SU1651016A1 - Method of locating pipeline leakage - Google Patents
Method of locating pipeline leakage Download PDFInfo
- Publication number
- SU1651016A1 SU1651016A1 SU894710708A SU4710708A SU1651016A1 SU 1651016 A1 SU1651016 A1 SU 1651016A1 SU 894710708 A SU894710708 A SU 894710708A SU 4710708 A SU4710708 A SU 4710708A SU 1651016 A1 SU1651016 A1 SU 1651016A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- leak
- acoustic radiation
- frequency
- pipelines
- noise
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к методам неразрушающего контрол в трубопроводах и может быть использовано дл обнаружени течей в трубопроводах с односторонним до- стулом. Способ заключаетс в определении местоположени течи в трубопроводах путем регистрации превышени акустического излучени над шумами в одной точке трубопровода . Первоначально регистрируют превышение акустического излучени над шумами в низкочастотной области рабочего диапазона, затем регистрируют акустическое излучение на более высоких частотах и фиксируют наиболее высокую частоту, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы. Рассто ние до течи определ ют по предварительно построенным дл данного трубопровода графическим зависимост м частотных компонентов акустического излучени до течи при соответствующей фиксированной частоте. Использование предлагаемого способа позвол ет повысить производительность и обеспечить возможность контрол трубопроводов с односторонним доступом. 2 ил. с/1 СThe invention relates to methods for non-destructive testing in pipelines and can be used to detect leaks in pipelines with a unilateral access. The method consists in determining the location of the leak in the pipelines by detecting the excess of acoustic radiation over noise at one point of the pipeline. Initially, the excess of acoustic radiation over noise in the low-frequency range of the operating range is recorded, then acoustic radiation is recorded at higher frequencies and the highest frequency is recorded at which the acoustic radiation of the leak exceeds the noise. The distance to the leak is determined from the graphical dependences of the frequency components of the acoustic radiation to the leak at a corresponding fixed frequency, pre-built for the pipeline. Using the proposed method allows to increase productivity and to ensure the possibility of controlling pipelines with one-way access. 2 Il. s / 1 C
Description
Изобретение относитс к методам неразрушающего контрол в трубопроводах и может быть использовано дл обнаружени течей в трубопроводах с односторонним доступом.The invention relates to methods for non-destructive testing in pipelines and can be used to detect leaks in pipelines with one-way access.
Целью изобретени вл етс повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем определени местоположени течи в трубопроводах с односторонним доступом.The aim of the invention is to increase productivity and enhance functionality by locating the leak in one-way access pipelines.
Способ заключаетс в определении местоположени течи в трубопроводах путем регистрации превышени акустического излучени над шумами.The method consists in determining the location of the leak in the pipelines by detecting the excess of acoustic radiation over noise.
Регистрацию производ т в одной точке трубопровода. Первоначально регистрируют превышение акустического излучени над шумами в никзчастотной области рабочего диапазона, затем регистрируют акустическое излучение на более высоких частотах и фиксируют наибольшую частоту, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы, а рассто ние до течи определ ют по предварительно построенным дл данного трубопровода графическим зависимост м частотных компонентов акустического излучени от рассто ни до течи при соответствующей фиксированной частоте.Registration is made at one point in the pipeline. Initially, the excess of acoustic radiation over noise in the frequency range of the operating range is recorded, then acoustic radiation is recorded at higher frequencies and the greatest frequency is recorded at which the acoustic radiation of the leak exceeds the noise, and the distance to the leak is determined by the graphical dependencies previously constructed for the pipeline the frequency components of the acoustic radiation from the distance to the leak at the corresponding fixed frequency.
На фиг, 1 приведены экспериментальные кривые зависимости акустического излучени от рассто ни дл различных частот регистрации; на фиг. 2 - структурна схема акустического течеискател .Fig. 1 shows experimental curves for acoustic emission versus distance for different detection frequencies; in fig. 2 is a block diagram of an acoustic leak detector.
Реализаци способа возможна благодар тому, что при истечении жидкости изThe implementation of the method is possible due to the fact that when a fluid flows from
Оел о Oel o
сквозного дефекта трубопровода возникает широкополосное акустическое излучение с большой амплитудой в частотном диапазоне от единиц герц до нескольких сотен килогерц , мало измен ющеес от изменени размеров дефекта. Сигналы акустического излучени распростран ютс по трубе и по мере прохождени определенного рассто ни затухают, причем высокочастотные компоненты проход т меньшее рассто ние, чем низкочастотные.through pipeline defect, broadband acoustic radiation arises with a large amplitude in the frequency range from a few hertz to several hundred kilohertz, varying slightly with changes in the size of the defect. The acoustic radiation signals propagate through the pipe, and as a certain distance goes by, they attenuate, and the high-frequency components travel a smaller distance than the low-frequency ones.
