Problem inżynierski , rury i radio

/Forwardowane przez autora z listy pl.sci.inzynieria/

Na początek proszę sobie wyobrazić rurociąg stalowy, położony w ziemi i odizolowany elektrycznie od gleby na poziomie 2*10^7 (Ohm/m^2). Następnie proszę sobie wyobrazić, że odbywa się czyszczenie tego rurociągu za pomocą tłoka pchanego powietrzem o ciśnieniu od 2 do kilkunastu atmosfer. Problem polega na skonstruowaniu aparatury pomiarowej na pokładzie tłoka (prędkość, ciśnienia przed i za nim, temperatura), a następnie przesłaniu tych informacji do bazy. wykorzystać należy jak mniemam fakt odizolowania rury od ziemi i po prostu użyć ją jako antenę do nadajnika umieszczonego w tłoku. ponieważ ja jestem od automatyki i komputerków, a słabo znam się na radyjkach, stąd pytanie : jaki powinien być nadajnik (częstotliwość, moc, rodzaj modulacji i tak dalej) ażeby móc przesłać z tej rury informację cyfrową na odległość do kilkunastu kilometrów. Nie jest wymagana duża przepustowość, to tylko kilka czujników, dane mogą być aktualizowane co kilka sekund a nawet minut. dodam na koniec że cały sprzęt ma być diabelsko wytrzymały na wibracje, wstrząsy uderzenia , wilgoć zmiany ciśnienia. Oczekuję rzeczowej dyskusji, propozycji rozwiązań albo linków do produktów spełniających takie kryteria.

Z góry dziękuję za pomoc i pozdrawiam czytających grupę,

Oscylo

Reply to
invalid unparseable
Loading thread data ...

Jakiego czujnika chcesz użyć do pomiaru ciśnienia? To raczej drogie rzeczy. Pytanie raczej z ciekawości. I jaka jest różnica w ciśnieniu przed i za tłokiem? Masz za zadanie badać jakość/stan rurociągu czy "tego co jest przesyłane"?

Nie rozumiem dlaczego te urządzenie _musi _ przesyłać dane online. Spotkałem się z przyżądami do kontroli rurociągów, ale one pracowały offline. Po wpuszczeniu w rurociąg "płynęły" do przepompowni, po drodze zbierały dane i system działał. Przy dzisiejszych cenach pamięci fleszowych może warto to jeszcze przemyśleć? pozdrawiam

Krzysztof

Reply to
Chris Willow

Michał Jasieniecki naskrobał:

Nie da rady na zewnątrz, stal skutecznie stłumi cały wyobrażalny zakres częstotliwości. Rury jako anteny promieniujacej na zewnątrz nie wykorzystasz, to tak jakbyś chciał klasnąć jedną ręką :) Jedyna możliwość to przez światło rury za pomoca wleczonego kabla, albo wykorzystac rurę jako falowód dla częstotliwości wymiarowo skojarzonej ze średnicą. Ale stalowy falowód będzie miał spooorą tłumienność, niech ktoś lepszy ode mnie oszacuje jaką. A najlepiej rejestrować, jak to przedmówca powiedział.

Reply to
Jacek Maciejewski

Użytkownik "Chris Willow" <kris snipped-for-privacy@hotmail.com napisał

mowa jest o czyszczeniu nowego gazociągu za pomocą tłoka czyszczącego. Sęk w tym, że taki tłok lubi sobie nieraz utknąć na trasie, albowiem zdarza się że w rurach podczas mmontażu pozostaną różne śmieci - a to deska, a to kawał szmaty i tak dalej, ostatnio wywaliło pniaczek, tłok ruszył dopiero przy 20 atmosferach, więc dosłownie zmieliło to drewienko w drzazgi. Wracając do tematu: bajer polega na dokładnym określeniu położenia tłoka w rurze, daje to możliwość awaryjnego wydobycia go jeśli gdzieś utknie na dobre. pomiary ciśnienia i temperatury są tu opcjonalne, i dopełniają że tak powiem obrazu sytuacji. marzy się oprogramowanie na PC które graficznie przedstawiałoby położenie tłoka na trasie gazociągu. Natomiast są te tak zwane inteligentne tłoki - najeżone mnóstwem czujników magnetycznych, podczerwieni, ultradźwięków i bóg raczy wiedzieć jakich jeszcze, i faktycznie zapisują wyniki offline, które potem są żmudnie analizowane, ale to zupełnie inna bajka i nie na ten temat. Acha w przypadku takiego tłoka czyszczącego różnice ciśnień są różne... kompresory znajdują się po obu stronach tłoka, tak aby można było kontrolować ruch tłoka, różnice mogą sięgać jednak kilkunastu atmosfer. PS. wnioskuję że znasz się lepiej na czujnikach ciśnienia, otóż na razie zajmuję się tym czysto teoretycznie, robie "wywiad" dlatego zaczynam od rzeczy najbardziej dla mnie wątpliwej - komunikacji z tłokiem, jesli zaś chodzi o czujniki i komputerek pokładowy, zostawiam to sobie na deser, jeśli masz jednak jakieś sugestie, ciekawe informacje na ten temat, czy cokolwiek, to chętnie poczytam :)

