способ определения места течи в напорном трубопроводе и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения места течи в напорном трубопроводе, находящемся под слоем грунта, согласно которому осуществляют электромагнитное зондирование грунта вдоль трассы трубопровода и прием сигналов с правой и левой круговой поляризацией, отраженных от трубопровода, при этом сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональному глубине залегания трубопровода, а сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте, выделяют напряжение промежуточной частоты, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, ограничивают его по амплитуде, измеряют сдвиг фаз между сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, постоянное напряжение, пропорциональное измеренному сдвигу фаз, сдвигают по фазе на 90°, исходное и сдвинутое по фазе на 90° постоянные напряжения последовательно дважды перемножают сами на себя, исходное и сдвинутое по фазе на 90° постоянное напряжение второй степени перемножают между собой с использованием масштабирующего коэффициента К_м=6, вычитают полученное напряжение из исходного постоянного напряжения четвертой степени и суммируют полученное напряжение со сдвинутым по фазе на 90° постоянным напряжением четвертой степени, сравнивают полученное напряжение с эталонным напряжением и по результатам сравнения принимают решение о наличии места течи в контролируемом трубопроводе, отличающийся тем, что перед выделением гармонического напряжения на стабильной частоте гетеродина напряжение гетеродина сдвигают по фазе на 90°, используют его для дополнительного преобразования по частоте сигнала с левой круговой поляризацией, выделяют дополнительное напряжение промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на 90°, суммируют с напряжением промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение промежуточной частоты перемножают с сигналом с левой круговой поляризацией, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, выделяют его огибающую и используют ее для разрешения перемножения суммарного напряжения промежуточной частоты с сигналом правой круговой поляризации.

2. Устройство для определения места течи в напорном трубопроводе, содержащее последовательно включенные синхронизатор, передатчик и передающую антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, первый ключ, второй вход которого через блок временной задержки соединен со вторым выходом синхронизатора, первый узкополосный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый детектор, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, первый фазовращатель на 90°, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя на 90°, масштабирующий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя, вычитатель, второй вход которого соединен с выходом третьего перемножителя, первый сумматор, второй вход которого через пятый перемножитель соединен с выходом четвертого перемножителя, измеритель выходного напряжения, блок сравнения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя выходного напряжения, и индикатор, последовательно включенные вторую приемную антенну, второй приемник, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, при этом к выходу фазового детектора последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя, отличающееся тем, что оно снабжено вторым и третьим фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым сумматором, шестым перемножителем, вторым узкополосным фильтром, амплитудным детектором и третьим ключом, причем ко второму выходу гетеродина последовательно подключены второй фазовращатель на 90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй узкополосный фильтр, амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен ко второму входу первого перемножителя.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемые способ и устройство относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы для определения координат течи в подземных трубопроводах систем тепло- и водоснабжения.

Известны способы и устройства для определения места течи в подземных трубопроводах (авт.свид. СССР №336463, 380909, 380910, 411368, 417675, 724957, 903209, 930034, 934268, 941776, 947666, 1079946, 1208402, 1216550, 1283566, 1368685, 1610347, 1657988, 1672105, 1679232, 1777014, 1781577, 1800219, 1812386; патенты РФ №2011110, 2036372, 2047039, 2047815, 2053436, 2084757, 2204119, 2250443; патенты США №3045116, 3744298, 4289019, 4510477; патент Великобритании №1349120; патенты Франции №2374628, 2504651; патент ФРГ №3112829; патенты Японии №46-11795, 55-6856, 59-38537, 60-24590, 63-22531 и другие).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым является "Способ определения места течи в напорном трубопроводе и устройство для его осуществления" (патент РФ №2250443, G 01 М 3/08, 2003), которые и выбраны в качестве прототипов.

Указанные технические решения обеспечивают повышение чувствительности при измерении малых фазовых сдвигов, соответствующих малым утечкам, и напорного трубопровода, находящегося под слоем грунта.

В тракте приема сигналов с левой круговой поляризацией одно и то же значение промежуточной частоты _пр может быть получено в результате приема сигналов на двух частотах _с и _з, т.е.

_пр= _с- _г и _пр= _г- _з.

Следовательно, если частоту настройки _с принять за основной канал приема, то наряду с ним будет иметь место зеркальный канал приема, частота _з которого отличается от частоты _с на 2 _пр и расположена симметрично (зеркально) относительно частоты гетеродина _г (фиг.2). Преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования К_пр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехозащищенность тракта приема сигналов с левой круговой поляризацией.

