RU2677342C1 - Device for providing information about pipeline and method for installation thereof - Google Patents
Device for providing information about pipeline and method for installation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677342C1 RU2677342C1 RU2017141209A RU2017141209A RU2677342C1 RU 2677342 C1 RU2677342 C1 RU 2677342C1 RU 2017141209 A RU2017141209 A RU 2017141209A RU 2017141209 A RU2017141209 A RU 2017141209A RU 2677342 C1 RU2677342 C1 RU 2677342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- tag
- distance
- information
- thermoelectric generator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
- F16L1/024—Laying or reclaiming pipes on land, e.g. above the ground
- F16L1/06—Accessories therefor, e.g. anchors
- F16L1/11—Accessories therefor, e.g. anchors for the detection or protection of pipes in the ground
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V15/00—Tags attached to, or associated with, an object, in order to enable detection of the object
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к устройствам для предоставления информации о трубопроводе, температура внешней поверхности которого отличается от температуры среды, окружающей указанный трубопровод.The present invention relates to devices for providing information about the pipeline, the temperature of the outer surface of which is different from the temperature of the environment surrounding the specified pipeline.
Уровень техникиState of the art
Получение информации о трубопроводах становится актуальной задачей, так как трубопроводы часто проходят не строго по прямой линии, а имеют отклонения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Как правило, трубопроводы размещают под землёй, и в настоящее время для получения информации о трубопроводах, расположенных под землёй, используют картографический метод, однако чертежи не всегда точны, а конкретные места трубопровода по ним сложно найти. Также используют наружные опознавательные знаки, однако они недолговечны и могут быть повреждены вандалами. Кроме того, там, где осуществление привязок к наземным объектам не обеспечивает достаточного уровня точности, также используют радиочастотные метки, которые располагают на трубопроводе или на небольшом расстоянии над ним. Такая система обеспечивает привязку к местам трубопровода в тех местах, где осуществление привязок к наземным объектам не обеспечивает достаточного уровня точности. Для идентификации данной метки обычно используют стандартные считывающие устройства, предназначенные для идентификации меток, а также для считывания информации метки и записи информации на метку.Obtaining information about pipelines becomes an urgent task, since pipelines often pass not strictly in a straight line, but have deviations in the horizontal and vertical planes. As a rule, pipelines are placed underground, and at present, the cartographic method is used to obtain information about pipelines located underground, however, the drawings are not always accurate and it is difficult to find specific places of the pipeline through them. External identification marks are also used, however they are short-lived and can be damaged by vandals. In addition, where the binding to ground objects does not provide a sufficient level of accuracy, radio frequency tags are also used, which are located on the pipeline or at a small distance above it. Such a system provides snapping to places of the pipeline in those places where the implementation of snapping to ground objects does not provide a sufficient level of accuracy. To identify this tag, standard readers are usually used to identify tags, as well as to read tag information and write information to the tag.
Из документа US 20070057769 A1 известна система для обнаружения трубопроводов. В данном решении радиочастотную (RFID) метку связывают с трубопроводом под землёй, например, прикрепляют в местах соединения труб или к самой трубе. Впоследствии трубопровод можно обнаружить посредством опрашивания радиочастотной метки подходящим считывающим устройством, расположенным над землёй.A system for detecting pipelines is known from US 20070057769 A1. In this solution, a radio frequency (RFID) tag is connected to the pipeline underground, for example, attached at the pipe junctions or to the pipe itself. Subsequently, the pipeline can be detected by interrogating the RF tag with a suitable reader located above the ground.
В связи с тем, что радиочастотная метка в данном решении приводится в действие за счёт сигнала, принимаемого от считывающего устройства, глубина идентификации радиочастотной метки ограничена радиусом действия считывающего устройства. В настоящее время глубина идентификации радиочастотных меток достигает 2,5 метров. При этом некоторые трубопроводы залегают на глубинах от 5 метров и более.Due to the fact that the RF tag in this solution is driven by a signal received from the reader, the identification depth of the RF tag is limited by the radius of the reader. Currently, the depth of identification of RF tags reaches 2.5 meters. However, some pipelines occur at depths of 5 meters or more.
Таким образом, существует необходимость в создании устройство для предоставления информации о трубопроводах, которое обеспечивает возможность предоставления информации о трубопроводах, место расположения которых от места возможного расположения считывающих устройств больше, чем в известных решениях.Thus, there is a need to create a device for providing information about pipelines, which provides the ability to provide information about pipelines, the location of which from the location of the possible location of the reading devices is greater than in known solutions.
Кроме того, стандартные радиочастотные метки имеют относительно небольшой объём хранимой на них информации, вследствие чего не всегда обеспечена возможность хранения в радиочастотной метке всей необходимой информации, относящейся к трубопроводу. В связи с этим также существует необходимость повышения объёма информации, хранимой в радиочастотной метке.In addition, standard RFID tags have a relatively small amount of information stored on them, as a result of which it is not always possible to store all the necessary information related to the pipeline in the RFID tag. In this regard, there is also a need to increase the amount of information stored in the RF tag.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Указанная проблема решена посредством устройства для предоставления информации о по меньшей мере одном трубопроводе, температура внешней поверхности которого при его эксплуатации отличается от температуры среды, окружающей указанный по меньшей мере один трубопровод. Устройство содержит по меньшей мере одну радиочастотную метку, предназначенную для расположения на по меньшей мере одном трубопроводе или на расстоянии от него, а также соединенный по меньшей мере с одной радиочастотной меткой по меньшей мере один термоэлектрический генератор, предназначенный для расположения на по меньшей мере одном трубопроводе или на расстоянии от него, так что обеспечена возможность подачи энергии на соединенную с ним по меньшей мере одну радиочастотную метку. This problem is solved by means of a device for providing information about at least one pipeline, the temperature of the outer surface of which during its operation differs from the temperature of the medium surrounding the specified at least one pipeline. The device comprises at least one radio-frequency tag, designed to be located on at least one pipeline or at a distance from it, and also connected with at least one radio-frequency tag, at least one thermoelectric generator, designed to be located on at least one pipeline or at a distance from it, so that it is possible to supply energy to at least one radio frequency tag connected to it.
Техническим результатом данного решения является увеличение расстояния, на котором можно получить информацию о по меньшей мере одном трубопроводе, за счёт того, что радиочастотная метка в данном устройстве имеет свой источник питания в виде термоэлектрического генератора.The technical result of this solution is to increase the distance at which information about at least one pipeline can be obtained due to the fact that the RF tag in this device has its own power source in the form of a thermoelectric generator.
Кроме того, технический результат также заключается в увеличении объёма информации, хранимой на радиочастотной метке, благодаря наличию термоэлектрического генератора, так как питание радиочастотной метки обеспечивает возможность хранения на данной радиочастотной метке большего объёма информации, чем на радиочастотной метке, не имеющей источника питания, такого как, например, термоэлектрический генератор.In addition, the technical result also consists in increasing the amount of information stored on the RF tag due to the presence of a thermoelectric generator, since the power of the RF tag provides the ability to store more information on this RF tag than on a RF tag that does not have a power source, such as For example, a thermoelectric generator.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения термоэлектрический генератор представляет собой элемент Пельтье.According to one embodiment of the present invention, the thermoelectric generator is a Peltier element.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения устройство применяют для по меньшей мере одного трубопровода, имеющего подземное расположение.According to another embodiment of the present invention, the device is used for at least one pipeline having an underground location.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения устройство применяют для предоставления информации о по меньшей мере одном трубопроводе, расположенном на глубине до 10 м под землёй. According to another embodiment of the present invention, the device is used to provide information about at least one pipeline located at a depth of 10 m underground.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения устройство применяют для по меньшей мере одного трубопровода, выполненного из неметаллического материала.According to another embodiment of the present invention, the device is used for at least one pipe made of non-metallic material.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения устройство применяют для по меньшей мере одного трубопровода, выполненного из пластикового материала.According to another embodiment of the present invention, the device is used for at least one conduit made of plastic material.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна радиочастотная метка расположена на по меньшей мере одном трубопроводе, а по меньшей мере один термоэлектрический генератор расположен на расстоянии от 0,01 м до 0,5 м от по меньшей мере одного трубопровода.According to another embodiment of the present invention, at least one RF tag is located on at least one pipeline, and at least one thermoelectric generator is located at a distance of from 0.01 m to 0.5 m from at least one pipeline.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна радиочастотная метка расположена на расстоянии от 0,01 м до 1,0 м от по меньшей мере одного трубопровода, а по меньшей мере один термоэлектрический генератор расположен на по меньшей мере одном трубопроводе.According to another embodiment of the present invention, at least one RF tag is located at a distance of from 0.01 m to 1.0 m from at least one conduit, and at least one thermoelectric generator is located at least at one conduit.
Согласно ещё одному варианту реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна радиочастотная метка расположена на расстоянии от 0,01 м до 1,0 м от по меньшей мере одного трубопровода, а по меньшей мере один термоэлектрический генератор расположен на расстоянии от 0,01 м до 0,5 м от меньшей мере одного трубопровода.According to another embodiment of the present invention, at least one RF tag is located at a distance of from 0.01 m to 1.0 m from at least one pipeline, and at least one thermoelectric generator is located at a distance of from 0.01 m to 0 5 m from at least one pipeline.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предложен способ установки устройства предоставления информации о по меньшей мере одном трубопроводе согласно предыдущему аспекту настоящего изобретения, включающий обеспечение наличия устройства для предоставления информации согласно предыдущему аспекту настоящего изобретения; расположение по меньшей мере одной радиочастотной метки указанного устройства для предоставления информации на по меньшей мере одном трубопроводе или на расстоянии от него; и расположение по меньшей мере одного термоэлектрического генератора, соединенного по меньшей мере с одной радиочастотной меткой, на по меньшей мере одном трубопроводе или на расстоянии от него с обеспечением возможности подачи энергии на соединенную с ним по меньшей мере одну радиочастотную метку.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of installing an apparatus for providing information about at least one pipeline according to a previous aspect of the present invention, comprising: providing a device for providing information according to a previous aspect of the present invention; the location of at least one RF tag of the specified device to provide information on at least one pipeline or at a distance from it; and the location of at least one thermoelectric generator connected to at least one radio frequency tag, at least one pipeline or at a distance from it, with the possibility of supplying energy to the connected at least one radio frequency tag.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения согласно способу расположение по меньшей мере одной радиочастотной метки и по меньшей мере одного термоэлектрического генератора осуществляют во время ремонта указанного по меньшей мере одного трубопровода. According to one embodiment of the present invention, according to the method, the arrangement of the at least one radio frequency tag and the at least one thermoelectric generator is carried out during the repair of said at least one pipeline.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Варианты настоящего изобретения описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1A-1B показаны, соответственно, вид сбоку и вид сверху устройства для предоставления информации, установленного на трубопроводе,in FIG. 1A-1B show, respectively, a side view and a top view of a device for providing information mounted on a pipeline,
на фиг. 2 проиллюстрировано взаимодействие устройства для предоставления информации, показанного на фиг. 1A-1B, со считывающим устройством.in FIG. 2 illustrates the interaction of the device for providing the information shown in FIG. 1A-1B, with a reader.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
В материалах настоящей заявки под термином «предоставлении информации о трубопроводе (трубопроводах)» понимается по меньшей мере одно из следующего: обнаружение местонахождения, или локализация, трубопровода или трубопроводов, распознавание трубопровода или трубопроводов, включая определение идентификационных номеров, а также считывание информации, относящейся к трубопроводу или трубопроводам, с соответствующей радиочастотной метки или соответствующих радиочастотных меток. Считываемая информация может, например, содержать информацию о материале трубопровода или трубопроводов, объёмном расходе в трубопроводе и о продукте, транспортируемом в трубопроводе. При использовании терминов «радиочастотная метка», «термоэлектрический генератор», «трубопровод» подразумевается как возможность использования одной радиочастотной метки, одного термоэлектрического генератора и одного трубопровода, соответственно, так и возможность использование множества каждого из них. In the materials of this application, the term "providing information about the pipeline (s)" means at least one of the following: the location, or location, of the pipeline or pipelines, the recognition of the pipeline or pipelines, including the identification of identification numbers, as well as the reading of information related to a pipeline or pipelines with a corresponding RF tag or corresponding RF tags. The information to be read may, for example, contain information about the material of the pipeline or pipelines, the volumetric flow rate in the pipeline and the product transported in the pipeline. When using the terms “radio frequency tag”, “thermoelectric generator”, “pipeline”, it means both the possibility of using one radio frequency tag, one thermoelectric generator and one pipeline, respectively, and the possibility of using many of each of them.
На фиг. 1A-1B показано устройство для предоставления информации о трубопроводе 3, расположенном под землёй, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. Указанное устройство применяется для трубопровода, температура внешней поверхности которого отличается от температуры среды, окружающей этот трубопровод, для обеспечения наличия разницы температур между поверхностью трубопровода и окружающей трубопровод средой. Это может быть достигнуто, например, благодаря тому, что в трубопроводе транспортируют вещества, например, воду, газ, нефтепродукты и т.п., температура которых отличается от температуры, окружающей трубопровод среды. In FIG. 1A-1B illustrate an apparatus for providing information about a
Необходимо отметить, что предлагаемое устройство может быть использовано не только для трубопроводов, имеющих подземное расположение, но и любых трубопроводов, расположенных в других средах необязательно под землей, например, для наземных или надземных трубопроводов, расположенных в воздушной среде. Кроме того, устройство для предоставления информации в данном варианте реализации используется для предоставления информации о трубопроводе, выполненном частично или полностью из неметаллических материалов, например, пластикового трубопровода, однако, в других вариантах реализации предлагаемое устройства может быть также использовано для трубопроводов, выполненных частично или полностью из металлических материалов, например, стали, чугуна, цветных металлов.It should be noted that the proposed device can be used not only for pipelines having an underground location, but also for any pipelines located in other environments, optionally underground, for example, for above-ground or above-ground pipelines located in the air. In addition, the device for providing information in this embodiment is used to provide information about a pipeline made partially or completely from non-metallic materials, for example, a plastic pipeline, however, in other embodiments, the proposed device can also be used for pipelines made partially or completely from metallic materials, such as steel, cast iron, non-ferrous metals.
Устройство для предоставления информации согласно варианту реализации по фиг. 1A-1B содержит радиочастотную метку 1, расположенную на трубопроводе 3, например, прикреплённую к нему механическими средствами. Радиочастотная метка 1 может представлять собой известную в уровне техники радиочастотную метку. В общем случае такие радиочастотные метки содержат интегральную схему для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного сигнала и др., а также антенну для приёма и передачи сигнала. Однако в данном устройстве для предоставления информации могут быть использованы и другие подходящие радиочастотные метки. В других вариантах реализации радиочастотная метка может быть прикреплена к трубопроводу другими подходящими средствами, например, посредством приклеивания. Кроме того, в других вариантах реализации радиочастотная метка может быть расположена на некотором расстоянии от трубопровода, например, на расстоянии от 0,01 м до 1 м от трубопровода при расположении над ним, под ним или сбоку от него. Необходимо отметить, что независимо от того, расположена ли радиочастотная метка на трубопроводе или на расстоянии от него, посредством предлагаемого устройства обеспечено увеличение расстояния, на котором можно получить информацию об этом трубопроводе. The device for providing information according to the embodiment of FIG. 1A-1B comprise an
Радиочастотная метка в данном устройстве имеет свой источник питания в виде термоэлектрического генератора 2, соединенного с радиочастотной меткой 1, и, следовательно, является активной, т.к. она может посылать сигнал к поверхности земли, который будет обнаружен считывающим устройством 4, расположенным на расстоянии L от устройства для предоставления информации, равном, например, 3-10 метров или более, как это проиллюстрировано на фиг. 2. Иными словами, источник питания в виде термоэлектрического генератора обеспечивает возможность отправки радиочастотной меткой сигнала, мощности которого достаточно для преодоления значительно большего расстояния, чем расстояние считывания считывающим устройством стандартной радиочастотной метки без источника питания. Таким образом, предлагаемое устройство для предоставления информации о трубопроводах обеспечивает возможность предоставления информации о трубопроводах, расположенных на глубинах, больших, чем в известных решениях.The RF tag in this device has its own power source in the form of a
Следует отметить, что, хотя в данном варианте реализации устройство для предоставления информации по фиг. 1A-1B изображено содержащей только одну радиочастотную метку 1, специалисту в данной области техники понятно, что согласно другим вариантам реализации устройство для предоставления информации также может содержать большее количество радиочастотных меток 1, например, необходимое количество радиочастотных меток, требуемое для получения полной информации о рассматриваемом по меньшей мере одном трубопроводе, включая определение расположения частей трубопровода и/или расположения всего трубопровода, а также определение каких-либо параметров или характеристик трубопровода, полученных напрямую от соединенной с трубопроводом радиочастотной метки или вычисленных на основе таких параметров или характеристик. Кроме того, в других вариантах реализации радиочастотные метки могут быть расположены не на по меньшей мере одном трубопроводе, а на расстоянии от него, например, на расстоянии от 0,01 м до 1,0 м от по меньшей мере одного трубопровода, с обеспечением предоставления информации о по меньшей мере одном трубопроводе благодаря наличия разницы температур между поверхностями термоэлектрических генераторов, соединенных с радиочастотными метками. Также специалисту в данной области техники может быть понятно, что предлагаемое устройство для предоставления информации может быть использовано для предоставления информации о более чем одном трубопроводе.It should be noted that, although in this embodiment, the device for providing information in FIG. 1A-1B are shown containing only one
Термоэлектрический генератор 2 может быть выполнен в виде элемента Пельтье, одна сторона которого предназначена для расположения в контакте с внешней поверхностью трубопровода 3, для предоставления информации о котором предназначено предлагаемое устройство, а вторая сторона которого предназначена для расположения в контакте со средой, окружающей указанный трубопровод 3, для обеспечения выработки энергии за счёт разницы температур между внешней поверхностью трубопровода 3 и окружающей средой.The
Ниже приведены формулы, описывающие работу элементов Пельтье.The formulas below describe the operation of Peltier elements.
