NO325153B1 - Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger - Google Patents

Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger Download PDF

Info

Publication number
NO325153B1
NO325153B1 NO20032019A NO20032019A NO325153B1 NO 325153 B1 NO325153 B1 NO 325153B1 NO 20032019 A NO20032019 A NO 20032019A NO 20032019 A NO20032019 A NO 20032019A NO 325153 B1 NO325153 B1 NO 325153B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sensor
sensors
signals
acoustic signals
pipe
Prior art date
Application number
NO20032019A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20032019D0 (no
NO20032019L (no
Inventor
Dag A Aldal
Geir Instanes
Original Assignee
Clampon As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clampon As filed Critical Clampon As
Priority to NO20032019A priority Critical patent/NO325153B1/no
Publication of NO20032019D0 publication Critical patent/NO20032019D0/no
Priority to EP04731264A priority patent/EP1639361A1/en
Priority to PCT/NO2004/000128 priority patent/WO2004099764A1/en
Priority to US10/555,652 priority patent/US20070044560A1/en
Publication of NO20032019L publication Critical patent/NO20032019L/no
Publication of NO325153B1 publication Critical patent/NO325153B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4418Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a model, e.g. best-fit, regression analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0231Composite or layered materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/106Number of transducers one or more transducer arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces
    • G01N2291/2634Surfaces cylindrical from outside

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et system til å registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale, så som platematerialet i et rør, en kanal, beholder e.l. hvor det anvendes en på materialets overflate montert instrumentering som er innrettet til å avsende og motta akustiske signaler i/gjennom materialgodset, samt å registrere endringer i de mottatte signaler som følge av endringer i materialstrukturen, slik det er angitt i innledningene i kravene 1 og 9, respektive.
Oppfinnelsen kan anvendes på alle akustisk ledende materialer, eksempelvis av metall, plast, keramer, og lignende.
Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en fremgangsmåte for å frembringe en oversikt over eventuelle defekter/skader, så som sår, sprekker, fordypninger, erosjon og korrosjon, i det akustisk ledende materialgodset.
For rørledninger som fremfører fluider, kan dette gjelde defekter som oppstår i rørveggen som følge av den erosjon som selve strømningen og de faste partik-lene i fluidet vil utøve på innerveggene. Dette forekommer særlig ved rørbend, i områder hvor det finnes flenser og lignende utstyr, eller der hvor det er påkoplet annen utrustning, grenrør etc. Oppfinnelsen har en særlig foretrukket anvendelse i alle ledningssystemer som er fluidfremførende. Med utrykket fluidførende legeme mener en også beholdere og tanker som lagrer fluider. Med fluider mener en både gasser og væsker, og også hvor disse fører med seg større eller mindre andeler av faste partikler, så som sand, støv o.l. Oppfinnelsen skal ikke være be-grenset til rørsystemer, men gjelde akustisk ledende materialer generelt og i vid forstand, slik det er angitt innledningsvis.
Til gjennomføring av målinger av ulike parametere så som strømningshastigheter, mengder av opptredende partikler i blanding med væsker, hydrokarboner, gasser e.l., eller andre parametere i fluider som strømmer gjennom rør eller kanaler, anvendes det i dag akustiske sensorer eller f.eks. temperatur og trykkfølere. Slike instrumenter monteres på eller i ytterveggene av røret eller kanalen.
Når det gjelder akustiske måleinstrumenter er disse utstyrt med både aktive og passive sensorer der den aktive sensoren sender ut en akustisk puls som reflekteres fra rørveggens indre vegg, og der sensorens passive del lytter på slike akustiske pulser, f.eks. reflekterte pulser. Måleinstrumentene registrerer tiden det tar fra den akustiske puls sendes fra den aktive sensoren, til den reflekterte puls mottas av den passive sensor. Med kjennskap til lydhastigheten i rørveggen kan tykkelsen av rørveggen måles, og eventuell sårdannende erosjon eller korrosjon av rørveggen kan registreres. Slike sår gir seg uttrykk i konkaviteter eller fordypninger. Eller det kan oppstå strukturelle endringer i rørgodset, så som korrosjon som visuelt er vanskelig eller umulig å detektere.