Кроме зеркального существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия

_пр=|±m _кi±n _Г|,

где _ki - частота i-го комбинационного канала приема;

m, n, i - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигнала с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей и т.д.), так как чувствительность тракта по этим каналам близка к чувствительности основного канала. Так, двум комбинационным каналам при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

_к1=2 _г- _пр и _к2=2 _г+ _пр.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и точности определения места течи в напорном трубопроводе.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и точности определения места течи в напорном трубопроводе путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу определения места течи в напорном трубопроводе, находящегося под слоем грунта, осуществляют электромагнитное зондирование грунта вдоль трассы трубопровода и прием сигналов с правой и левой круговой поляризацией, отраженных от трубопровода, при этом сигнал с правой круговой поляризацией стробируют по времени, пропорциональном глубине залегания трубопровода, а сигнал с левой круговой поляризацией преобразуют по частоте, выделяют напряжение промежуточной частоты, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, ограничивают его по амплитуде, измеряют сдвиг фаз между сигналами с правой и левой круговой поляризацией на стабильной частоте гетеродина, постоянное напряжение, пропорциональное сдвигу фаз, сдвигают по фазе на 90°, исходное и сдвинутое по фазе на 90° постоянные напряжения последовательно дважды перемножают сами на себя, исходное и сдвинутое по фазе на 90° постоянные напряжения второй степени перемножают между собой с использованием масштабирующего коэффициента К _м=6, вычитают полученное напряжение из исходного постоянного напряжения четвертой степени и суммируют полученное напряжение со сдвинутым по фазе на 90° постоянным напряжением четвертой степени, сравнивают полученное напряжение с эталонным напряжением и по результатам сравнения принимают решение о наличии места течи в контролируемом трубопроводе, перед выделением гармонического напряжения на стабильной частоте гетеродина напряжение гетеродина сдвигают по фазе на 90°, используют его для дополнительного преобразования по частоте сигнала с левой круговой поляризацией, выделяют дополнительное напряжение промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на 90°, суммируют с напряжением промежуточной частоты, полученное суммарное напряжение промежуточной частоты перемножают с сигналом с левой круговой поляризацией, выделяют гармоническое напряжение на стабильной частоте гетеродина, выделяют его огибающую и используют ее для разрешения перемножения суммарного напряжения промежуточной частоты с сигналом правой круговой поляризации.

Поставленная задача решается тем, что устройство для определения места течи в напорном трубопроводе, содержащее последовательно включенные синхронизатор, передающую и приемную антенну, последовательно включенные первую приемную антенну, первый приемник, первый ключ, второй вход которого через блок временной задержки соединен со вторым выходом синхронизатора, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный ограничитель, фазовый детектор, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, первый фазовращатель на 90°, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя на 90°, масштабирующий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя, вычитатель, второй вход которого соединен с выходом третьего перемножителя, первый сумматор, второй вход которого через пятый перемножитель соединен с выходом четвертого перемножителя, измеритель выходного напряжения, блок сравнения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом измерителя выходного напряжения, и индикатор, последовательно включенные вторую приемную антенну, второй приемник, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, при этом к выходу фазового детектора последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя, снабжено вторым и третьим фазовращателями на 90°, вторым смесителем, вторым усилителем промежуточной частоты, вторым сумматором, шестым перемножителем, вторым узкополосным фильтром, амплитудным детектором и третьим ключом, причем ко второму выходу гетеродина последовательно подключены второй фазовращатель на 90°, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй усилитель промежуточной частоты, третий фазовращатель на 90°, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго приемника, второй узкополосный фильтр, амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход подключен ко второму входу первого перемножителя.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.2.

