Труба датчика для определения профиля концентрации детектируемого вещества вдоль участка трубопровода

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) ТРУБА ДАТЧИКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ДЕТЕКТИРУЕМОГО ВЕЩЕСТВА ВДОЛЬ УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА(57) Изобретение относится к трубам датчиков для определения профиля концентрации детектируемого вещества вдоль участка трубопровода. Предлагаемая труба датчика покрыта изнутри диффузионным слоем, способным пропускать детектируемое вещество, при этом в трубе выполняются отверстия, проходящие от наружной стенки до диффузионного слоя. Трубу датчика можно использовать на более протяженных участках трубопроводов, в том числе и в условиях высокого наружного давления.(73) ФРАМАТОМ АНП ГМБХ 14489 Настоящее изобретение относится к трубам датчиков для определения профиля концентрации вещества вдоль участка трубопровода. Такие трубы известны из европейского патента 0 175 219 1. Они служат для обнаружения мест утечки. С этой целью труба датчика укладывается, например, вдоль трубопровода. Место, где детектируемое вещество вытекает из трубопровода наружу, определяют с помощью способа, описанного в патенте ФРГ 2 431 907 3. Указанное вещество проникает в трубу датчика и с помощью присоединенного к ней насоса доставляется к находящемуся на конце трубы датчику. Место утечки в трубопроводе можно определить, зная скорость потока несущей среды в трубе датчика и измеряя промежуток времени между моментом включения насоса и моментом поступления вещества на датчик. Из патента США 5 301 538, 01 3/18, 1994 известно устройство для обнаружения протяженной течи и определения ее местонахождения, представляющее собой сенсорную трубу с полупроницаемой мембраной, позволяющей парам проходить через стены внутрь трубы, но не пропускающей жидкость. Внутренняя труба имеет отверстия в стенке и выполнена полой. Внешний слой сенсорной трубы представляет собой защитную сетчатую тканую обмотку, единственным предназначением которой является предохранение тонкой внешней мембраны. В патенте ФРГ 34 34 322, 01 15/06, 1986 описана полая труба, применяемая для определения уровня концентрации жидких или газообразных веществ. Труба состоит из материала, через который вещества диффундируют внутрь трубы. Внутри трубы предусмотрена полая внутренняя труба, стенки которой содержат отверстия и состоят из субстанции, препятствующей проникновению веществ. С помощью известных устройств мониторинг утечек можно осуществлять лишь на расстояниях около 15 км. Кроме того, трубы датчиков известных конструкций не могут противостоять очень высокому наружному давлению. Между тем, такое высокое наружное давление имеет место, когда трубы датчиков используют для мониторинга подводных трубопроводов. Целью настоящего изобретения является создание такой трубы датчика для определения профиля концентраций, которую можно было бы использовать на более протяженных участках трубопроводов, в том числе и в условиях высокого наружного давления. В соответствии с настоящим изобретением, эта цель достигается тем, что труба датчика, выдерживающая высокое давление, покрывается изнутри диффузионным слоем, способным пропускать детектируемое вещество, при этом в трубе выполняются отверстия, проходящие от наружной стенки до диффузионного слоя. Прочная труба особенно выгодна, когда насос не всасывает через трубу несущую среду, которой обычно является воздух, а продавливает ее через трубу датчика с тем, чтобы в трубе возникало избыточное давление. Несущая среда и, следовательно,2 проникшее в нее вещество может затем подаваться на значительно большее расстояние, чем это достигается в случае всасывания. Более того, прочная труба датчика способна выдерживать высокое наружное давление, например, давление воды на трубопровод, проходящий по дну океана. Вещество, которое должно детектироваться в случае утечки, проходит через отверстия, проделанные в трубе в направлении диффузионного слоя и диффундирует через этот слой во внутренний канал трубы датчика. Воздух или морская вода, окружающие трубу датчика, проходят через указанные отверстия только до края диффузионного слоя. Труба датчика по настоящему изобретению дает то преимущество, что может использоваться на более протяженных участках трубопровода, чем это возможно с использованием известных до настоящего времени труб датчиков, и, кроме того, противостоит высокому наружному давлению. Диффузионный слой может быть размещен, например, между прочной внутренней транспортной трубой для перемещения несущей среды и наружной трубой. В транспортной трубе проделаны отверстия от ее внутренней стороны до диффузионного слоя. Это дает то преимущество, что диффузионный слой защищен изнутри. Когда несущая среда движется по каналу транспортной трубы датчика с избыточным давлением, диффузионный слой не разрушается. Чтобы диффундирующее вещество через диффузионный слой могло проникать снаружи во внутренний канал, в транспортной трубе проделывают отверстия. Транспортную трубу выполняют, например, из материала, имеющего исключительно низкую степень адсорбции. Это дает то преимущество, что вещество, находящееся в этой транспортной трубе после поступления его снаружи, не адсорбируется внутренними стенками транспортной трубы или адсорбируется незначительно. Это дает гарантию,что вещество полностью поступает на датчик. Устройство трубы датчика в соответствии с настоящим изобретением поясняется более подробно с помощью чертежей, где на фиг. 1 показана труба датчика, состоящая из прочной наружной трубы и внутреннего диффузионного слоя, на фиг. 2 показана труба датчика, состоящая из прочной наружной трубы, диффузионного слоя и внутренней транспортной трубы для перемещения несущей среды. На фиг. 1 показана труба датчика 1, разработанная для системы обнаружения течей и их локализации. Она состоит из наружной, выдерживающей высокое давление трубы, покрытой с внутренней стороны диффузионным слоем 3. Канал 4 остается свободным в пределах трубы датчика 1. Если детектируемое вещество, например, из появившейся в трубопроводе течи достигает трубы датчика 1 снаружи, то оно проникает через имеющиеся в наружной трубе 2 отверстия 5 и достигает через них диффузионного слоя 3 трубы датчика 1. Затем вещество диффундирует через диффузионный слой 3 и поступает в канал 4. После фазы диффузии несущая среда прокачивается через канал 4 на протяжении опреде 14489 ленного промежутка времени и детектируется с помощью датчика, находящегося на конце трубы датчика 1. На фиг. 2 показана труба датчика 6, которая в основных чертах соответствует трубе 1 фиг. 1. Единственным отличием является то, что диффузионный слой 3 размещен между прочной внутренней транспортной трубой 7 для перемещения среды и прочной наружной трубой 2. На транспортной трубе имеются отверстия 8, которые проходят изнутри до диффузионного слоя 3. Диффузионный слой 3 защищен от высокого давления несущей среды внутренней транспортной трубой 7. Диффундирующее вещество проходит из диффузионного слоя 3 через отверстия 8 в канал 4 для несущей среды. Транспортную трубу 7 выполняют из материала, имеющего исключительно низкую адсорбцию, так что вещество достигает датчика почти полностью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Труба датчика для определения профиля концентрации детектируемого вещества вдоль участка трубопровода со сквозными отверстиями, отличающаяся тем, что труба (2) покрыта изнутри диффузионным слоем (3), способным пропускать вещество, и отверстия (5) в трубе (2) проходят от наружной стенки до диффузионного слоя (3). 2. Труба датчика по п. 1, отличающаяся тем,что внутри наружной трубы датчика расположена прочная внутренняя транспортная труба (7) для перемещения несущей среды, причем диффузионный слой (3) расположен между наружной и внутренней трубами, а в транспортной трубе (7) выполнены отверстия (8), проходящие от внутренней стенки до диффузионного слоя (3). 3. Труба датчика (6) по п. 2, отличающаяся тем,что транспортная труба (7) выполняется из материала, практически не адсорбирующего детектируемое вещество.