Ulempen med de tidligere kjente løsninger er at man ikke får noen informasjon om hvor defekten/såret finnes. Siden den utsendte akustiske puls brer seg ut fra senderen som ringer i vannet, (dvs. som et ekspanderende kuleskall ut fra sen-trum) får man bare kjennskap til avstanden fra senderen/mottakeren og til såret. Sårets nøyaktige posisjon i røroverflaten eller innvendig i røret, får man imidlertid ingen informasjon om.
Når det for øvrig gjelder teknikkens stilling skal det vises til US-patentskrift 5.184. 623 hvor det omtales at pulser registreres fra ekko som følge av feil i rørinner-vegger ved hjelp av signalrefleksjoner. Imidlertid kan man utelukkende måle strukturforholdene rett under sensoren, og ikke i området rundt og utover fra sensoren. Videre er ikke instrumenteringen tiltenkt for permanent montering siden man skal flytte sensoren rundt på røret dersom man ønsker å lage et "bilde" over lengre rørstrekninger. Sensorene er heller ikke oppsatt i et nettverk som i foreliggende løsning, slik det vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse. Tilsvarende forhold gjelder for US-patentskrifl 5.428.999. Heller ikke her benyttes det sensorer i et nettverk som i foreliggende oppfinnelse. Man måler kun refleksjoner og ikke signaler mellom sensorer.
Ifølge det som omtales i US-patent, US-5.679.898, skal røret trekkes gjennom en skanner, hvilket ikke skal skjer ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse. Dessuten benyttes det EMAT = magnetisk og elektrisk puls, hvilket betyr at det anvendes en annen teknologi enn akustiske signaler. Slik teknologi benyttes også i de løsninger som kjennes fra US-patentskrifter 5.619.423 og 6.164.137.
Det er et formål med oppfinnelsen å kunne foreta målinger i et plategods over en større overflate hvormed de ovennevnte ulemper løses, ved en metode og et system som er nye og skiller seg vesentlig fra den kjente teknikk.
Det er videre et formål å kunne avsende og motta akustiske signaler i et materialgods langsmed platematerialet.
Det er videre et formål å kunne foreta målinger rundt det runde tverrsnittet til et rør.
Det er et formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte og et system som kan posisjonsbestemme en defekt i et materialgods av den ovennevnte art.
Det er videre et formål med oppfinnelsen å frembringe et system som kan monteres permanent over lengre tid i tilknytning til det akustisk ledende materiale.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det anordnes en sensor, eller flere sensorer med innbyrdes avstand, i kontakt med på materialoverflaten, og sensoren(e) bringes til å avsende og motta signaler for å frembringe et akustisk nettverk med informasjon om materialets struktur, idet strukturendringer bestemmes ved såkalt krysspeiling, ved sammenholding av avstand og vinkel av signalgangen mellom et antall enkeltsensorer,
at de mottatte akustiske signaler sammenlignes med tidligere akustiske signaler for å konstatere forekommende strukturendringer i materialgodset, og
eventuelt også forekomster av defekter i materialgodset, samt posisjonen til slike defekter detekteres.
Fortrinnsvis kommuniserer hver sensor med en styringsenhet som dannes av en av sensorene, en såkalt mastersensor, idet mastersensoren regulerer sensorenes avsendelse og mottakelse av akustiske signaler. Ifølge en foretrukket utførelse mastersensoren styrer sensorene til å avsende og motta akustiske signaler med karakteristikk tilpasset målesituasjonen og omgivelsene. Når sensorene respektive avsender og mottar akustiske signaler med samme frekvens, avgis signalene med innbyrdes mellomrom i tid. Når sensorene avsender og mottar akustiske signaler med ulik frekvens, avgis signalene samtidig eller med innbyrdes mellomrom i tid. Videre kan mastersensoren utgjøre en av de nevnte sensorer.
Ifølge en foretrukket utførelse av fremgangsmåten anvendes det én eneste sensor, nemlig mastersensoren, og informasjoner om materialstrukturen frembringes ved å registrere refleksjoner fra strukturendringer/defekter i platematerialet.
Fortrinnvis er sensoren montert til en røroverflate og det utsendes/mottas akustiske signaler, for å frembringe informasjon om strukturen (så som veggtykkelse) i rørgodset over et rørtverrsnitt.
Systemet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at instrumenteringen omfatter en sensor, eller flere sensorer anordnet med innbyrdes avstand, i kontakt med materialoverflaten, og sensoren(e) er innrettet til å avsende og motta signaler for å frembringe et akustisk nettverk med informasjon om materialets struktur, ved såkalt krysspeiling, ved sammenholding av avstand og vinkel av signalgangen mellom et antall enkeltsensorer,
at de mottatte akustiske signaler sammenlignes med tidligere akustiske signaler for å påvise strukturendringer i materialgodset, og
eventuelle også forekomster av defekter/fordypninger i materialgodset, samt posisjonen til slike defekter.
Når det i systemet ifølge oppfinnelsen benyttes mer enn én sensor, er hver enkelt sensor innrettet til å kommunisere med en mastersensor, og mastersensoren er innrettet til å regulere sensorenes avsendelse hhv mottakelse av akustiske signaler. Videre kan det foretrekkes at hver enkelt sensor er ledningsforbundet med master-sensoren.
Ifølge enda en foretrukket utførelse er mastersensoren innrettet til å styre tidspunkt for avsendelse av akustiske signaler fra hver enkelt sensor, samt benyttede frekvenskarakteristikker.
Oppfinnelsen skal i det etterfølgende forklares nærmere under henvisning til de etterfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser skjematisk et måleinstrument som er montert til et rør, og viser oppkoplingen av instrumentet til en datamaskin og strømforsyning. Figur 2 viser en større detalj av oppkoplingen av sensorelementet til en rørover-flate. Figur 3 viser skjematisk et blokkdiagram for oppkoplingen av et sensorelementet. Figur 4 viser hvordan et signal som avgis fra en sender, brer seg utover i et rør-gods som ringer i vann. Figur 5 viser skjematisk hvordan et utsendt akustisk signal avgis fra en sensor og reflekteres mellom veggene i et rørgods. Figur 6 viser skjematisk hvordan et utsendt akustisk signal avgis langsmed et rørs lengderetning. Figur 7 viser selve oppkoplingen av et antall sensorer til overflaten av et rør-stykke. Figur 8 viser mer detaljert oppkoplingen av et antall sensorer og forekommende signalbaner.
Figur 9 viser hvordan sensorene kan være innbyrdes ledningsforbundet.
Figur 10 viser en målesituasjon hvor én sensor er tilkoplet overflaten til et rør-stykke. Figur 11 viser skjematisk instrumenteringen for måling av veggtykkelse ifølge dagens metode.
På figur 1 vises skjematisk grunnprinsippet for oppkoplingen av de et eller flere måleinstrumenter som, ifølge oppfinnelsen, koples til en rørvegg. Måleinstru-mentet er montert til et rør 18, og omfatter en ultralydsensor (mastersensor) anordnet i et hus 14 hvori det innsatt et elektronikkort for registrering av data. Det kan, men er ikke påkrevet, å tilkople en eller flere slavesensorer 12. Fra elektronikkortene går det kabler 15 som overfører signaler fra elektronikkortene til en datamaskin (PC) 17 (eksempelvis med tilhørende tastatur og skjerm) eller annen datamaskin som behandler signalene og viser resultatene. Selve elektronikkortet for den passivt lyttende ultralydsensor kan omfatte en filterenhet som kan fungere som en tilpasningsmodul for sensoren med en avstemt frekvens. På figur 3 vises det et forsterkertrinn 22 som gjennomfører en rå-forsterkning innenfor et angitt frekvensområde. Forsterkertrinnet styres av mikroprosessoren (24) avhengig av støynivået. De analoge signaler omformes til digitale signaler. En mikroprosessor behandler og prosesserer data, bestemmer forsterkning, filtrering og overfører data. En datatransmisjonsenhet sender data til datamaskinen via overførings-kabelen 21 på figur 3.
Sensoren 10 vist i figur 2 kan operere i to modus, aktiv modus (senderfunksjon) og passiv modus (mottakerfunksjon) og er montert til ytterveggen 16 av en rør-ledning 18 som er vist i et langsgående tverrsnitt. I aktiv modus avgis akustiske signaler 19, til rørets 18 overflate 16, og i passiv modus mottas reflekterte akustiske signaler eller signaler fra andre sensorer 20, fra overflaten.
På figur 3 vises skjematisk et blokkdiagram for oppkoplingen av et sensorelement. I aktiv modus sendes et signal 23 fra mikrokontrolleren (MC) 24 som omformes (digital til analog) i en digital til analog omformer 26 og forsterkes i en forsterker 22 før utsendelse til sensorelementet 10. Både omforming og forsterkning styres av MC via styresignaler 25. Sensor elementet 10 kan enten være master-sensor eller slave- sensor.
Tilsvarende vil sensoren 10 i passiv modus forsterke i en forsterker 27 og om-forme (analog til digital) i en analog til digital omformer 28 signalet 29 før det går til MC 24. Både omforming og forsterkning styres av MC 24 via styresignaler 25. Sensorelementet 10 kan enten være en mastersensor eller en slavesensor.
Det akustiske signalet sendes til og igjennom legemet for deretter å mottas av sensor i passiv modus.
Figur 4 viser et utsnitt fra et legeme i et plansnitt, og hvor det finnes en fordypning/sår 40 i overflaten av legemet. En sensor som er koplet tett inntil plategodset i legemet avgir et signal til godset ved 42 og som sprer seg som ringer (bølger) 44 utover i plategodset. Når signalene treffer fordypningen/såret, reflekteres et signal 46 tilbake til sensoren. Signalets gangtid og karakteristikk sier hvor langt fra sensoren såret ligger, men ikke hvor det er posisjonert.
På figur 5 vises det to sensorer 50,52, montert til overflaten 54 av en plate 56. Når sensoren 50 sender ut et akustisk signal 58, genereres det en bølgeform i platen, og bølgen forplanter seg gjennom plategodset og frem til mottakeren 52. Når det over tid oppstår et sår eller en fordypning 60 i platens overflate 54 mellom sensorene (50, 52) vil signalgangen endre seg både med hensyn til tidsforløp og karakteristikk. Disse endringer vil registreres av målesystemet og en kan fastslå hvorvidt det er en strukturendring i platens overflate eller en endring av platens veggtykkelse i den aktuelle målebane.
Figur 6 viser en sensor 50 som er montert til en metallplate, og hvor sensoren i aktiv modus avgir et signal 51 som forløper langsmed platen (i materialgodset). Når signalet treffer en defekt i form av et sår/en fordypning 60 i veggen, reflekteres det et signal 53 som registreres av sensoren 50 i passiv modus. Som for figur 4, vet man avstanden til såret i plategodset, men ikke nøyaktig hvor dette befinner seg.
En har nå funnet en løsning på dette problemet med posisjonsbestemmelse av slike defekter i form av fordypninger/sår i rørgodset. Ifølge oppfinnelsen bygges det opp et nettverk av informasjon fra flere sensorer (vekselvis i sender/mottaker-modus) som er fordelt utover en plates overflate.
En utførelse av den nye metode og systemet ifølge oppfinnelsen er vist på figur 7. En master sensor 14 og et antall slavesensorer 12 er anordnet på overflaten av et rør 18.
Figur 8 viser mer detaljert et eksempel på oppfinnelsen i figur 7 hvor en del av et rørstykke 70 er vist i utbrettet tilstand (en plateform). Utover platens 70 overflate er det anordnet et antall sensorer 72,74,76,78,80, 82, 84, 86. Videre er det anordnet en mastersensor 88. Hver slave sensor 72-86 samt mastersensoren 88 kan vekselvis operere i aktiv/passiv modus som vist på figur 2 og 3, og er plassert i kontakt med plateoverflaten. Mastersensoren 88 omfatter enheter for styring av
sensorene 72-86, både med hensyn til når og hvordan de skal avgi akustiske signal, og deres mottakelse av slike signaler. Dessuten omfatter mastersensoren 88 en sender - og mottakerenhet som også er i kontakt med plateoverflaten. De stip-lete linjer mellom sensorene 72-88 på figuren angir signalgangen mellom hver enkelt sensor i systemet, dvs. representerende avsendelse og mottakelse av slike signaler. Nærmere bestemt viser figuren at samtlige sensorer er innrettet til å ut-sende signaler, samt at de kan motta signaler fra hver av de andre sensorene.
I figur 9 er vist oppkobling av slavesensorene 72-86 som er forbundet med led-ninger 92, 94, 96, 98,100,102,104 til mastersensoren 88.