Устройство содержит последовательно включенные синхронизатор 13, передатчик 1 и передающую антенну 3, последовательно включенные первую приемную антенну 4, первый приемник 2, первый ключ 15, второй вход которого соединен со вторым выходом синхронизатора 13, первый перемножитель 21, первый узкополосный фильтр 22, амплитудный ограничитель 23, фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 18, первый фазовращатель 29 на 90°, четвертый перемножитель 30, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя 29 на 90°, масштабирующий перемножитель 32, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя 27, вычитатель 33, второй вход которого соединен с выходом третьего перемножителя 28, первый сумматор 34, второй вход которого через пятый перемножитель 31 соединен с выходом четвертого перемножителя 30, измеритель 6 выходного напряжения, блок 24 сравнения, второй ключ 25, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 выходного напряжения, и индикатор 26, последовательно включенные вторую приемную антенну 16, второй приемник 17, первый смеситель 19, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 18, и первый усилитель 20 промежуточной частоты, последовательно подключенные ко второму выходу гетеродина 18, второй фазовращатель 35 на 90°, второй смеситель 36, второй вход которого соединен с выходом второго приемника 17, второй усилитель 37 промежуточной частоты, третий фазовращатель 38 на 90°, второй сумматор 39, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 20 промежуточной частоты, шестой перемножитель 40, второй вход которого соединен с выходом второго приемника 17, второй узкополосный фильтр 41, амплитудный детектор 42 и третий ключ 43, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 39, а выход подключен ко второму входу первого перемножителя 21. При этом к выходу фазового детектора 5 последовательно подключены второй перемножитель 27, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 5, и третий перемножитель 28, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя 27.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Синхронизатор 13 формирует стабильные прямоугольные видеоимпульсы с известным периодом следования Т _сл и длительностью Т_и, которые периодически запускают передатчик 1. Последний формирует высокочастотный зондирующий сигнал с плоской поляризацией

u_с(t)=U _с cos( _сt+ _с), 0 t T_и,

где U_с , _с, _с, Т_и - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность зондирующего сигнала, который через передающую антенну 3 излучается в направлении трубопровода 8, находящегося под слоем грунта 7. В грунте 7 создается электромагнитное поле путем его электромагнитного зондирования вдоль трассы трубопровода 8. При достижении зондирующим сигналом 9 трубопровода 8 происходит его частичное отражение в сторону поверхности земли (точка А). Отраженный сигнал 10 улавливается приемными антеннами 4 и 16. При этом приемная антенна 4 восприимчива только к сигналу с правой круговой поляризацией, а приемная антенна 16 - только к сигналу с левой круговой поляризацией. На выходе приемников 2 и 17 образуются следующие сигналы:

u_п(t)=U _П cos[( _с± )t+ ₁];

u_Л (t)= U_Л cos[( _с± )t+ ₂], 0 t T_и,

где индексы «П» и «Л» относятся к сигналам с правой и левой круговой поляризацией;

± - нестабильность несущей частоты, обусловленная некогерентным отражением и другими дестабилизирующими факторами;

Сигнал u_П(t) с выхода приемника 2 через первый ключ 15 поступает на первый вход перемножителя 21. Чтобы измеряемая разность фаз соответствовала глубине h залегания трубопровода 8, перемножитель 21 стробируется по времени с помощью ключа 15, на управляющий вход которого поступают короткие прямоугольные видеоимпульсы с выхода блока 14 временной задержки. Временная задержка импульсов определяется глубиной h залегания трубопровода 8 в грунте 7. При изменении глубины меняется и время задержки.

Сигнал u_Л(t) с выхода приемника 17 поступает на первые входы смесителей 19 и 36, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 18 стабильной частоты _г:

u_Г1 (t)=U_Гcos( _Гt+ _Г),

u_Г2 (t)=U_Гcos( _Гt+ _Г+90°).

На выходах смесителей 19 и 36 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 20 и 37 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты

u_пр(t)=U_пр1cos[( _пр± )t+ _пр],

u_пр (t)=U_пр1cos[(( _пр± ))t+ _пр-90°], 0 t T_и,

где

K₁ - коэффициент передачи смесителя;

_пр= _с- _г - промежуточная частота;

_пр1= _с- _г.

Напряжение u _пр2(t) с выхода усилителя 37 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 38 на 90°, на входе которого образуется напряжение

u_пр3(t)=U _пр1cos[( _пр± )t+ _пр-90°+90°]=U _пр1cos[( _пр± )t+ _пр1].

Напряжения u _пр1(t) и u_пр3(t) поступают на два входа сумматора 39, на выходе которого образуется суммарное напряжение

u ₁(t)=U ₁cos[( _пр± )t+ _пр1], 0 t T_и,

где U ₁=2U_пр1.

Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 40, на второй вход которого подается сигнал u_Л(t) с выхода второго приемника 17. На выходе перемножителя 40 образуется напряжение

u₁₁(t)=U₁₁cos[( _Г± )t+ _Г], 0 t T_и,

где ;

К₂ - коэффициент передачи перемножителя.

Так как частота настройки _н узкополосного фильтра 41 выбирается равной частоте _г гетеродина 18 ( _н= _г), то напряжение u ₁₁(t) выделяется узкополосным фильтром 41, детектируется амплитудным детектором 42 и поступает на управляющий вход ключа 43, открывая его. В исходном состоянии ключи 15, 25 и 43 всегда закрыты.

При этом суммарное напряжение u ₁(t) с выхода сумматора 39 через открытый ключ 43 поступает на второй вход перемножителя 21. На выходе последнего образуется гармоническое напряжение

u₁ (t)=U₁cos( _Гt+ _Г+ ), 0 t T_и,

где ;

= ₂- ₁ - разность фаз между отраженными сигналами левой и правой круговой поляризации, которое выделяется узкополосным фильтром 22 и поступает на вход амплитудного ограничителя 23. На выходе последнего образуется напряжение

u ₂(t)=U_огрcos( _гt+ _г+ ), 0 t T_и,

где U_огр - порог ограничителя;

которое поступает на первый вход фазового детектора 5, на второй вход которого подается напряжение u_г1(t) гетеродина 18. На выходе последнего образуется постоянное напряжение

u_н ( )=U_нcos ,

где

К₃ - коэффициент передачи фазового детектора, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу .

Это напряжение поступает на два входа второго перемножителя 27, на выходе которого образуется напряжение

,

которое поступает на два входа третьего перемножителя 28. На выходе последнего образуется напряжение

.

Одновременно напряжение u_н ( ) с выхода фазового детектора 5 поступает на вход фазовращателя 29 на 90°, на выходе которого формируется напряжение

u₅( )=U_нcos( +90°)=-U_нsin ,

которое поступает на два входа четвертого перемножителя 30. На выходе последнего образуется напряжение

,

которое поступает на два входа пятого перемножителя 31. На выходе последнего образуется напряжение

.

Напряжения u₃( ) и u₆( ) поступают на два входа масштабированного перемножителя 32, масштабирующий коэффициент К_м которого выбирается равным 6 (К_м=6). На выходе масштабирующего перемножителя 32 формируется напряжение

.

Напряжение u₄( ) и u₈( ) поступают на два входа вычитателя 33, на выходе которого формируется напряжение

.

Напряжения u₇( ) и u₉( ) поступают на два входа сумматора 34, на выходе которого формируется напряжение

,

где , ₁=4 .

Это напряжение измеряется измерителем 6 выходного напряжения. В блоке 24 сравнения осуществляется сравнение измеренного значения выходного значения с эталонным значением

u _э( )=U_{э э},

где _э - неизменяемый фазовый сдвиг, получаемый при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода 8.

Сдвиг фаз _э определяется частотой зондирующего сигнала и электрическими параметрами грунта 7. Этот сдвиг фаз остается неизменным при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода 8, поскольку все определяющие его величины остаются постоянными. Поэтому в блоке 24 сравнения хранится эталонное значение выходного напряжения, соответствующего сдвигу фаз _э при зондировании грунта над неповрежденными участками трубопровода 8.

Если u₁₀ ( ) u₇( ), то в блоке 24 сравнения постоянное напряжение не формируется.

При зондировании грунта над поврежденным участком 11 трубопровода 8 (точка В) сигналы с правой и левой круговой поляризацией частично проходят по влажному слою 12 грунта 7, образованному при вытекании жидкости из контролируемого трубопровода 8.

При прохождении электромагнитной волны по влажному грунту, имеющему отличные от сухого грунта электрические параметры (большую проводимость и диэлектрическую проницаемость), изменяется фазовая скорость распространения волн.

Когда плоскополяризованная электромагнитная волна отражается от трубопровода, на который воздействует внешнее магнитное поле Земли, то она разделяется на две неизвестные составляющие, которые в общем случае имеют эллиптическую поляризацию с противоположными направлениями вращения вектора поляризации. На частотах дециметрового диапазона обе составляющие имеют круговую поляризацию.

Обе волны распространяются во влажном слое 12 грунта с различными скоростями, вследствие чего фазовые соотношения между этими волнами изменяются. Это явление обычно называется эффектом Фарадея, из-за которого отраженный сигнал испытывает вращение плоскости поляризации. Угол поворота плоскости поляризации, который определяется разной скорость распространения сигналов с правой и левой поляризацией по влажному слою грунта, находится из соотношения:

,

где ₁ и ₂ - фазовые запаздывания сигналов с правой (вращение плоскости поляризации по часовой стрелке) и левой (вращение плоскости поляризации против часовой стрелки) круговой поляризации соответственно.

Все это приводит к изменению сдвига фаз и значения выходного напряжения u ₁₀( ) сумматора 34.