Формула для вычисления термо-ЭДС:Formula for calculating thermo-EMF:
E = α*(T1–T2), (1)E = α * (T1 – T2), (1)
где α – коэффициент термо-ЭДС, T1 – температуры горячей стороны, T2 – температура холодной стороны.where α is the coefficient of thermo-EMF, T1 is the temperature of the hot side, T2 is the temperature of the cold side.
Формула для вычисления силы тока:The formula for calculating the current strength:
I = E/(R-r), (2)I = E / (R-r), (2)
где E – термо-ЭДС, R – внешнее сопротивление, r – внутреннее сопротивление.where E is the thermo-EMF, R is the external resistance, r is the internal resistance.
При этом разность температур на разных сторонах термоэлектрического генератора 2 может составлять от 1 до 300°С для обеспечения его работы. Термоэлектрический генератор 2 соединен с радиочастотной меткой 1 и обеспечивает подачу питания радиочастотной метке 1. При этом термоэлектрический генератор 2 может быть выполнен как заодно или в одном корпусе с радиочастотной меткой 1, так и соединён с радиочастотной меткой с возможностью питания радиочастотной метки 1. Специалисту в данной области техники понятно, что в зависимости от количества энергии, требуемого для питания радиочастотной метки 1, устройство для предоставления информации может содержать термоэлектрический генератор требуемой мощности, например термоэлектрический генератор со значениями напряжения U = 5 В и тока I = 100 мА, или другими. В других вариантах реализации устройство для предоставления информации может содержать более чем один термоэлектрический генератор. Moreover, the temperature difference on different sides of the
В других вариантах реализации термоэлектрический генератор может быть расположен на некотором расстоянии от по меньшей мере одном трубопровода, например, на расстоянии на расстоянии от 0,01 м до 0,5 м, так что обеспечена разность температур на разных сторонах термоэлектрического генератора, и термоэлектрический генератор может подавать энергию на соединенную с ним по меньшей мере одну радиочастотную метку. Например, при наличии слоя или слоев теплоизоляционного материала или другого материала вокруг трубопровода термоэлектрический генератор может быть расположен в одном из этих слоев или на границе между ними. Для специалиста в данной области техники может быть понятно, что в этом случае также имеется возможность обеспечить наличие разницы температур между поверхностями используемых термоэлектрических генераторов для обеспечения подачи энергии на соединенные с ними радиочастотные метки. In other embodiments, the thermoelectric generator may be located at some distance from at least one pipeline, for example, at a distance from 0.01 m to 0.5 m, so that a temperature difference is provided on different sides of the thermoelectric generator, and the thermoelectric generator can supply energy to at least one radio frequency tag connected to it. For example, if there is a layer or layers of thermal insulation material or other material around the pipeline, the thermoelectric generator can be located in one of these layers or at the boundary between them. It can be understood by a person skilled in the art that in this case it is also possible to ensure that there is a temperature difference between the surfaces of the thermoelectric generators used to provide power to the RF tags connected to them.
Возвращаясь к варианту реализации, показанному на фиг. 1A-1B, благодаря наличию в предлагаемом устройстве термоэлектрического генератора 2, выполненного, например, в виде элемента Пельтье, который вследствие наличия разности температур между внешней поверхностью трубопровода 3 и окружающей трубопровод 3 среды способен вырабатывать энергию, обеспечено питание радиочастотной метки 1. Вследствие этого обеспечена возможность отправки радиочастотной меткой 1 сигнала на поверхность, содержащего идентификационную и другую информацию, относящуюся к радиочастотной метке, и идентификации трубопровода, информацию о котором необходимо получить. Идентификационная и другая информация может, например, включать информацию о расположении, информацию о типе трубопровода, информацию о местах стыка труб в трубопроводе, информацию о разветвлениях трубопровода, информацию о взаимной конфигурации нескольких трубопроводов, информацию о материале трубопровода или трубопроводов, объёмном расходе в трубопроводе, о продукте, транспортируемом в трубопроводе, и любую другую информацию. При этом, вследствие обеспечения питания радиочастотной метки, даже при залегании радиочастотной метки на большой глубине, например, приблизительно на глубине от 5 до 10 метров или более, может быть достигнута необходимая мощность сигнала, отправляемого радиочастотной меткой, так что данный сигнал можно считать на поверхности земли при помощи известных считывающих устройств без необходимости модификации известных считывающих устройств. Считывающие устройства могут, например, считывать данные из радиочастотной метки, а также могут соотносить их с GPS координатами для получения более точной информации о радиочастотной метке.Returning to the embodiment shown in FIG. 1A-1B, due to the presence in the proposed device of a
Следовательно, предлагаемое техническое решения позволяет увеличить расстояние, на котором можно получить информацию о трубопроводе. В случае размещения трубопровода под землей данное решение обеспечивает увеличение глубины, на которой можно получить информацию о нем, например, выполнить его идентификацию и/или локализацию, за счёт того, что используется радиочастотная метка, имеющая свой источник питания, т.е. активная радиочастотная метка, которая сама может посылать сигнал к земной поверхности, который будет обнаружен считывающим устройством.Therefore, the proposed technical solution allows you to increase the distance at which you can get information about the pipeline. In the case of placing the pipeline underground, this solution provides an increase in the depth at which information about it can be obtained, for example, to identify and / or localize it, due to the fact that a radio frequency tag with its own power source is used, i.e. an active radio frequency tag, which itself can send a signal to the earth's surface, which will be detected by the reader.
