RU127428U1

RU127428U1 - DEVICE FOR REMOTE DETECTION OF LEAKAGE OF A WALL OF A MAIN PIPELINE

Info

Publication number: RU127428U1
Application number: RU2012144066/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Игоревич Пласкин; Юрий Константинович Шлык
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-04-27
Also published as: RU127428U8

Abstract

Устройство для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащее регистрирующие блоки, включающие прецизионные импульсные шумомеры, один из регистрирующих блоков расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой из регистрирующих блоков расположен перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода, при этом указанные регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, а принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных, отличающееся тем, что в состав каждого из указанных регистрирующих блоков входит датчик давления, контроллер и электронный переключатель, при этом выход датчика давления подключен к аналоговому входу контроллера, управляющего посредством электронных переключателей питанием прецизионного импульсного шумомера.A device for detecting leaks in the wall of the main pipeline, which contains recording blocks, including precision impulse sound level meters, one of the recording blocks is located after the outlet of the pumping station at the beginning of the linear section of the main pipeline, and the other of the recording blocks is located in front of the entrance of the pumping station at the end of the linear section of the main pipeline, wherein said recording blocks are connected to transmitting radio modems connected by a radio channel to receiving radio modems, which are located in the central point, and the receiving radio modem is connected to an analog-to-digital converter connected to a personal computer equipped with software for processing and storing the received data, characterized in that each of these recording units includes a pressure sensor, controller and an electronic switch, while the output of the pressure sensor is connected to the analog input of a controller that controls via electronic pit switches iem precision pulse sound level meter.

Description

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для дистанционного обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода (МТ).The utility model relates to pipeline transport and can be used for remote detection of leaks in the walls of the main pipeline (MT).

Известно устройство для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащее регистрирующие блоки с прецизионными импульсными шумомерами, один из которых расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода [RU 118718 U1, МПК F17D 5/06 (2006.01), опубл. 27.02.2012]. Регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, при этом принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных.A device for detecting leaks in the wall of the main pipeline, comprising recording units with precision pulse sound level meters, one of which is located after the outlet of the pumping station at the beginning of the linear section of the main pipeline, and the other in front of the entrance of the pumping station at the end of the linear section of the main pipeline [RU 118718 U1, IPC F17D 5/06 (2006.01), publ. 02/27/2012]. The recording blocks are connected with transmitting radio modems connected by a radio channel to receiving radio modems, which are located at a central point, while the receiving radio modem is connected to an analog-to-digital converter connected to a personal computer equipped with software for processing and storing the received data.

Недостатком прототипа является необходимость непрерывной записи данных, что увеличивает стоимость системы за счет необходимости значительных объемов памяти записывающих устройств, а также увеличивает время обработки данных, что значительно снижает эффективность диагностики возникновения негерметичности.The disadvantage of the prototype is the need for continuous data recording, which increases the cost of the system due to the need for significant amounts of memory of recording devices, and also increases the data processing time, which significantly reduces the efficiency of diagnosis of leakage.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, обеспечивающего дистанционный мониторинг состояния магистрального трубопровода, а также снижение стоимости его проведения.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a device that provides remote monitoring of the state of the main pipeline, as well as reducing the cost of its implementation.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является увеличение скорости проведения дистанционного мониторинга технического состояния МТ, повышение эффективности функционирования системы проведения дистанционного мониторинга технического состояния МТ, а также повышение надежности функционирования МТ.The technical result obtained from the implementation of the utility model is to increase the speed of remote monitoring of the technical condition of the MT, increase the efficiency of the system for conducting remote monitoring of the technical condition of the MT, as well as increase the reliability of the MT.

Указанный технический результат заключается в том, что в известном устройстве для обнаружения негерметичности стенки магистрального трубопровода, содержащим регистрирующие блоки, включающие прецизионные импульсные шумомеры, при этом один из регистрирующих блоков расположен после выхода перекачивающей станции в начале линейного участка магистрального трубопровода, а другой из регистрирующих блоков расположен перед входом перекачивающей станции в конце линейного участка магистрального трубопровода, указанные регистрирующие блоки связаны с передающими радиомодемами, соединенными радиоканалом с принимающими радиомодемами, которые расположены в центральном пункте, а принимающий радиомодем соединен с аналогово-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру, снабженному программным обеспечением для обработки и хранения полученных данных, новым является то, что в состав каждого из указанных регистрирующих блоков дополнительно включен датчик давления, контроллер и электронный переключатель, при этом выход датчика давления подключен к аналоговому входу контроллера, управляющего посредством электронных переключателей питанием прецизионного импульсного шумомера.The specified technical result consists in the fact that in the known device for detecting leaks in the wall of the main pipeline, which contains recording units, including precision impulse sound level meters, one of the recording units is located after the pumping station exits at the beginning of the linear section of the main pipeline, and the other of the recording units located in front of the inlet of the pumping station at the end of the linear section of the main pipeline, these recording units connected with the transmitting radio modems connected by the radio channel to the receiving radio modems, which are located in the central point, and the receiving radio modem is connected to an analog-to-digital converter connected to a personal computer equipped with software for processing and storage of the received data, new is that each of these recording blocks, a pressure sensor, a controller and an electronic switch are additionally included, while the output of the pressure sensor is connected to an analog vomu controller input, controlled by the electronic switches powered precision pulse sound level meter.