Из графиков, приведенных на фиг. 1, следует, что-при регистрации акустического излучени в точке, наход щейс на большом рассто нии от утечки, преобладают низкочастотные составл кщие. По мере приближени к течи возникают высокочастотные составл ющие сигнала, так как затухание звука при распространении по трубе увеличиваетс с повышением частоты, Зависимость коэффициента затухани от частоты различных волн, распростран ющихс по трубе, определ етс выражениемFrom the graphs shown in FIG. 1, it follows that when detecting acoustic radiation at a point located at a large distance from the leak, low-frequency components predominate. As the leaks approach, high-frequency components of the signal arise, since the attenuation of sound during propagation through the pipe increases with increasing frequency. The dependence of the attenuation coefficient on the frequency of various waves propagating through the pipe is determined by the expression
а К f, где а - затухание, дБ;а К f, where а - attenuation, dB;
К - коэффициент, учитывающий диаметр трубы, ее материал и характер грунта с внешней стороны;K - coefficient taking into account the diameter of the pipe, its material and the nature of the soil from the outside;
f - частота регистрации акустического излучени .f is the frequency of registration of acoustic radiation.
Из предварительно установленной зависимости уровн акустического излучени при распространении по трубе от рассто ни до утечки дл различных частот регистрации можно получить количественную оценку рассто ни до течи.From a pre-determined dependence of the level of acoustic radiation when propagating through a pipe from distance to leakage for different frequencies of recording, it is possible to obtain a quantitative estimate of the distance to a leak.
Устройство дл осуществлени способа содержит электроакустический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, ступенчатый аттенюатор 3, фильтр 4 нижних частот, согласующий каскад 5, смеситель 6, полосовой усилитель 7, измеритель 8 среднеквадратичного напр жени , регистратор 9, ступенчато перестраиваемый генератор 10.The device for carrying out the method comprises an electroacoustic converter 1, a preamplifier 2, a step attenuator 3, a low-pass filter 4, a matching stage 5, a mixer 6, a bandpass amplifier 7, a meter 8 of RMS voltage, a recorder 9, a stepwise tunable generator 10.
В качестве электроакустического преобразовател 1 используетс пьезоэлектрический преобразователь. Предварительный усилитель служит дл усилени сигнала, снимаемого с пьезопреобразовател , с целью улучшени соотношени характеристик сигнала и шума на входе аттенюатора. Ступенчатый аттенюатор 3 обеспечивает калиброванное значение затухани до 60 дБ (с шагом 10 дБ) дл того, чтобы обеспечить неискаженное усиление и измерение в диапазоне изменений входных сигналов от 0 до 80 дБ. Фильтр 4 нижних частот с частотой среза 200 кГц обеспечивает защиту основного полосового усилител по промежуточному и зеркальному каналам приема. Согласующий каскад 5 предназначен дл согласо- вани аттенюатора 3 и смесител 6. Смеситель 6 совместно со ступенчатым перестраиваемым генератором 10 осуществл ет перенос из области частот 10 Гц - 200 кГц в полосу частот полосового усилител 7, равную, например (500 ± 1,6) кГц. Полосовой усилитель 7 с посто ннымAs an electroacoustic transducer 1, a piezoelectric transducer is used. The preamplifier serves to amplify the signal removed from the piezoelectric transducer in order to improve the ratio of signal characteristics and noise at the input of the attenuator. The step attenuator 3 provides a calibrated damping value of up to 60 dB (in 10 dB steps) in order to provide undistorted gain and measurement in the range of input signals from 0 to 80 dB. A low-pass filter 4 with a cut-off frequency of 200 kHz protects the main band-pass amplifier in the intermediate and mirror reception channels. Matching cascade 5 is designed to match attenuator 3 and mixer 6. Mixer 6 together with a stepped tunable generator 10 carries out the transfer from the frequency range 10 Hz to 200 kHz to the frequency band of the band amplifier 7, equal to (500 ± 1.6) kHz Band amplifier 7 with a constant
0 коэффициентом и посто нной полосой пропускани обеспечивает усиление сигнала на частоте (500 ± 1,6) кГц. Посто нство полосы пропускани достигаетс путем установки в усилителе фильтра сосредоточеннойA factor of 0 and a constant bandwidth amplify the signal at a frequency of (500 ± 1.6) kHz. The bandwidth is achieved by setting a concentrated
5 селекции. Полоса пропускани полосового усилител F выбираетс из услови F«Af/n, где Д f 0,1-200 кГц - рабочий диапазон частот течеискател , п - число частот ступенчато перестраиваемого генератора.5 selection. The bandwidth of the bandpass amplifier F is chosen from the condition F «Af / n, where D f 0.1–200 kHz is the operating frequency range of the leak detector, and n is the number of frequencies of the stepwise tunable oscillator.
0 Ступенчатый генератор 10 предюзна- чен дл формировани опорных синусоидальных частот, необходимых дл работы смесител 6 и выбранных таким образом, чтобы регистрировать акустическое излуче5 ние в различных точках диапазона частот 0,1-200 кГц.0 The step generator 10 is designed to form the reference sinusoidal frequencies necessary for operation of the mixer 6 and selected in such a way as to record the acoustic radiation at various points in the frequency range 0.1–200 kHz.
Посто нство полосы пропускани , коэффициента усилени усилител 7 и ступенчатость в переключении генератора 10The state of the passband, the gain of the amplifier 7 and the gradation in the switching of the generator 10
0 позвол ют измер ть и сравнивать спектральные плотности мощности акустического излучени (АИ) в различных точках частотного диапазона. Оценка уровн АИ производитс по регистратору 9. шкала ко5 торого градуируетс е среднеквадратиче- ских значени х напр жени , измер емого блоком 8.0 allows measurement and comparison of the spectral power densities of acoustic radiation (AI) at various points in the frequency range. The estimation of the level of AI is carried out according to the recorder 9. The scale of which is calibrated by the rms voltage measured by block 8.
Способ осуществл етс следующим образом . Дл доступа к трубе выполн ютThe method is carried out as follows. To access the pipe,
0 шурф. Приемный преобразователь 1 устанавливают на стенку трубы. Первоначально регистрируют превышение акустического излучени над шумами узкополосным измерительным устройством в низкочастотной0 hole The receiving transducer 1 is installed on the pipe wall. Initially, the excess acoustic noise over the noise is recorded by a narrow-band measuring device in a low-frequency
5 области рабочего диапазона, убежда сь в наличии утечки Затем переход т на более высокую частоту регистрации путем ступенчатого переключени частоты генератора 10. Фиксируют наибольшую частоту, при5 areas of the working range, making sure that there is a leak. Then go to a higher recording frequency by stepwise switching the frequency of the generator 10. Record the highest frequency when
0 которой акустическое излучение утечки превышает шумы. Рассто ние до течи определ ют по предварительно построенным дл данного трубопровода графическим зависимост м частотных компонентов акусти5 ческого излучени от рассто ни до течи дл данного трубопровода при соответствующей фиксированной частоте. Графические зависимости получают экспериментально с помощью имитатора утечки путем измерени уровн АИ утечки на фиксированных0 which the acoustic radiation leakage exceeds the noise. The distance to the leak is determined from the graphs of the frequency components of the acoustic radiation from the distance to the leak for the pipeline at the corresponding fixed frequency, pre-built for the pipeline. Graphic dependencies are obtained experimentally using a leak simulator by measuring the level of leakage AI on fixed
частотах fn в диапазоне 100 Гц - 200 кГц пг формулеfrequencies fn in the range of 100 Hz - 200 kHz PG formula
,4fn-i, где п - число фиксированных частот., 4fn-i, where n is the number of fixed frequencies.
Значени фиксированных частот выбраны из услови равномерного перекрыти частотного диапазона, при этом начальную частоту выбирают исход из зашумленности трубопровода. В приведенных графиках fi 8 кГц, .The values of the fixed frequencies are chosen from the condition that the frequency range is evenly overlapped, and the initial frequency is chosen based on the noise level of the pipeline. In the given graphs fi 8 kHz,.