Таким образом, можно обеспечить высокую точность локализации и идентификации трубопроводов, а также обеспечить ускорение и упрощение поиска трубопроводов, вследствие чего можно достичь, в том числе, повышения безопасности эксплуатации трубопроводов за счёт обеспечения возможности более быстрого и точного доступа к ним благодаря тому, что устранена погрешность определения местоположения трубопровода, возникающая, например, при поиске трубопровода при помощи карты. Таким образом, например, можно своевременно и более быстро производить работы по ремонту трубопроводов. Кроме того, при помощи данного устройства можно облегчить получение информации об особых точках трубопровода, таких как стыки труб или разветвления, например, для обеспечения более быстрой замены отдельного участка трубопровода, без необходимости выполнения лишних работ по раскопке трубопровода, которые могут потребоваться при неточной локализации указанных точек.Thus, it is possible to ensure high accuracy of localization and identification of pipelines, as well as to accelerate and simplify the search for pipelines, as a result of which it is possible to achieve, inter alia, increased safety of operation of pipelines due to the possibility of faster and more accurate access to them due to the fact that eliminated the error in determining the location of the pipeline, arising, for example, when searching for a pipeline using a map. Thus, for example, it is possible to timely and more quickly carry out pipeline repair work. In addition, with the help of this device it is possible to facilitate obtaining information about specific points of the pipeline, such as pipe joints or branches, for example, to provide faster replacement of a particular section of the pipeline, without the need for unnecessary excavation of the pipeline, which may be necessary in case of inaccurate localization of these points.
Радиочастотная метка и/или термоэлектрический генератор может или могут быть встроены в материал трубопровода, например, в стенку трубопровода. Антенна радиочастотной метки, при необходимости, может быть выведена наружу из стенки трубопровода для повышения силы сигнала.The radio frequency tag and / or thermoelectric generator can or can be embedded in the pipe material, for example, in the pipe wall. The RFID antenna, if necessary, can be brought out from the pipe wall to increase the signal strength.
Пример 1.Example 1
Устройство для предоставления информации о двух трубопроводах, которое содержит радиочастотную метку, расположенную на одном из трубопроводов, и термоэлектрический генератор, расположенный на расстоянии 0,02 м от трубопроводов.A device for providing information about two pipelines, which contains a radio frequency tag located on one of the pipelines, and a thermoelectric generator located at a distance of 0.02 m from the pipelines.
Пример 2.Example 2
Устройство для предоставления информации о трубопроводе, которое содержит радиочастотную метку, расположенную на расстоянии 0,4 м от трубопровода, и два термоэлектрических генератора, расположенных на трубопроводе, при этом трубопровод расположен на глубине 10 метров под землёй.A device for providing information about the pipeline, which contains a radio frequency tag located at a distance of 0.4 m from the pipeline, and two thermoelectric generators located on the pipeline, while the pipeline is located at a depth of 10 meters underground.
Пример 3.Example 3
Устройство для предоставления информации о трех трубопроводах, которое содержит две радиочастотные метки, расположенные на расстояниях 0,03 м и 0,07 м от трубопроводов, и четыре термоэлектрических генератора, два из которых расположены на одном из трубопроводов, а два других расположены на расстояниях 0,01 м и 0,3 м от трубопроводов. Трубопровод расположен на глубине 7 метров под землёй.A device for providing information about three pipelines, which contains two RF tags located at distances of 0.03 m and 0.07 m from the pipelines, and four thermoelectric generators, two of which are located on one of the pipelines, and two others are located at distances 0 , 01 m and 0.3 m from pipelines. The pipeline is located at a depth of 7 meters underground.
