Автоматизированный Мобильный Комплекс «Система Картографирования Акваторий и Трубопроводов» (АМК «СКАТ») разработан НПП «Форт XXI» для решения задачи обследования подводных переходов трубопроводов и акваторий.

Антенный блок ТИЭМ-2

 
Антенный блок ТИЭМ-2 в комплекте

Отличительные особенности:

• Усовершенствованному антенному блоку не требуется питание от аккумулятора, так как питание осуществляется через USB-порт компьютера.
• USB-порт компьютера при подключении антенного блока остается доступным для других устройств.
• Прибор защищен от переполюсовки по питанию; имеется гальваническая развязка с компьютером.
• Выходы антенного блока защищены от перегрузки и короткого замыкания.

Генератор ГТ-50 предназначен для работы в составе системы трассопоисковой судовой (СТПС). Он служит для подачи сигнала фиксированной частоты в обследуемую коммуникацию (трубопровод или кабель).

Генератор ГТ-75 предназначен для работы в составе системы трассопоисковой судовой (СТПС). Он служит для подачи сигнала фиксированной частоты в обследуемую коммуникацию (трубопровод или кабель).

ГТ-75 заменил предыдущую модель генератора ГТ-50. Основные отличия новой модели:

• Увеличение выходной мощности на 50%
• Новый, яркий и более информативный дисплей

Система трассопоисковая судовая СТПС состоит из трассоискателя ТИЭМ и генератора ГТ-75.

• Трассоискатель ТИЭМ предназначен для определения пространственного положения подводных трубопроводов и кабелей при измерениях, выполняемых с плавсредства.
• Генератор ГТ-75 требуется для возбуждения в трубопроводе тока определенной частоты и формирования таким образом электро-магнитного поля.

С.В.Дунчевская
НПП "Форт XXI"
Москва, 2006 г.

Часть 1 - Сухопутные трассоискатели без индикации глубины
Часть 2 - Сухопутные трассоискатели c индикацией глубины
Часть 3 - Судовые и подводные трассоискатели

Перечень трассоискателей, предназначенных для определения положения кабелей и трубопроводов под водой, весьма ограничен. Поскольку за рубежом проблема определения положения подводных трубопроводов и кабелей не стоит столь остро, как в России, специализированных приборов для этого зарубежные фирмы не производят.

Много лет предствляющая на российском рынке свое оборудование фирма Radiodetection пошла на встречу российском пользователям и дополнила свой трассоискатель RD4000 возможностью подключения к приемнику берегового трассоискателя выносной антенны, погружаемой в воду (возможность реализации данной опции должна обязательно оговариваться при заказе приемника). Для получения результата подводная антенна должна быть установлена непосредственно над осью обследуемой коммуникации, как правило, это выполняется водолазом или, на мелководных водоемах, дистанционно с лодки.

Трассоискатель АБРИС имеет отдельную подводную модификацию ТМП-5 (см. рис.).

В ее состав входит стандартный генератор ТГ-24, электронный блок приемника, подводная антенна и набор штанг общей длиной 6 м. По своим функциональным возможностям подводный вариант прибора полностью идентичен сухопутному варианту.

Фирма «Интершельф-СТМ», много лет занимающаяся обследованием подводных переходов, выпускает подводный трассоискатель, антенна которого так же на штанге опускается на дно водоема непосредственно над осью обследуемой коммуникации.

Все остальные модели подводных трассоискателей не имеют цифровой индикации глубины. С их помощью можно точно определить положение оси коммуникации. Для определения глубины ее заложения необходимо пользоваться методом «45°», что достаточно сложно в водоемах с плохой видимостью и при наличии течения и требует высокой квалификации водолаза.

Трассоискатель КОРД-П имеет приемный модуль, предназначенный для использования водолазом на глубинах до 30 м. Кроме трассирования коммуникации он способен определять места нарушения гидроизоляции, бесконтактного контроля распределения тока ЭХЗ на трубопроводах. Основные технические характеристики его генератора: мощность 40 Вт, частота 1000±10 Гц с диапазоном перестройки 100 Гц, сопротивление нагрузки 1-2000 Ом, напряжение питания 12В, масса 3.5 кг . Характеристики приемника: чувствительность не хуже 5 мкВ, рабочие частоты 50, 100, 1000 Гц, время непрерывной работы 18 час, масса 1.0 кг.

