в ту же сторону до исследуемого сварного шва 58. Достигнув его, оператор устанавливает передающее устройство 1 перед контролируемым швом на расстоянии Δ от сварного шва (точка L0), равном расстоянию смещения центра приемного устройства 2 относительно выхода излучения 17 рентгеновской трубки 57, который должен быть расположен в плоскости сварного шва 58. Далее, на сварной шов накладывают рентгеновскую пленку 60. После этого подают команду на излучение рентгеновской трубки 57 выключением передающего устройства 1 с последующим включением или его поднятием вертикально с последующим опусканием. При этом происходит одновременное исчезновение сигналов на обоих датчиках 24.1 и 24.2, затем одновременно их появление, что и является командой на включение излучения рентгеновской трубки 57.The movement command (“Forward” or “Back”) is created by the operator transferring the transmitting
Однако известное устройство имеет недостаточную точность позиционирования. Условием останова кроулера является присутствие на обоих датчиках приемного устройства 2 электромагнитных сигналов со значением, равным или выше заданного уровня. Поэтому кроулер останавливается не тогда, когда приемное устройство 2 находится точно над передающим устройством 1, а раньше, когда на более отдаленном от передающего устройства датчике электромагнитный сигнал достигнет заданного уровня. При этом на более близко расположенном датчике этот сигнал будет выше заданного уровня. В этом случае подъем или выключение оператором передающего устройства 1 с целью подачи команды кроулеру на включение излучения рентгеновской трубки 57 может быть интерпретировано им (кроулером) как команда движения, что является недопустимым.However, the known device has insufficient positioning accuracy. The condition for the crawler to stop is the presence on both sensors of the
Кроме того, известное устройство обладает недостаточной радиационной безопасностью. После подачи команды на излучение исполнительное устройство (кроулер) запускает излучение рентгеновской трубки 57 с задержкой 10 сек для того, чтобы оператор успел отойти на безопасное расстояние. Однако из-за различных обстоятельств (затрудненное перемещение из-за особенностей грунта: глубокий снег, грязь, горная порода, различные препятствия; общая утомляемость вследствие периодически возникающей необходимости быстрого передвижения; падения; невозможность контролирования несанкционированного появления посторонних лиц в опасной зоне в момент перемещения на безопасное расстояние) отведенного времени может оказаться недостаточно.In addition, the known device has insufficient radiation safety. After issuing a command for radiation, the actuator (crawler) starts the radiation of the
По совокупности признаков Кроулер JME 24 [3, 4] принят в качестве наиболее близкого аналога.According to the totality of signs, Crawler JME 24 [3, 4] is adopted as the closest analogue.
Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик системы управления перемещением устройства диагностики трубопровода за счет повышения точности позиционирования устройства. Дополнительным техническим результатом является повышение уровня радиационной безопасности.The technical result of the claimed invention is to improve the operational characteristics of the movement control system of the pipeline diagnostic device by improving the accuracy of the positioning of the device. An additional technical result is to increase the level of radiation safety.
Заявляемый технический результат достигается тем, что система управления перемещением устройства диагностики трубопровода (УДТ), состоящая из передающего устройства, содержащего излучатель низкочастотного электромагнтного сигнала, и внутритрубной части, представляющей собой самоходную тележку с размещенными на ней рентгеновской трубкой и приемным устройством, предназначенным для приема сигналов передающего устройства, обработки их и управления исполнительным устройством, исполнительного устройства, содержащего двигатель тележки, при этом приемное устройство содержит приемные каналы, преобразующие электромагнитный сигнал, генерируемый передающим устройством, в электрические сигналы управления исполнительного устройства, причем приемные каналы подключены к формирователям сигналов, выходы которых являются первым и вторым выходами приемного устройства, подключенных к первому и второму входам исполнительного устройства соответственно, отличающаяся тем, что приемное устройство дополнительно содержит третий формирователь, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго приемных каналов соответственно, а выход, являющийся третьим выходом приемного устройства, к третьему входу исполнительного устройства.The claimed technical result is achieved by the fact that the control system for the movement of the pipeline diagnostics device (UDT), consisting of a transmitting device containing a low-frequency electromagnetic signal emitter, and an in-tube part, which is a self-propelled cart with an x-ray tube placed on it and a receiving device for receiving signals a transmitting device, processing them and controlling an actuator, an actuator comprising a truck engine wherein the receiving device contains receiving channels that convert the electromagnetic signal generated by the transmitting device into electrical control signals of the actuator, and the receiving channels are connected to signal shapers, the outputs of which are the first and second outputs of the receiving device connected to the first and second inputs of the actuating device accordingly, characterized in that the receiving device further comprises a third driver, the first and second inputs of which are connected are directed to the outputs of the first and second receiving channels, respectively, and the output, which is the third output of the receiving device, to the third input of the actuator.
