RU2731117C1 - Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field - Google Patents

Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2731117C1
RU2731117C1 RU2020112038A RU2020112038A RU2731117C1 RU 2731117 C1 RU2731117 C1 RU 2731117C1 RU 2020112038 A RU2020112038 A RU 2020112038A RU 2020112038 A RU2020112038 A RU 2020112038A RU 2731117 C1 RU2731117 C1 RU 2731117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic field
output
input
amplifier
adc
Prior art date
Application number
RU2020112038A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Викторович Будневский
Игорь Анатольевич Жданов
Андрей Борисович СЕРГЕЕВ
Александр Борисович ПРОКАЗИН
Александр Николаевич Васильев
Андрей Евгеньевич КУРАШВИЛИ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Строительная компания "ОХА"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Строительная компания "ОХА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Строительная компания "ОХА"
Priority to RU2020112038A priority Critical patent/RU2731117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731117C1 publication Critical patent/RU2731117C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects

Abstract

FIELD: measurement.
SUBSTANCE: device relates to examination of coated surfaces, for example, for magnetic diagnostics of steel pipelines without removal of insulation coating, in particular to non-contact diagnostics, and is a device for diagnosing the technical condition of steel pipelines and can be used in flaw detection. Device for diagnosing technical condition of metal pipelines comprises two three-component magnetic field sensors located at different height levels relative to pipelines, each of which contains three magnetic field induction meters located respectively along axes X, Y, Z, where X axis is located in horizontal plane and perpendicular to pipeline longitudinal axis; axis Y is located parallel to longitudinal axis of pipeline; axis Z is perpendicular to axes X and Y, and also comprises first and second amplifiers, analogue-to-digital converter (ADC), device for determining difference of induction values of magnetic field along axes X, Y, Z, controller, a memory unit and an information display device, wherein the first, second and third gauges of the first three-component sensor are respectively connected to the first, second and third inputs of the first amplifier, first, second and third meters of the second three-component sensor are connected to the first, second and third inputs of the second amplifier, respectively, outputs of the first and second amplifier are connected to the first and second inputs of the ADC, respectively, and the output of the first ADC is connected to the first input of the signal correction device, the first output of the controller is connected to the memory unit, and its second output is connected to the information display device, at that, additionally comprises the third three-component magnetic field sensor containing three magnetic field induction meters located outside the pipeline magnetic field influence zone, the third amplifier, the second ADC, wireless data transmission device, a signal correction device, wherein the first, second and third meters of the third three-component sensor are connected to the first, second and third inputs of the third amplifier, respectively, the output of the third amplifier is connected to the input of the second ADC, the output of which is connected to the input of the wireless data transmission device, the output of which is connected to the input of the signal correction unit, the output of which is connected to the controller.
EFFECT: high reliability of magnetometric diagnostic data by taking into account the value of the background magnetic field.
1 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к исследованиям покрытых поверхностей, например, для магнитной диагностики стальных трубопроводов без удаления изоляционного покрытия, в частности, к средствам бесконтактной диагностики, и представляет собой устройство для диагностики технического состояния стальных трубопроводов и может быть использовано при дефектоскопическом контроле.The device relates to the study of coated surfaces, for example, for magnetic diagnostics of steel pipelines without removing the insulation coating, in particular, to means of non-contact diagnostics, and is a device for diagnosing the technical condition of steel pipelines and can be used for non-destructive testing.

Устройство содержит два трехкомпонентных датчика индукции магнитного поля, расположенных на разных уровнях по высоте относительно трубопровода, первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), контроллер, блок памяти и устройство отображения информации. Дополнительно устройство содержит третий трехкомпонентный датчик индукции магнитного поля, расположенный вне зоны влияния магнитного поля трубопровода, третий усилитель, второй АЦП, устройство беспроводной передачи данных и блок коррекции сигнала.The device contains two three-component magnetic field induction sensors located at different levels in height relative to the pipeline, the first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), a controller, a memory unit and an information display device. Additionally, the device contains a third three-component magnetic field induction sensor located outside the zone of influence of the pipeline magnetic field, a third amplifier, a second ADC, a wireless data transmission device and a signal correction unit.