В предлагаемом устройстве предложено дополнительно к паре импульсных прецизионных шумомеров в составе каждого регистрирующего блока использовать тензометрический преобразователь давления, подключенный к контроллеру, а также электронный переключатель в цепи питания шумомера, соединенного выходами с передающим радиомодемом, что обеспечивает повышение надежности диагностирования, так как осуществлена возможность применения дифференцированного способа получения данных, заключающегося в регистрации начальной стадии возникновения переходного процесса с помощью датчиков давления и следующего за ним изменения спектра акустических шумов, вызванных появлением негерметичности, микрофоном шумомера.In the proposed device, it is proposed, in addition to a pair of pulse precision sound level meters, to use a strain gauge pressure transducer connected to the controller, as well as an electronic switch in the power supply circuit of the sound level meter connected to the outputs of the transmitting radio modem, which improves the reliability of diagnosis, as it is possible to use differentiated way of obtaining data, which consists in registering the initial stage of occurrence and Transition process using pressure sensors and followed by a change in the spectrum of acoustic noise caused by the appearance of leaks, the microphone sound level meter.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема расположения устройства на линейном участке магистрального трубопровода, на фиг.2 изображена структурная схема регистрирующего блока (РБ), на фиг.3 - структурная схема центрального пункта мониторинга технического состояния (ЦП).The utility model is illustrated by a drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of the arrangement of a device on a linear section of a main pipeline, Fig. 2 shows a structural diagram of a recording unit (RB), and Fig. 3 is a structural diagram of a central point for monitoring a technical condition (CPU).