При этом каждый приемный канал содержит последовательно соединенные датчик, полосовой фильтр, аттенюатор, выпрямитель, причем выход выпрямителя является выходом приемного канала.Moreover, each receiving channel contains a series-connected sensor, a bandpass filter, an attenuator, a rectifier, and the output of the rectifier is the output of the receiving channel.
При этом в системе управления перемещением третий формирователь содержит первый и второй дифференциальные усилители, первый, второй, третий и четвертый диоды, первый, второй третий и четвертый резисторы и компаратор, причем неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя, являющийся первым сигнальным входом третьего формирователя подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к аноду первого диода, а инвертирующий вход первого дифференциального усилителя, являющийся вторым сигнальным входом третьего формирователя, подключен к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя и к аноду второго диода, катод которого подключен к катоду первого диода и к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к первым выводам второго и третьего резисторов и к неинвертирующему входу компаратора, выход которого, являющийся выходом третьего формирователя, подключен ко второму выводу третьего резистора, причем выходы первого и второго дифференциальных усилителей подключены к анодам соответственно третьего и четвертого диодов, катоды которых подключены друг к другу, а также подключены к инвертирующему входу компаратора и к первым выводам четвертого и пятого резисторов, второй вывод которых подключен соответственно к общему проводу и к источнику напряжения, причем общий провод подключен ко второму выводу второго резистора.Moreover, in the motion control system, the third driver contains the first and second differential amplifiers, the first, second, third and fourth diodes, the first, second third and fourth resistors and a comparator, the non-inverting input of the first differential amplifier being the first signal input of the third driver is connected to the inverting the input of the second differential amplifier and to the anode of the first diode, and the inverting input of the first differential amplifier, which is the second signal input, is the third shaper, connected to the non-inverting input of the second differential amplifier and to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the cathode of the first diode and to the first output of the first resistor, the second output of which is connected to the first terminals of the second and third resistors and to the non-inverting input of the comparator, the output of which, which is the output of the third driver, connected to the second output of the third resistor, and the outputs of the first and second differential amplifiers are connected to the anodes of the third and four, respectively of the diodes whose cathodes are connected to each other and also connected to the inverting input of the comparator and to the first terminals of the fourth and fifth resistors, the second terminal of which is connected respectively to the common wire and to the voltage source, and the common wire is connected to the second terminal of the second resistor.
Заявляемый технический результат достигается также тем, что передающее устройство дополнительно содержит пульт дистанционного управления (ПДУ), соединенный по радиоканалу с приемником ПДУ, выход которого подключен к управляющему входу генератора.The claimed technical result is also achieved by the fact that the transmitting device further comprises a remote control (RC) connected via radio channel to the receiver of the remote control, the output of which is connected to the control input of the generator.
Заявляемая система управления перемещением устройства диагностики трубопровода иллюстрируется следующими графическими материалами:The inventive system for controlling the movement of the device diagnostic pipeline is illustrated by the following graphic materials:
Фиг.1 - общая блок-схема системы управления перемещением устройства диагностики трубопровода.Figure 1 is a General block diagram of a system for controlling the movement of a pipeline diagnostic device.
Фиг.2 - функциональная схема передающего устройства.Figure 2 is a functional diagram of a transmitting device.
Фиг.3 - функциональная схема приемного устройства.Figure 3 is a functional diagram of a receiving device.
Фиг.4 - функциональная схема приемного канала.Figure 4 is a functional diagram of a receiving channel.
