RU2724589C1 - Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода - Google Patents
Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724589C1 RU2724589C1 RU2018146980A RU2018146980A RU2724589C1 RU 2724589 C1 RU2724589 C1 RU 2724589C1 RU 2018146980 A RU2018146980 A RU 2018146980A RU 2018146980 A RU2018146980 A RU 2018146980A RU 2724589 C1 RU2724589 C1 RU 2724589C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- level
- amplitude
- measurement
- sensitive sensor
- Prior art date
Links
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title claims description 11
- 230000004807 localization Effects 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 83
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
- G01R17/04—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value in which the reference value is continuously or periodically swept over the range of values to be measured
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам контроля газов на основе полупроводниковых сенсорных ячеек для детектирования газовых смесей и может быть использовано для измерения концентрации газов в атмосфере помещений промышленных предприятий, тоннелей и т.д. Принцип работы системы для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности основан на регистрации изменений сопротивления газочувствительных сенсоров (датчиков газовых смесей) при воздействии на них газа. Измерительная система представляет собой шлейф, состоящий из параллельно соединенных газочувствительных сенсоров, проводимость которых изменяется при воздействии на них газовых смесей. Сигнал, проходящий по цепи газочувствительного сенсора, зарегистрировавшего наличие газовой смеси, поступает на интегральный детектор со счетно-арифметическим устройством, функциональное назначение которых - определение местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности. Отличительная особенность заявленной системы, в способе определения местонахождения утечки газа и измерения уровня загазованности. По цепи газочувствительного сенсора, зарегистрировавшего наличие газовой смеси, проходит периодическая серия ступенчатых импульсов с линейным возрастанием по амплитуде. Поскольку проводимость газочувствительного сенсора пропорциональна уровню концентрации газовой смеси, амплитудное значение ступенчатых импульсов в конце участка цепи будет всегда меньше опорного значения. Интегральный амплитудный детектор совместно со счетно-арифметическим устройством вычисляет арифметическую разность количества ступеней опорного и исследуемого сигналов. Вычисленная разность пропорциональна уровню концентрации газовой смеси. Таким образом заявленная система измеряет уровень концентрации газовой смеси. Периодическая серия ступенчатых импульсов с линейным возрастанием по амплитуде, проходящая по цепи газочувствительного сенсора, зарегистрировавшего наличие газовой смеси, всегда будет запаздывать по времени поступления на входе исследуемого сигнала фазового детектора по отношению к опорным импульсам. При этом фазовый сдвиг пропорционален расстоянию, на которое удален газочувствительный сенсор. Интегральный фазовый детектор совместно со счетно-арифметическим устройством вычисляет значение фазового сдвига. Вычисленное значение будет пропорционально расстоянию, на которое удален газочувствительный сенсор. Таким образом, заявленная система определяет местонахождение утечки газа. Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает создание системы, обеспечивающей определение местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности участков газопроводов, проложенных в грунтах, в тоннелях или сложных по конфигурации помещениях. 2 ил.
Description
Изобретение относится к средствам контроля газов на основе полупроводниковых сенсорных ячеек для детектирования газовых смесей и может быть использовано для измерения концентрации газов в атмосфере помещений промышленных предприятий, тоннелей и т.д.
Известен Газоанализатор [1] (Патент №2249203), содержащий твердоэлектролитную ячейку с измерительным электродом и электродом сравнения, линию связи в виде коаксиального двухоболочечного кабеля и операционный усилитель с измерительным прибором на выходе. Изобретение обеспечивает точность измерения ЭДС сенсора в условиях ухудшения сопротивления изоляции линии связи. Основным недостатком данного устройства является сложная конструкция коаксиального кабеля. Также необходима калибровка устройства при различной удаленности датчика от измерительного устройства. Данное обстоятельство затрудняет использование устройства на объектах, где контроль загазованности производится на не равноудаленных расстояниях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленной измерительной системе для локализации утечек газа и анализа загазованности является устройство для обнаружения опасной загазованности объекта [2] (Патент РФ 2024949).
Устройство для обнаружения опасной загазованности объекта содержит: датчик концентрации опасных веществ, первый, второй и третий пороговые блоки, блок реверсивного счета и индикации времени, блок сигнализации, блок задания уровней, блок коммутаторов, счетчик (выполненный реверсивным), управляемый делитель, первый и второй элементы ИЛИ, формирователь импульсов, первый и второй триггеры. Блок коммутаторов содержит первый и второй коммутаторы.
Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности обнаружения местонахождения утечки и анализа загазованности на протяженных участках газопровода или сложных по конфигурации помещений.
Целью настоящего изобретения является создание системы для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности участков газопроводов, проложенных в грунтах, в тоннелях или сложных по конфигурации помещениях.
