Структура системы магнитометрической диагностики. Обработка полученных данных. Комплекс магнитометрической диагностики

Основная часть

Структура системы магнитометрической диагностики

Структура системы магнитометрической диагностики состоит из трех основных частей напрямую связанных с этапами проведения диагностики трубопровода (рис.).

Первая часть представляет собой сбор данных на протяжении определенного участка исследуемого трубопровода. На этом этапе команда, состоящая из двух человек, проходит вдоль трубопровода и регистрирует горизонтальные и вертикальные составляющие постоянного и переменного магнитных полей в нескольких точках пространства. Одновременно с регистрацией магнитных полей регистрируются показания GPS-счетчика. Файл данных GPS используется в дальнейшем для определения места дефекта трубопровода.

Вторая часть из которой состоит структура системы магнитометрической диагностики самая простая. Она заключается в переносе полученных в ходе измерений данных с энергонезависимой памяти комплекса магнитометрической диагностики КМД-01 на персональный компьютер.

Третья часть представляет собой тему моей выпускной квалификационной работы. Заключается она в том, что данные, полученные в ходе измерений, вносятся в информационно-программный комплекс для дальнейшей визуализации, обработки и выявлении опасных зон трубопровода, т.е. тех зон, которые в последствии могут привести к дефектам.

Преимуществом информационно-программного комплекса является то, что он позволяет работать как с данными привязанными ко времени, так и с данными полученными с GPS, т.е. привязанными к расстоянию. Эта возможность позволяет очень быстро определить сначала время, в которое был обнаружен дефект, а затем и место на протяжении измеряемого участка трубопровода.

Комплекс магнитометрической диагностики

Назначение комплекса

Комплекс магнитометрической диагностики предназначен для одновременного измерения и регистрации горизонтальных и вертикальных составляющих постоянного и переменного магнитных полей в нескольких точках пространства с целью дальнейшей обработки для дистанционного обнаружения дефектов трубопроводов.

Технические характеристики комплекса магнитометрической диагностики

Рабочие условия эксплуатации магнитометра:

-  температура окружающего воздуха от минус 10 оС до + 55 оС;

-  относительная влажность воздуха до 90 % при 30 оС;

-  атмосферное давление от 630 до 800 мм рт. ст.

Блок феррозондовых магнитометров комплекса измеряет компоненты вектора магнитной индукции постоянного магнитного поля четырьмя трехкомпонентными феррозондовыми магнитометрами в четырех точках пространства, расположенных в двух ортогональных направлениях: по вертикали на расстоянии между точками 80 см; по горизонтали на расстоянии между точками 80 см.

Диапазон измерения феррозондовых магнитометров – от минус 150 мкТл до плюс 150 мкТл.

Относительная приведенная погрешность феррозондовых магнитометров не более 0,1%.

Собственные шумы феррозондовых магнитометров в полосе частот от 0,01 до 0,1 Гц менее 1 нТл по размаху.

Погрешность ортогональности магнитных осей каждого из феррозондовых магнитометров и погрешность соосности одноименных компонент системы  феррозондовых магнитометров не более 10 угловых минут.

Диапазон частот феррозондовых магнитометров от 0 до 200Гц.

Временная нестабильность нуля феррозондовых магнитометров за 8 часов не более 1 нТл.

Температурная нестабильность нуля феррозондовых магнитометров не более 0,2 нТл/°С.

Датчики отклонения блока феррозондовых магнитометров от вертикали по двум направлениям позволяют индицировать отклонения в диапазоне ±20° с погрешностью не более 0,5°.

Блок феррозондовых магнитометров измеряет разности значений одноименных компонент вектора магнитной индукции постоянного магнитного поля в горизонтальном и вертикальном направлениях в диапазоне от минус 10 мкТл до плюс 10 мкТл.

Блок индукционных магнитометров комплекса измеряет амплитуды горизонтальной компоненты переменного магнитного поля частотой 625±5 Гц или 100±2 Гц в двух точках пространства, разнесенных по вертикали на 80 см.

Диапазон измерения индукционных магнитометров до 10 нТл с относительной приведенной погрешностью не более 1%.

Спектральная плотность шумов индукционных датчиков не более 20 фТл/Гц^1/2 на частоте 625 Гц и 50 фТл/Гц^1/2 на частоте 100 Гц.

Блок индукционных магнитометров индицирует звуковым сигналом прохождение через ноль вертикальной составляющей переменного магнитного поля частотой 625 или 100 Гц. Звуковой сигнал создается головными телефонами.

Принцип действия комплекса магнитометрической диагностики

Принцип действия измерителей комплекса основан на законе электромагнитной индукции.

Индукционные датчики преобразовывают переменную составляющую проекции вектора магнитной индукции на его магнитную ось и являются датчиками пассивного типа.

Феррозондовые датчики являются активными. Ток возбуждения дважды за период доводит ферромагнитный сердечник датчика до насыщения, за счет чего изменяется потокосцепление намотанной на сердечник измерительной катушки с внешним магнитным полем. В измерительной катушке возникает переменное электрическое напряжение, частота которого в два раза больше частоты тока возбуждения, а амплитуда пропорциональна постоянной составляющей проекции вектора индукции  внешнего магнитного поля на магнитную ось датчика.