Устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда

Полезная модель относится к области электромагнитной дефектоскопии, в частности для установления факта прохождения магнитонесущим инспекционным снарядом контрольной точки в трубопроводе.
Известно устройство для определения местонахождения очистных и диагностических снарядов в трубопроводе (патент RU № 2184307, опубликован 27.06.2002), включающее приемник и передатчик электромагнитных сигналов, выход последнего соединен с излучающей антенной, сигналы которой улавливает антенна переносного приемника, расположенного над трубопроводом на поверхности грунта, выход которой последовательно соединен с усилителем, дешифратором и устройством контроля и индикации. Между усилителем и дешифратором введены последовательно соединенные фазовый детектор, генератор, управляемый напряжением, и кварцевый фильтр, а к другому входу фазового детектора соединен выход делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора, управляемого напряжением.
Известен обнаружитель объектов внутри трубопроводов (патент RU № 2181460, опубликован 20.04.2002), включающий в себя источник питания, антенный блок, чувствительный к магнитному или электромагнитному полю, и подключенный к нему блок обработки сигналов и индикации. Антенный блок включает в себя датчик магнитного поля, концентратор магнитного поля и усилитель, датчик магнитного поля выполнен магниторезистивным или полупроводниковым, концентратор магнитного поля выполнен из ферромагнитного материала, источник питания подключен к входам питания датчика магнитного поля, выходы датчика подключены к входам усилителя, выходы усилителя подключены к входам блока обработки сигналов и индикации.
Известно устройство для индикации положения внутритрубных объектов и способ его применения (патент RU № 2206815, опубликован 20.06.2003), включающее в себя подключенные последовательно источник питания, низкочастотный генератор электромагнитных колебаний и LC-контур. Генератор включает в себя электронно-управляемые ключи и схему управления ключами, LC-контур выполнен последовательным и подключен к источнику питания через электронно-управляемые ключи.
Известно устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда (патент RU № 2321027, опубликован 27.03.2008), состоящее из выносного датчика магнитного поля и усилителя-формирователя сигнала. Выносной датчик магнитного поля выполнен в виде двух датчиков Холла, включенных по парафазной схеме, и концентратора магнитного поля, представленного в виде двух пар ферритовых стержней, причем датчики Холла размещены между парами ферритовых стержней, а сигнал с датчиков Холла поступает на усилитель-формирователь сигнала с выходом на радиоканал.
Техническая проблема заключается в том, что фоновое магнитное поле в разных местах по оси трубопровода может отличаться и влиять на точность контроля прохождения магнитонесущего инспекционного снаряда, что приводит либо к ложным срабатываниям, либо отсутствию сигнала о прохождении снаряда, несмотря на его прохождение.
Технической задачей является регулирование порога срабатывания устройства сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда в зависимости от фонового магнитного поля местности расположения инспектируемого трубопровода, а также настройка длительности работы звуковой и световой сигнализации.
Техническим результатом является расширение арсенала устройств сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда, позволяющих регулировать порог срабатывания устройства в зависимости от фонового магнитного поля местности расположения инспектируемого трубопровода и регулировать длительность работы звуковой и световой сигнализации, что приведет к повышению надежности срабатывания устройства сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда.
Технический результат обеспечивает устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда, содержащее корпус, в котором размещена печатная плата, обеспечивающая электрическое соединение размещенных на ней двух датчиков Холла, включенных по парафазной схеме, блока усиления, компаратора, блока формирования выходных сигналов, блока сигнализации, разъема внешних подключений, потенциометра регулировки порога срабатывания, потенциометра регулировки длительности работы сигнализации, индикатора текущего уровня напряженности магнитного поля, индикатора контроля порога срабатывания устройства, и аккумуляторной батареи.
Предпочтительно, чтобы корпус был выполнен из ударопрочного пластика.
Кроме того, блок усиления содержит три последовательно соединенных операционных усилителя.