Трассоискатель ТПС-5 (НТФ «Гидромастер») работает по токам ЭХЗ или по сигналу генератора, входящего в состав берегового трассоискателя ТИР-5. Индикация уровня сигнала осуществляется четырьмя светодиодами, имеется возможность регулировки чувствительности. Его рабочая глубина до 50 м.

Трассоискателей, позволяющих определить положение подводной коммуникации с плавсредства, существует всего две модели. Это приборы ТИС-5 (НТФ «Гидромастер») и ТИЭМ (НПП «Форт-М»).

ТИС-5 имеет рабочие частоты 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, для работы с ним используется генератор из состава берегового трассоискателя ТИР-5. Для регистрации данных используется портативный компьютер, в качестве источника питания – аккумулятор 12 В, потребляемая мощность 20 Вт.

Внешний вид прибора показан на рисунке. В его состав входят электронный блок и антенный модуль, закрепляемый на штанге.

Заявленные производителем характеристики по точности определения глубины заложения обследуемых коммуникаций (±1% от глубины) на практике пользователями не подтверждаются. Результаты сравнительных измерений, выполненных с использованием ТИС-5 и ТИЭМ высылаются по запросу в НПП "Форт XXI".

Технические характеристики судового трассоискателя ТИЭМ в кратком изложении следующие: генератор ГТ-50 (правый рисунок) имеет мощность 50 Вт со ступенчатой регулировкой нагрузки, рабочую частоту 128 Гц, сила тока нагрузки до 5А; приемник (левый рисунок) имеет вес 0.4 кг, питание – от USB -порта компьютера, рабочая частота – любая в диапазоне 20-200 Гц с регулировкой ширины фильтра, управление работой осуществляется с помощью портативного компьютера, точность определения глубины ±2%+5см на глубине до 10 м и ±2%+10 см на глубине 10-30 м.

С.В.Дунчевская
НПП "Форт XXI"
Москва, 2006 г.

Часть 1 - Сухопутные трассоискатели без индикации глубины
Часть 2 - Сухопутные трассоискатели c индикацией глубины
Часть 3 - Судовые и подводные трассоискатели

На отечественном рынке в настоящее время представлено достаточно большое количество трассоискателей, предназначенных для определения планового и высотного положения различных коммуникаций (трубопроводов и кабелей).

Первую группу сухопутных трассоискателей составляют приборы, не имеющие цифровой индикации глубины залегания коммуникации. Такие приборы появились достаточно давно, основной их функцией всегда было определение планового положения кабелей. Большое количество давно используемых моделей (таких, как КИП-2Т, ПСП-2, ТКЛ, КИ-4П, ИП-7, ИМПИ, ИК-50, Тропа) предназначены для поиска силовых кабелей, находящихся на небольшой глубине. Рассмотрим трассоискатели Seba KTM Arrow (Seba KMT, Германия), М-501 (Tempo, США), 508-S (Tempo, США), ТИ-05-03(а) (Эрстед, Россия), Лидер 1010, 1011 (Россия), Успех КБИ-206, Успех АГ-208, Успех АТГ-209, 209М, 210 (Техно-АС, Россия), ПОИСК-210Д-2 (Связьприбор, Россия), Сталкер-2 (Радио-сервис, Россия), ТИР-5 (НТФ «Гидромастер», Россия), ТМ-3 (НПП «Форт XXI») .

Подавляющее большинство наиболее распространенных современных моделей имеют пассивный и активный режимы работы, из рассматриваемых моделей только пассивный режим имеют Лидер 1010 и Успех-КБИ-206, только активный режим – Сталкер-2, Tempo M-501 и Tempo 510-S. В пассивном режиме приемники трассоискателей обнаруживают коммуникации, имеющие сигнал промышленной частоты (50 Гц - ТИ-05-03, Успех, Поиск-210; 50-60 Гц - Seba KTM Arrow, ТМ-3), коммуникации, на которых действует система электрохимической защиты (100 Гц – Успех, Поиск, ТИР-5, ТМ-3), прочие коммуникации, имеющие наведенные сигналы радиочастотного диапазона (Seba KTM Arrow, Успех-АГ-208, Поиск-210).

