УСТАНОВКА ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКОВ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗА В ТРАССОВЫХ УСЛОВИЯХ В СИСТЕМЕ КОНТРОЛЯ ПЕРЕХОДА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ЧЕРЕЗ ДОРОГУ
DEVICE FOR CALIBRATING SENSORS OF GAS CONCENTRATION UNDER ROUTE CONDITIONS IN SYSTEM OF CONTROL OF CROSS-ROAD MAIN

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для контроля технического состояния магистральных газопроводов (МГ) при их переходах через автодороги и железные дороги.
Известна установка аналогичного назначения, принятая за прототип, содержащая заглушенный патрубок со штуцером и датчиками концентрации газа, подсоединенный к вытяжной свече защитного футляра (ЗФ) МГ, и пневмоаккумулятор, выполненный с возможностью подсоединения к штуцеру /Патент РФ на полезную модель №0084503, кл. F17D 5/02, F16L 57/00, 2009/.
Недостатком прототипа является невысокая точность калибровки, связанная с нестабильностью воспроизведения тестового сигнала на входах датчиков концентрации.
В прототипе через газодинамическую систему: штуцер, патрубок, вытяжная свеча невозможно задать и сформировать в чистом виде скачок концентрации газа на входах калибруемых датчиков. А любая нестабильность в воспроизводимом тестовом сигнале неизбежно ведет к погрешностям калибровки датчиков.
Техническим результатом, получаемым при внедрении изобретения, является повышение точности калибровки датчиков концентрации газа в системах перехода МГ через дороги за счет воспроизведения на входах датчиков более «качественного» тестового сигнала.
«Качество» тестового сигнала определяется стабильностью его воспроизведения, например, в виде ступеньки концентрации газа на входах калибруемых датчиков.
Данный технический результат достигают за счет того, что известная установка для калибровки датчиков концентрации газа в трассовых условиях в системе контроля перехода магистральных трубопроводов через дорогу, содержащая заглушенный патрубок со штуцером и датчиками концентрации газа, подсоединенный к вытяжной свече защитного футляра магистрального газопровода, и пневмоаккумулятор газа, выполненный с возможностью подсоединения к штуцеру, дополнительно содержит задвижку, установленную на входе патрубка в вытяжную свечу, вентиль и трубопровод, соединенный через вентиль дополнительным штуцером, при этом внутренний объем трубопровода больше или равен внутреннему объему патрубка.
Трубопровод выполнен в виде резинового шланга.
Задвижка выполнена с наружной ручкой.
Пневмоаккумулятор газа заполнен газовой смесью, содержащей не более 3% метана.
Установка содержит также дополнительный штуцер, установленный в нижней части горизонтально расположенного заглушенного патрубка.
Пневмоаккумулятор снабжен дистанционно управляемым клапаном.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема установки.
Установка содержит заглушенный патрубок 1, подсоединенный к вытяжной свече 2, сообщающейся с ЗФ 3 МГ 4. На патрубке 1 установлено несколько датчиков 5 концентрации газа (на чертеже три), а также два штуцера 6 и 7.
К штуцеру 6 подсоединяется пневмоаккумулятор 8, а к штуцеру 7 - резиновый шланг 9 через вентиль 10.
Внутренний объем резинового шланга 2 равен или больше внутреннего объема патрубка 1.
Патрубок 1 перекрывается выдвижной задвижкой 11, имеющей ручку 12.
Внутренний объем резинового шланга 9 больше или равен внутреннему объему патрубка 1. Это позволяет получить ламинарный режим истечения газовой смеси в атмосферу.
Пневмоаккумулятор 8 заполнен калибровочной газовой смесью, содержащей метан (транспортируемый продукт).
В целях пожаро- и взрывобезопасности, а также экологической безопасности концентрация метана в пневмоаккумуляторе задается не более 3%.
Калибровочная газовая смесь получается легче воздуха, поэтому штуцер 7 целесообразно установить на нижней поверхности горизонтально расположенного патрубка 1 для стравливания более тяжелого воздуха.
Пневмоаккумулятор 8 может включать дистанционно управляемый клапан (не показан).
Как и в прототипе в состав системы перехода МГ через дорогу входит электронный блок, включающий последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор и преобразователь интерфейса, а также источник электропитания.
Поскольку рассматриваемая установка предназначена для калибровки датчиков концентрации газа в системе, содержащей этот электронный блок, то последний не приведен в описании изобретения.
Установка работает следующим образом.
По истечении межповерочного интервала датчики 5 концентрации подвергаются калибровке непосредственно в трассовых условиях.
Для этого пневмоаккумулятор 8 с калибровочной газовой смесью подсоединяется к штуцеру 6 заглушенного патрубка 1.
С помощью ручки 12 задвижки 11 перекрывается вход в вытяжную свечу 2, а с помощью вентиля 10 открывается выход газовой смеси через шланг 9 в атмосферу.
С помощью дистанционно управляемого клапана (на чертеже не показан) открывается пневмоаккумулятор 8. При этом через штуцер 6 в патрубок 1 поступает калибровочная газовая смесь, выходящая через штуцер 7, вентиль 10 и резиновый шланг 9 в атмосферу.
На входах датчиков 5 концентрации формируется тестовый сигнал известной амплитуды. Форма тестового сигнала может быть выбрана или в виде «ступеньки» или в виде δ-функции или в виде П-образного импульса с помощью управляемого клапана, на который подается соответствующий командный сигнал.
По отклику калибруемых датчиков 5 на тестовый сигнал могут определяться переходные импульсные и амплитудные характеристики датчиков 5, а также оцениваться их работоспособность в трассовых условиях.
По сравнению с прототипом на выходах калибруемых датчиков формируется более качественный тестовый сигнал за счет безвихревого истечения газовой смеси из пневмоаккумулятора в атмосферу, что предопределяет повышение точности калибровки датчиков в трассовых условиях и достижение поставленного технического результата.