WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 17 |

Повышение эффективности магнитометрического метода дистанционного контроля технического состояния подземных магистральных трубопроводов

-- [ Страница 14 ] --

Поэтому за основу были взяты эмпирические формулы (причем различные, для различных составляющих магнитного поля и градиентов), полученные экспериментальным путем.

2.2. Погрешность акселерометра. Вторая часть угловой погрешности зависит от отклонения датчика от вертикали и может быть уменьшена путем введения поправок на показания акселерометра. Однако из-за использования не трех (выпускаются в США и продаются), а двухкомпонентного акселерометра не может быть скомпенсирована полностью.

Согласно теоретическим расчетам эта погрешность минимальная для Zсоставляющей магнитного поля и Z-градиента и может достигать 0,1 мкТл для Х и Y составляющих магнитного поля.

В лабораторных условиях для определения поправок на показания акселерометра были проведены измерения составляющих постоянного магнитного поля в зависимости от изменения угла наклона датчика при показываниях параметра АХ равным нулю и при показываниях параметра АY равным нулю и построены зависимости показаний акселерометра от угла наклона датчика (рисунки 4.32, 4.33, 4.34). Исходя из этих измерений рассчитано, что 10 = 0,625 отн. ед. показаний акселерометра.

Рисунок 4.32 - Зависимость показаний акселерометра от угла наклона датчика Рисунок 4. 33 - Зависимость составляющих постоянного магнитного поля, измеренных на разных высотах (0 м и 1 м) от оси трубы от показаний акселерометра АХ при показаниях Рисунок 4.34 Зависимость составляющих постоянного магнитного поля, измеренных на разных высотах (0 м и 1 м) от оси трубы от показаний акселерометра АY при показаниях Экспериментально установлено, что введения поправок на: наклон датчика в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси; поворот датчика в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, позволяет повысить точность измерений индукции постоянного магнитного поля. Значение компонент магнитного поля с учетом поправки рассчитывается по формуле:

где Z –величина индукции вертикальной составляющей магнитного поля с учетом поправки, Z0 – величина индукции вертикальной составляющей магнитного поля, без учета поправки; – угол поворота датчика аппаратуры в горизонтальной плоскости; K- коэффициент поправки на поворот датчиков аппаратуры в горизонтальной плоскости; С – постоянная величина.

Рисунок 4.35 - Зависимость полного вектора индукции магнитного поля от глубины Рисунок 4.36 - Зависимость коэффициентов поправок магнитного поля от поворота перпендикулярной оси трубопровода, может достигать 1 мкТл в аномальных полях, что делает необходимым введение поправок, которые позволят повысить точность измерений в экспериментальных условиях, на рисунке 4.37 показано влияние введения поправок на точность получения данных.

Рисунок 4.37 - Составляющие постоянного магнитного поля Х, Y,Z, измеренные вдоль 3. х – погрешность отклонения оси прибора от оси трубопровода. Эта погрешность зависит как от расстояния до оси трубопровода, так и от его диаметра и различна для различных составляющих феррозондовых датчиков.

Данная погрешность может быть сведена к минимуму за счет использования индукционных антенн, измерений феррозондом на частоте катодной защиты и т.п., но это связано с уменьшением производительности магнитометрического опробования (рисунки 4.38 и 4.39).

Рисунок 4.38 - Зависимость абсолютной погрешности определения пространственного положения трубопровода от горизонтального смещения относительно оси трубопровода Рисунок 4.39 - Зависимость относительной погрешности определения пространственного положения трубопровода от горизонтального смещения относительно оси трубопровода физической модели на основе сборки постоянных магнитов (Ne – Fe – B).

Доказано сходство между магнитным полем от постоянных магнитов и намагниченности последней.

Проведены исследования составляющих и модуля полного вектора постоянного магнитного поля.

Исследована зависимость составляющих постоянного магнитного поля постоянных магнитов и модели трубопровода от изменения расстояния и при изменении угла расположения датчика.

Проведено исследование магнитного поля стыков между звеньями трубопровода. Исследованы магнитные поля трех основных моделей стыков. На основе графика составляющих постоянного магнитного поля модели трубопровода, определено, что периодичность составляющих магнитного поля соответствует длине секции трубопровода.

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЯ АНОМАЛИЙ ПОСТОЯННОГО

МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ

ТРУБОПРОВОДОВ

Методика исследования магнитных полей подземных магистральных Основной интерес при исследовании магнитных полей подземных магистральных трубопроводов представляют особенности магнитометрии при исследованиях околотрубного пространства трехкомпонентным феррозондовым градиентометром.

При проведении магнитной съемки околотрубного пространства профиль размечается. Разметка осуществляется с помощью дифференциальной GPS, при этом относительная точность определения местоположения репера (исходная точка) определяется с точностью до 5 мм, как по высоте, так и по расстоянию от базовой GPS (DGPS - Differential GPS -Дифференциальная GPS – Global Positioning System). Реперные точки над трубопроводом должны располагаться в пределах прямой видимости. Так как просека над магистральными трубопроводами должна быть расчищена, это требование обычно легко выполняется. При наличии принудительных изгибов трубопровода реперные точки устанавливаются в характерных точках изгибов. Поперечные профили должны пересекать все очереди трубопровода, расстояние между профилями обычно от 10 до 100 м, в зависимости от решаемой задачи. Шаг измерений 5 м, над трубами шаг (± 10 м) должен быть уменьшен до 0,5-1 м. Проекция профиля трубопровода наносится на карту-схему основных сооружений (рекомендуемый масштаб 1:1000). В пояснительной записке к карте-схеме описываются ранее проведенные работы и особенности проводимых работ.





С помощью феррорезонансного магнитометра по Z-составляющей магнитного поля в выбранных точках (через 50-100 м) определяется проекция образующей трубопровода на земную поверхность и глубина залегания трубопровода. Глубина залегания трубопровода определяется по данным измерений постоянной и/или переменной составляющей магнитного поля трубопровода (100 Гц или на частоте подключенного к трубопроводу генератора импульсного тока) на выбранных точках на четырех высотах (0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0) от земной поверхности либо щупом (при неглубоком заложении трубопровода, песчано-глинистом грунте) при получении соответствующего разрешения от линейно-производственного управления (ЛПУ), в чьей зоне ответственности находится трубопровод). Измерения производят при базе (расстоянии между датчиками) – 0,5-1 м. Примерная точность определения глубины залегания трубопровода магнитным методом около 10-20 см на глубине 2-3 м.

Устанавливается реперный знак, определяется его координаты по DGPS и глубина залегания трубопровода. К реперным знакам в дальнейшем привязываются все результаты измерений.

На контрольной реперной точке, располагающейся на расстоянии не менее 50 м от трубопровода (или системы трубопроводов) устанавливается автоматический феррорезонансный магнитометр (PipeMaG), измеряющий три взаимно перпендикулярные составляющие полного вектора магнитной индукции и его флуктуации (вариации) или для измерения флуктуаций (вариаций) земного магнитного поля. Магнитометр ориентируется по магнитному азимуту.

Осуществляются угловые измерения, и строится зависимость показаний прибора от ориентации по земному магнитному полю. При высокоточных измерениях на трубопроводе вариации учитываются и вычитаются из результатов измерений (для трехкомпонентного магнитометра – по каждой из составляющих).

Азимутальные измерения повторяются непосредственно над трубопроводом в спокойном аномальном магнитном поле.

трубопроводах она имеется) положение оси трубопровода на местности определяется по данным индукционной антенны, входящей в состав PipeMag.

Точность определения глубины залегания трубопровода и его местоположения составляет около 5 см.

Основной недостаток таких приборов, как :CScan, PCM+ (www.pergam.ru), заключается в том, что при определении местоположения трубопровода, глубины его залегания и состояния изоляции [108], им требуется подключение к трубопроводу низкочастотного генератора.

Магнитное поле трубопровода определяют двумя способами: в движении со скоростью менее 2 км/час и по точкам. В первом случае после определения оси трубопровода оператор и помощник двигаются вдоль этой оси. Запись производится автоматически в ноутбук или память прибора с интервалом около с. Поправка за отклонение прибора от вертикали вводится по показаниям акселерометра, входящего в состав прибора. Поправка за отклонение прибора от проекции оси трубопровода на земную поверхность вводится по показаниям феррозондов, расположенных по разные стороны от нее. При обнаружении аномалий они детализируются с шагом равным не более половины глубины залегания трубопровода. В этом случае, датчик трехкомпонентного магнитометра жестко закрепляют на немагнитном нивелирном или теодолитном столике (входящем в состав прибора), устанавливают его над проекцией оси трубопровода на земную поверхность, ориентируют в направлении магнитного меридиана, выравнивают сначала по пузырьковым уровням, а затем по показаниям акселерометра в вертикальном и горизонтальном положениях. В ряде случаев удобнее ориентировать длинную ось датчика трехкомпонентного магнитометра по простиранию трубопровода, одновременно отмечая его простирание по отношению к географическому и магнитному северу. Проекция трубопровода на поверхность земли определяется по максимальному значению вертикальной составляющей напряженности магнитного поля и по точке перехода через нуль горизонтальной Х-составляющей (перпендикулярной трубопроводу). В нормальном магнитном поле составляющая x (направленная на географический север) в пределах погрешности измерений трехкомпонентного магнитометра (около 0,01 мкТл) должна быть близка нулю. Непосредственно над осью трубопровода измеряют вертикальную (Z), горизонтальную – вдоль трубопровода (Y) и поперечную составляющие (X) магнитного поля, а при необходимости проводят азимутальные измерения. Для определения погрешности воспроизводимости около 20% измерений повторяются.

Наблюдения при магнитометрии трубопроводов проводятся по схеме: КПТН1-ТН2 –…– ТНN – КП. (КП - контрольный пункт, ТН- точка наблюдения). Для повышения производительности измерения в движении могут проводиться с квантовыми магнитометрами-градиентометрами с автоматической записью результатов наблюдений в память прибора. Проведенные нами исследования со всеми типами приборов позволили отдать предпочтение феррорезонансному многодатчикому трехкомпонентному магнитометру-градиентометру (типа PipeMag или КМД-1).

Существуют следующие виды поправок:

Поправка за вариацию геомагнитного поля - вводится при высокоточных измерениях (определение местоположения сварного шва и поиск железных предметов в околотрубном пространстве). В большинстве случаев вариации не превышают 0,01 мкТл и автоматически вычитаются при вычислении относительных величин или градиентов.

Поправка за изменение температуры - вводится при высокоточных измерениях (определение местоположения сварного шва и поиск железных предметов в околотрубном пространстве). Для феррорезонансного магнитометраградиентометра эта ошибка не превышает 0,01 мкТл. Учитывается автоматически при измерении относительных или разностных величин и вариаций магнитного поля.

Поправка за смещение нуль-пункта магнитометра - вводится при высокоточных измерениях (определение местоположения сварного шва и поиск железных предметов в околотрубном пространстве). Обычно эта поправка несущественна и входит в вариации магнитного поля.



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 17 |
 


Похожие работы:

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТАДИИ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ ЕГО ФРАКЦИЙ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.