УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ

Устройство для обнаружения локальных повреждений конструкции относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для непрерывного неразрушающего контроля, диагностики, оценки и прогнозирования технического состояния конструкции и инженерных сооружений, например потенциально-опасных участков трубопроводов, преимущественно длинномерных, в течение всего периода их эксплуатации.
Известен устройство для обнаружения локальных повреждений конструкции включает в себя датчик, установленный вблизи контролируемого участка трубопровода и подключенный выходом через усилитель к сумматору. Выход сумматора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напряжений.
Кроме того выход усилителя соединен с первым входом другого компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напряжений.
Выходы обоих компараторов соединены с сигнализатором тревоги. (Патент РФ №2286558, МПК G01N 17/02, заявл. 20..06.2005, опубл. 27.10.2006)
Недостатком такого устройства является его невысокая достоверность из-за расположения датчика вблизи трубы и невозможности получения информации о состояния трубы в удаленном от датчика месте. Кроме того, такой способ непригоден для диагностики длинномерных трубопроводов из-за его низкой информативности.
Известно устройство для обнаружения локальных повреждений конструкции, которое содержит пункт контроля, блоки измерения, размещенные в местах диагностирования конструкции, преобразователи, линию связи, контроллер. Блоки измерения размещены на метрологически аттестованном элементе конструкции, изготовленном из того же материала, что и вся конструкция, и врезанном в места диагностирования конструкции. Элемент конструкции, с размещенными на нем блоками измерения, соединен с соответствующими преобразователями, связанными своими выходами с входом контроллера, подключенного к модему, который через линию связи своим выходом соединен с пунктом контроля Патент РФ №2247958, МПК G01M 5/00, G01M 7/00, заявл. 28.03.2003, опубл. 10.03.2005)
К недостаткам такого устройства является сложность его изготовления и установки путем врезания в конструкцию. Использование точечных датчиков дает низкую информативность и очень дорогостояще для диагностики конструкции большой протяженности, т.к. требуется большое количество дорогостоящих датчиков. При выходе из строя какого-либо элемента информационного устройства получение информации от него становится невозможным, что препятствует правильной диагностике конструкции.
Также известно устройство для обнаружения координат локальных повреждений конструкций, содержащее чувствительные элементы, выполненные в виде секций из токопроводящего слоя, расположенного между слоями изолятора, расположенных на контролируемой конструкции, последовательно соединены между собой и проводами с пунктом контроля.
Недостатком такого устройства является то, что при выходе из строя какого либо элемента нельзя получить достоверную информацию о техническом состоянии конструкции.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое решение, является получения полной и достоверной информации о состоянии конструкции, преимущественно длинномерных трубопроводов, за счет гарантированности получения информации о появлении дефекта при выходе из строя какого-либо информационного устройства путем дублирования его функций последующим устройством.
Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для обнаружения локальных повреждений конструкции содержит чувствительные элементы, имеющие возможность контакта с элементами конструкции и выполненные в виде секций из токопроводящего слоя, расположенного между слоями изолятора, которые соединены проводами с пунктом контроля.
Новым в заявляемом устройстве является то, что чувствительные элементы объединены в группы, причем каждая группа соединена с пунктом контроля через групповой коммутатор, преобразователь и групповой микроконтроллер.
Групповые микроконтроллеры последовательно соединены между собой, выход каждого группового микроконтроллера соединен с входом, по крайней мере, одного, следующего за ним группового микроконтроллера, при этом с пунктом контроля соединен последний микроконтроллер.
На прилагаемых чертежах изображено:
Фиг.1 - чувствительные элементы в виде секций.
Фиг.2 - чувствительные элементы.
Фиг.3 - схема нанесения чувствительных элементов на конструкцию
Фиг.4 - схема устройства с чувствительными элементами, объединенными в группы.
Фиг.5 - схема соединения микроконтроллеров.
Устройство содержит чувствительные элементы 1 (фиг.1), которые представляют собой секции, выполненные в виде, по крайней мере, одного сплошного или структурированного токопроводящего слоя 2 (фиг.2), например из политиофена, который расположен между слоями изолятора 3, в качестве которого могут быть использованы, например слюда, керамика. Чувствительные элементы располагают на диагностируемой конструкции 4.
Чувствительные элементы 1 могут быть нанесены на контролируемую конструкцию 4 в виде различных фигур или их комбинаций (фиг.3),например квадратов, сеток, полос или сплошного покрытия элемента конструкции в зависимости от желаемого результата получения информации.
Чувствительные элементы 1 объединены в группы А, В, С (фиг.4) и т.д., при этом каждая группа соединена с пунктом 5 контроля через свой групповой коммутатор 6А, 6В, 6С, преобразователь 7А, 7В, 7С и групповой микроконтроллер 8А, 8В, 8С.
Групповые микроконтроллеры 8А, 8В, 8С (фиг.5, элементы 6 и 7 не показаны) последовательно соединены между собой шинами 9 так, что выход от группового микроконтроллера 8А, соединен со входом микроконтроллера 8В, выход которого соединен со входом микроконтроллера 8С и т.д., при этом последний в цепочке групповой микроконтроллер 8 соединены с пунктом 5 контроля.
Выход каждого группового микроконтроллера 8 (фиг.5) может быть также соединен со входом нескольких, следующих за ним микроконтроллеров 8, и последние в цепочке микроконтроллеры 8 соединены с пунктом 5 контроля
Устройство работает следующим образом.
Для осуществления контроля и диагностики состояния конструкции, преимущественно длинномерного трубопровода, чувствительные элементы 1 располагают на диагностируемой конструкции 4.
В качестве контролируемых параметров можно использовать сопротивление, емкость, индуктивность, код состояния или комбинацию параметров.
Полученная информация от каждой группы чувствительных элементов 1 передается на групповой микроконтроллер 8 и на несколько последующих групповых микроконтроллеров 8.
В этом случае передача информации между устройствами, контролирующими элементы конструкции, осуществляется по методу цепочной передачи. Каждое устройство передает свою информацию, например идентификационный номер и код состояния, на следующее за ним устройство. Такая структура построения электронной цепи обеспечивает неразрывную передачу информации даже при выходе из строя одного из электронных устройств, цепь будет функционировать до тех пор, пока не выйдут из строя два электронных устройства, идущие друг за другом.
При получении одним электронным устройством информации о неисправности какого-либо элемента конструкции от электронного устройства, расположенного ранее, данное устройство помимо своей информации передает и эту информацию о неисправности далее по цепочке на пункт 5 контроля.
Заявляемое устройство позволяет получить информацию даже при его частичной поломке, что гарантирует точную диагностику и обеспечивает контроль всей поверхности.