Техническим результатом данного изобретения является система для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявленная система для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности, согласно изобретению состоящая из формирователя импульсов, на выходе которого сигнал, состоящий из периодически повторяющейся серии ступенчатых импульсов, с линейным возрастанием по амплитуде, проходя по цепи одного из параллельно подключенных газочувствительных сенсоров, расположенных шлейфом вдоль линии газопровода и регистрирующих изменение сопротивления при воздействии на них газа, через делитель, образованный резистором, поступает на входы интегрального амплитудного и фазового детектора, счетно-арифметическое устройство, которое сравнением числа импульсов на опорном и измерительном входах, по фазовому сдвигу и числу импульсов определяет расстояние до сенсорного детектора газовых смесей, зарегистрировавшего изменение сопротивления, локализуя место утечки и уровень загазованности.
На Фиг. 1 представлена функциональная схема измерительной системы для локализации места утечек и определения уровня загазованности участка газопровода, где:
1 - формирователь импульсов;
2 - газочувствительные сенсоры;
3 - интегральный амплитудный детектор;
4 - интегральный фазовый детектор;
5 - резистор, образующий делитель напряжения;
6 - счетно-арифметическое устройство.
На Фиг. 2.1 представлена циклограмма работы устройства, отражающая виды сигналов с блоком устройства при отсутствии утечек газа на контролируемом участке.
На Фиг. 2.2 представлена циклограмма работы устройства, отражающая виды сигналов с блоком устройства при наличии утечек газа на контролируемом участке с малым уровнем концентрации детектируемой газовой смеси.
На Фиг. 2.3 представлена циклограмма работы устройства, отражающая виды сигналов с блоком устройства при наличии утечек газа на контролируемом участке с высоким уровнем концентрации детектируемой газовой смеси.
Принцип работы системы для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности основан на регистрации изменеий сопротивления газочувствительных сенсоров (датчиков газовых смесей) при воздействии на них газа.
Формирователь импульсов (1) генерирует периодически повторяющуюся серию ступенчатых импульсов, с линейным возрастанием по амплитуде.
При отсутствии утечки газа на контролируемом участке, сопротивление газочувствительных сенсоров (2) высокое и периодически повторяющиеся серии ступенчатых импульсов, с линейным возрастанием по амплитуде, поступают только на входы опорных сигналов U1 интегрального амплитудного детектора (3) и ƒx интегрального фазового детектора (4) (Фиг. 2.1).
Когда на контролируемом участке происходит утечка газа, сопротивление газочувствительных сенсоров (2) уменьшается пропорционально уровню концентрации детектируемой примеси. Серии ступенчатых импульсов, с линейным возрастанием по амплитуде поступают теперь на входы опорных сигналов U1 и входы исследуемых сигналов U2 амплитудного детектора (3) и ƒx; ƒy интегрального фазового детектора (4). При малом уровне концентрации детектируемой газовой смеси, сопротивление газочувствительных сенсоров (2) высокое и падение напряжения на резисторе, образующем делитель напряжения (5) таково, что на вход исследуемого сигнала U2 амплитудного детектора (3) поступает сигнал, максимальная амплитуда которого немного превышает порог чувствительности амплитудного детектора (3) (Фиг. 2.2). Счетно-арифметическое устройство (6) определяет разность числа импульсов на входе опорного сигнала U1 и входе исследуемого сигнала U2 амплитудного детектора (3) пропорционально уровню концентрации детектируемой газовой смеси.
Увеличение уровня концентрации детектируемой газовой смеси приводит к уменьшению сопротивления газочувствительных сенсоров (2) и одновременно к увеличению числа детектируемых ступеней ступенчатых импульсов на входе исследуемого сигнала U2 амплитудного детектора (3), Фиг. 2.3.
Таким образом, система определяет уровень загазованности на контролируемом участке.
Для определения местонахождения газочувствительных сенсоров (2), зарегистрировавших утечку газа на контролируемом участке, используется интегральный фазовый детектор (4), который регистрирует ступенчатые импульсы по переднему фронту, имеющему максимальную амплитуду. Таким образом, регистрация утечки происходит при минимальном уровне концентрации детектируемой газовой смеси на контролируемом участке.
Фронт ступенчатых импульсов на входе исследуемого сигнала ƒy фазового детектора (4), всегда будет отставать по фазе от опорного сигнала Δt на входе ƒx фазового детектора (4) Фиг. 2.3. Фазовый сдвиг при этом пропорционален расстоянию удаления сенсорного детектора газовых смесей (2).
Счетно-арифметическое устройство (6) определяет величину фазового сдвига Δt на входе исследуемого сигнала ƒy относительно опорного сигнала на входе ƒx фазового детектора (4), как величину пропорциональную удаленности сенсорного детектора газовых смесей (2).
Таким образом, заявленная система способна определить местонахождение утечки газа, а также измерить уровень концентрации газовой смеси контрольного участка газопровода.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. - Патент №2249203.
2. - Патент РФ 2024949.
Claims (1)
- Система для определения местонахождения утечки газа с измерением уровня загазованности, состоящая из формирователя импульсов, отличающаяся тем, что на выходе формирователя импульсов сигнал, состоящий из периодически повторяющейся серии ступенчатых импульсов, с линейным возрастанием по амплитуде, проходя по цепи одного из параллельно подключенных газочувствительных сенсоров, расположенных шлейфом вдоль линии газопровода и регистрирующих изменение сопротивления при воздействии на них газа, через делитель, образованный резистором, поступает на входы интегрального амплитудного и фазового детектора, счетно-арифметическое устройство, которое сравнением числа импульсов на опорном и измерительном входах по фазовому сдвигу и числу импульсов определяет расстояние до сенсорного детектора газовых смесей, зарегистрировавшего изменение сопротивления, определяет место утечки и уровень загазованности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146980A RU2724589C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146980A RU2724589C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724589C1 true RU2724589C1 (ru) | 2020-06-25 |
Family
ID=71136198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018146980A RU2724589C1 (ru) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724589C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116557797A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 上海电机学院 | 长距离超低压大直径管道泄漏无损检测定位方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU401057A3 (ru) * | 1971-03-29 | 1973-10-01 | ||
| US4518268A (en) * | 1983-03-18 | 1985-05-21 | Sun Electric Corporation | Diesel engine diagnostic system |
| WO1992015820A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-17 | Dantec Measurement Technology A/S | A method and a system for detecting and localizing leaks in pressurized conduits or conduit networks |
| US5347850A (en) * | 1992-08-04 | 1994-09-20 | Tanknology Corporation International | Method for detecting and localizing leaks in above ground storage tanks |
| RU2416757C2 (ru) * | 2009-07-28 | 2011-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" | Система контроля и учета расхода газа на газопроводе |
| WO2011130366A2 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Acoustic Systems, Inc. | Integrated acoustic leak detection system using intrusive and non-intrusive sensors |
| RU2445594C1 (ru) * | 2010-09-03 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ диагностики магистральных трубопроводов и устройство для его осуществления |
-
2018
- 2018-12-26 RU RU2018146980A patent/RU2724589C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU401057A3 (ru) * | 1971-03-29 | 1973-10-01 | ||
| US4518268A (en) * | 1983-03-18 | 1985-05-21 | Sun Electric Corporation | Diesel engine diagnostic system |
| WO1992015820A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-17 | Dantec Measurement Technology A/S | A method and a system for detecting and localizing leaks in pressurized conduits or conduit networks |
| US5347850A (en) * | 1992-08-04 | 1994-09-20 | Tanknology Corporation International | Method for detecting and localizing leaks in above ground storage tanks |
| RU2416757C2 (ru) * | 2009-07-28 | 2011-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" | Система контроля и учета расхода газа на газопроводе |
| WO2011130366A2 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Acoustic Systems, Inc. | Integrated acoustic leak detection system using intrusive and non-intrusive sensors |
| RU2445594C1 (ru) * | 2010-09-03 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ диагностики магистральных трубопроводов и устройство для его осуществления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116557797A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 上海电机学院 | 长距离超低压大直径管道泄漏无损检测定位方法及系统 |
| CN116557797B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-09-26 | 上海电机学院 | 长距离超低压大直径管道泄漏无损检测定位方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10520481B2 (en) | Hydrogen sulfide gas detector with humidity and temperature compensation | |
| MX2021015166A (es) | Sensor de gas con elemento de deteccion de contaminante separado. | |
| AR054460A1 (es) | Equipo de medicion electronico y metodos para detectar una anomalia del caudal en un material del caudal | |
| CN107850534B (zh) | 气体检测装置和方法 | |
| US20160018373A1 (en) | Systems and methods for monitoring and controlled capture of air samples for analysis | |
| CN108603831B (zh) | 具有辅助传感器的红外气体检测器 | |
| ATE472110T1 (de) | Sensoreinrichtung und verfahren zur erfassung von magnetischen teilchen | |
| MX2021012513A (es) | Deteccion de bloqueo en un elemento poroso usando ondas de presion. | |
| RU2724589C1 (ru) | Измерительная система для локализации утечек и анализа загазованности на участке газопровода | |
| EP2706353B1 (en) | Gas chromatograph with thermal conductivity detectors in series | |
| MX2018015800A (es) | Metodologia de deteccion de humo. | |
| MX2021015167A (es) | Examen de sensores capilarmente limitados. | |
| JPS5829444B2 (ja) | アツサプロフイルソクテイソウチ | |
| Lee et al. | A Study on the Adaptability of the CO Sensor as A Fire Detection Sensor According to the Test Fire Source of UL 268 | |
| JP2023101797A (ja) | ガス保安装置 | |
| KR20200073442A (ko) | 가스 감지기의 센서 검정 방법 | |
| US7154274B2 (en) | High-sensitivity measuring instrument and method of using the instrument to measure a characteristic value at a point in time | |
| RU160147U1 (ru) | Устройство для поиска повреждений изоляции подземных трубопроводов и протяженных анодных заземлителей | |
| EP0261452A2 (en) | Gas analyzer | |
| RU149700U1 (ru) | Контрольная течь | |
| MX2022014769A (es) | Detección de cambio en la composición fisicoquímica de un líquido. | |
| RU80956U1 (ru) | Газовый анализатор | |
| CN210743181U (zh) | 一种手表式气体测报装置的检测电路 | |
| RU2599412C1 (ru) | Устройство для поиска мест негерметичности | |
| JPS61173150A (ja) | フロ−スル形イオンメ−タ |