WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |

Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов

-- [ Страница 9 ] --

Зависимости средних значений изменения от y близки к горизонтальным линиям, абсолютные значения максимальных изменений сравнительно невелики (рисунок 3.7). Более существенные изменения компонент напряженности при изменении координаты z (рисунок 3.8) и особенно x (рисунок 3.6). Наиболее заметно меняются компонента Hx при изменении x и Hz при изменении z. Наблюдается тенденция к увеличению абсолютных значений Hx и Hz при приближении к оси трубопровода (рисунки 3.6а и 3.6в).

Для получения более полной информации необходимо рассмотреть не только абсолютные, но и относительные изменения компонент напряженности при изменении координат точки измерения. Для каждой из рассматриваемых координат y разделим рассчитанные значения компонент напряженности на значения соответствующих компонент в точках с координатами x = – 2 м, z = 0.

Такие нормированные зависимости, соответствующие разным координатам y, будут проходить через одну точку. Как и в случае с абсолютными изменениями, изобразим на диаграммах границы диапазонов изменения нормированных компонент напряженности магнитного поля при изменении координат x, y и z, а также графики средних значений изменений с указанием соответствующих стандартных отклонений (рисунки 3.9 – 3.11). На этих рисунках диапазон возможных изменений компонент напряженности достаточно широк. Это связано с тем, что некоторые кривые, для которых нормировочное значение близко к нулю, могут выходить далеко за пределы области, в которой лежит основная масса линий. На рисунках 3.9а и 3.9в дополнительно изображены теоретические кривые, рассчитанные в соответствии с соотношениями (2.11 и 2.12). Заметно, что теоретические кривые практически совпадают со средними значениями.

Следовательно, формулы (2.11 и 2.12) хорошо описывают общий характер изменения Hx и Hz при изменении x, но в каждом конкретном случае (при какомто конкретном значении y) зависимости Hx и Hz от x могут существенно отличаться от кривых, полученных в предположении об однородной намагниченности трубопровода. Зависимости средних значений относительного изменения от y и z близки к горизонтальным линиям (рисунки 3.10, 3.11).

Величины возможных абсолютных и относительных изменений компонент напряженности можно оценить по представленным графикам.

Если известны зависимости компонент напряженности магнитного поля от координат, то можно оценить величину изменения компонент напряженности при заданной величине изменения координаты точки наблюдения. Пусть погрешность измерения расстояния до оси трубопровода и определения положения оси составляет 5% (от расстояния до оси трубопровода). Если это расстояние равно м, то абсолютная погрешность определения координат x и z составит 0,1 м.

Предположим, что и координата y измеряется с той же погрешностью. Величины абсолютных и относительных изменений компонент напряженности при изменении координат на ± 0,1 м представлены в таблице 3.2. Координаты исходной точки x = – 2 м, z = 0. Рассчитывались минимальное и максимальное изменения, а также среднее значение изменения с указанием стандартного отклонения.

В таблице 3.3 представлены максимальные и средние значения абсолютных и относительных погрешностей измерения компонент напряженности магнитного поля, связанных с неточностью определения координат точки измерения.

Погрешность определения координат ± 0,1 м. Координаты исходной точки x = – м, z = 0.

Рисунок 3.6. Границы диапазона изменения приведенных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты x для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

Рисунок 3.7. Границы диапазона изменения приведенных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты y для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

Рисунок 3.8. Границы диапазона изменения приведенных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты z для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

Рисунок 3.9. Границы диапазона изменения нормированных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты x для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

Рисунок 3.10. Границы диапазона изменения нормированных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты y для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

Рисунок 3.11. Границы диапазона изменения нормированных величин Hx(а), Hy(б), Hz(в) при изменении координаты z для точек с разными координатами y, а также график средних значений изменения с указанием стандартных отклонений.

напряженности магнитного поля при изменении координат точки измерения.

Таблица 3.3. Оценка погрешностей, связанных с определением координат точки измерения.

При изменении координаты x на 0,1 м абсолютное изменение Hx может достигать 1,19 А/м, но в среднем составляет 0,36 А/м. Относительное изменение Hx может достигать 25%, но в среднем составляет 10%. Абсолютное изменение Hy может достигать 0,27 А/м, но в среднем близко к нулю, относительное изменение не превышает 14%. Абсолютное изменение Hz может достигать 0,35 А/м, но в среднем составляет 0,22 А/м, относительное изменение также не превышает 14%.

.Значительно менее чувствительны компоненты напряженности к изменению координаты y, при котором абсолютное изменение не превышает 0,22 А/м (для компоненты Hx), а в среднем близко к нулю. Однако из-за небольшой величины абсолютных значений Hy, относительное изменение для этой компоненты может достигать 93%. При изменении координаты z наиболее сильно меняется компонента Hz – до 1,01 А/м, в среднем 0,35 А/м.





Естественно, на практике имеют место ошибки измерения всех трех координат. В этом случае погрешности измерения магнитного поля могут как складываться, так и компенсироваться. Суммарные погрешности могут быть больше приведенных в таблице 3.3 значений.

Зависимости компонент напряженности магнитного поля неоднородно намагниченного трубопровода от координат существенно различаются для разных точек наблюдения. Характер этих зависимостей определяется намагниченностью трубопровода, которая при проведении измерения магнитного поля неизвестна.