Кроме того, блок формирования выходных сигналов содержит прецизионный таймер, реле, транзистор для замыкания реле.
Полезную модель поясняет схема.
Устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда содержит корпус 1, выполненный из ударопрочного пластика, в котором размещена печатная плата, обеспечивающая электрическое соединение на печатной плате (на фиг. не показана) двух датчиков Холла 2, включенных по парафазной схеме, блока усиления 3, содержащего три последовательно соединенных операционных усилителя (на фиг. позицией не обозначены), компаратора 4, блока 5 формирования выходных сигналов, содержащего прецизионный таймер, реле, транзистор для замыкания реле (на фиг. позицией не обозначены), блока сигнализации 6, разъема 7 внешних подключений, потенциометра 8 регулировки порога срабатывания, потенциометра 9 регулировки длительности работы сигнализации, индикатора 10 текущего уровня напряженности магнитного поля, индикатора 11 контроля порога срабатывания устройства, и аккумуляторную батарею 12 напряжением 12 В.
Устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда работает следующим образом.
Предложенное устройство устанавливают на грунт над осью трубопровода (на фиг. не показаны). После включения предложенного устройства на индикаторе 10 текущего уровня напряженности магнитного поля отображается текущее значение выходного аналогового сигнала с датчиков Холла 2, усиленное тремя операционными усилителями блока усиления 3. Настраиваемый диапазон порога срабатывания, при котором предложенное устройство должно выдать сигнал прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда (на фиг. не показан) составляет от 0,65 до 3 В, что соответствует текущему уровню напряженности магнитного поля от 150 до 300 мкТл. Проводят калибровку предложенного устройства. Потенциометром 8 регулировки порога срабатывания на компараторе 4 устанавливают значение порога срабатывания устройства больше значения напряжения с индикатора 10 текущего уровня напряженности магнитного поля на 0,3 В, при этом устанавливаемое значение порога срабатывания контролируют на индикаторе 11 контроля порога срабатывания устройства. Потенциометром 9 регулировки длительности работы сигнализации устанавливают время работы прецизионного таймера блока 5 формирования выходных сигналов, который регулирует время работы блока сигнализации 6, реализующего звуковую и световую сигнализации о прохождении по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда длительностью от 10 до 60 секунд. После окончания калибровки предложенное устройство находится в ждущем режиме.
При прохождении по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда на уровне поверхности грунта увеличивается напряженность магнитного поля. Под действием магнитного поля на выходе датчиков Холла 2, появляется разность потенциалов (напряжение), которая усиливается последовательно включенными тремя операционными усилителями блока усиления 3. Как только текущее напряжение на входе компаратора 4 становится равно либо больше значения порога срабатывания, с выхода компаратора 4 подается напряжение питания на блок 5 формирования выходных сигналов.
При срабатывании блока 5 формирования выходных сигналов с первого сухого контакта реле (на фиг. позицией не обозначены) подается напряжение на разъем 7 внешних подключений для вывода информации о состоянии прохождения магнитонесущего инспекционного снаряда в систему диспетчеризации. Со второго сухого контакта реле (на фиг. позицией не обозначены) подается сигнал на включение блока сигнализации 6, реализующего звуковую и световую сигнализации. По завершении предложенное устройство переходит в ждущий режим (готов к принятию следующего снаряда).
В предложенном устройстве реализована система питания как от внешнего, так и от внутреннего источника. При работе до двух суток питание производится от аккумуляторной батареи 12 напряжением 12 В (внутреннего источника питания). При работе более двух суток питание производится от внешнего источника питания напряжением 12 В, который подключается к разъему 7 внешних подключений.
Таким образом, предложенное устройство позволяет регулировать порог срабатывания устройства в зависимости от текущего уровня магнитного поля местности расположения инспектируемого трубопровода и регулировать длительность работы звуковой и световой сигнализации, что повышает надежность срабатывания устройства сигнализации прохождения магнитонесущего инспекционного снаряда, т.е. расширяет арсенал существующих устройств сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда.