191570. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés mechanikai zajforrások helyének meghatározására előnyösen nagynyomású közegeket szállító csővezetékekre
1 191 570 2 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés mechanikai zajforrások helyének meghatározására, előnyösen nagynyomású közegeket szállító csővezetékekre, mely alkalmas példán! távfűtő-, ivóvíz-, olajszállító, gázvezeték- stb. rendszer csővezetékeinek hibahely-meghatározására. Ismeretes, hogy a zajforrásként jelentkező meghibásodások behatárolásának mozgó alkatrészeket tartalmazó szerkezetek esetén kialakult módszerei vannak. Az ismert módszerek fő jellemzője, hogy a működés közben keletkező zaj frekvenciaspektrumát vizsgálják. A működést jellemző mozgások periódusidejének, valamint a mért zaj frekvenciatartalmának összevetéséből a meghibásodás jellege, így a meghibásodott alkatrész meghatározható. A témának széles körű irodalma van, magyar nyelven pl.: Lipovszky-Sólyomvári-Varga: Gépek rezgésvizsgálata és a karbantartás (Műszaki Könyvkiadó, 1981). Mozgó alkatrészeket nem tartalmazó szerkezetek, például: csővezetékek, tartályok stb., valamint sok azonos mozgást végző alkatrészt tartalmazó gépek, például: hengersorok esetében a szerkezeten mért rezgések frekvenciatartalmának megváltozásából a meghibásodás ténye általában megállapítható, a hiba térbeli elhelyezkedése viszont nem. A hibahely ilyenkor meghatározható a szerkezet, például a csővezeték teljes hosszában végzett ultrahangos anyagvizsgálattal. Eltemetett csővezetékeknél az ultrahangos vizsgálat a csővezetéken belül végigvezetett vizsgálófejjel történhet. Ilyen megoldást ismertet például a 4 218 923 számú USA szabadalom. Ha a vizsgálandó szerkezet, például vezeték kívülről hozzáférhető, akkor előnyös a vizsgálatot a cső külső felületén végigvezetett vizsgálófejjel lebonyolítani, a cső megbontása nélkül. Ilyen megoldás található a 3 129 498 számú NSZK szabadalomban. Gázvezetékek esetén a kiszivárgott anyag közvetlen kimutatása is lehetséges iángionizációs szondákkal vagy újabban félvezetős detektorokkal. Egy ilyen módszer leírása található a 179 263 számú magyar szabadalmi leírásban. Természetesen ez a legegyszerűbb módszer a kiszivárgott közeg kimutatására, de erre sokszor nincs lehetőség. Úgy az ultrahangos, mint a szivárgó anyag közvetlen kimutatásán alapuló módszernek közös hiányossága, hogy a vizsgálatot a szerkezet, például csővezeték teljes hossza mentén kell lefolytatni szinte állandó jelleggel. Emiatt ezen módszerek rendkívül nehézkesek és időigényesek. Kevésbé munkaigényesek azok az eljárások, melyek a mozgó alkatrészt nem tartalmazó szerkezetek meghibásodási, például a csővezetékek kilyukadási helyének meghatározására az ekkor keletkező zajok mérésén alapulnak. Az ilyen jellegű, ismert módszerek alapvetően három csoportba oszthatók. Ezek a jelszínt vagy a terjedési idő mérésén, vagy a korrelációs technika alkalmazásán alapulnak. Az első csoportba tartozó, azaz a jelszint mérésén alapuló módszerek a hibahelyről származó zajjelnck például a csővezeték két pontján mért zajhatásszintjének az összehasonlításán alapulnak, mivel a hibahelyhez közelebbi mérési pontban detektált zaj szintje a nagyobb. A zajforrás helyének a szintek összehasonlításából történő meghatározásához szükséges a jel terjedési viszonyainak előzetes méréssel történő meghatározása. Az adott szerkezetre jellemző jelterjedési viszonyok meghatározásához ismert, általában széles frekvenciasávú vizsgálójellel végeznek mérést az illető csővezetékszakaszon. A zajjelre jellemző frekvenciasávban meghatározott csillapítási tényező ismeretében a hibahelynek a mérési pontoktól való távolságainak aránya meghatározható. A módszer finomítása a csillapítási tényező frekvenciafüggését is kihasználja. Egy ilyen mérési módszer leírása található a 794 499 számú szovjet szabadalmi leírásban. A második csoportba tartozó módszerek a hibahely és a mérési pontok között mérhető távolságok különbségét határozzák meg a terjedési idők különbségének mérésével. A terjedési időkülönbseg mérését úgy valósítják meg, hogy a két mérési pontban detektált jeleket egy adott jelszinttel összehasonlítják és a komparálási szintek átlépésének időkülönbségét használják fel a terjedési időkülönbség becslésére. A módszer bizonyos továbbfejlesztése a komparálási szintet a detektált jelek megelőző átlagaként állítja elő. mint ez a 896 568 számú szovjet szabadalmi leírásban látható. Mivel mindkét csoportba tartozó módszerek alapvetően jelamplitúdókat vizsgálnak, ezért zavarérzékenyek. A külső zavarokra való érzéketlenség viszont fontos követelmény, mivel azok szintje a kiáramlási zajok szintjével általában összemérhető. A fentiekben leírt módszerek esetén bizonyos segítséget nyújt a frekvenciatartománybeli szűrés, illetve a 849 070 számú szovjet szabadalmi leírásban látható, két különböző módon rögzített érzékelőt alkalmazó, detektálási módszer, de a módszerek eredendően zavarérzékenyek. A harmadik csoport a korrelációs technikát alkalmazza. A korrelációs méréstechnika alapvető, cs sokszor kihasznált tulajdonsága a nagymértékű zavarelnyomás, valamint hogy két jel kercszlkorrciációs függvényének vizsgálata közvetlenül mutatja a közös jelforrás létezését és ezen jelforrás jelcinek detektálási időkülönbségét, tehát a terjedési időkülönbséget. Ennek az ideálisnak tekinthető mérési módszernek az elterjedését gátolja viszont a jelfeldolgozás nagy számítási igénye, mely csak nagy gyorsaságú célprocesszorral elégíthető ki. A találmány célja az eddig ismertetett módszerek hiányosságainak megszüntetése, azaz olyan eljárás kidolgozása, amely a mozgó alkatrészt nem tartalmazó mechanikai zajforrások (például csővezetékek), hengersorok stb. hibáinak gyors, zavarérzéketlen és egyszerű eszközökkel megvalósítható helymeghatározását teszi lehetővé. Célkitűzésünket a találmány szerinti eljárással azáltal érjük el, hogy a mechanikai zajforrás várható hibahelye egy-egy oldalán elhelyezett érzékelőnek a hangfrekvenciás tartományba cső jelet analóg frekvenciatranszponálással egy jóval alacsonyabb, körülbelül az egy kHz alatti frekvenciatartományba 5 IC 15 20 2D 30 35 40 45 50 55 eo 05 2