В активном режиме трассоискатели определяют плановое положение коммуникаций, на которые подан сигнал от генератора, входящего в комплект прибора. Частоты генераторов значительно различаются (от 526 Гц в Сталкере-2 до 447.5 кГц в трассоискателях Tempo). Мощности генераторов у зарубежных моделей не превышают 1 Вт, у большинства отечественных генераторов мощности не превышают 10 Вт, исключение составляют ТИР-5 с генератором 50Вт и Сталкер-2, имеющий возможность регулировки выходной мощности от 8 до 75 Вт, что позволяет ему трассировать коммуникации на расстояниях до 10 км от генератора.

Все эти приборы позволяют определять плановое положение кабелей и трубопроводов с точностью 0.5-0.3 м на глубинах до 3-5 м (кроме трассоискателей Tempo, работающих на высокой частоте и определяющих коммуникации на глубинах до 1м). Глубину заложения коммуникаций с использованием этих трассоискателей можно определять, устанавливая антенну под углом 45° к вертикали и определяя положение максимумов (минимумов) с двух сторон от коммуникации.

Несмотря на отсутствие возможности непосредственного измерения глубины заложения коммуникаций, эти трассоискатели имеют большое количество различных возможностей, делающих более предпочтительными определенные модели для решения той или иной задачи.

Трассоискатель ТИ-05-03(а) имеет автоматическое согласование выхода генератора с линией, работает в активном и пассивном режимах, может использоваться для поиска обрывов кабелей.

	Лидер 1010 (верхний рисунок) – простой прибор, работает только в пассивном режиме.
	Лидер 1011 (средний и нижний рисунки) – работает в активном и пассивном режимах, имеет возможность определения мест обрыва и типовой набор функций.

Успех-КБК-206 (верхний рисунок) наиболее прост в использовании, работает только в пассивном режиме.

Успех-АГ-208 имеет возможность поиска обрыва провода, индуктивной подачи сигнала в коммуникацию, выбора кабеля в пучке. Успех-АТГ-209 (нижний рисунок), 210 имеют импульсный и непрерывный режимы работы генератора, 20 диапазонов фильтрации полезного сигнала приемника, есть модификации с одновременным использованием двух датчиков (электромагнитного и акустического) для одновременной трассировки и поиска повреждений кабельных линий и имеют функцию течеискателя. Одновременная работа двух измерителей на двух частотах.

Поиск-210Д имеет различные режимы работы генератора: НЧ-ВЧ, ВЧ-Пауза и ВЧ, режимы согласования с нагрузкой - автоматический и фиксированный, мощность генератора 2 Вт и 10 Вт, за счет использования специальных методов генерации и обработки сигнала его производители заявляют наибольшую точность определения глубины заложения коммуникаций – 0.2 м, Возможна одновременная работа двух измерителей на двух частотах для трассирования коммуникации и определения мест нарушения изоляции и обрывов.

Сталкер-2 работает только в активном режиме на трех частотах, имеет регулировку выходной мощности в пределах от 8 до 75 Вт (это самый мощный генератор в данной группе трассоискателей), имеет мини-датчик для отбора кабелей в пучке.

Малогабаритный трассоискатель ТМ-3 предназначен для трассирования труб, кабелей, обнаружения скрытой проводки под напряжением, определение глубины залегания кабелей и трубопроводов.

Глубина обнаружения коммуникаций – до 10м, рабочие частоты 100Гц и 128 Гц (при использовании генератора ГТ-50 ТИЭМ). Прибор имеет звуковую и визуальную индикацию (светодиодная шкала 10 уровней), контроль уровня заряда аккумулятора. Прибор отличается от прочих простых моделей широким диапазоном регистрируемого сигнала и размещением прибора в едином блоке без выносного электронного блока и, вследствие этого, компактностью (длина 400 мм). Время непрерывной работы 8 час.