Известно устройство для диагностики технического состояния металлического трубопровода, содержащее систему датчиков магнитного поля, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок генерации и деления частоты, блок управления, клавиатуру, блок отображения информации, блок географической привязки, блок памяти, блок акселерометров, блок усиления сигналов датчика магнитного поля, блок аналогового вычитания и блок питания датчиков магнитного поля, при этом выход блока генерации и деления частоты соединен с первым входом АЦП, первый выход блока управления соединен со входом блока памяти, выход клавиатуры соединен с третьим входом блока управления, выход блока питания датчиков магнитного поля соединен со входом системы датчиков магнитного поля, выход которой соединен первым входом блока усиления сигналов датчиков магнитного поля, к первому выходу блока усиления сигналов датчиков магнитного поля подсоединен вход АЦП, к третьему входу которого подсоединен выход блока аналогового вычитания, ко входу которого подключен второй выход блока усиления сигналов датчиков, выход АЦП подключен к первому входу блока управления, ко второму входу которого подключен выход блока абсолютной географической привязки, к четвертому входу блока управления подсоединен выход блока акселераторов, а второй выход блока управления соединен со входом блока отображения информации; в качестве датчиков магнитного поля использованы магниторезисторы, при этом блок питания датчиков магнитного поля выполнен в виде стабилизированного источника постоянного тока (см. патент RU 86015 U1).A device for diagnosing the technical condition of a metal pipeline is known, containing a system of magnetic field sensors, an analog-to-digital converter (ADC), a frequency generation and division unit, a control unit, a keyboard, an information display unit, a georeferencing unit, a memory unit, an accelerometer unit, an amplification unit signals of the magnetic field sensor, an analog subtraction unit and a power supply unit for magnetic field sensors, while the output of the generation and frequency division unit is connected to the first input of the ADC, the first output of the control unit is connected to the input of the memory unit, the keyboard output is connected to the third input of the control unit, the output of the unit power supply of the magnetic field sensors is connected to the input of the magnetic field sensors system, the output of which is connected to the first input of the magnetic field sensors signal amplification unit, to the first output of the magnetic field sensors signal amplification unit, the ADC input is connected, to the third input of which the analog subtraction unit output is connected, to the input to which the second output of the sensor signal amplification unit is connected, the ADC output is connected to the first input of the control unit, to the second input of which the output of the absolute geographic referencing unit is connected, the output of the accelerator unit is connected to the fourth input of the control unit, and the second output of the control unit is connected to the input of the display unit information; Magnetoresistors are used as magnetic field sensors, while the power supply for the magnetic field sensors is made in the form of a stabilized direct current source (see patent RU 86015 U1).

Недостатком такого технического решения является возможность измерения только двух компонент магнитного поля трубопровода, а именно, по продольной оси трубопровода (ось Y) и по вертикальной оси (ось Z). К тому же, в устройстве нет коррекции результатов измерения магнитного поля трубопровода в соответствии с изменениями внешнего магнитного поля Земли. Неполная картина магнитного поля и отсутствие коррекции измерений обусловливает значительные погрешности результатов измерений.The disadvantage of this technical solution is the ability to measure only two components of the magnetic field of the pipeline, namely, along the longitudinal axis of the pipeline (Y axis) and along the vertical axis (Z axis). In addition, the device does not correct the results of measuring the magnetic field of the pipeline in accordance with changes in the external magnetic field of the Earth. An incomplete picture of the magnetic field and the absence of measurement correction leads to significant errors in the measurement results.

Известен, также, магнитный дефектоскоп для контроля подземных металлических трубопроводов без вскрытия грунта, содержащий первый и второй преобразователи магнитного поля, первый преобразователь содержит не менее двух датчиков магнитного поля, которые установлены вдоль оси трубопровода, второй преобразователь содержит не менее двух датчиков магнитного поля, которые установлены вдоль линии, перпендикулярной продольной оси трубопровода и поверхности грунта, контроллер с клавиатурой, блок отображения информации, первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй программно-управляемые аттеньюаторы, блок аналогового вычитания, блок питания преобразователей магнитного поля, промежуточный блок памяти, блок пространственной привязки, блок памяти и блок акселерометров, преобразователи магнитного поля расположены над поверхностью грунта над трубопроводом, при этом первый выход блока питания преобразователей магнитного поля соединен со входом первого преобразователя магнитного поля, второй его выход соединен со входом второго преобразователя магнитного поля, первый выход второго усилителя соединен со вторым входом блока аналогового вычитания, первых вход которого соединен с первым выходом первого усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого программно-управляемого аттеньюатора, вход которого соединен с выходом первого преобразователя магнитного поля, первый выход блока аналогового вычитания соединен с первым входом промежуточного блока памяти, а второй его выход соединен с четвертым входом промежуточного блока памяти, выход которого соединен со входом АЦП, второй выход первого усилителя соединен со вторым входом промежуточного блока памяти, третий вход которого соединен со вторым выходом второго усилителя, первый выход контроллера соединен со вторым входом первого программно-управляемого аттеньюатора, третий контроллера соединен со вторым входом второго программно-управляемого аттеньюатора, первый вход которого соединен с выходом второго преобразователя магнитного поля, а выход соединен со входом второго усилителя, третий вход контроллера соединен с выходом блока акселерометров, четвертый выход контроллера соединен со входом блока памяти, второй вход контроллера соединен с выходом блока пространственной привязки, выход АЦП соединен с первым входом контроллера, выход клавиатуры соединен с четвертым входом контроллера, второй выход контроллера со входом блока отображения информации, в качестве датчиков магнитного поля использованы магниторезисторы, при этом блок питания преобразователей магнитного поля выполнен в виде стабилизированного источника постоянного тока (см. патент RU 86316 U1).It is also known a magnetic flaw detector for monitoring underground metal pipelines without opening the ground, containing the first and second magnetic field transducers, the first transducer contains at least two magnetic field sensors, which are installed along the pipeline axis, the second transducer contains at least two magnetic field sensors, which installed along a line perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline and the ground surface, a controller with a keyboard, an information display unit, the first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), the first and second software-controlled attenuators, an analog subtraction unit, a power supply unit for magnetic field converters , an intermediate memory unit, a spatial reference unit, a memory unit and an accelerometer unit, magnetic field transducers are located above the soil surface above the pipeline, while the first output of the magnetic field transducer power supply is connected to the input of the first transducer i of the magnetic field, its second output is connected to the input of the second magnetic field transducer, the first output of the second amplifier is connected to the second input of the analog subtraction unit, the first input of which is connected to the first output of the first amplifier, the first input of which is connected to the output of the first software-controlled attenuator, the input which is connected to the output of the first magnetic field converter, the first output of the analog subtraction unit is connected to the first input of the intermediate memory unit, and its second output is connected to the fourth input of the intermediate memory unit, the output of which is connected to the ADC input, the second output of the first amplifier is connected to the second input of the intermediate the memory unit, the third input of which is connected to the second output of the second amplifier, the first output of the controller is connected to the second input of the first software-controlled attenuator, the third controller is connected to the second input of the second software-controlled attenuator, the first input of which is connected to the output to the second magnetic field transducer, and the output is connected to the input of the second amplifier, the third input of the controller is connected to the output of the accelerometer unit, the fourth output of the controller is connected to the input of the memory unit, the second input of the controller is connected to the output of the spatial reference block, the output of the ADC is connected to the first input of the controller, the output the keyboard is connected to the fourth input of the controller, the second output of the controller is connected to the input of the information display unit, magnetoresistors are used as magnetic field sensors, while the power supply of the magnetic field converters is made in the form of a stabilized direct current source (see. patent RU 86316 U1).

