SU1610347A1 - Способ обнаружени утечки водопровода - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к методам неразрушающего контрол  и позвол ет повысить достоверность обнаружени  утечки путем выделени  шума, обусловленного нестационарностью процесса, т.е. шума, который обусловлен не только наличием дефектов, но и их развитием. Он св зан с расширением области, насыщенной жидкостью. Это позвол ет селектировать места течей от других, содержащих естественные дефекты. Пропускают ток через грунт и последовательно включенный с сопротивлением грунта резистр нагрузки, измер ют дисперсии флуктуаций напр жени  на резисторе нагрузки, измен ют величину сопротивлени  резистора до выделени  на нем максимальной дисперсии флуктуаций напр жени , измер ют производную разности дисперсий напр жени  на резисторе нагрузки и введенных в грунт электродах, а о наличии утечки суд т по превышению измеренной производной порогового значени . 4 ил.

Description

1

(21)4634226/25-28

(22)09.01.89

(46) 30„11„90. Бнш, № 44

(72) В.В. Воинов, И.С. Ледовской,

В.В. Кругли ов и А.Фо Касабуцкий

(53)620.165.29(088„8)

(56) За вка Японии № 60-245900, кл. F 17 .D 5/06, 1985о

(54)СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧКИ ВОДОПРОВОДА

I

(57. Изобретение относитс  к методам неразрушающего контрол  и позвол ет повысить достоверность обнаружени  утечки путем вьщелени  шума, обусловленного нестационарностью процесса , т.ео шума, который обусловлен не только наличием дефектов, но и их

развитием. Он св зан с расширением области, насьш1енной жидкостью. Это позвол ет селектировать места течей от других, содержащих естественные дефекты. Пропускают ток через грунт и последовательно включенный с сопротивлением грунта резистор нагрузки , измер ют дисперсии флюктуации напр жени  на резисторе нагрузки, измен ют величину сопротивлени  резистора до вьделени  на нем максимальной дисперсии флюктуации напр жени , измер ют производную разности дисперсий напр жени  на резисторе нагрузки и введенных в грунт электродах, а о наличии утечки суд т по превышению измеренной производной порого- вого значени . 4 ил.

S

Изобретение относитс  к методам неразрушающего контрол  и может бьп ь использовано дл  обнаружени  утечки водопровода о

Цель изобретени  - повьппение достоверности путем снижени  помех от неоднородности грунта

На фиг. 1 показана схема реализации способа; на фиг, 2 - зависимость удельного сопротивлени  грунта р от времени в месте утечки; на фиг.З- зависимости производной разности дисперсий напр жений на резисторе и грунте от времени а - при наличии утечки; Ь - в отсутствии утечки); на фиг о 4 - блок-схема дл  расчета производной и сравнени  ее с пороговой величиной.

Источник 1 питани  соединен с резистором 2 нагрузки и с введенными в грунт электродами 3, 4 вблизи водопровода .5„ Выходы 6, 7, 8 резистора 2 соединены с входами широкополосного усилител  9, последовательно соединенного с регулируемьм усилителем 10, квадратичным детектором .11, интегратором 12 и индикатором 13 о Выходы 6 и 8 соединены с квадратичным вольтметром 14, после- довательно соединенным с устройством 15 вычитани , дифференцирзтощим устройством 16 и ищщкатором 17, второй выход интегратора 13 соединен с вторым входом устройства 15 вычитани .

Источник 1 питани  создает в измерительной цепи, состо щей из резистоО5

ОО 4

pa 2 нагрузки (величина сопротивлени  которого RH) и сопротивлени  грунта R.-., ток величиной

Т:

I

и

(1)

5

10

.15

де и - напр жение источника питани ;

г - его внутреннее сопротивление о Пренебрега  сопротивлением источика питани  (), определ ют исперсию флюктуации тока выражением

ii (2)

(RH-)

де Т , R - дисперсии, флюктуации то ка и сопротивлени  грунта соответственно; RJ. - среднее значение сопротивлени  грунтао

Дисперси  флюктуации напр жени  на 20 езисторе нагрузки равна

ц .),

Подстановка формулы (2) в (3) дает

yiRkik. (4)

( R;.) /

Исследуем выражение (4) на экстремум

25

30

Экстремум достигаетс  при сопро - тивлении нагрузки RH Rj. Это означает , что при приведенном условии выражение (5) равно нулю, т.е.

«

Рещение уравнени  (6) дает

нг Г

(7)

Следовательно, максимальна  дисперси  флюктуации реализуетс  на сопротивлении нагрузки, равном сопротивлению грунта.

Дисперси  флюктуации напр жени  на сопротивлении грунта равна

. - -г - fsfrtr- «)

Разность дисперсий флюктуации на- - пр жени  на резисторе нагрузки и грунте на основании выражений (4) и .(8) равна

,,.-,,.,,.