Пример 4.Example 4
Устройство для предоставления информации о трубопроводе, имеющем внешний слой теплоизоляционного материала толщиной 0,2 м, которое содержит четыре радиочастотные метки, две из которых расположены на трубопроводе, а две на расстояниях 0,01 м и 0,02 м от трубопровода, и два термоэлектрических генератора, один из которых расположен на трубопроводе, а другой на расстоянии 0,01 м от трубопровода.A device for providing information about a pipeline having an external layer of thermal insulation material 0.2 m thick, which contains four radio frequency tags, two of which are located on the pipeline, and two at distances of 0.01 m and 0.02 m from the pipeline, and two thermoelectric generator, one of which is located on the pipeline, and the other at a distance of 0.01 m from the pipeline.
Устройства для предоставления информации из указанных примеров 1-4 обеспечивают возможность увеличения расстояния, на котором можно получить информацию о трубопроводах и возможность увеличения объёма информации, хранимой на радиочастотных меткахThe devices for providing information from the above examples 1-4 provide the opportunity to increase the distance at which you can get information about the pipelines and the ability to increase the amount of information stored on RF tags
Способ установки устройства предоставления информации, показанного на фиг. 1A-1B, включает обеспечение наличия устройства для предоставления информации, описанного выше, в частности, устройства, содержащего по меньшей мере одну радиочастотную метку 1 и соединенного с ней по меньшей мере одного термоэлектрического генератора 2, выполненного с возможностью питания радиочастотной метки 1. Далее способ включает расположение радиочастотной метки 1 непосредственно на трубопроводе 3, например посредством механического прикрепления, приклеивания, или любого другого подходящего способа, или не некотором расстоянии от трубопровода 3, например, по существу над трубопроводом. Кроме того, способ включает расположение термоэлектрического генератора 2, в частности, элемента Пельтье, на трубопроводе 3 или на расстоянии от него с обеспечением возможности подачи энергии на соединенную с ним радиочастотную метку 1. Расположение термоэлектрического генератора 2 на трубопроводе 3 может быть выполнено таким образом, что одна сторона термоэлектрического генератора 2 расположена в контакте с внешней поверхностью трубопровода 3, а вторая сторона термоэлектрического генератора 2 расположена в контакте с окружающей трубопровод 3 средой, так что обеспечена разность температур между противоположными рабочими плоскостями термоэлектрического генератора 2.The installation method of the information providing apparatus shown in FIG. 1A-1B, includes providing a device for providing the information described above, in particular, a device comprising at least one
Необходимо отметить, что расположение радиочастотных меток и соответствующих термоэлектрических генераторов может быть осуществлено как во время первоначального закладывания трубопровода, например, в подземное положение, так и во время дальнейшего ремонта трубопровода.It should be noted that the location of the RF tags and the corresponding thermoelectric generators can be carried out both during the initial laying of the pipeline, for example, in an underground position, and during further repair of the pipeline.
Следует отметить, что, хотя настоящее изобретение раскрыто со ссылкой на конкретный случай применения, в частности предоставления информации о трубопроводе, залегающем глубоко под землёй, специалисту в области техники будет понятно, что настоящее изобретение также может использоваться в любой другой области, где требуется считывание радиочастотных меток на большом расстоянии, отсутствует возможность замены элементов питания, а также обеспечена разность температур для обеспечения работы термоэлектрического генератора для обеспечения автономного питания радиочастотной метки.It should be noted that, although the present invention is disclosed with reference to a specific application, in particular the provision of information about a pipeline lying deep underground, it will be understood by a person skilled in the art that the present invention can also be used in any other field where radio frequency reading is required tags at a great distance, there is no possibility of replacing batteries, and a temperature difference is provided to ensure the operation of the thermoelectric generator to ensure I am self-powered by an RFID tag.
Настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами реализации, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящего изобретения, определенный формулой изобретения. Следует отметить, что определенные характерные особенности изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов реализации, могут также быть реализованы в сочетании в одном варианте реализации. С другой стороны, различные характерные особенности изобретения, которые описаны в контексте одного варианта реализации, могут также быть реализованы отдельно или в любом подходящем сочетании.The present invention is not limited to the specific embodiments disclosed in the description for illustrative purposes, and covers all possible modifications and alternatives that fall within the scope of the present invention defined by the claims. It should be noted that certain features of the invention, which are described for clarity in the context of individual embodiments, may also be implemented in combination in one embodiment. On the other hand, various characteristic features of the invention, which are described in the context of one implementation option, can also be implemented separately or in any suitable combination.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141209A RU2677342C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Device for providing information about pipeline and method for installation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141209A RU2677342C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Device for providing information about pipeline and method for installation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677342C1 true RU2677342C1 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65025211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017141209A RU2677342C1 (en) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Device for providing information about pipeline and method for installation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677342C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU212263U1 (en) * | 2022-04-27 | 2022-07-13 | Виталий Александрович Бабенышев | POLYMER PIPE |
| CN116125544A (en) * | 2022-12-30 | 2023-05-16 | 北京无线电计量测试研究所 | Detection method, system and detector for positioning underground pipeline identification |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070057769A1 (en) * | 2005-01-11 | 2007-03-15 | Corbett Bradford G Jr | Method of locating pipelines using RFID technology |
| US20070125413A1 (en) * | 2003-12-02 | 2007-06-07 | Olsen Larry C | Thermoelectric devices and applications for the same |
| JP2010204927A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Tama Tlo Ltd | Active rfid tag using thermoelectric conversion element as power supply |
| CN203786758U (en) * | 2014-02-26 | 2014-08-20 | 锦瀚智慧管网技术有限公司 | Electronic marker and underground pipeline with same |
| JP2016146040A (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | リンテック株式会社 | Wireless tag and rfid system |
| US20180013048A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Buried sensor system |
-
2017
- 2017-11-27 RU RU2017141209A patent/RU2677342C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070125413A1 (en) * | 2003-12-02 | 2007-06-07 | Olsen Larry C | Thermoelectric devices and applications for the same |
| US20070057769A1 (en) * | 2005-01-11 | 2007-03-15 | Corbett Bradford G Jr | Method of locating pipelines using RFID technology |
| JP2010204927A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Tama Tlo Ltd | Active rfid tag using thermoelectric conversion element as power supply |
| CN203786758U (en) * | 2014-02-26 | 2014-08-20 | 锦瀚智慧管网技术有限公司 | Electronic marker and underground pipeline with same |
| JP2016146040A (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | リンテック株式会社 | Wireless tag and rfid system |
| US20180013048A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Buried sensor system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU212263U1 (en) * | 2022-04-27 | 2022-07-13 | Виталий Александрович Бабенышев | POLYMER PIPE |
| CN116125544A (en) * | 2022-12-30 | 2023-05-16 | 北京无线电计量测试研究所 | Detection method, system and detector for positioning underground pipeline identification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12493133B1 (en) | Systems and methods for utility locating in a multi-utility environment | |
| US12210130B1 (en) | Electromagnetic marker devices for buried or hidden use | |
| US7969295B2 (en) | Device, system and method for the location and identification of as-built plants of pipes, conduits, cables or hidden objects | |
| CN101915941B (en) | Method for positioning underground pipeline and system thereof | |
| US20060109131A1 (en) | Managing hidden objects using RFID technology | |
| JP4225654B2 (en) | Object embedded position detection method and apparatus | |
| CN104239921A (en) | Underground pipeline marking and real-time depth measurement system | |
| Dziadak et al. | Model for the 3D location of buried assets based on RFID technology | |
| US20110181289A1 (en) | Locator assembly for detecting, locating and identifying buried objects and method of use | |
| KR101731977B1 (en) | Indication marker with smartphone and nfc tag | |
| US10204298B2 (en) | UHF RFID tag for marking underground assets and locations and method of using same | |
| RU2677342C1 (en) | Device for providing information about pipeline and method for installation thereof | |
| JP2005181111A (en) | Reading device of buried pipe information | |
| KR20130010067A (en) | Underground management system | |
| Uslu et al. | Underground utility locating technologies for condition assessment and renewal engineering of water pipeline infrastructure systems | |
| KR100877073B1 (en) | Pipe surveying device, pipe surveying method using the same, and pipe surveying system using the same | |
| CN104076323A (en) | RFID positioning method based on simulation tag | |
| Wei et al. | iMag: Accurate and rapidly deployable inertial magneto-inductive localisation | |
| AU2012306306B2 (en) | RF tag detection | |
| CN102625903A (en) | Apparatus for measuring shape and area of ship body section | |
| KR102799206B1 (en) | Underground Utility Managing System With Tag Unit | |
| CN103308888A (en) | Method and device for measuring tower cable based on radio frequency identification | |
| CN110276421A (en) | River boundary marker distributed electronic underground identifies system | |
| US20130307672A1 (en) | Systems and methods for marking surveying points along a property boundary | |
| CN203325000U (en) | Device for measuring stay wire of tower based on radio frequency identification |