Например, зафиксирована наибольша частота, равна 84 кГц, при которой акустическое излучение утечки превышает шумы. При этом уровень акустического излучени составил 0,1 мВ. Из точки на кривой(фиг.1), соответствующей фиксированной частоте измеренному уровню акустического излучени , проводим пр мую аа параллельную оси ординат. Рассто ние до течи будет равно координате точки пересечени пр мой, проведенной параллельно оси ординат, с горизонтальной осью, т.е. 90 мFor example, the highest frequency is recorded, equal to 84 kHz, at which the acoustic radiation of a leak exceeds the noise. The level of acoustic radiation was 0.1 mV. From the point on the curve (Fig. 1) corresponding to the fixed frequency of the measured level of acoustic radiation, we draw aa a parallel to the ordinate axis. The distance to the leak will be equal to the coordinate of the point of intersection of the straight line drawn parallel to the ordinate axis with the horizontal axis, i.e. 90 m
Использование предлагаемого способа определени рассто ни до течи позвол ет свести к минимуму врем поиска утечек, сократить сроки испытани трубопроводов за счет сокращени шурфов до 1, тем самым повысить производительность и обеспечить возможность контрол трубопроводов с односторонним доступом, локл лизаци утечек на которых невозможна известными способами.The use of the proposed method for determining the distance to a leak minimizes leak detection time, shortens pipeline testing time by reducing the bores to 1, thereby increasing productivity and ensuring that unilateral access pipelines can be monitored for which no known leakage can occur.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894710708A SU1651016A1 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Method of locating pipeline leakage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894710708A SU1651016A1 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Method of locating pipeline leakage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1651016A1 true SU1651016A1 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=21456831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894710708A SU1651016A1 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | Method of locating pipeline leakage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1651016A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503937C1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-01-10 | Сергей Сергеевич Сергеев | Method to define distance to place of leakage of underground pipeline and device for its realisation |
RU2655707C1 (en) * | 2014-09-24 | 2018-05-29 | Роузмаунт Инк. | Acoustic detection in process media |
-
1989
- 1989-06-29 SU SU894710708A patent/SU1651016A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Мг 380909,кл. F 17 D 5/06, 1971. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503937C1 (en) * | 2012-08-15 | 2014-01-10 | Сергей Сергеевич Сергеев | Method to define distance to place of leakage of underground pipeline and device for its realisation |
RU2655707C1 (en) * | 2014-09-24 | 2018-05-29 | Роузмаунт Инк. | Acoustic detection in process media |
US10228351B2 (en) | 2014-09-24 | 2019-03-12 | Rosemount Inc. | Acoustic detection in process environments |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5847026B2 (en) | How to calibrate acoustic radiation transducers | |
EP1748674B1 (en) | Resonance frequency determining method, resonance frequency selecting method, and resonance frequency determining apparatus | |
US3462240A (en) | Acoustic apparatus for examining a pipeline for leaks | |
JPH04348275A (en) | Ultrasonic flaw detection | |
SU1651016A1 (en) | Method of locating pipeline leakage | |
JPH10185745A (en) | Signal processing method in specification method for leak position in pipe | |
Russell | Absorption coefficients and impedance | |
US20200024940A1 (en) | Resonant acoustic structure for measuring well or borehole depth | |
US4445361A (en) | System for detection of transducer defects | |
RU2734724C1 (en) | Vibroacoustic method of assessing technical condition of conducting engineering utilities | |
Evans et al. | Design of a self-calibrating simulated acoustic emission source | |
US5555311A (en) | Electro-acoustic system analyzer | |
RU2181881C2 (en) | Procedure testing leak-proofness and determining coordinates of point of leak in product pipe-line | |
RU2042123C1 (en) | Multiprofile acoustic leak detector and process of its tuning | |
JPS59150320A (en) | Water leak detecting apparatus | |
Kotus et al. | A Comparison of STI Measured by Direct and Indirect Methods for Interiors Coupled with Sound Reinforcement Systems | |
Ono | Progress in Sensitivity Verification of AE Sensors. | |
SU917074A1 (en) | Method of sound reflection factor determination | |
SU1545083A2 (en) | Acoustic method of detecting leaks of liquid or gas in pressure pipe-lines | |
Simón et al. | Ground influence on the definition of single rating index for noise barrier protection | |
Mellert et al. | Applications of in-situ measurement techniques of absorption | |
SU1458714A1 (en) | Method of measuring the sound absorbption factor and impedance of sound-absorbing materials | |
SU711515A1 (en) | Method of testing acoustic well-logging apparatus | |
Gao et al. | Detecting leaks in buried plastic pipes using correlation techniques: Part 1. A model of the correlation function of leak noise | |
Smirenov | A quick method of estimating sound insulation |