Таблица сравнительных характеристик описанных трассоискателей приведена ниже.

(Продолжение следует...)

С.В.Дунчевская
НПП "Форт XXI"
Москва, 2006 г.

Часть 1 - Сухопутные трассоискатели без индикации глубины
Часть 2 - Сухопутные трассоискатели c индикацией глубины
Часть 3 - Судовые и подводные трассоискатели

Вторую группу наземных трассоискателей составляют приборы, имеющие возможность вычисления и индикации глубины заложения обследуемых коммуникаций и набор опций, значительно расширяющих их возможности. Поскольку число таких приборов, в настоящее время представленных на отечественном рынке, ограничено, мы можем рассмотреть практически все модели. Наиболее известны российским специалистам приборы серии FM9800 (Seba KTM - Германия, Metrotech - США), серии RD4000 (Radiodetection , Великобритания) и единственный отечественный трассоискатель АБРИС (АКА-Гео, ЗАО «Сфинкс») с цифровой индикацией глубины. Менее известны, но так же используемы другие трассоискатели зарубежных производителей: Fisher TW-770 (Fisher (США)), Magna-Track 100/101/102 ( С ST Corporation (США)), кабельный локатор BLL-200 (Tempo (США)), ZCSCAT-33 (C-SCOPE (Англия)), Dynatel серии 2200 (Корпорация 3М).

Недавно в России появились достаточно простые трассоискатели Magna-Track 100/101/102 с глубиной локации до 4.5 м. Они имеют очень легкий (1.4 кг) приемник с простыми опциями управления.

Также недавно представлены в России кабельные локаторы TempoBLL-200, работающие в активном и пассивном режимах с глубиной локации до 4.5 м

		Почти 10 лет не измененяются технические характеристики трассоискателя Fisher TW-770, работающего только в активном режиме (82 кГц).
Глубиной локации достигает 5 м (точностью 8%). Основное его достоинство – надежность, простота, влагозащищенные корпуса приемника и генератора.

		Трассоискатели ZCSCAT-33 и ZCSCATXD-33 обладают стандартным набором возможностей.
Глубина локации достигает всего 3 м при работе с генератором и на частотах 50-60 Гц и 2 м при работе в пассивном режиме на радиочастотах. Заявляемая производителем точность определения глубины составляет 10%. Модель ZCSCATXD-33 отличается наличием возможности определения силы тока в коммуникации.

	Достаточно широко представлены в Росси трассоискатели фирмы Seba KTM. Наиболее простым из них является Easyloc. Он также обладает стандартным набором возможностей, глубина локации достигает 3 м, но при этом вес приемника равен 3 кг.

Более современными трассоискателями Seba KTM являются модели серии FM9800. Те же модели выпускает и фирма Metrotech . Модели FM9860 и FM9890 отличаются наличием у FM9890 третьей рабочей частоты генератора (982 кГц).

Остальные характеристики данных моделей одинаковы: генераторы имеют мощность 3 Вт, глубина локации составляет 6 м с точностью ±5%+5cм; одновременно с глубиной залегания кабеля возможно определение тока, проходящего по коммуникации; автоматическое, плавное согласование генератора; регулировка усиления сигнала полностью автоматически и непрерывная; автоматическое обнаружение и установка оптимальной поисковой частоты; информация от омметра о подсоединениях.

Следующей моделью трассоискателей Seba KTM является Ferrolux (антенный модуль и приемо-индикатор FLE10/FS10, генератор FLG 10 или FLG 50, возможно также использование генератора FM 9890-S (982 / 9820 Гц). Существенным отличием от предыдущих моделей является наличие звуковой частоты, что позволяет значительно увеличить дальность и точность трассирования. Прибор работает в активном и пассивном режимах (пассивный: 50-60, 100-200 Гц; активный: 491 Гц, 982 Гц, 9.92 кГц). Особенностью генераторов FLG10 или FLG50, отличающихся максимальной выходной мощностью (10Вт и 50Вт), является одновременное излучение сигнала на всех рабочих частотах, автоматическое согласование полного сопротивления, возможность измерения сопротивления шлейфа, тока, напряжения, угол фазы сигнала.