Данное техническое решение обеспечивает некоторое повышение точности определения состояния трубопровода за счет уменьшения влияний внешних помех, а, также, снижения собственных помех устройства, однако оно сохраняет все недостатки описанного выше аналога, поскольку измерение магнитного поля трубопровода осуществляется только по двум осям - Y и Z, и устройство не содержит блока коррекции данных в зависимости от уровня фонового магнитного поля.This technical solution provides a slight increase in the accuracy of determining the state of the pipeline by reducing the effects of external interference, as well as reducing the intrinsic interference of the device, however, it retains all the disadvantages of the analogue described above, since the magnetic field of the pipeline is measured only along two axes - Y and Z, and the device does not contain a data correction unit depending on the background magnetic field level.

Известно устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов, описанное в патенте RU 2453760 С2. Устройство включает два трехкомпонентных датчика индукции магнитного поля, которые расположены на разных уровнях по высоте относительно контролируемого трубопровода. Каждый из датчиков содержит три измерителя индукции магнитного поля, расположенных по осям координат X, Y, Z, где ось X - расположена в горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси трубопровода, ось Y расположена параллельно продольной оси трубопровода, ось Z перпендикулярна осям X и Y. Устройство также содержит усилители сигналов измерителей, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), контроллер, блок памяти и устройство отображения информации.Known is a device for diagnosing the technical condition of metal pipelines, described in patent RU 2453760 C2. The device includes two three-component magnetic field induction sensors, which are located at different levels in height relative to the controlled pipeline. Each of the sensors contains three meters of magnetic field induction located along the X, Y, Z axes, where the X axis is located in the horizontal plane and perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline, the Y axis is parallel to the longitudinal axis of the pipeline, the Z axis is perpendicular to the X and Y axes. The device also contains amplifiers of meter signals, an analog-to-digital converter (ADC), a controller, a memory unit and an information display device.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Недостаток прототипа состоит в том, что в процессе диагностики трубопровода не учитываются изменения фонового магнитного поля, которое складывается из магнитного поля Земли и локальных флуктуаций магнитного поля, связанных с магнитными свойствами грунта на протяжении обследуемого участка трубопровода. Раньше для учета этих изменений приходилось производить отход с трассы трубопровода, измерять значение фонового поля, и учитывать при интерпретации данных магнитометрической диагностики. Это значительно снижало производительность работ и усложняло дешифровку данных.The disadvantage of the prototype is that in the process of pipeline diagnostics, changes in the background magnetic field are not taken into account, which consists of the Earth's magnetic field and local fluctuations of the magnetic field associated with the magnetic properties of the soil throughout the surveyed section of the pipeline. Previously, to take these changes into account, it was necessary to withdraw from the pipeline route, measure the value of the background field, and take into account when interpreting the data of magnetometric diagnostics. This significantly reduced productivity and made it difficult to decrypt data.

Известно устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов, содержащее, по меньшей мере, два трехкомпонентных датчика индукции магнитного поля, расположенных на разных уровнях по высоте относительно трубопровода, каждый из которых содержит три измерителя индукции магнитного поля, расположенных, соответственно, по осям координат X, Y, Z, где ось X расположена в горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси трубопровода, ось Y расположена параллельно продольной оси трубопровода, ось Z перпендикулярна осям X и Y, а также содержащее первый и второй усилители, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), устройство определения разности значений индукции магнитного поля по осям X, Y, Z, контроллер, блок памяти и устройство отображения информации, при этом первый, второй и третий измерители первого трехкомпонентного датчика соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами первого усилителя, первый, второй и третий измерители второго трехкомпонентного датчика соединены, соответственно с первым, вторым и третьим входами второго усилителя, выходы первого и второго усилителей соединены, соответственно, с первым и вторым входами АЦП, первый выход контроллера соединен с блоком памяти, а второй его выход соединен с устройством отображения информации, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок определения величины и направления полного вектора индукции магнитного поля, измеряемой первым трехкомпонентным датчиком, блок определения величины и направления полного вектора индукции магнитного поля, измеряемой вторым трехкомпонентным датчиком, и блок определения разности и угла между полными векторами индукции магнитного поля, измеряемой первым и вторым трехкомпонентными датчиками, устройство определения разности значений индукции магнитного поля по осям X, Y, Z выполнено в виде блока цифрового вычитания, при этом первый выход АЦП соединен со входом блока цифрового вычитания, выход которого соединен с первым входом контроллера, вход блока определения направления полного вектора магнитной индукции первым трехкомпонентным датчиком соединен со вторым выходом АЦП, а выход этого блока соединен с первым входом блока определения разности и угла между полными векторами первого и второго трехкомпонентных датчиков, вход блока определения полного вектора магнитной индукции вторым трехкомпонентным датчиком соединен с третьим выходом АЦП, а выход этого блока соединен со вторым входом блока определения разности и угла между полными векторами первого и второго трехкомпонентных датчиков, выход которого соединен со вторым входом контроллера (см., патент RU 2525462 С1).A device for diagnosing the technical condition of metal pipelines is known, containing at least two three-component magnetic field induction sensors located at different levels in height relative to the pipeline, each of which contains three magnetic field induction meters located, respectively, along the X coordinate axes, Y, Z, where the X axis is located in the horizontal plane and perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline, the Y axis is parallel to the longitudinal axis of the pipeline, the Z axis is perpendicular to the X and Y axes, and also containing the first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), a device determining the difference in the values of the magnetic field induction along the X, Y, Z axes, the controller, the memory unit and the information display device, while the first, second and third meters of the first three-component sensor are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the first amplifier, the first, second and third meters of the second three-component sensor are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the second amplifier, the outputs of the first and second amplifiers are connected, respectively, to the first and second inputs of the ADC, the first output of the controller is connected to the memory unit, and its second output is connected to the information display device, which is different in that it additionally contains a unit for determining the magnitude and direction of the full vector of the magnetic field induction measured by the first three-component sensor, a unit for determining the magnitude and direction of the full vector of the magnetic field induction measured by the second three-component sensor, and a unit for determining the difference and angle between the total vectors of the magnetic field induction, measured by the first and second three-component sensors, the device for determining the difference in magnetic field values along the X, Y, Z axes is made in the form of a digital subtraction unit, while the first ADC output is connected to the input of the digital subtraction unit, the output of which is connected to the first controller input, input One unit for determining the direction of the full vector of magnetic induction by the first three-component sensor is connected to the second output of the ADC, and the output of this unit is connected to the first input of the unit for determining the difference and the angle between the full vectors of the first and second three-component sensors, the input of the unit for determining the full vector of magnetic induction is connected by the second three-component sensor with the third output of the ADC, and the output of this unit is connected to the second input of the block for determining the difference and the angle between the full vectors of the first and second three-component sensors, the output of which is connected to the second input of the controller (see, patent RU 2525462 C1).

Устройство обеспечивает значительное повышение достоверности магнитометрических данных ввиду того, что измерение полных векторов магнитной индукции происходит с учетом направления векторов с определением угла между ними. Однако, в данном дефектоскопе отсутствует коррекция данных измерения магнитного поля трубопровода в зависимости от величины внешнего (фонового) магнитного поля.The device provides a significant increase in the reliability of magnetometric data due to the fact that the measurement of the total vectors of magnetic induction takes into account the direction of the vectors with the determination of the angle between them. However, in this flaw detector there is no correction of the measurement data of the pipeline magnetic field depending on the value of the external (background) magnetic field.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Недостаток прототипа состоит в том, что в процессе диагностики трубопровода не учитываются изменения фонового магнитного поля, которое складывается из магнитного поля Земли и локальных флуктуаций магнитного поля, связанных с магнитными свойствами грунта на протяжении обследуемого участка трубопровода. Раньше для учета этих изменений приходилось производить отход с трассы трубопровода, измерять значение фонового поля, и учитывать при интерпретации данных магнитометрической диагностики. Это значительно снижало производительность работ и усложняло дешифровку данных.The disadvantage of the prototype is that in the process of pipeline diagnostics, changes in the background magnetic field are not taken into account, which consists of the Earth's magnetic field and local fluctuations of the magnetic field associated with the magnetic properties of the soil throughout the surveyed section of the pipeline. Previously, to take these changes into account, it was necessary to withdraw from the pipeline route, measure the value of the background field, and take into account when interpreting the data of magnetometric diagnostics. This significantly reduced productivity and made it difficult to decrypt data.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности данных магнитометрической диагностики за счет учета величины фонового магнитного поля.The technical result of the present invention is to improve the reliability of the data of magnetometric diagnostics by taking into account the magnitude of the background magnetic field.

