Таким чином при виконанні всіх вимог до встановлення пристрою відносно вигинів газопроводу, віддалі між паралельними газопроводами, відстані до ліній електропередач та використанні градуювальної системи з точністю відтворення напруженості магнітного поля 0.1% методична похибка вимірювання струму в підземному газопроводі становитиме:

. (3.8)

Отже загальна відносна методична похибка не перевищує величини 0.2%.

При визначенні струму в підземному газопроводі в результатах вимірювання присутні як методичні, так і інструментальні похибки.

3.2 Інструментальні похибки визначення струму в підземному газопроводі

Для визначення струму в газопроводі використовуються результати вимірювання напруженості магнітного поля, тому однією з інструментальних похибок є похибка вимірювання напруженості магнітного поля кожним з чотирьох вимірювальних каналів. Крім цієї похибки виникає ще декілька інструментальних похибок, які пов’язані із місцем вимірювання напруженості, нестабільністю напруженості магнітного поля в часі, різною орієнтаційною характеристикою приймальних котушок.

Попередня оцінка похибок пристрою здійснюється на основі аналізу факторів, що впливають на передаточні функції компонентів пристрою. Точне визначення похибок проводиться експериментально, на основі прямих вимірювань відтвореної зразкової міри [17,18,19].

3.2.1 Градуювання вимірювальних каналів пристрою

Для зменшення систематичних скалдових похибки визначення напруженості магнітного поля кожного з вимірювальних каналів їх необхідно проградуювати за допомогою порівняння із мірою магнітного поля. Для створення однорідного магнітного поля використовуються кільця Гельмгольца. Створивши однорідне магнітне поле здійснюється градуювання кожного з вимірювальних каналів пристрою. При цьому ставиться за мету максимально компенсувати систематичні складові інструментальних похибок вимірювальних каналів пристрою.

З метою досягнення максимальної точності пристрій градуюються на трьох робочій частоті для п’яти напруженостей магнітного поля 0, 0.05, 0.1, 0.5, 1 А/м.

1 - кільця Гелмгольца; 2 - розроблений пристрій, G- генератор сигналів, ПП_підсилюючий пристрій.

Рисунок 3.5 - Схема градуювальної системи

Використовуючи описану градуювальну систему було визначено відповідність між ЕРС і напруженістю магнітного поля, на основі чого визначено коефіцієнти відповідності між виміряними значеннями ЕРС в котушках і напруженістю магнітного поля кожного з каналу.

3.2.2 Аналіз впливу сторонніх факторів на похибку визначення струму в підземному газопроводі.

Оскільки в підземному газопроводі наводяться і концентруються різні типи електромагнітного випромінювання, то поряд із струмами досліджуваного джерела струму в газопроводі присутні і струми джерел завад. Ці завади вимірюються пристроєм разом із струмом досліджуваного джерела. При цьому внаслідок почергового переключення вимірювальних каналів до АЦП можуть виникати похибки вимірювання.

Для аналізу впливу таких факторів в якості джерела струму використано поєднання імпульсного, синусоїдального генераторів і генератора шуму. Таким чином було отримано сигнал, схожий з тим, який було отримано при вимірюванні струму в підземному газопроводі.

Провівши дослідження аналогічні тим які були проведені при відсутності сторонніх завад в сигналі генератора було визначено вплив сторонніх завад на похибку визначення струму в підземному газопроводі. Значний вплив на результати вимірювання струму в підземному газопроводі мають струми нестаціонарних джерел живлення. Наявність таких струмів може на порядок збільшити похибку вимірювання струму.

4 Економічна частина

4.1 Оглядова характеристика пристрою

В даному проекті розглядається пристрій для безконтактного вимірювання змінного струму в магістральному газопроводі.

Проблема контролю стану ізоляції значної кількості підземних газопроводів, які знаходяться в даний час в експлуатації на території України є досить актуальною. Підземні металеві трубопроводи — найбільш металоємні конструкції, що морально не старіють довгий час. Ритмічна робота всіх галузей промисловості безпосередньо пов’язана з ритмічністю роботи трубопроводів. Тому підтримка роботоздатності трубопроводів — важливе завдання в економіці країни.

Одним з основних видів руйнування трубопровідних систем є підземна корозія. Корозійне руйнування веде не тільки до втрати металу на пошкодженій ділянці, до затрат на ремонтно-відновні роботи, до втрати продукту, що транспортується по трубопроводі, але й до значних втрат, пов’язаних з перебоями в постачанні підприємств газом, нафтою. Крім того корозійні пошкодження породжують екологічні проблеми.

Засоби електрохімічного захисту, які застосовується на діючих трубопроводах не забезпечують належного захисту, особливо у випадку відшарування покриття від трубопроводу, при великих площах доступу грунтового електроліту і малій площі проходження захисного струму. Окрім того застосування станцій катодного захисту на пошкоджених ділянках трубопроводу призводить до значної втрати електроенергії, що неприпустимо в даний час. Тому заходи по підтримці суцільності ізоляційного покриття не тільки запобігають руйнуванню трубопроводів, але й економлять кошти на проведенні електрохімічного захисту.

Промисловістю України серійно не випускаються прилади для проведення робіт по безконтактному контролю стану діючих підземних газопроводів. Тому відповідні служби газотранспортних організацій України або використовують наявні в них засоби контролю, які були ще ними придбані до 1991 року, або закуповують необхідні засоби за кордоном, або запрошують для проведення таких робіт на договірних умовах спеціалізовані фірми, або просто не проводять таких робіт взагалі, покладаючись на станції катодного захисту.

Таблиця 4.1 – Показники техніко-економічного рівня пристрою

Показники | Запропонований пристрій

1. Приведена похибка | 8%

2. Маса | 6 кг

3. Частота вимірювань | 1 хв.

4. Достовірність результатів | 0,9

4.2 Розрахунок капіталовкладень на розробку запропонованого пристрою і планування робіт по його впровадженню

Капітальні витрати знайдемо за формулою:

, (4.1)

де К – капіталовкладення на створення і впровадження нового приладу;

Впр – коштовна вартість приладів;

ВМ – затрати на монтаж нового приладу.

Коштовна вартість приладів і обладнання визначається за відпускними цінами заводу-виробника з врахуванням транспортних і складських витрат:

, (4.2)

де Цп – ціна підприємства на прилад,

ап – кількість приладів,

Р – кількість груп приладів,

Зтр – транспортні витрати,

Зскл – складські витрати.

Транспортні витрати по доставці обладнання обчислюємо:

, (4.3)

Складські витрати обчислюємо за формулою:

, (4.4)

Таблиця 4.2 – Розрахунок вартості деталей

Назва