ПРИБОР АКУСТИЧЕСКИЙ типа НЗЭ002 (Аф-41)

Описание

Предназначен для обнаружения утечек нефти в магистральных трубопроводах в процессе их эксплуатации без нарушения режима перекачки. Прибор позволяет производить контроль трубопроводов диаметром 200 ... 1220 мм при отношении толщины стенки к диаметру трубы не более 0,1 и шероховатости наружной поверхности не более 40 мкм, скорости утечки не менее 10 л/мин при внутреннем давлении

Рис. 10. Принципиальная схема прибора акустического типа НЗЭ002:

/, 2-преобразователи; 3, 4-блоки фильтров; 5-блок управления;

б-блок коррелометра; 7-блок развертки и экранного ОЗУ;

8-блок процессора и ОЗУ; 9-блок монитора; 10-преобразователь напряжения сети (блок аккумуляторный); 11-блок клавиатуры и коммутации; 12-стабилизатор напряжения; 13-блок электронный;

14 -трубопровод

не менее 1 МПа, скорости распространения сигналов акустической эмиссии (АЭ) 400 ... 2000 м/с и затухании в зоне контроля не более 60 дБ. Максимальная зона определения наличия течи 400 м при уровне колебательных скоростей в местах установки преобразователей не менее 7-10'9 м/с. Прибор обеспечивает выборочный контроль линейной части магистральных нефтепроводов и может быть применен для контроля трубопроводов с водой и другими продуктами.

Принцип действия основан на приеме сигналов АЭ, вызываемых течью, двумя разнесенными вдоль трубопровода преобразователями, их корреляционной обработке и определении местоположения течи по известным расстояниям между преобразователями, скорости распространения сигналов АЭ и полученной

в процессе обработки разности времен прихода (ВРП) сигналов от течи к преобразователям каналов. Принципиальная схема приведена на рис. 10. Сигналы АЭ, вызываемые течью, распространяются по трубопроводу и поступают на преобразователи первого и второго каналов, где они преобразуются в электрические колебания и усиливаются. Усиленные электрические сигналы с выходов преобразователей через кабели поступают на блоки фильтров, которые позволяют выделить полезные (непериодические) сигналы путем установки соответствующего диапазона частот. Диапазон частот устанавливается с помощью кнопок ФВЧ и ФНЧ блока клавиатуры и коммутации. Профильтрованные сигналы, а также значения частот среза фильтров ФВЧ и ФНЧ отображаются на экране блока монитора. В блоках фильтров происходит также формирование импульсов, нормированных по амплитуде, и усиление сигналов по мощности для вывода на телефоны. Порог срабатывания формирователей устанавливается автоматически таким образом, чтобы за интервал времени, заданный блоком коррелометра и равный времени распространения сигналов АЭ между преобразователями (ПЭП) сформировалось определенное количество импульсов. Сформированные блоками фильтров импульсы через блок управления поступают на блок коррелометра, который позволяет определить взаимно корреляционную функцию импульсов каналов для 16 дискретных значений временной задержки. Значения временных задержек устанавливаются программно. Результатом корреляционной обработки сигналов является гистограмма, состоящая из 16 зон. Гистограмма с блока коррелометра через блок управления выводится на экран ЭЛТ. Кроме того, значение взаимно корреляционной функции для каждой зоны выводится на шину данных блока процессора и ОЗУ для дальнейшей обработки. Блок управления обеспечивает выполнение того или иного режима работы прибора, задаваемого блоком процессора и ОЗУ, в том числе подключение входов блока коррелометра к выходам блоков фильтров или к выходу таймера в режиме тестирования прибора, вывод на экран ЭЛТ аналоговых выходных сигналов блоков фильтров или гистограммы, опрос кнопок блока клавиатуры и коммутации, вывод информации на внешние устройства. Блок процессора и ОЗУ организуют выполнение режима работы, задаваемого оператором через блок клавиатуры и коммутации, проводит вычисление координаты течи (расстояние от преобразователя первого канала до течи), скорости распространения сигналов АЭ, интервала задержки сигналов каналов. Блок клавиатуры и коммутации обеспечивает возможность выбора режима работы прибора, управление процессором получения гистограммы, управление фильтрами ФВЧ и ФНЧ, а также ввод в память прибора информации (база- расстояние между преобразователями), скорость распространения сигналов АЭ, номер зоны, соответствующий максимому гистограммы, и т.д. Блок развертки и экранного ОЗУ и блок монитора обеспечивают отображение как символьной, так и аналоговой информации.

Прибор состоит из электронного блока и двух преобразователей. Преобразователи соединяются с электронным блоком с помощью кабелей длиной до 200 м и разъемов. На переднюю панель прибора выведены оперативные органы управления, индикации и

сигнализации, которые имеют элементы уплотнений и герметизации. На задней панели расположены разъемы, через которые поступают в блок электронные сигналы от преобразователей. Имеется окно для установки преобразователя напряжения сети. Электронный блок выполнен в пылебрызгозащитном конструктиве и имеет блочно-модульное строение. Состоит из каркаса с установленными в нем функциональными блоками. Органы управления и индикации включают в себя: электронно-лучевую трубку; световые индикаторы; клавиатуру, состоящую из 26 клавиш; разъем для включения телефонов головных стереофонических; потенциометра для регулирования громкости звучания в телефонах; потенциометры для управления изображением на экран? ЭЛТ.

Технические характеристики

Границы диапазона рабочих частот усилительного тракта 300 Гц ... 20 кГц. Погрешность локализации источника АЭ не более ±5% зоны контроля. Максимальный общий коэффициент усиления усилительного тракта не менее 90 дБ. Чувствительность усилительного тракта 7 мВ. Динамический диапазон усилительного тракта не менее 60 дБ. Чувствительность прибора к колебательной скорости не более 7-Ю'9 м/с. Средний коэффициент преобразования при приеме не менее 1-10 3 В-с/м в частотном диапазоне 0,3 ... 20 кГц в полосе измерения 0,1 кГц. Неравномерность коэффициента преобразования при приеме в рабочем диапазоне частот 0,3 ... 20 кГц не более 14 дБ. Производительность контроля (время необходимое оператору для получения информации о наличии течи от имитатора АЭ) не более 5 мин. Питание - от сети переменного тока: напряжение 220 В, частота 50 Гц или от внешнего источника постоянного тока напряжением 12 В. Мощность, потребляемая от сети, не более 25 В-А. Потребляемый ток от источника постоянного тока не более 1,0 А. Масса: электронного блока не более 11 кг; преобразователя АЭ не более 0,2 кг; другого преобразователя не более 0,8 кг. Габаритные размеры: электронного блока 380х170х400 мм;

преобразователя АЭ 0 50х60 мм; преобразователя без кабеля и резинового наконечника 0 50х200 мм.

Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха -10 ... +50°С; относительная влажность до 100% при 25°С; атмосферное давление 84 ... 106,7 кПа.