Согласно изобретению, устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов, содержащее два трехкомпонентных датчика индукции магнитного поля, расположенные на разных уровнях относительно трубопровода, и дополнительно третий трехкомпонентный датчик магнитного поля, находящийся вне зоны влияния магнитного поля трубопровода, на расстоянии 10-20 м в зависимости от диаметра трубопровода. Каждый из датчиков содержит три измерителя магнитного поля, расположенных по осям координат X,Y,Z, где ось X - расположена в горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси трубопровода, ось Y расположена параллельно продольной оси трубопровода, ось Z перпендикулярна осям X и Y, а также, содержащее первый, второй и дополнительно третий усилители, первый и дополнительно второй аналоговый преобразователь, дополнительно устройство беспроводной передачи данных, дополнительно устройство коррекции сигнала, контроллер, блок памяти и блок отображения информации, при этом, первый, второй и третий измерители первого трехкомпонентного датчика соединены соответственно с первым вторым и третьим входами первого усилителя, первый, второй и третий измерители второго трехкомпонентного датчика соединены, соответственно с первым, вторым и третьим входами второго усилителя, первый, второй и третий измерители третьего трехкомпонентного датчика соединены соответственно с первым вторым и третьим входами третьего усилителя, выходы первого и второго усилителя соединены соответственно с первым и вторым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход третьего усилителя соединен со входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход первого АЦП соединен с первым входом устройства коррекции сигнала, выход второго АЦП соединен со входом устройства беспроводной передачи данных, выход которого соединен со вторым входом устройства коррекции сигнала, выход устройства коррекции сигнала соединен со входом контроллера, первый выход контроллера соединен со входом блока памяти, а второй выход контроллера соединен со входом устройства отображения информации.According to the invention, a device for diagnosing the technical condition of metal pipelines, containing two three-component magnetic field induction sensors located at different levels relative to the pipeline, and additionally a third three-component magnetic field sensor, located outside the zone of influence of the pipeline magnetic field, at a distance of 10-20 m, depending on the diameter of the pipeline. Each of the sensors contains three magnetic field meters located along the X, Y, Z axes, where the X axis is located in the horizontal plane and is perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline, the Y axis is parallel to the longitudinal axis of the pipeline, the Z axis is perpendicular to the X and Y axes, and also containing first, second and additionally third amplifiers, a first and additionally a second analog converter, additionally a wireless data transmission device, additionally a signal correction device, a controller, a memory unit and an information display unit, while the first, second and third meters of the first three-component sensor are connected respectively to the first second and third inputs of the first amplifier, the first, second and third meters of the second three-component sensor are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the second amplifier, the first, second and third meters of the third three-component sensor are connected to the first second and third input, respectively Odes of the third amplifier, the outputs of the first and second amplifier are connected to the first and second inputs of the first analog-to-digital converter, respectively, the output of the third amplifier is connected to the input of the second analog-to-digital converter, the output of the first ADC is connected to the first input of the signal correction device, the output of the second ADC is connected to the input of the wireless data transmission device, the output of which is connected to the second input of the signal correction device, the output of the signal correction device is connected to the controller input, the first controller output is connected to the memory unit input, and the second controller output is connected to the information display device input.

Заявителем не выявлены какие-нибудь технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the invention meets the “novelty” condition of patentability.

Реализация отличительных признаков полезной модели обеспечивает принципиально новое свойство объекта (технический результат), состоящее в обеспечении возможности коррекции данным магнитометрической диагностики трубопровода в зависимости от фонового (внешнего) магнитного поля.The implementation of the distinctive features of the utility model provides a fundamentally new property of the object (technical result), which consists in providing the possibility of correcting the data of the magnetometric diagnostics of the pipeline depending on the background (external) magnetic field.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 изображена блок-схема устройства;- in Fig. 1 shows a block diagram of the device;

- на фиг. 2 - схема, иллюстрирующая расположение датчиков относительно трубопровода.- in Fig. 2 is a diagram illustrating the location of the sensors in relation to the pipeline.

Устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов 1 содержит три трехкомпонентных датчика магнитного поля. Датчики 2,3 расположены на разных уровнях по высоте относительно трубопровода, датчик 4 расположен вне зоны влияния магнитного поля трубопровода на расстоянии не менее 15 диаметров трубопровода. Датчик 2 содержит измерители 5, 6, 7 датчик 3 - измерители 8, 9, 10 а датчик 4 измерители 11,12,13 индукции магнитного поля. В качестве измерителей 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 используются измерители индукции HONEYWELL НМС1053. Устройство содержит первый 14, второй 15 и третий 16 усилители, выполненные на базе микросхем AD8642. В качестве АЦП 17 и 18 использованы микросхемы КНПС.466512.001 Устройство беспроводной передачи данных 20 выполнено на базе Bluetooth приемника-передатчика ВК 8000L. Устройство коррекции сигнала 19 выполнено на базе контроллера типа Melsek-FSG. Устройство для диагностики технического состояния трубопроводов содержит, также, контроллер 22 на базе микросхемы КНПС.467441.001, блок памяти 21 на базе микросхемы КНПС.467669.001, устройство 23 отображения информации, представляющее собой жидкокристаллический монитор LM 4228.The device for diagnosing the technical condition of metal pipelines 1 contains three three-component magnetic field sensors. Sensors 2,3 are located at different levels in height relative to the pipeline, sensor 4 is located outside the zone of influence of the pipeline magnetic field at a distance of at least 15 pipeline diameters. Sensor 2 contains meters 5, 6, 7 sensor 3 - meters 8, 9, 10 and sensor 4 meters 11,12,13 magnetic field induction. Induction meters HONEYWELL НМС1053 are used as meters 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. The device contains the first 14, the second 15 and the third 16 amplifiers, made on the basis of AD8642 microcircuits. As ADCs 17 and 18, KNPS microcircuits were used. 466512.001 Wireless data transmission device 20 is made on the basis of the VK 8000L Bluetooth receiver-transmitter. Signal correction device 19 is based on Melsek-FSG controller. The device for diagnosing the technical condition of pipelines also contains a controller 22 based on a KNPS.467441.001 microcircuit, a memory unit 21 based on a KNPS.467669.001 microcircuit, an information display device 23, which is a liquid crystal monitor LM 4228.

Выходы измерителей 5, 6, 7 первого трехкомпонентного датчика соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами первого усилителя 14. Выходы измерителей 8, 9, 10 второго трехкомпонентного датчика соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами второго усилителя 15. Выходы измерителей 11, 12, 13 соединены, соответственно, с первым, вторым и третьим входами третьего усилителя 16. Выходы первого 14 и второго 15 усилителя соединены, соответственно с первым и вторым входами первого АЦП 17, выход третьего усилителя 16 соединен со входом второго АЦП 18, выход первого АЦП 17 соединен с первым входом блоком коррекции сигнала, выход второго АЦП 18 соединен со входом устройства беспроводной передачи данных 20, выход устройства беспроводной передачи данных соединен со вторым входом устройства коррекции сигнала 19, выход устройства коррекции сигнала соединен со входом контроллера 22, первый выход контроллера соединен со входом блока памяти 21, второй выход контроллера соединен со входом блока отображения информации 23.The outputs of the meters 5, 6, 7 of the first three-component sensor are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the first amplifier 14. The outputs of the meters 8, 9, 10 of the second three-component sensor are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the second amplifier 15. The outputs of the meters 11, 12, 13 are connected, respectively, to the first, second and third inputs of the third amplifier 16. The outputs of the first 14 and second 15 amplifier are connected, respectively, to the first and second inputs of the first ADC 17, the output of the third amplifier 16 is connected to the input of the second ADC 18, the output of the first ADC 17 is connected to the first input of the signal correction unit, the output of the second ADC 18 is connected to the input of the wireless data transmission device 20, the output of the wireless data transmission device is connected to the second input of the signal correction device 19, the output of the signal correction device is connected to the input of the controller 22 , the first output of the controller is connected to the input of the memory unit 21, the second output of the controller is connected not with the input of the information display unit 23.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Магнитное поле трубопровода 1 воспринимается измерителями 5, 6, 7 первого 2 и 8, 9, 10 второго 3 трехкомпонентного датчика, а, также, измерителями 11, 12, 13 третьего датчика 4, находящегося вне зоны действия магнитного поля трубопровода. Совокупность измерителей 5, 6, 7. позволяет получить картину магнитного поля по трем координатам X,Y,Z на более удаленном от трубопровода уровне, совокупность измерителей 8, 9, 10 позволяет получить картину магнитного поля трубопровода на уровне, более близком к трубопроводу, а совокупность измерителей 11, 12, 13 позволяют получить картину фонового магнитного поля. Измерители 5, 6, 7; 8, 9, 10, и 11, 12, 13 преобразуют магнитное поле в напряжение, пропорциональное величине магнитной индукции этого поля; напряжение подается на усилители 14, 15, 16. С выходов усилителей 14, 15 аналоговые сигналы подаются на первый и второй входы первого АЦП 17, где преобразуются в цифровой код и подаются на устройство коррекции сигнала 19; а с выхода усилителя 16 на вход второго АЦП 18, где преобразуются в цифровой код и подается на вход устройства беспроводной передачи данных 20, с выхода которого сигнал передается на второй вход устройства коррекции сигнала, с выхода которого откорректированный сигнал передается на вход контроллера 22, первый выход контроллера 22 соединен со входом блока памяти, второй выход контроллера соединен со входом устройства отображения информации.The magnetic field of the pipeline 1 is perceived by the meters 5, 6, 7 of the first 2 and 8, 9, 10 of the second 3 three-component sensor, and also by the meters 11, 12, 13 of the third sensor 4, which is outside the zone of the magnetic field of the pipeline. The set of meters 5, 6, 7. allows you to get a picture of the magnetic field in three coordinates X, Y, Z at a level farther from the pipeline, the set of meters 8, 9, 10 allows you to get a picture of the magnetic field of the pipeline at a level closer to the pipeline, and the set of meters 11, 12, 13 allows you to get a picture of the background magnetic field. Meters 5, 6, 7; 8, 9, 10, and 11, 12, 13 convert the magnetic field into a voltage proportional to the magnitude of the magnetic induction of this field; voltage is supplied to amplifiers 14, 15, 16. From the outputs of amplifiers 14, 15 analog signals are fed to the first and second inputs of the first ADC 17, where they are converted into a digital code and fed to the signal correction device 19; and from the output of the amplifier 16 to the input of the second ADC 18, where they are converted into a digital code and fed to the input of the wireless data transmission device 20, from the output of which the signal is transmitted to the second input of the signal correction device, from the output of which the corrected signal is transmitted to the input of the controller 22, the first the output of the controller 22 is connected to the input of the memory unit, the second output of the controller is connected to the input of the information display device.

