ртіях. Тому в проектованій системі необхідно передбачити розрахунок фактичної швидкості методом безпосередніх вимірів.
. 3 Локалізація витоків з тимчасової затримці сигналів
Метод заснований на аналізі поширення сигналу безпосередньо по нафтопродуктах. Використання методу передбачає підключення спеціальних датчиків, встановлених на трубопроводі:
- алгоритм, заснований?? а акустичному методі, використовує датчики, які реєструють акустичний шум, що виник при закінченні продукту крізь дефект або при механічному впливі на трубу. Хвиля, що виникла в результаті цього впливу, передається на датчики;
- алгоритм, заснований на методі аналізу хвилі тиску, використовує високочастотні датчики тиску, реєструючі зміна тиску при закінченні продукту крізь дефект.
Структурна схема, що ілюструє описаний процес, наведена на малюнку 5.1. Від місця закінчення в обидві сторони поширюється обурення. Уздовж деякої ділянки трубопроводу розташовуються датчики, здатні зафіксувати це вплив, вважаємо, що сигнал, що виник з причини закінчення нафтопродукту, сприйматиметься декількома датчиками, але з деякою затримкою. Ця затримка, залежить, від відстані до джерела сигналу і швидкості поширення хвилі в середовищі:
, (5.15)
гдеl - відстань від датчика до місця витікання; зв - швидкість поширення хвилі (залежить від властивостей нафтопродукту).
Малюнок 5.1 - Схема реєстрації хвилі тиску, що виникла при витоку
Загальний принцип локалізації сигналу витоку полягає у визначенні тимчасової затримки приходу хвилі на перший і другий датчики. На максимальний час затримки накладається обмеження:
, (5.16)
де L - відстань між датчиками;
V зв.теор.- Теоретична швидкість поширення звуку в нафтопродукті.
Умова (5.16) повинно бути виконано виходячи з того, що час проходження сигналу, породженого будь-яким джерелом шуму, що знаходяться між двома датчиками, не може перевищувати часу проходження сигналу від одного датчика до іншого. Максимальний час проходження сегмента L розраховується за формулою:
. (5.17)
Тим самим ми визначили різницю часу приходу хвилі на два датчика:
, (5.18)
де Т1 - час проходу хвилі від джерела до першого датчика;
Т2 час проходу хвилі від джерела до другого датчика.
Швидкість поширення звуку в обидві сторони однакова:
. (5.19)
Виходячи з формул (5.17), (5.18) і (5.19), запишемо систему рівнянь:
, (5.20)
Де l1 - відстань від джерела до першого датчика;
l2 - відстань від джерела до другого датчика.
Вирішуючи систему рівнянь (5.20) отримуємо відстань до витоку, знаючи різницю приходу хвилі між обома датчиками:
. (5.21)
В іншому вигляді формулу (5.21) можна записати у вигляді:
. (5.22)
Для складання моделі введемо наступні умови:
- відстань від датчика до стрічку 1 1 і 2 січня - величина змінна;
- відстань між датчиками L - величина постійна;
- швидкість поширення хвилі С - умовно-постійна величина, яку, для деякої ділянки трубопроводу і для деякого часу вимірювання можна вважати величиною незмінною, тобто константою - це швидкість поширення хвилі в нафтопродукті.
Розрахунок місця витоку з тимчасової затримці сигналів
Організувавши тестовий злив рідини за межами відрізка, можна експериментально визначити загальний час проходження хвилі тиску по сегменту трубопроводу між датчиками (малюнок 5.2).
З графіка можна визначити: з
Перетворивши формулу (5.17) можна отримати формулу для обчислення швидкості звуку:
м/с.
Малюнок 5.2 - Хвиля тиску. Тестовий слив за межами відрізка, що з'єднує датчики PA - тиск на датчику А; PB - тиск на датчику B
Далі будуть розглянуті тренди тиску при появі витоку в сегменті трубопроводу між датчиками (малюнок 5.3).
Малюнок 5.3 - Хвиля тиску. Витік на ділянці трубопроводу, що з'єднує датчики: PA - тиск на датчику А; PB - тиск на датчику B
Також за графіком можна визначити: с.
Для обчислення координати витоку скористаємося формулою (5.22):
м.
.4 Виявлення витоку методом аналізу хвилі тиску
Аналіз розповсюдження і загасання хвилі тиску
Виділимо кілька стадій розвитку витоку:
- виникнення хвилі в результаті гідравлічного удару в момент початку витікання рідини;
- сталий режим закінчення нафти або н...