1. Предложена методика решения обратной задачи магнитостатики в рамках модели протяженных цилиндрических источников с однородной поперечной намагниченностью и неоднородной продольной намагниченностью. Разработаны соответствующие алгоритмы и программное обеспечение.

2. Проведена экспериментальная проверка предложенной методики решения обратной задачи. Показано, что предложенная модель, состоящая из последовательно расположенных цилиндрических источников с однородной поперечной и неоднородной продольной намагниченностью удовлетворительно описывает намагниченное состояние реального трубопровода.

3. Проанализировано пространственное распределение магнитного поля неоднородно намагниченного трубопровода. Установлено, что зависимости компонент напряженности магнитного поля неоднородно намагниченного трубопровода от координат существенно различаются для разных точек наблюдения.

Глава 4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Проведен анализ основных источников погрешностей измерения компонент напряженности магнитного поля подземного трубопровода. Предложены способы расчета погрешностей, связанных с угловыми отклонениями датчиков и с неточностью определения координат точек измерения. Проведена оценка величины погрешностей на примере реального участка трубопровода.

4.1. Источники погрешностей при полевых измерениях постоянного магнитного поля с использованием трехкомпонентных датчиков Будем рассматривать только трехкомпонентные датчики напряженности магнитного поля. При измерении компонент напряженности постоянного магнитного поля Hi (i принимает значения x, y, z) в процессе дистанционного магнитометрического обследования подземного трубопровода имеют место погрешности трех типов.

1. Приборная погрешность Hiпр. Эта погрешность является характеристикой используемого для измерений магнитометрического прибора. Она зависит в основном от типа и чувствительности используемых датчиков. Как правило, в технических характеристиках магнитометра указывается именно приборная погрешность.

2. Погрешность, связанная с угловыми отклонениями магнитных осей датчиков от вертикали и оси трубопровода Hiугл. Если в конструкции прибора предусмотрено измерение углов и внесение соответствующих поправок в результаты измерения компонент напряженности [79], либо используется механическая система позиционирования [56], то погрешность данного типа может уменьшаться, но полностью не устраняется. Угловые отклонения не могут быть измерены или скомпенсированы абсолютно точно. Всегда имеется некоторая неточность измерения или компенсации углов, которая приводит к появлению дополнительной погрешности измерения компонент напряженности магнитного поля.

3. Погрешность, связанная с неточностью определения координат точки измерения Hiкрд. Магнитное поле трубопровода не является однородным, поэтому результат измерения поля зависит от положения точки измерения.

Неизбежные погрешности определения координат точки измерения относительно трубопровода являются еще одним источником ошибок измерения компонент напряженности магнитного поля.

Погрешности второго и третьего типов относятся к погрешностям позиционирования датчиков в точках измерения.

Погрешности указанных трех типов являются независимыми, поэтому суммарную погрешность измерения компонент напряженности магнитного поля, согласно [91], можно представить в следующем виде Как правило, приборные погрешности Hiпр указываются в технических характеристиках магнитометра. Если указаны относительные погрешности iпр, то соотношение где Hi – компоненты измеренного поля, которое представляет собой сумму полей Земли и трубопровода.

Если приборная погрешность не указана в явном виде, то можно определить ее по цене наименьшего деления шкалы прибора [91].

4.3. Погрешность, связанная с угловыми отклонениями магнитных осей Погрешности, связанные с угловыми отклонениями магнитных осей датчиков от вертикали и от оси трубопровода могут быть рассчитаны аналитически, если известны погрешности определения углов отклонений и значения измеренных компонент напряженности магнитного поля трубопровода и магнитного поля Земли. Рассмотрим две декартовы системы координат (x, y, z) и (x’, y’, z’), начала которых расположены в одной точке. Систему (x, y, z) будем считать связанной с трубопроводом. Пусть ось x направлена вертикально вниз, ось y параллельна оси трубопровода, ось z лежит в горизонтальной плоскости.

Систему (x’, y’, z’) будем считать связанной с датчиками измерения напряженности магнитного поля. Взаимное расположение систем координат можно охарактеризовать с помощью трех углов. Перевести систему (x, y, z) в систему (x’, y’, z’) можно с помощью трех последовательных поворотов: на угол вокруг оси x, на угол вокруг нового положения оси y и, наконец, на угол вокруг нового положения оси z. Заметим, что повороты некоммутативны и результат поворотов зависит от порядка их выполнения. Поэтому важно соблюдать указанный порядок выполнения поворотов. Угол представляет собой угол отклонения датчиков от направления оси трубопровода, а углы и – это углы между вертикалью и плоскостями x’0y’ и x’0z’ соответственно. Можно считать, что углы и – это углы отклонения датчиков от вертикали.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |
 


Похожие работы:

« Цыплакова Елена Германовна ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ СЕВЕРНЫХ ГОРОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии РФ, доктор технических наук, профессор Потапов Анатолий Иванович Санкт-Петербург – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ...»

« ЛЮБЧИК АННА НИКОЛАЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 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 геолого-минералогических наук, профессор Е.И. Крапивский САНКТ-ПЕТЕРБУРГ -2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...»

« 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.