Таким образом, на вход контроллера 22 поступает сигнал с устройства коррекции сигнала, определяющий истинное значение превышения магнитного поля трубопровода над фоновым полем, вне зависимости от величины фонового магнитного поля. Благодаря этому, измерения становятся не зависимыми от величины магнитного поля Земли, и от локального магнитного фона, определяемого магнитными свойствами грунта по всей протяженности обследуемого трубопровода.Thus, the input of the controller 22 receives a signal from the signal correction device, which determines the true value of the excess of the pipeline magnetic field over the background field, regardless of the value of the background magnetic field. Due to this, the measurements become independent of the magnitude of the Earth's magnetic field and of the local magnetic background determined by the magnetic properties of the soil along the entire length of the surveyed pipeline.

Claims (1)

Устройство для диагностики технического состояния металлических трубопроводов, содержащее два трехкомпонентных датчика магнитного поля, расположенных на разных уровнях по высоте относительно трубопроводов, каждый из которых содержит три измерителя индукции магнитного поля, расположенных соответственно по осям X, Y, Z, где ось X расположена в горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси трубопровода; ось Y расположена параллельно продольной оси трубопровода; ось Z перпендикулярна осям X и Y, а также содержащее первый и второй усилители, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), устройство определения разности значений индукции магнитного поля по осям X, Y, Z, контроллер, блок памяти и устройство отображения информации, при этом первый, второй и третий измерители первого трехкомпонентного датчика соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого усилителя, первый, второй и третий измерители второго трехкомпонентного датчика соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго усилителя, выходы первого и второго усилителя соединены соответственно с первым и вторым входами АЦП, а выход первого АЦП соединен с первым входом устройства коррекции сигнала, первый выход контроллера соединен с блоком памяти, а второй его выход соединен с устройством отображения информации, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий трехкомпонентный датчик магнитного поля, содержащий три измерителя индукции магнитного поля, расположенный вне зоны влияния магнитного поля трубопровода, третий усилитель, второй АЦП, устройство беспроводной передачи данных, устройство коррекции сигнала, при этом первый, второй и третий измерители третьего трехкомпонентного датчика соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами третьего усилителя, выход третьего усилителя соединен с входом второго АЦП, выход которого соединен со входом устройства беспроводной передачи данных, выход которого соединен со входом блока коррекции сигнала, выход которого соединен с контроллером.A device for diagnosing the technical condition of metal pipelines, containing two three-component magnetic field sensors located at different levels in height relative to the pipelines, each of which contains three meters of magnetic field induction, located respectively along the X, Y, Z axes, where the X axis is located in the horizontal plane and perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline; the Y axis is parallel to the longitudinal axis of the pipeline; the Z axis is perpendicular to the X and Y axes, and also containing the first and second amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), a device for determining the difference in magnetic field values along the X, Y, Z axes, a controller, a memory unit and an information display device, while the first, second and third meters of the first three-component sensor are connected respectively to the first, second and third inputs of the first amplifier, the first, second and third meters of the second three-component sensor are connected respectively to the first, second and third inputs of the second amplifier, the outputs of the first and second amplifier are connected respectively to the first and second inputs of the ADC, and the output of the first ADC is connected to the first input of the signal correction device, the first output of the controller is connected to the memory unit, and its second output is connected to the information display device, characterized in that it further comprises a third three-component magnetic field sensor containing three magnetic induction meter, ras placed outside the zone of influence of the magnetic field of the pipeline, the third amplifier, the second ADC, a wireless data transmission device, a signal correction device, while the first, second and third meters of the third three-component sensor are connected respectively to the first, second and third inputs of the third amplifier, the output of the third amplifier is connected with the input of the second ADC, the output of which is connected to the input of the wireless data transmission device, the output of which is connected to the input of the signal correction unit, the output of which is connected to the controller.
RU2020112038A 2020-03-24 2020-03-24 Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field RU2731117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112038A RU2731117C1 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112038A RU2731117C1 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731117C1 true RU2731117C1 (en) 2020-08-28