Фиг.5 - функциональная схема третьего формирователя сигналов.5 is a functional diagram of a third signal conditioner.
Фиг.6 - функциональная схема системы управления перемещением УДТ.6 is a functional diagram of a system for controlling the movement of UDT.
Фиг.7 - диаграмма работы системы управления перемещением УДТ.7 is a diagram of the operation of the movement control system UDT.
Система управления перемещением устройства диагностики трубопровода (УДТ) состоит из наружной части - передающего устройства 1 и внутритрубной части: приемного устройства 2 и исполнительного устройства 3. Внутритрубная часть представляет собой самоходную тележку 56 с размещенными на ней рентгеновской трубкой 57 и приемным устройством 2 (фиг.1, 6).The system for controlling the movement of the pipeline diagnostics device (UDT) consists of the outer part - the
Исполнительное устройство 3 имеет устройство в соответствии с прототипом [3, 4], установлено на самоходной тележке 56, содержит схему управления, электродвигатель, редукторы и прочие элементы для осуществления процесса перемещения.The
Передающее устройство 1 (фиг.2) имеет устройство в соответствии с прототипом [3, 4] и содержит излучатель 5, таймер 6, первый звуковой излучатель 7, второй звуковой излучатель 8, индикатор 9, пульт управления 18, аккумулятор 19. Пульт управления 18 содержит включатель 10 питания, кнопку «Старт» 11, кнопку «Стоп» 12, регулятор 13 мощности излучения. Пульт 18 управления соединен с генератором 4, при этом включатель 10 питания подключен к первому управляющему входу, кнопка «Старт» 11 подключена ко второму управляющему входу генератора 4, кнопка «Стоп» 12 подключена к третьему управляющему входу генератора 4, регулятор 13 мощности излучения подключен к четвертому управляющему входу генератора 4. К входу питания генератора 4 подключен аккумулятор 19, а к первому выходу генератора 4 подключен излучатель 5, излучающий в окружающую среду электромагнитное поле 16. Второй выход генератора 4 подключен к входу таймера 6, выход которого подключен к первому звуковому излучателю 7. Выход индикатора 9, на чувствительный вход которого поступает рентгеновское излучение 17 от рентгеновской трубки 57, расположенной на подвижной тележке 56 (Фиг.6), подключен к входу второго звукового излучателя 8.The transmitting device 1 (figure 2) has a device in accordance with the prototype [3, 4] and contains a
В целях повышения радиационной безопасности передающее устройство 1 может дополнительно содержать пульт 14 дистанционного управления (ПДУ), соединенный по радиоканалу 14.1 с приемником 15 ПДУ, выход которого подключен к пятому управляющему входу генератора 4 (фиг.2).In order to increase radiation safety, the transmitting
Приемное устройство 2 (фиг.3, 6), предназначено для приема электромагнитных сигналов 16 излучаемых передающим устройством 1, обработки их и управления исполнительным устройством 3. Приемное устройство 2 расположено на подвижной тележке 56 и содержит приемные каналы 20: первый приемный канал 20.1 и второй приемный канал 20.2, а также первый формирователь 21, второй формирователь 22, третий формирователь 23. Приемные каналы 20.1 и 20.2 имеют одинаковое устройство (фиг.4). Каждый приемный канал 20 состоит из последовательно включенных датчика 24, полосового фильтра 25, аттенюатора 26 и выпрямителя 27. На датчик 24, являющийся чувствительным входом приемного канала 20, поступает электромагнитное излучение 16 от излучателя 5 передающего устройства 1. Выход выпрямителя 27 является выходом 28 приемного канала 20. В дальнейшем, первый приемный канал будем обозначать 20.1, а его элементы датчик 24.1, полосовой фильтр 25.1, аттенюатор 26.1 и выпрямитель 27.1. Аналогично, второй приемный канал 20.2, а его элементы датчик 24.2, полосовой фильтр 25.2, аттенюатор 26.2 и выпрямитель 27.2.The receiving device 2 (Fig.3, 6), is intended for receiving
Выход 28.1 первого приемного канала 20.1 (фиг.3) подключен к входу 30 первого формирователя 21, выход которого является первым выходом 33 приемного устройства 2. Выход 28.2 второго приемного канала 20.2 подключен к входу 31 второго формирователя 22, выход которого является вторым выходом 34 приемного устройства 2. Первый вход 32.1 третьего формирователя 23 подключен к выходу 28.1 первого приемного канала 20.1, второй вход 32.2 подключен к выходу 28.2 второго приемного канала 20.2, а выход третьего формирователя 23 является третьим выходом 35 приемного устройства 2.The output 28.1 of the first receiving channel 20.1 (Fig. 3) is connected to the
Выходы 33, 34, 35 приемного устройства, подключены к первому, второму и третьему входам исполнительного устройства 3.The
Третий формирователь 23 может иметь следующее устройство (не ограничивающее и иные варианты исполнения).The
В системе управления перемещением третий формирователь 23 (фиг.5) содержит первый дифференциальный усилитель 40, второй дифференциальный усилитель 41, первый, второй, третий и четвертый диоды, соответствующие позициям 42, 43, 44 и 45, первый, второй третий четвертый и пятый резисторы, соответствующие позициям 46, 47, 48, 50 и 54, компаратор 49 и источник 55 напряжения. Неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя 40, являющийся первым входом 32.1 третьего формирователя 23, подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя 41 и к аноду первого диода 42. Инвертирующий вход первого дифференциального усилителя 40, являющийся вторым сигнальным входом 32.2 третьего формирователя 23, подключен к неинвертирующему входу второго дифференциального усилителя 41 и к аноду второго диода 43, катод которого подключен к катоду первого диода 42 и к первому выводу первого резистора 46, второй вывод которого подключен к первым выводам второго и третьего резисторов 47 и 48 соответственно и к неинвертирующему входу компаратора 49. Выход последнего, являющийся выходом 35 третьего формирователя 23, подключен ко второму выводу третьего резистора 48. При этом выход первого дифференциального усилителя 40 подключен к аноду третьего диода 44, а выход второго дифференциального усилителя 41 подключен к аноду четвертого диода 45. Причем катод третьего диода 44 подключен к катоду четвертого диода 45, к инвертирующему входу компаратора 49 и к первым выводам четвертого и пятого резисторов 50 и 54, вторые выводы которых подключены соответственно к нулевому потенциалу схемы и к источнику 55 напряжения, а нулевой потенциал схемы подключен ко второму выводу второго резистора 47.In the motion control system, the third driver 23 (FIG. 5) comprises a first differential amplifier 40, a second
Работа заявляемой системы.The operation of the claimed system.
Для проведения исследования качества сварного шва передающее устройство 1, являющееся внешней частью устройства диагностики трубопровода, работающего под управлением заявляемой системы, размещается обслуживающим персоналом в области исследуемого сварного шва 58 на поверхности трубопровода 59 (Фиг.6). Предварительно на исследуемом сварном шве фиксируется рентгеновская пленка 60, на которой в результате исследований будет сформировано изображение внутреннего строения шва. По этому изображению можно судить о его качестве. Изображение на рентгеновскую пленку 60 наносится благодаря действию излучения 17 рентгеновской трубки 57, располагаемой на внутритрубной части устройства диагностики трубопровода (Фиг.6).To conduct a study of the quality of the weld, the transmitting
Качество исследований в значительной мере определяется точностью расположения рентгеновской трубки 57 относительно исследуемого сварного шва 58. В идеале она должна быть расположена точно в его плоскости. Задачу точного позиционирования рентгеновской трубки решает заявляемая система управления перемещением устройства диагностики трубопровода. Происходит это следующим образом.The quality of the research is largely determined by the accuracy of the location of the