(9)

Из выражени  (9) при R R следует

MHi . dRr ,

5 () dit

8RI

10

15

;

о

а 20

т

dt

(10)

Кроме того, на основании зависимости (9) максимальное значение дисперсии флюктуации напр жени  на резисторе нагрузке при Rц Ry, равно

(11)

U2

нт i6R2

Из выражений (10) и (11) следует.

d(AU2) .dRr/.,N

---, -.(12)

Таким образом, производна  разности дисперсий флюктуации на сопротивлении нагрузки равна нулю при возрастании дисперсии за счет усилени  мощности стационарной составл ющей

-1--П.2. и отлична от нул  при наличии

dt

dRr

25

30

35

40

45 о

- 55

нестационарного .процесса Это

позвол ет вьщел ть неоднородности среды, которые имеют тенденцию к увеличению своего объема с,

В св зи с неустойчивостью удельного сопротивлени  грунта дл  вьде- лени  нестационарной составл ющей процесса требуютс  значительное врем  измерени  и специальна  обработка результатов измерени . Приведенна  на фиг„ 2 зависимость удельного сопротивлени  грунта р от времени в месте утечки не позвол ет установить изменени  среднего значени  р с течением времени по внешним признакам

На фиг. 3 показан пример реализации предлагаемого способа зависимос„ duU2.

ти от времени производной г--

висимость q соответствует полученной на фиг о 2 зависимости p(t) и вьшвл diU2 . f. ет наличие утечки, так как - -

на всем интервале измерени . Полоса пропускани  аппаратуры 5 Гц - 5 кГц

Зависимость В соответствует отсутствию утечки на исследуемом участке . Среднее значение измер емой производной на всем участке (фиг „ 2) равно нулю, т.е. пороговое значение прогнозирующей величины дл  селекции утечки равно нулю

Таким образом, достоверность предлагаемого.способа значительно выше достоверности известного о

10

20

Измерительна  схгма (фиг, 4) работает следуюпщ,м образом.

Ток, создаваемый в измерительной цепи источником 1 питани , флюктуирует в результате изменени  парамыров . рунта, через который он пропускает- с  с помощью введенных электродов 3 и 4. Флюктуации напр жени  на резисторе 2 подаютс  на усилитель 9 и затем на регулируемый усилитель 10„ Регулировкой усилени  усилител  10 добиваютс  нормальной работы квадратичного детектора 11. После детектировани  сигнал интегрируетс  интегра- тором 12 и индицируетс  индикатором 19. Врем  интегрировани  определ етс  нижней граничной частотой полосы пропускани , котора  выбираетс  из необходимости достаточной оперативности измере шй. Одновременно флюктуации напр жени  на сопротивлении грунта измер ютс  квадратичным вольтметром 14. Затем с квадратичногб вольтметра 14 и интегратора 12 сигналы подаютс  на устройство 15 вычитани . Разность сигналов дифференцируетс  устройством 16, а индикатор 17 индицирует величину производной разности дисперсий напр жени  о

Способ осуществл етс  следующим образом.

Формируют измерительную цепь, причем электроды 3,4 устанавливают перпендикул рно линии трассы, симметрично ее оси на рассто нии друг от друга , равном глубине залегани  водопровода 5. Регулировкой напр жени  источника 1 питани  устанавливают в цепи питани  ток, при котором диспер- .Q си  флюктуации напр жени , регистрируема  индикатором 13, превыщает собственный уровень щума измерительного устройства.

161D3476

Измен   величину рнзистг а 2 нагрузки, устанавливают максимум показаний индикатор  13. При этом величина сопротивлени  нагрузки соответствует сопроти}з.пению грунта „

При аномальном дл  трассы показании индикатора 13, свидетельствующем о наличии существенных неодно- родностей, регистрируют показани  индикатора 17о В случае, если в течение 3-4 мин показани  индикатора 17 остаютс  положительными, принимают решение о наличии утечки.

Пороговое значение дисперсии ф,пю- ктуаций тока устанавливают путем ее измерени  в стороне от трассы. нос т измерительную цепь на 5-6 м вдоль трассы и повтор ют измерение.

25

30

35

Применение способа позвол ет существенно повысить достоверность определени  утечки. При этом существенна  экономи  обеспечиваетс  снижением объема работ по вскрытию трассы

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   4

   Способ обнаружени  утечки водопровода , включающий введение в грунт вблизи трубопровода электродов пропускани  электрического тока через грунт и измерение параметра, характеризующего электрическое сопротивление грунта, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1ени  достоверности , в качестве параметра, характеризующего электрическое сопротивление , используют производную разности дисперсий напр жений на резисторе, включенном последовательно с электродами , и на электродах, а о наличии утечки суд т по превышению измеренной производной порогового значени 

   Применение способа позвол ет существенно повысить достоверность определени  утечки. При этом существенна  экономи  обеспечиваетс  снижением объема работ по вскрытию трассы

   Формула изобретени 

   4

   Способ обнаружени  утечки водопровода , включающий введение в грунт вблизи трубопровода электродов пропускани  электрического тока через грунт и измерение параметра, характеризующего электрическое сопротивление грунта, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1ени  достоверности , в качестве параметра, характеризующего электрическое сопротивление , используют производную разности дисперсий напр жений на резисторе, включенном последовательно с электродами , и на электродах, а о наличии утечки суд т по превышению измеренной производной порогового значени 

   ПХЮ ,0м.м

   1254 фиг.г

   dAU.,.n-9 В -dT ; t

   9 4

   О -4

   А

   фиг. 1

   ff

   хО.

   1.

   J

   Физ.З

   ПГ1

   t- «о

   00

   00