Oscylo

Reply to
invalid unparseable

Użytkownik "Michał Jasieniecki" snipped-for-privacy@tlen.pl napisał w wiadomości news:bo3osn$mab$ snipped-for-privacy@SunSITE.icm.edu.pl

Do dokładnego okreslenia położenia tłoka można użyć np. trzech rolek z enkoderami rozstawionych co 120st i toczących się po wewn. powierzchni rury. Zakładam, że rolek powinno być kilka ponieważ śmieci i zmiana docisku na zakrętach mogą powodować okresowe przekłamania.

Całe dalsze rozważania mają sens pod warunkiem, że wyniki pomiaru da się odesłać do stacji bazowej. Zakładając wariant "falowodowy", po pierwsze trzeba określić, czy stalowa rura _w_ogóle_ nadaje się na falowód. Tzn. policzyć jej częstotliwość graniczną a następnie spróbować wyznaczyć spodziewaną wartość tłumienia. AFAIR znając rezystywność stali i głębokość wnikania fali powinno się dać oszacować tłumienność falowodu (-> do przejrzenia parę książek z zakresu: teoria pola, prowadnice falowe, mikrofale).

Jeżeli całkowite tłumienie na odcinku 10km przyjmie _racjonalne_ wartości (strzelam.... tak do 100dB :-) to można myśleć dalej. Przeglądam właśnie skrypt "prowadnice falowe" - wartość 0.01dB/m w cylindrycznym falowodzie miedzianym fi5cm i w zakresie rzędu kilku..nastu GHz, jest jak najbardziej prawdopodobna. Twój gazociąg jest stalowy, ale zarazem spodziewane częstotliwości będą o rząd..dwa mniejsze. Może się uda?

Do zgrubnego okreslenia położenia tłoka (powiedzmy rzędu dziesiątek metrów) wystarczy pomiar czasu propagacji w falowodzie. Masywny metalowy tłok "zatykający" falowód zadziała jako zwarcie powodujące niemal całkowite odbicie fali. Mierząc czas powrotu fali odbitej da się wyznaczyć położenie tłoka. Przez analogię - poszukaj hasła "Time Domain Reflectometer" - czyli urządzenia używanego do wykrywania nieciągłości w kablach. Wadą takiego pomiaru jest podwojona wartość tłumienia (fala pokonuje całą długośc falowodu w obu kierunkach). TDR ma również zaletę - da się odnaleźć tłok, nawet gdy cała elektronika (a więc i zdolność samodzielnego pomiaru położenia) ulegnie zniszczeniu. Co więcej - skoro zasadniczym celem jest właśnie pomiar położenia tłoka, to można zacząć próby właśnie od obserwacji TDR i zwykłego tłoka jako "zatyczki". Tzn. na śluzie wpuszczasz w falowód paczki fal o częstotliwości nośnej i mierzysz czas w jakim po odbiciu od tłoka powrócą do nadajnika.

Czy możesz określić spodziewany zakres średnic rurociągu?

Reply to
Marek Dzwonnik

"Michał Jasieniecki" snipped-for-privacy@tlen.pl wrote: : Wracając do tematu: bajer polega na dokładnym określeniu położenia tłoka w : rurze, daje to możliwość awaryjnego wydobycia go jeśli gdzieś utknie na : dobre. pomiary ciśnienia i temperatury są tu opcjonalne, i dopełniają że tak : powiem obrazu sytuacji. marzy się oprogramowanie na PC które graficznie : przedstawiałoby położenie tłoka na trasie gazociągu.

Określanie położenia - może sonar? Wysyłamy krótki sygnał dźwiękowy, który leci sobie w rurze, odbija się od tłoka i wraca, a na podstawie zmierzonego opóźnienia i prędkości dźwięku da się dość dobrze określić położenie. Ewentualnie zamiast pasywnego odbicia - tłok po odebraniu sygnału może wysyłać swój (mocniejszy, na innej częstotliwości). Przez jakąś prostą modulację sygnału dałoby się pewnie jeszcze przesłać parę bitów informacji tam i z powrotem...

Marek

Reply to
Marek Michalkiewicz

Na podstawie moich doswiadczen moge powiedziec, ze komunikacja przy pomocy fal ultradzwiekowych (zarowno propagujacych sie w rurze, jak tez i w jej wnetrzu wydaje sie byc do zrealizowania, ale nie jest to banalne zadanie (i w jednym i w drugim przypadku mamy do czynienia z dosc nieprzyjemnym falowodem). Ze wzgledu na posiadane doswiadczenia i specyfike firmy bylbym tez chetny podjac sie takiego zadania. Rozwiazania akustyczne pozwalaja nawet na pomiar kilku parametrow tloka lub w jego okolicy niejako "przy okazji" (szybkosc, cisnienie, temperatura). Przetworniki dzwiekowe mozna tez wykonac w sposob bardzo odporny bna wszelkie wplywy otoczenia.