Приемники FLE10/FS10 позволяют определять глубину заложения трассы до 5 м и направление тока в трассе. Дополнительные опции позволяют производить выбор кабеля и определить место утончения или повреждения оболочки кабеля. Особенностями приемников FLE10/FS10 является возможность определения глубины трассы по запатентованному методу SignalSelect, заметно расширяющему надежность и эффективность в определении местоположения трассы. Этот метод позволяет работать в таких местах, где различные трассы расположены параллельно и на близких расстояниях. Генератор FLG 10 генерирует сигнал звуковой частоты со специальным кодированием, которое подается в трассу, используя прямое или индуктивное подсоединение. Приемник FLE10/FS10 выделяет этот сигнал над трассой и определяет ее положение. Кроме этого используется метод SuperMax . Метод поиска по минимуму или максимуму сигнала, применяемый в обычных трассоскателях, может давать достаточно грубые результаты.

Метод "максимум" имеет очень хороший прием над трассой, но и также достаточно большой диапазон поиска. Метод минимума позволяет достаточно точно определить положение трассы, но имеет очень сильный сигнал с права и слева.

Благодаря специальной связи в использовании традиционных методов максимума и минимума в новой системе Ferrolux FLE 10 реализовано новое решение поиска по методу максимума, при этом пользователь может достаточно точно определить положение трассы, не имея при этом вредного сигнала рядом с трассой.

Следующей фирмой, представляющей для отечественных пользователей семейство трассоискателей, является Radiodetection. Наиболее простым, представляемым ей трассоискателем, является C. A. T3+ Genny3+.

Функция AvoidanceScan™ позволяет одновременно работать на всех диапазонах частот, что облегчает и сокращает время поиска различного рода коммуникаций в зоне поиска. Функция StrikeAlert™ предупредит пользователя о неглубоко залегающих электрокабелях находящихся в зоне поиска.

Генератор имеет два режима подачи сигнала на коммуникацию импульсный и непрерывный при мощности 0.1 Вт. Звуковой сигнал индивидуального тона позволяет определять диапазон обнаруженных частот - электро, радио или генератора. Подсветка дисплея включается и выключается автоматически в зависимости от условий освещённости. Запатентованный метод обработки сигнала позволяет снизить уровень нежелательных электромагнитных сигналов. С помощью приёмника C. A. T3 возможно работать на участках переполненных подземными кабелями и под ЛЭП.

Трассопоисковой системой с наибольшим количеством возможностей является серия RD4000 фирмы Radiodetection. В настоящее время возможно формирование трассопоиского комплекта из трех различных моделей приемников и генераторов. Их сравнительные характеристики приведены в следующих таблицах.

Приемники серии 4000 отличаются установленными в них рабочими частотами, наличием опций определения направления и силы тока, возможностью подключения А-рамки и антенны для поиска маркеров. Впервые реализована возможность активации опций, загрузки рабочих частот и т.д. и использованием программного обеспечения. Приемники также снабжёны портом RS232 для передачи данных на компьютер.

Внешний вид приемников и генераторов показан ниже:

Приемники RD4000	Генератор RD4000Т3(А)	Генератор RD4000Т10
Генератор RD400 PTX3	Генератор RD4000PCM	Приемник RD4000PCM

Различные модели генераторов отличаются набором рабочих частот, реализацией возможности определения направления тока и возможности поиска повреждений изоляции на низких частотах.

Использование локатора RD4000PDL позволяет использовать режим CD(Current Direction) для идентификации нужного кабеля среди множества других, пролегающих рядом.

Наибольшее количество возможностей реализовано в системе определения глубины залегания и для оценки коррозионного состояния изоляционного покрытия подземных трубопроводов и анализа эффективности работы станций катодной защиты RD4000 PCM. Система состоит из генератора PCM: выходная мощность 150 Вт позволяет работать на удалении до 32 км от точки подсоединения к трубопроводу и высокочувствительного приёмника-локатора PCM с магнитометром (для поиска низкочастотного сигнала передаваемого генератором) и встроенной в него памятью (на выбор 100 или 399 точек) для записи результатов измерений - глубин, силы и направления тока и т. д. Приемник также снабжён портом RS232 для передачи данных на компьютер и соединения с GPS приёмниками.

