Пристрій для контролю внутрішнього діаметра трубопроводу

Запропоноване технічне рішення належить до вимірювальної техніки, а конкретніше до пристроїв для вимірювання внутрішніх діаметрів металевих трубопроводів шахтного водовідливу вимірювальними пристроями, що характеризуються використанням електромагнітних засобів. Відомий пристрій для вимірювання внутрішнього діаметра трубопроводу, який містить корпус, елементи, що контактують з поверхнею, яку контролюють і вимірювальний вузол, при цьому корпус виконано у вигляді порожнистого циліндра, на кінцях якого закріплено з можливістю переміщення вздовж осі корпусу втулки, які з'єднано між собою щонайменше двома пружинами, а елементи, що контактують з поверхнею, яку контролюють, виконано у вигляді з'єднаних з втулками плоских елементів або роликів, вісь яких перпендикулярна осі трубопроводу (див. патент №45027А, Україна, G01В5/08, опубл. 15.03.2002р, Бюл. №3). Основним недоліком відомого технічного рішення, визначеного як прототип, є те, що воно дозволяє визначати тільки мінімальний внутрішній діаметр і не дає представлення про довжину ділянки трубопроводу з мінімальним діаметром і про наявність і товщин у відкладів на інших ділянках трубопроводу. У основу винаходу поставлено завдання зі створення пристрою для виміру внутрішнього діаметра трубопроводу, у якому використання електромагнітного датчика дозволяє визначити наявність відкладень на внутрішній поверхні трубопроводу, а, отже, визначити якість очищення. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в пристрої для виміру вн утрішнього діаметра трубопроводу, що містить вимірювальний елемент і сигналізатор дотику з робочими поверхнями для взаємодії з контрольованим об'єктом, відповідно до винаходу, сигналізатор дотику виконано у вигляді розімкнутого магнітопроводу з обмоткою, розташованого в герметичному корпусі, обладнаному лижею, підпружиненою щодо корпуса, при цьому обмотку через джерело струму з'єднано з вимірювальним елементом. На фіг.1 зображено загальний вигляд пристрою, що заявляється; на фіг.2 - пристрій розташовано в трубопроводі без відкладів; на фіг.3 - пристрій в трубопроводі з відкладами; на фіг.4, 5 - електрична схема пристрою в трубопроводах з товщиною відкладів дельта1 і дельта2 відповідно. Запропонований пристрій містить герметичний корпус 1 з кільцем 2. У корпусі розташовано розімкнутий магнітопровід 3 з обмоткою 4. Висновки 5 останньої через герметичні ущільнювачі 6 виходять з корпусу 1 і кабелем 7 з'єднуються з джерелом живлення змінної напруги 8 і амперметром 9 (міліамперметром) стрілочним чи цифровим, увімкненим у коло послідовно. Збоку корпус 1 містить розташовані перпендикулярно основній осі патрубки 10 із власними пружинами 11, що впливають на штоки 12, укріплені на лижі 13 з округленими кінцями. Унизу корпусу 1 виконано відсік, у якому у разі необхідності встановлюється немагнітний вантаж 14, наприклад, свинцевий дріб. Працює пристрій так. Під вагою вантажу 14 чи при горизонтальному переміщенні за кільце 2, наприклад, за допомогою троса (на фігурах не показано) пристрій опинився в місці виміру (див. Фіг.2, 3). Лижі 13 притискують корпус 1 до внутрішньої поверхні трубопроводу 15. При цьому до трубопроводу своєю розімкнутою частиною притискається і магнітопровід 3. Залежно від того, з чим контактує магнітопровід: безпосередньо з трубопроводом 15 або з відкладами 16, на його внутрішній стінці, потік, що виникає в магнітопроводі, обумовлений кількістю витків W котушки і магнітним опором осердя, маємо струм I чи іншу величину. Оскільки W = const , то опір осердя пропорційно товщині додаткової «прокладки» у магнітному колі, тобто товщині відкладів на стінках труби, чи кут повороту стрілки амперметра 9 - j (фігури 4, 5) пропорційний струму I або обернено пропорційний товщині відкладів D : j 1 = KW F 1 / D 1 ; j 2 = KW F 2 / D 2 , де W - кількість витків на котушці магнітопроводу; F - магнітний потік; K - коефіцієнт пропорційності; j 1 і j 2 - кут повороту стрілки амперметра залежно від товщини відкладів D 1 і D 2 відповідно. Тарування датчика здійснюється так. Підготовляють набір пластин різної товщини D з матеріалу з магнітною проникністю, що відповідає магнітній проникності відкладів на внутрішній поверхні трубопроводу. Поміщають пристрій у тр убопровід без відкладів і відзначають кут j повороту стрілки приладу. Потім між внутрішньою поверхнею трубопроводу й розімкнутим магнітопроводом поміщають пластинки з підготовленого набору, відзначаючи для кожної товщини D кут j повороту стрілки приладу. Згідно з отриманими результатами будують графік j = f (D ) . При роботі з приладом у реальному тр убопроводі по куту j відхилення стрілки приладу на графіку j = f (D ) визначають товщину відкладів D . Реалізація запропонованого пристрою дозволяє здійснювати дистанційні вимірювання товщини внутрішніх відкладів на протяжному об'єкті, наприклад, шахтній ставовій трубі при різному її розташуванні в просторі.