В начале проведения работ самоходная тележка 56, содержащая приемное устройство 2, располагается внутри трубопровода 59 в его начале, а внешняя часть устройства диагностики трубопровода, содержащая передающее устройство 1, располагается снаружи трубопровода 59 над подвижной тележкой 56. Включателем 10 питания оператор переводит передающее устройство 1 в режим ожидания. Далее кнопкой «Старт» 11 оператор запускает генератор 4, вырабатывающий мощный периодический электрический сигнал, например, частотой 29 Гц, поступающий на излучатель 5. Излучатель 5 излучает электромагнитные колебания 16. При этом источником энергии для работы генератора 4 и других блоков передающего устройства 1 является аккумулятор 19. Мощность излучаемых электромагнитных колебаний устанавливается оператором с помощью регулятора 13 мощности излучения в зависимости от толщины стенок трубопровода. Электромагнитные колебания 16 улавливаются датчиками 24 приемных каналов 20.1 и 20.2 приемного устройства 2, расположенного на самоходной тележке 56, и преобразовываются ими в электрический сигнал, который с их выходов поступает на полосовые фильтры 25 приемных каналов 20. Датчики 24 расположены на некотором расстоянии друг от друга (2ΔL) (Фиг.6) на линии L, направленной вдоль оси трубопровода 59. Уровень полезного сигнала (сигнала, принятого от излучателя 5) на выходе каждого датчика 24 зависит от расстояния между датчиком 24 и излучателем 5. Поэтому, если приемное устройство 2 находится на расстоянии от излучателя 5, превышающем ΔL, то уровни полезных сигналов на выходах датчиков 24 будут разными. Причем, если излучатель 5 находится впереди самоходной тележки 56, то уровень полезного сигнала на выходе датчика 24.1 первого канала 20.1 будет больше уровня полезного сигнала на выходе датчика 24.2 второго канала 20.2. Если же излучатель 5 находится позади самоходной тележки, то уровень полезного сигнала на выходе датчика 24.1 первого канала 20.1 будет меньше уровня полезного сигнала на выходе датчика 24.2 второго канала 20.2. Реальные сигналы на выходах датчиков 24.1 и 24.2 представляют собой сумму полезного сигнала и сигнала помехи. Для подавления сигнала помехи принятые сигналы поступают на полосовые фильтры 25. Датчики 24 имеют разную чувствительность. Для ее выравнивания сигналы с полосовых фильтров 25 поступают на аттенюаторы 26. С их помощью амплитуды полезных сигналов корректируются таким образом, чтобы при равенстве уровней электромагнитного излучения 16, поступающего на датчики 24, величина полезного сигнала на выходах аттенюаторов 26 была одинаковой. Далее сигналы поступают на выпрямители 27, где происходит их преобразование в постоянное напряжение. Зависимость величины постоянного напряжения на выходе выпрямителей 27 от положения приемного устройства 2 в трубопроводе 59 относительно положения излучателя 5 показана на фиг.7.а, где эпюры 100 и 101 отображают зависимости напряжений на выходах выпрямителей 27 первого 20.1 и второго 20.2 приемного канала соответственно. На фиг.7 осью абсцисс всех графиков является расстояние L вдоль оси трубопровода 59. Причем излучатель 5 находится в точке L0. С выходов выпрямителей 27, являющихся выходами приемных каналов 20.1 и 20.2, сигналы поступают на формирователи 21 и 22 соответственно, которые представляют собой пороговые элементы, формирующие на своих выходах уровни логической единицы при достижении определенного уровня (уровня срабатывания) напряжения на их входах. Зависимости сигналов на выходах формирователей 21 и 22 от положения приемного устройства 2 в трубопроводе 59 относительно излучателя 5 показаны на фиг.7.f, 7.g - эпюры 109 и 110 соответственно. При этом напряжения на их входах - эпюры 100 и 101 соответственно, а уровень срабатывания формирователей 21 и 22 показан горизонтальной пунктирной линией 102 (фиг.7.а). Сигналы с выходов формирователей 21 и 22 поступают в исполнительное устройство 3 для управления движением самоходной тележки. В прототипе соотношения этих сигналов и их изменения интерпретируются исполнительным устройством 3 как команды движения «Вперед», «Назад» и «Стоп». В частности, равенство обоих сигналов логической единице в прототипе воспринимается исполнительным устройством 3 как команда «Стоп». Участок, где выполняется это условие, показан на эпюре 111 (участок с высоким уровнем) (фиг.7.h). Данный участок имеет соответствующую протяженность. Это говорит о том, что самоходная тележка 56 остановится не точно в точке расположения излучателя 5 - точка L0, а в значительном удалении от нее, что является недостатком прототипа. Для его устранения в схему приемного устройства 2 заявляемой системы включен третий формирователь 23. Сигнал на его выходе показан на эпюре 108 (фиг.7.е). Он имеет значительно меньшую протяженность (участок с высоким уровнем), что позволяет остановить подвижную тележку 56 более точно.At the beginning of the work, a self-propelled