Система РСМ была разработана таким образом, чтобы избежать недостатков, присущих существующим методам и в данный момент предоставляет возможность при обследовании трубопроводов пользоваться прибором, который может одинаково эффективно работать при любых погодных условиях и любых типах почв. Сигнал сверхнизкой частоты (4 Гц), близкий по своим характеристикам к сигналу постоянного тока, используется для того, чтобы максимально точно, насколько это возможно, сымитировать ток катодной защиты. Использование такой частоты позволяет избежать естественного затухания сигнала, т.е. потерь сигнала, которые происходят вследствие емкостной составляющей, поэтому, практически все потери сигнала происходят из-за повреждений изоляции или электрического контакта с другими металлическими структурами.

Существующие в настоящее время локаторы не могут улавливать такую низкую частоту, поэтому, локатор системы РСМ используется совместно с высокоточным многофункциональным магнитометром, который определяет и измеряет переменное электромагнитное поле в 4 Гц. Передовая технология обработки сигнала фильтрует и усиливает сигнал таким образом, что посредством нажатия одной-единственной кнопки могут быть измерены величина и направление тока сверхнизкой частоты.

Функции целочисленной регистрации данных позволяют сохранить эти данные таким образом, что они могут быть выведены в виде зависимости потери тока относительно расстояния.

Следующим семейством многофункциональных трассоискателей являются приборы Dynatel серии 2200 производства корпорации 3М. Сравнительные характеристики трех используемых сейчас моделей представлены в таблице .

Трассоискатели Dynatel 2250 и 2273 являются единственными моделями, в которых производители заявляю глубину обнаружения трассы 9.75 м (максимальная глубина, заявляемая другими производителями, составляет 6 м).

Максимальные возможности генераторов достаточно широки: до четырех активные выбираемых частот, встроенный вольтметр/омметр, индикатор наличия постороннего напряжения в кабеле, регулировка выходной мощности, автоматическая проверка заземления, одновременная генерация нескольких частот, поиск повреждений шлангов и оболочек кабелей, поиск повреждений в подвесных кабелях. Возможности приемников также обширны: поиск по максимуму, широкому максимуму, по нулю, инверсионному нулю и по разности сигналов, измерение силы тока генератора в кабеле в относительных единицах и мА.

Отечественный трассоискатель АБРИС уступает по набору возможностей наиболее сложным приборам серий Seba KTM, RD4000, Dynatel 2200, но достаточно широко используется в России в силу простоты, надежности и доступности по цене.

Возможные комплектации проборов отличаются только генераторами (ТГ-8 мощностью 8 Вт и ТГ-24 мощностью 24 Вт), приемник используется один – ТМ-5. Возможности комплекта – измерение глубины коммуникации (до 6 м), измерение тока, указание направления отклонения. Таблица поддерживаемых измерений и режимов приведена ниже.

Таблица поддерживаемых измерений и режимов трассоискателя АБРИС

Сервисные функции: выбор рабочей частоты; выбор метода «максимума» или «минимума» для определения положения оси коммуникации, изменение чувствительности индикатора для регулировки избирательности, постоянный и импульсный режимы работы генератора. Дополнительная функция, в явном виде отсутствующая в приборах зарубежных производителей - переключение режимов работы между работой в поле (одна антенна) и городом (дифференциальное включение).

Таблица сравнительных характеристик трассоискателей с цифровой индикацией глубины приводится ниже.

Таким образом, в настоящий момент имеется весьма широкий выбор трассоискателей, отличающихся по сложности, набору реализуемых возможностей, требованиям к квалификации пользователей и стоимости. Из этого разнообразия можно выбрать прибор для решения конкретной задачи в соответствии с ее особенностями и с возможностями пользователей.

(Продолжение следует...)