Линейная часть 1 магистрального трубопровода (МП) оборудована перекачивающими станциями 2. Устройство содержит пару регистрирующих блоков 3, состоящих из датчиков давления 4, например, тензометрического преобразователя давления (к примеру КРТ 5-11), контроллера 5 (например, SIEMENS SIMATIC S7-200), электронного переключателя 6 (например, электромагнитного реле Тусо Electronics 1393219-3/РЕО 14005), прецизионного импульсного шумомера 7 (например, Brüel & Kjær Impulse Precision Sound Level Meter Type 2209), соединенного выходом с передающим радиомодемом 8 (к примеру СПЕКТР-433). Один из регистрирующих блоков 3 (РБ-1) расположен вблизи выхода перекачивающей станции 2 в начале линейного участка 1 магистарльного трубопровода, а другой из регистрирующих блоков 3 (РБ-2) - вблизи входа перекачивающей станции 2 в конце линейного участка 1 магистрального трубопровода непосредственно на его поверхности. Устройство содержит центральный пункт 9 (ЦП), состоящий из принимающего радиомодема 10 (сопряженного с передающим радиомодемом 8, к примеру СПЕКТР-433), выходы которого подключены к входам аналого-цифрового преобразователя 11 (к примеру, многофункциональный модуль сбора данных National Instruments USB-6212), который в свою очередь подключен к персональному компьютеру 12 (ПК - класса не менее Р5, ПО - Windows XP или выше, поддержка программной среды National Instruments LabVIEW).The linear part 1 of the main pipeline (MP) is equipped with pumping stations 2. The device contains a pair of recording blocks 3, consisting of pressure sensors 4, for example, a strain gauge pressure transmitter (for example, КРТ 5-11), controller 5 (for example, SIEMENS SIMATIC S7-200 ), an electronic switch 6 (for example, Tuso's electromagnetic relay Electronics 1393219-3 / РЕО 14005), a precision pulse sound level meter 7 (for example, Brüel & Kjær Impulse Precision Sound Level Meter Type 2209), connected to the output of a transmitting radio modem 8 (for example, SPECTRUM 433). One of the recording blocks 3 (RB-1) is located near the outlet of the pumping station 2 at the beginning of the linear section 1 of the main pipeline, and the other of the recording blocks 3 (RB-2) is located near the entrance of the pumping station 2 at the end of the linear section 1 of the main pipeline directly to its surface. The device contains a central point 9 (CPU), consisting of a receiving radio modem 10 (paired with a transmitting radio modem 8, for example SPECTRUM-433), the outputs of which are connected to the inputs of the analog-to-digital converter 11 (for example, the National Instruments USB multifunction data acquisition module 6212), which in turn is connected to a personal computer 12 (PC - class no less than P5, software - Windows XP or higher, support for the National Instruments LabVIEW software environment).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На линейном участке 1 магистрального трубопровода, по которому между двумя соседними перекачивающими станциями 2 осуществляется направленное движение перекачиваемой среды, производят регистрацию изменения давления и спектра акустических шумов с помощью регистрирующих блоков 3, расположенных по краям линейного участка 1 магистрального трубопровода. В момент возникновения негерметичности, в среде, заполняющей магистральный трубопровод, появляется импульс давления, распространяющийся по обе стороны от негерметичности со скоростью звука, соответствующей конкретной среде. Датчики давления 4 регистрируют кратковременный переходный процесс, сигнал об изменении давления поступает на контроллер 5, который одновременно направляет сигнал о срабатывании системы через передающий радиомодем 8 в центральный пункт 9, а также сигнал на электронный переключатель 6 для включения питания шумомера 7. Далее стартует процесс регистрации изменения спектра акустических шумов, и передача информации посредством радиоканала от передающего радиомодема 8 в центральный пункт 9 на принимающий радиомодем 10, который для обработки направляет сигнал через аналогово-цифровой преобразователь 11 в ПК 12 оператора. В ПК 12 оператора при помощи специализированного программного обеспечения производится запись на жесткий диск, а также обработка полученных данных и анализ спектра регистрируемых шумов для последующего выявления геометрических размеров и координат местоположения негерметичности.On the linear section 1 of the main pipeline, through which the directional movement of the pumped medium is carried out between two adjacent pumping stations 2, changes in the pressure and spectrum of acoustic noise are recorded using recording blocks 3 located at the edges of the linear section 1 of the main pipeline. When a leak occurs, a pressure impulse appears in the medium filling the main pipeline, propagating on both sides of the leak with the speed of sound corresponding to the specific medium. Pressure sensors 4 register a short-term transient process, a signal about a change in pressure is sent to a controller 5, which simultaneously sends a signal about the system to be triggered via a transmitting radio modem 8 to a central point 9, as well as a signal to an electronic switch 6 to turn on the sound level meter 7. Next, the registration process changing the spectrum of acoustic noise, and transmitting information through a radio channel from the transmitting radio modem 8 to the central point 9 to the receiving radio modem 10, which for processing on controls the signal through the analog-to-digital Converter 11 in the PC 12 of the operator. Using operator’s specialized software, the operator’s PC 12 records onto the hard disk, as well as processes the received data and analyzes the spectrum of the recorded noise for the subsequent identification of the geometric dimensions and coordinates of the leak location.

В центральном пункте после поступления сигнала об изменении параметров давления на монитор оператора, одновременно с включением питания шумомера стартует процесс записи и анализа данных, поступающих с блока регистрации. Далее, в зависимости от результатов анализа, устройство выводит предупреждение об опасном состоянии МТ вместе с координатами и степенью опасности возникшей негерметичности, или по истечении заданного времени возвращается в режим ожидания, направляя сигнал об отключении питания шумомера на электронный переключатель.At the central point, after the signal about the change in the pressure parameters arrives at the operator’s monitor, simultaneously with turning on the power of the sound level meter, the process of recording and analyzing data coming from the recording unit starts. Further, depending on the results of the analysis, the device displays a warning about the dangerous condition of the MT along with the coordinates and the degree of danger of the leakage that has occurred, or after a specified time has passed, it returns to standby mode, sending a signal to turn off the power of the sound level meter to the electronic switch.

Claims

A device for detecting leaks in the wall of the main pipeline, which contains recording blocks, including precision impulse sound level meters, one of the recording blocks is located after the outlet of the pumping station at the beginning of the linear section of the main pipeline, and the other of the recording blocks is located in front of the entrance of the pumping station at the end of the linear section of the main pipeline, wherein said recording blocks are connected to transmitting radio modems connected by a radio channel to receiving radio modems, which are located in the central point, and the receiving radio modem is connected to an analog-to-digital converter connected to a personal computer equipped with software for processing and storing the received data, characterized in that each of these recording units includes a pressure sensor, controller and an electronic switch, while the output of the pressure sensor is connected to the analog input of a controller that controls via electronic pit switches iem precision pulse sound level meter.