После включения генератора 4 передающее устройство 1 вручную, оператором, плавно переносится к исследуемому шву и фиксируется на расстоянии Δ от него (Фиг.6). При этом изменение сигнала от излучателя 5, обработанного, как это описано выше, приемным устройством 2, воспринимается исполнительным устройством 3 как команда движения «Вперед». Самоходная тележка начинает движение вперед. При достижении точки расположения излучателя 5 (точка L0) самоходная тележка останавливается. При этом рентгеновская трубка 57 располагается в плоскости исследуемого сварного шва 57.After turning on the
Третий формирователь 23 работает следующим образом. Входными сигналами для него являются постоянные напряжения, поступающие с выходов первого и второго приемных каналов 20.1 и 20.2, эпюры 100 и 101 соответственно (Фиг.7.а). Эти напряжения поступают на первый и второй дифференциальные усилители 40 и 41 соответственно и далее через диоды 44 и 45 на инвертирующий вход компаратора 49. Эти напряжения также через диоды 42 и 43 поступают на делитель напряжения на резисторах 46 и 47 и далее на неинвертирующий вход компаратора 49. На эпюрах 103 и 104 (фиг.7.b, 7.с) показаны зависимости положительных значений выходных напряжений на выходах дифференциальных усилителей 40 и 41. Отрицательные значения не показаны, как не представляющие интереса. На этих эпюрах горизонтальные участки с высоким уровнем, это участки, где дифференциальные усилители 40 и 41 выдают максимально возможное напряжение, т.е. находятся в режиме насыщения. На эпюре 106 (фиг.7.d) показана зависимость постоянного напряжения после диодов 44 и 45 на инвертирующем входе компаратора 49. Эпюра приподнята на величину смещения (линия 107), поступающего на вход компаратора 49 от источника 55 через делитель на резисторах 54 и 50. На эпюре 105 показана зависимость постоянного напряжения на неинвертирующем входе компаратора 49, который формирует уровень логической единицы на своем выходе в случае, когда напряжение на его неинвертирующем входе больше напряжения на его инвертирующем входе. В противном случае на его выходе формируется уровень логического нуля. Резистор 48 позволяет исключить дребезг, который может возникнуть благодаря наличию шумов, когда напряжения на обоих входах компаратора по величине близки друг к другу. Схема с таким резистором представляет собой триггер Шмидта и обладает гистерезисом. Ширина петли гистерезиса небольшая, поэтому на эпюрах ее действие не отражено.The
Таким образом, за счет введения в схему приемного устройства системы управления перемещением устройства диагностики трубопровода третьего формирователя достигается улучшение ее эксплуатационных характеристик - повышение точности позиционирования рентгеновской трубки, что позволяет повысить качество исследований сварного шва.Thus, by introducing into the receiver circuit of the motion control system of the diagnostics device of the pipeline of the third shaper, an improvement in its operational characteristics is achieved - an increase in the accuracy of positioning of the x-ray tube, which allows to improve the quality of weld research.
Введение в состав передающего устройства пульта дистанционного управления позволяет оператору подавать команды управления излучением рентгеновской трубки, находясь на безопасном расстоянии от источника рентгеновского излучения, что позволяет повысить уровень радиационной безопасности системы.The introduction of a remote control into the transmitting device allows the operator to issue commands to control the radiation of the x-ray tube, while at a safe distance from the x-ray source, which allows to increase the level of radiation safety of the system.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2123683 СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ (Опубл. 20.12.1998. Прекратил действие).1. RF patent No. 2123683 METHOD FOR NON-DESTRUCTIVE QUALITY CONTROL OF RING WELDED SEAMS OF MAIN PIPELINES (Publ. 20.12.1998. Terminated).
2. Устройство «Кроулер» производства фирмы Solus Schall (Англия). Описание. 2004 г. Приложение 1. Структурная схема «Кроулера».2. Crowler device manufactured by Solus Schall (England). Description. 2004
3. Рентгенографические кроулеры JME 24. http://www.tkc-ntd.ru (Приложение 2) - наиболее близкий аналог.3. X-ray crawlers
4. JME Pipeline X-Ray Crawlers, проспект фирмы JME LTD, Англия.4. JME Pipeline X-Ray Crawlers, prospectus from JME LTD, England.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152857/28A RU2451286C1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | System for controlling movement of pipe diagnosis device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152857/28A RU2451286C1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | System for controlling movement of pipe diagnosis device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2451286C1 true RU2451286C1 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=46230850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152857/28A RU2451286C1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | System for controlling movement of pipe diagnosis device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451286C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224517A (en) * | 1977-06-22 | 1980-09-23 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Device for assaying uranium and/or thorium in ore specimens comprising gold foil for suppressing compton background |
SU1673936A1 (en) * | 1988-10-03 | 1991-08-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цветной Металлургии | Method and apparatus for x-ray radiometric or gamma-gamma ore testing |
SU1755145A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-08-15 | Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" | Method of x-ray assaying of ore |
US6002734A (en) * | 1997-07-22 | 1999-12-14 | Steinman; Don K. | Method and systems for gold assay in large ore samples |
RU2285252C1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-10-10 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" | In-tube mole for inspecting quality of edge welds |
-
2010
- 2010-12-23 RU RU2010152857/28A patent/RU2451286C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4224517A (en) * | 1977-06-22 | 1980-09-23 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Device for assaying uranium and/or thorium in ore specimens comprising gold foil for suppressing compton background |
SU1673936A1 (en) * | 1988-10-03 | 1991-08-30 | Среднеазиатский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цветной Металлургии | Method and apparatus for x-ray radiometric or gamma-gamma ore testing |
SU1755145A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-08-15 | Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" | Method of x-ray assaying of ore |
US6002734A (en) * | 1997-07-22 | 1999-12-14 | Steinman; Don K. | Method and systems for gold assay in large ore samples |
RU2285252C1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-10-10 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт интроскопии Московского научно-производственного объединения "Спектр" | In-tube mole for inspecting quality of edge welds |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8855268B1 (en) | System for inspecting objects underwater | |
US20170299526A1 (en) | Covert Surveillance Using Multi-Modality Sensing | |
US9625423B2 (en) | System and method for testing a composite structure using a laser ultrasound testing system | |
WO2017107520A1 (en) | Cdznte aerial inspection system and inspection method | |
US10838078B2 (en) | Method for searching for and detecting gamma radiation sources | |
DE102012219986A1 (en) | Position determination of a vehicle relative to a target position | |
CN108490938A (en) | Unmanned equipment vision obstacle avoidance system and method | |
RU2285252C1 (en) | In-tube mole for inspecting quality of edge welds | |
CN107271466B (en) | Nondestructive testing system | |
RU2451286C1 (en) | System for controlling movement of pipe diagnosis device | |
JPH10197456A (en) | Non-destructive inspecting instrument | |
JPH06198586A (en) | Moving robot | |
US20230052887A1 (en) | Robotic Platforms and Robots for Nondestructive Testing Applications, Including Their Production and Use | |
CN110005961B (en) | Underwater inspection system | |
RU2585323C1 (en) | Device for determining damaged point of cable | |
US20200108501A1 (en) | Robotic Platforms and Robots for Nondestructive Testing Applications, Including Their Production and Use | |
CN100585253C (en) | Magnetic medium instruction positioner | |
Eliseev et al. | Acoustic in-ice positioning in the Enceladus Explorer project | |
RU2284512C1 (en) | Mobile device for testing welded joints of main pipelines | |
CN113359173A (en) | Comprehensive evaluation method and system for nuclear radiation resistance performance of unmanned aerial vehicle based on transponder | |
MY191339A (en) | Apparatus and method for inspecting moving target | |
CN116299158A (en) | Pipeline defect positioning system and method | |
CN113267149B (en) | Equivalent icing thickness measurement system and method | |
EP3770590A2 (en) | Portable x-ray backscattering system | |
KR20200025188A (en) | Apparatus for radiographic testing structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141224 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160420 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171224 |