Family

ID=72421565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112038A RU2731117C1 (en) 2020-03-24 2020-03-24 Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731117C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763963C1 (en) * 2021-04-07 2022-01-11 Общество с ограниченной ответственностью Инженерный центр "Диагностика" Device for diagnosing the technical condition of metal pipelines
RU209914U1 (en) * 2021-07-28 2022-03-23 Общество с ограниченной ответственностью «Кибер Скан Технолоджи» Multi-element three-component fluxgate gradiometer with software-controlled base

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040027129A1 (en) * 1999-01-13 2004-02-12 Rock Solid Research Pty. Ltd. Subsurface pipeline inspection probe
RU2246742C1 (en) * 2003-11-11 2005-02-20 Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" System for wireless measuring of current in underground pipelines
RU86316U1 (en) * 2009-04-10 2009-08-27 Валерий Михайлович Саксон MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR MONITORING UNDERGROUND METAL PIPELINES
RU2460068C1 (en) * 2011-03-29 2012-08-27 Открытое акционерное общество (ОАО) "Гипрогазцентр" Device for non-contact magnetometric control of pipeline metal condition
RU2525462C1 (en) * 2013-04-04 2014-08-20 Валерий Михайлович Саксон Device to diagnose technical condition of metal pipes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040027129A1 (en) * 1999-01-13 2004-02-12 Rock Solid Research Pty. Ltd. Subsurface pipeline inspection probe
RU2246742C1 (en) * 2003-11-11 2005-02-20 Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" System for wireless measuring of current in underground pipelines
RU86316U1 (en) * 2009-04-10 2009-08-27 Валерий Михайлович Саксон MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR MONITORING UNDERGROUND METAL PIPELINES
RU2460068C1 (en) * 2011-03-29 2012-08-27 Открытое акционерное общество (ОАО) "Гипрогазцентр" Device for non-contact magnetometric control of pipeline metal condition
RU2525462C1 (en) * 2013-04-04 2014-08-20 Валерий Михайлович Саксон Device to diagnose technical condition of metal pipes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763963C1 (en) * 2021-04-07 2022-01-11 Общество с ограниченной ответственностью Инженерный центр "Диагностика" Device for diagnosing the technical condition of metal pipelines
RU209914U1 (en) * 2021-07-28 2022-03-23 Общество с ограниченной ответственностью «Кибер Скан Технолоджи» Multi-element three-component fluxgate gradiometer with software-controlled base

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2525462C1 (en) Device to diagnose technical condition of metal pipes
RU2731117C1 (en) Device for non-contact magnetometric diagnostics of technical state of steel pipelines taking into account the value of background magnetic field
RU2568808C2 (en) Method and device for contactless diagnostics of technical condition of underground pipelines
CN110514390A (en) A kind of three pore pressure force probes measurement two-dimensional flow field uncertainty evaluation method
RU2504763C1 (en) Method and device for diagnostics of technical state of underground pipelines
RU138946U1 (en) DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF METAL PIPELINES
Ramesh et al. Deployment of inductance-based pulsating sensor toward development of measurement technique for ovality in pipe
RU101206U1 (en) PERMANENT MAGNETIC FIELD SENSOR ASSEMBLY, AC MAGNETIC FIELD SENSOR ASSEMBLY AND COMBINED SENSORS ASSEMBLY FOR DIAGNOSTIC OF PIPELINE TECHNICAL CONDITION
RU2577037C1 (en) Method for eddy current monitoring of thickness of composite materials on non-metal substrates and device therefor
RU138801U1 (en) MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR THE CONTROL OF METAL PIPELINES
RU209914U1 (en) Multi-element three-component fluxgate gradiometer with software-controlled base
CN113218320B (en) OFDR (offset-field-of-view) large strain measurement method based on distance domain compensation
CN105675414B (en) Stress-electric coupling surveys crack growth rate detection method
CN105004385B (en) A kind of colliery lotion pipeline flow-measuring method
RU2763963C1 (en) Device for diagnosing the technical condition of metal pipelines
CA2104325A1 (en) Method and apparatus for calibrating an ultrasonic leak location
JPH0555833B2 (en)
JP6591325B2 (en) Auxiliary water level gauge auxiliary system, its auxiliary method, its auxiliary program and auxiliary water level gauge with auxiliary functions
RU108846U1 (en) MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR THE CONTROL OF METAL PIPELINES
JPS6340850A (en) Eddy current inspecting device
RU176494U1 (en) MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR DIAGNOSTICS OF UNDERGROUND STEEL PIPELINES
CN110108254A (en) A method of based on air pressure accurate height measuring, vertical movement speed and vertical movement distance
CN213021810U (en) Based on two-wire system voltage formula liquid level measurement device
RU176447U1 (en) MAGNETIC DEFECTOSCOPE FOR CONTROL OF UNDERWATER TRANSITIONS OF PIPELINES
RU2769074C1 (en) Measuring apparatus