При u₁₀( )>u₇( ) в блоке 24 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 25, открывая его. При этом выходное напряжение u₁₀( ) с выхода измерителя 6 выходного напряжения поступает через открытый ключ 25 на вход индикатора 26. При этом факт регистрации выходного напряжения u₁₀( ) фазового замера свидетельствует о наличии течи на данном участке трубопровода, а величина данного напряжения характеризует степень повреждения трубопровода 8.

Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема полезных сигналов по основному каналу на частоте с (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте _з

u_з(t)=U _зcos( _зt+ _з), 0 t Т_з,

то усилителями 20 и 37 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

u_пр1(t)=U_пр4cos( _прt+ _пр),

u_пр5 (t)=U_пр4cos( _прt+ _пр+90°), 0 t Т_З,

где ;

_пр= _Г- ₃ - промежуточная частота;

_пр4= _Г- _З.

Напряжение u _пр5(t) с выхода усилителя 37 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 38 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

u_пp6(t)=U _пр4cos( _прt+ _пр4+90°+90°)=-U _пр4cos( _прt+ _пр4), 0 t Т_З.

Напряжения u _пр4(t) и u_пр6(t), поступающие на два входа сумматора 39, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте _З, подавляется.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте _к1.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте _к2.

u_к2 (t)=U_к2cos( _к2t+ _к2), 0 t T_к2,

то усилителями 20 и 37 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

u_пр7(t)=U_пр7cos( _прt+ _пр7),

u_пр8 (t)=U_пр7cos( _прt+ _пр7+90°), 0 t Т_к2,

где

_пр= _к2-2 _г - промежуточная частота;

_пр7= _к2- _Г.

Напряжение u _пр8(t) с выхода усилителя 37 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 38 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

u_пр9(t)=U _пр7cos( _прt+ _пр7-90°+90°)=U _пр7cos( _прt+ _пр7), 0 t T_к2.

Напряжения u _пр7(t) и u_пр9(t) поступают на два входа сумматора 39, на выходе которого образуется суммарное напряжение

u ₂(t)=U ₂cos( _прt+ _пр7), 0 t Т_к2,

где U ₂=2U_пр7.

Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 40, на второй вход которого подается ложный сигнал (помеха) u_к2(1), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте _к2. На выходе перемножителя 40 образуется напряжение

u₁₂(t)=U ₁₂cos(2 _Гt+ _Г), 0 t T_к2,

где

которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 41, ключ 43 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте _к2, подавляется.

Применение предлагаемого способа облегчает нахождение с поверхности трассы подземного трубопровода, так как при отклонении в сторону от трассы будет зафиксировано отсутствие отраженного сигнала 10.

Кроме того, способ и устройство обеспечивают повышение точности и разрешающей способности по глубине при определении места течи в напорном трубопроводе, находящемся под слоем грунта. Это достигается за счет исключения отражений от поверхности воздух-грунт, использования поляризационной селекции и устранения неоднозначности фазовых измерений, что обеспечивается тем, что фазовые измерения осуществляются между сигналами с правой и левой круговой поляризацией, а не между зондирующим и отраженным сигналами. При этом фазовый сдвиг между отраженными сигналами с правой и левой круговой поляризацией измеряется на стабильной частоте _г гетеродина 18. Поэтому процесс измерения фазового сдвига инвариантен к нестабильности амплитуды и несущей частоты отраженного сигнала, возникающих при некогерентном отражении зондирующего сигнала от трубопровода и других дестабилизирующих факторах, что позволяет также повысить точность измерения фазового сдвига и, следовательно, точность определения места течи в напорном трубопроводе.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают также повышение чувствительности при измерении малых фазовых сдвигов, соответствующих малым утечкам из напорных трубопроводов, находящихся под слоем грунта. Это достигается за счет "усиления" малых фазовых сдвигов в соответствии с выражением:

cos ⁴ -6cos² ·sin² +sin⁴ =cos4 =cos ₁,

в четыре раза.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение помехоустойчивости и точности определения места течи в напорном трубопроводе, находящемся под слоем грунта. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам. Причем для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частот _З и по первому комбинационному каналу на частоте _к1 используется фазокомпенсационный метод, который реализуется "внешним кольцом", состоящим из смесителей 19 и 36, гетеродина 18, усилителей 20 и 37 промежуточной частоты, фазовращателей 35 и 38 на 90°, сумматора 39. Для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по второму комбинационному каналу на частоте _к2, используется метод узкополосной фильтрации, который реализуется "внутренним кольцом", состоящим из перемножителя 40, узкополосного фильтра 41, амплитудного детектора 42 и ключа 43.