Wydaje mi sie tez, ze trudno bedzie znalezc alternatywe. Zarowno rozwiazania optyczne, jak tez i elektromagnetyczne raczej nie wydaja mi sie wchodzic w gre.

Pozdrawiam

Wieslaw Bicz

---------------========== OPTEL sp. z o.o. ===========--------------- ------===== R&D: Ultrasonic Technology/Fingerprint Recognition ====------ ul. Otwarta 10a PL 50-212 Wroclaw Tel.:+48 71 3296854 Fax.:+48 71 3296852 --------==== mailto: snipped-for-privacy@optel.pl -=-

formatting link
====-------

Reply to
Wieslaw Bicz

Czy do tego nie wystarczy jakis mlotek walacy w rure ? Do tego dwa mikrofony, tj geofony u ekipy, a jakims prostym wskaznikiem z ktorej strony dzwiek pierwszy nadchodzi.

Urzadzenie mogloby nawet byc czysto pneumatyczne/hydrauliczne - zasilane roznica cisnien po obu stronach tloka.

J.

Reply to
J.F.

A jakby tak z tloka na dwie strony wyprowadzic po kawalku blachy, sprzezone pojemnosciowo z rura. Razem by wyszlo co na ksztalt dipola petlicowego ?

Komorka umieszczona w aluminiowym garnku z pokrywka jakos ciagle odbiera i nadaje ..

J.

Reply to
J.F.

J.F. naskrobał:

Przylutuj pokrywkę to zobaczysz ;)

Reply to
Jacek Maciejewski

...ale to chyba dopiero jak tłok utknie, bo online ultradźwiekami przy 15 atmosferach dudnienia kompresorów to się chyba nie pogada...

pozdr, jeleń

Reply to
jelen

Użytkownik "J.F." <jfox snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Albo garnek do d* Albo otwierasz pokrywę by sprawdzić czy działa albo masz BTS na dachu :-)

Reply to
SP9LWH

Dnia Mon, 03 Nov 2003 03:10:14 +0100, osobnik J.F napisal:

Jakis kiepski ten twoj garnek. W ekranie do mojej dyplomowki ( scianka 5mm , mat.->Al) zadna komorka nie pracuje ... zero zasiegu )

Reply to
Marcin Pospieszny

a kabel ciągnięty za tłokiem? Jeśli da się kablem sterować rakietą, to i tłok chyba się nie zerwie ze "smyczy"? :-)

Reply to
Jarek Andrzejewski

Użytkownik "Jarek Andrzejewski" snipped-for-privacy@dawid.com.pl> napisał w wiadomości news: snipped-for-privacy@4ax.com

Rakieta kabla nie _ciągnie_ a jedynie _zostawia_ go za sobą_ . Tzn. jest on wyciągany ze środka szpuli znajdującej się w ogonie, dzięki czemu nie działają na niego duże siły . Sęk w tym, że na polu walki nikt już tego kabla nie zwija. Natomiast tłok musiałby umieć za sobą posprzątać. A jeśli kabelek się zaplącze? (Oczywiście zgodnie z prawami M. stanie się to pod dnem rzeki? ;-)

Reply to
Marek Dzwonnik

w równej odległości od brzegów albo w najgłębszym miejscu albo pod nurtem :-)

Reply to
Jarek Andrzejewski

Mon, 03 Nov 2003 03:10:14 +0100 jednostka biologiczna o nazwie J.F. <jfox snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> wyslala do portu 119 jednego z serwerow news nastepujace dane:

Chyba w The Incredible Machine za duzo grales ;-)) To musialoby uderzac dosc delikatnie, bo po para takich praejsciach to wreszcie gdzies peknie ta rura od takiego opukiwania.

IMO dobry bylby GPS i modul GSM, ale skoro rura stalowa to jedno i drugie odpada :-(

Reply to
BLE_Maciek

Na to wyglada. Zachecam do prob z wlasnymi garkami. I mikrofalowkami.

Oczywiscie ze nie - na sluch starczy.

Fakt, chyba nie jest daleko.

J.

Reply to
J.F.

Użytkownik Marek Michalkiewicz napisał:

leci kilkanaście kilometrów, odbija się i wraca ? to w obie strony wyjdzie mu ze 20-30 km

Reply to
zenek

Tue, 04 Nov 2003 00:34:06 +0100 jednostka biologiczna o nazwie J.F. <jfox snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> wyslala do portu 119 jednego z serwerow news nastepujace dane:

Tzn. trzeba wlozyc telefon do mikrofalowki, wlaczyc i zobaczyc czy fale emitowane przez kuchenke przeszkadzaja mu w komunikacji z BTSem ? ;-)) BTW w mojej mikrofalowce (bez jej wlaczania hehe) telefon odbiera znakomicie.

Reply to
BLE_Maciek

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.