close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13382

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13382
(13) C1
(19)
G 01M 3/16
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧКИ ВОДОПРОВОДА
(21) Номер заявки: a 20081395
(22) 2008.11.05
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Воинов Валерий Васильевич; Михайловская Людмила Вячеславовна; Сафронов Александр Сергеевич; Чапко Дмитрий Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) BY 9324 C1, 2007.
RU 2305263 C2, 2007.
SU 1705709 A1, 1992.
SU 1710930 A1, 1992.
SU 72410, 1949.
JP 5026400 A, 1993.
BY 13382 C1 2010.06.30
(57)
Способ обнаружения утечки водопровода, при котором вводят в грунт электроды поперек трассы водопровода и пропускают переменный электрический ток частотой f через
грунт с обеспечением образования участка грунта вдоль упомянутой трассы, пересекаемого линиями электрического тока, отличающийся тем, что в двух точках упомянутого
участка измеряют амплитуду переменного магнитного поля одновременно на частотах f и
2f и обнаруживают предполагаемую утечку путем определения расстояния r1m от первой
точки измерения до места утечки по формуле:
d
,
r1m =
r 
ln  2 э 
 r1э 
 A 2f 1   A f 1 

 ln A 
A
 2f 2   f 2 
−1
где d - расстояние между точками измерения;
A2f1, A2f2 - амплитуда переменного магнитного поля частотой 2f в первой и второй
точках измерения соответственно;
r1э, r2э - расстояние от первой и второй точек измерения до межэлектродного промежутка вдоль трассы водопровода;
Af1, Af2 - амплитуда переменного магнитного поля частотой f в первой и второй точках
измерения соответственно.
BY 13382 C1 2010.06.30
Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения мест утечки.
Известен способ обнаружения утечки водопровода [1], при котором вводят в грунт
вблизи водопровода электроды, пропускают через грунт электрический ток частотой 1 кГц и
судят о наличии утечки по превышению спектральной плотностью мощности на частоте 2
кГц порогового значения.
Недостатком известного способа является низкая скорость обнаружения утечки водопровода из-за необходимости непрерывных измерений при прохождении диагностируемого участка трассы водопровода.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
обнаружения утечки водопровода, при котором вводят в грунт вблизи трассы водопровода
электроды, пропускают электрический ток через грунт, измеряют дисперсию флуктуаций
напряжения на резисторе нагрузки, включенном последовательно с электродами на измерительной базе D в двух точках, лежащих друг от друга на расстоянии 1, намного большем D, и судят о расстоянии до места утечки от первой точки измерения по результатам
проведенных измерений.
Однако этот способ имеет низкую скорость определения места утечки, так как при четырех измерениях затрачивается много времени на обеспечение контакта измерительных
электродов с грунтом.
Задачей изобретения является повышение скорости обнаружения утечки.
Техническим результатом осуществления изобретения является сокращение времени
обнаружения утечки в 4-5 раз.
Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения утечки водопровода,
при котором вводят в грунт электроды поперек трассы водопровода и пропускают переменный электрический ток частотой f через грунт с обеспечением образования участка
грунта вдоль упомянутой трассы, пересекаемого линиями электрического тока, измеряют
в двух точках упомянутого участка амплитуду переменного магнитного поля одновременно на частотах f и 2f и обнаруживают предполагаемую утечку путем определения расстояния r1m от первой точки измерения до места утечки по формуле:
d
r1m = ±
,
r 
ln  2 э 
 r1э 
 A 2f 1   A f 1 

 ln A 
 A 2f 2   f 2 
−1
где d - расстояние между точками измерения;
A2f1, A2f2 - амплитуда переменного магнитного поля частотой 2f в первой и второй
точках измерения соответственно;
r1э, r2э - расстояние от первой и второй точек измерения до межэлектродного промежутка вдоль трассы водопровода;
Af1, Af2 - амплитуда переменного магнитного поля частотой f в первой и второй точках
измерения соответственно.
Схема реализации способа приведена на фигуре. Обозначения на фигуре следующие:
1 - труба водопровода;
2 - область утечки;
3, 4 - первый и второй введенные в грунт электроды;
5 - датчик магнитного поля;
6 - перестраиваемый активный фильтр;
7 - амплитудный вольтметр;
8 - индикатор;
9 - генератор переменного тока.
Способ осуществляют следующим образом. Для обнаружения места утечки поперек
трассы на расстоянии друг от друга, примерно в 50 раз превышающем глубину залегания
2
BY 13382 C1 2010.06.30
трассы водопровода 1, устанавливают в грунт электроды 3, 4, к которым подключают генератор переменного тока 9. При необходимости увеличения длины участка трассы, пересекаемого линиями электрического тока, увеличивают количество пар электродов и
напряжения генераторов тока. В месте утечки водопровода 2 образуется участок с пониженным нестабильным во времени сопротивлением. Переходное сопротивление "грунтувлажненный участок грунта" является нелинейным, в результате чего в спектре тока,
протекающего через увлажненный участок грунта и имеющего частоту f, появляется вторая гармоника с частотой 2f.
Таким образом, в каждой точке трассы действуют сигналы от двух источников: сигнал,
создаваемый электродами 3, 4 частотой f и сигнал, создаваемый участком течи 2 частотой 2f.
Зависимость амплитуды обоих сигналов от расстояния в общем случае можно представить в виде
n
r 
A = A0  0  ,
 r 
где A - амплитуда сигнала, создаваемого источником сигнала;
r0 - характерный размер источника сигнала;
r - расстояние от источника до точки измерения;
n - постоянное число в пределах 1,0…2,5.
В первой точке измерения амплитуды двух действующих сигналов равны:
n
r 
A f 1 = A э  э  ;
 r1э 
(1)
n
r 
(2)
A 2f 1 = A m  m  ,
r
 1m 
где rэ, rm - характерные размеры межэлектродного промежутка и области утечки соответственно;
Aэ, Am - амплитуды сигналов, создаваемых генератором 9 в межэлектродном промежутке и областью утечки, в местах их расположения соответственно;
r1э - расстояние от первой точки измерения до межэлектродного промежутка, отсчитываемое вдоль трассы водопровода;
r1m - расстояние от первой точки измерения до области утечки.
Аналогично, амплитуды двух действующих сигналов во второй точке измерения равны:
n
Af 2
r 
= A э  э  ;
 r2э 
(3)
n
 r 
(4)
A 2f 2 = A m  m  ,
 r2 m 
где r2э, r2m - расстояния от второй точки до межэлектродного промежутка и места утечки
соответственно.
На основании (1) и (3) найдем
n
A f 1  r2э 
 ,
=
A f 2  r1э 
откуда следует:
A 
ln f 1 
A
n =  f2 .
r 
ln 2 э 
 r1э 
3
(5)
BY 13382 C1 2010.06.30
Из соотношений (2) и (4) получаем:
n
A 2f 1  r2m 
 .
=
A 2f 2  r1m 
Следовательно,
r2m
A
= n 2f 1 .
r1m
A 2f 2
(6)
Очевидно, что
r2m = r1m ± d,
где d - расстояние между первой и второй точками измерения.
Подстановка (7) в (6) даст
A
d
= n 2f 1 .
1±
r1m
A 2f 2
Непосредственно из (8) следует:
d
r1m = ±
.
A 2f 1
n
−1
A 2f 2
Принимая во внимание (5), представим (9) в виде:
d
.
r1m = ±
r 
ln  2 э 
 r1э 
 A 2f 1   A f 1 

 ln A  −1
A
 2f 2   f 2 
(7)
(8)
(9)
(10)
Переменный электрический ток создает переменное магнитное поле в обеих точках измерения. Это поле регистрируется датчиком магнитного поля 5, сигнал которого селектируется
по частоте перестраиваемым активным фильтром 6, а его амплитуду измеряет амплитудный
вольтметр 7 и индицирует индикатор 8. Этот сигнал прямо пропорционален амплитуде тока в
грунте. Перестройка активного фильтра 6 в каждой точке измерения с частоты f на частоту 2f
обеспечивает измерение амплитуд сигналов, входящих в формулу (10).
Из-за отсутствия у измерительного датчика электрического контакта с грунтом время
одного измерения сокращается в 3 раза. Поскольку способ предусматривает только два
измерения вместо четырех, то можно считать, что скорость измерения увеличивается
примерно в 6 раз.
Таким образом, за счет одновременного измерения амплитуды колебаний магнитного
поля на частоте работы генератора и на удвоенной частоте в двух точках трассы обеспечивается увеличение скорости поиска утечки, как минимум, в 5 раз.
Источники информации:
1. Патент РБ 10396, 2007.
2. Патент РБ 9324, 2007.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
94 Кб
Теги
патент, by13382
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа