203996. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és hangfrekvenciás hullámtartományban működő kapcsolási elrendezés acélcsőveket tisztító, vagy vizsgáló eszköz elakadási helyének meghatározására
1 HU 203 996 B 2 gozására, valamint olyan egyszerű, könnyen kezelhető, olcsó berendezés kialakítására, amely ezen hiányt pótolja. Jelen találmány szerinti eljárás és kapcsolási elrendezés célja ezen hiány kielégítése, valamint az ismert módszerek, berendezések hátrányainak kiküszöbölése. A találmány tehát eljárás és hangfrekvenciás hullámtartományban működő kapcsolási elrendezés acélcsöveket tisztító vagy vizsgáló eszköz elakadási helyének meghatározására. Találmányunkat az acélcsővezetékben és a levegőben elhelyezett antenna által kisugárzott jel spektrumanalízissel történt összehasonlításával kapcsolatos megfigyelésre alapoztuk, megállapítva az acélcsővezeték csillapításának frekvencia függését és átvitelét Vizsgálataink során elemeztük az egyes frekvencia tartományban kisugárzott jelek csillapítását különböző közegek által. Az elektromágneses sugárzó által kisugárzottjel a távolság köbével, nagyobb távolság esetén a távolság négyzetével arányosan csillapodik. A szakirodalomban ez a szabad tér csillapításaként ily módon van leírva. Ha a szabad térben a kisugárzott jel útjába vezető anyag kerül, akkor az a jelet fokozottan csillapítja. Amennyiben a jelet a tér minden irányában vezető anyag veszi körül, akkor az leárnyékolja. Az árnyékoló hatást vasanyagú árnyékoló esetén három szempontból vizsgáltuk.- Mágneses vezetőképességből számlázó hatás nagysága függ a vas permeabilitásától, a vas permeabilitása a frekvencia növekedésével csökken.- Ohmikus vezetőképességből adódó, az örvényáram veszteségben megnyilvánuló hatás, amely a frekvencia négyzetével arányos. Ultrarövid hullámú (3xl07 Hz) tartományban a hangfrekvenciás tartományhoz (103 Hz) képest 9xl08 nagyságrendű csillapítást jelent- Akapacitív árnyékoló hatás, melynek nagysága a szabad térés az árnyékoló anyag ohmikus vezetőképességének hányadosával arányos. A vizsgált háromféle hatást összevetve megállapítható, hogy a csillapító hatás vizsgálatánál a mágneses és ohmos vezetőképesség hatását kell vizsgálni. Az ohmikus vezetőképesség határozza meg döntően a kisugárzottjel árnyékolását, amelynek hatása az ultrarövid hullámú tartományban olyan nagy mértékű, hogy a kisugárzott jelet teljesen leárnyékolja. Ezen ok miatt az ultrarövid hullámú tartományban működő jeladó acélcsőben helyezve, az acélcsövön kívülre nem képes jelet bocsátani, ezért helymeghatározásra nem alkalmas. Ezen ok miatt a vizsgálatot a hangfrekvenciás tartományban végeztük, mivel ezen frekvencia tartományhoz tartozó hullámok által létrehozott térerőt nagy kiterjedésű fémtárgyak (pl. a földben lévő kábelek, tartályok, más szállító vezetékek) mérés szempontjából számottevően nem befolyásolják, az eltérés a mérés kiértékelésekor kompenzálható, a mérési eredmény pontosítható. A mágneses és ohmikus csillapító hatást egymásra szuperponálva vizsgáltuk spektrumanalízissel, és megállapítottuk, hogy van egy optimális frekvencia tartomány, amelynél a csillapítás minimális, az átengedett jel pedig maximális. Ezen frekvencia tartomány 56-205 Hz közé esett, ezen belül legoptimálisabb, maximum érték - amelyet a földben lévő vezetékek 50 Hz-es, és ezen 50 Hz felharmonikusai sem zavartak - 125-130 Hz-re adódott. A találmány szerinti eljárással a kitűzött feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az acélcsővezetékben elhelyezett tisztító vagy vizsgáló eszközhöz hangfrekvenciás hullámtartományban működő, adóantennával rendelkező adóegységet rögzítünk, amellyel 56-205 Hz, célszerűen 125-130 Hz frekvenciájú váltakozó áramú modulált jelet bocsátunk ki, amely jelet az acélcsővezeték felett mozgatott vevőegységgel érzékelünk, majd erősítünk, szűrünk, demodulálunk és kijelezzük. Az adóegységgel kibocsátott amplitúdó modulált jelet célszerűen 1 secundumos periódus idővel 150 millisecundumos bekapcsolási időtartammal 2-4 millisecundumos impulzus idővel sugározzuk ki. A vevő által érzékelt jel nagysága függ:- az adó által kisugárzott teljesítménytől,- az adó- és vevőantenna közötti közegtől,- az adó- és vevőantenna távolságától,- az adó- és vevőantenna relatív helyzetétől. Az érzékelt jel maximális, ha az adó- és vevőantenna tengelyei párhuzamosak és a tengelyre merőleges középvonalaik egybeesnek. Az érzékelt jel minimális, ha a két antenna közül az egyik hossztengelye egybeesik a másik hossztengelyre merőleges síkjával. Az adó és ezzel a hibahely meghatározáshoz elégséges az adó által kisugárzott jel indikálása, abszolút értéknek nincs jelentősége, mivel a kiértékelés relatív értékkel történik. A találmány szerinti eljárást olyan kapcsolási elrendezést magába foglaló berendezéssel végezzük el, amely hangfrekvenciás tartományban működik, és adóantennával rendelkező adóegysége, és e felett mozgatott vevőegysége van. Az adóegységgel 56-205 Hz célszerűen 125 Hz-130 Hz frekvenciájú váltakozó áramú modulált jelet bocsátunk ki. Az adóegységben időalap generátor, modulátor, modulátor kapcsolójel formáló, erősítők, tápegység vannak elrendezve. A vevőegységben antenna (hangolt), erősítők, szűrők, amplitúdó demodulátor, akusztikus és/vagy műszeres kijelző, akusztikus kijelző beépítésénél frekvencia modulátor és tápegység van elrendezve. A továbbiakban a találmány szerinti eljárást és kapcsolási elrendezést kiviteli példán mutatjuk be ábrák segítségével, ahol: 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlatát mutatja a földben elhelyezett acélcső vezetékben. 2. ábra az adóegység által előállított jel alakját mutatja koordinátarendszerben. Az 1. ábrán 21 acélcsővezetékben 20 tisztító vagy vizsgáló eszköz van elhelyezve, amelyhez hangolt 13 antennával 22 adóegység van rögzítve. A 22 adóegy5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