Signaler som avgis fra hver sensor 72-88 brer seg i sirkel utover fra senderhodet og i bølgeform som angitt ovenfor, jfr. figur 4. Dersom det i plategodset oppstår en defekt (et sår eller lignende) innenfor eller utenfor nettverket av sensorer, kan defektens posisjon bestemmes på følgende måte. Mastersensoren 88 instruerer minst to av sensorene 72-86, eventuelt også seg selv, til å avgi akustisk signal til plategodset 70. Samtidig instrueres sensorene til å registrere signaler. Dersom det er oppstått en defekt (et sår) i plategodset siden forrige måling (dvs. at defekten f.eks. er oppstått gradvis over lengre tid), vil hver av sensorene registrere et endret signal på grunn av denne defekten. Alle signalene overføres via ledning-ene til mastersensoren 88. De data som kommer inn til mastersensoren blir nå behandlet og en såkalt krysspeiling av signaler som kommer fra ulike vinkler i plategodset, gjennomføres. Dermed kan man fastslå hvor defekten (såret eller skaden) befinner seg. Veggtykkelse kan også beregnes ut fra de samme signaler.
Dette betyr at sensorene kommuniserer med hverandre i et nettverk som derved frembringer adgang til informasjon om tykkelsen på metallplaten eller rørplaten, og hvordan denne tykkelsen endres over tid ettersom målingene utføres og signalene fra målingene sammenlignes innbyrdes.
Det nye systemet ifølge oppfinnelsen, hvor et antall sensorer anordnes spredt utover overflaten til en plate, er velegnet til bruk på rørlengder over noen meter, eksempelvis på 1-2 meter. For rør som transporterer partikkelholdige (så som sandholdige) fluider eller ved høye fluidhastigheter, er systemet særlig egnet å monteres på de rørområder hvor erosjonen/slitasjen er særlig høy, dvs. i rør-bender, eller skjøter, eller i områder hvor annet utstyr er tilkoplet. Men den er også velegnet å benytte i forbindelse med tanker og beholdere som rommer fluider så som kjemikalier og hvor man ønsker å holde kontroll med kvaliteten i form av platetykkelse og struktur i beholden/eggene. Under slike anvendelser kan man få en oversikt over hvorvidt plategodset korroderes, eroderes eller utsettes for andre typer slitasjer eller skader.
I praksis kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utøves slik at systemet, permanent montert til en rør-seksjon, er innstilt til å operere, dvs. sende ut ultralyd-pulser i gitte sekvenser, og med gitte mellomrom. Over lang tid vil man eksempelvis konstatere at det ikke skjer noen endringer i rørgodset, signalene viser dette ved at de ikke endrer seg. Men dersom det skjer strukturendringer i rørveggen (det oppstår sår, fordypninger, rust e.l.), vil signalene som mottas av sensorene, endre seg. Derved gis en informasjon både om at det har oppstått en strukturendring (defekt) i rørgodset, og også vil man kunne påvise ved krysspeilinger, hvor denne strukturendringen befinner seg i platematerialet. De samme signaler vil også gi informasjon om endringer i veggtykkelsen i platematerialet.
I figur 10 er vist en alternativ utførelse av oppfinnelsen der kun en sensor 110, mastersensoren, er montert på et rør 112. Sensoren sender ut et akustisk signal 114 som forplanter seg langs omkretsen til røret 112, og returneres til samme sensor som nå er i passiv (lytte) modus. Dette signalet vil gi informasjon om veggtykkelse og eventuelle defekter langs et snitt av røret der sensoren er montert.
I figur 11 er vist ultralyd til måling av veggtykkelser slik det vanligvis blir utført i dag, ved at en kort akustisk puls 120, typisk en firkantpuls eller en "spike" sendes fra en aktiv sensor 122 og inn i rørgodset 124. Denne pulsen er utformet for å optimalisere deteksjon av signalets gangtid. En slik puls er typisk kort, og med steile flanker slik at tidspunktet for den første reflekterte pulsen 126 lett kan detekteres i den passive (lyttende) sensoren 128. Denne type signal pulser er godt egnet til å sende over korte avstander (til innerveggen av røret og tilbake), men vil mellom annet på grunn av dispersjon ikke være egnet til å sende over lengre avstander, eller langsetter rør/plate-godset.
I den foreliggende oppfinnelse benyttes et signal som er optimalisert for å sendes langsetter rør/plategodset slik at dette signalet kan sendes mellom flere enkelt sensorer montert på en overflate. Sensoren(e) og signalet er optimalisert for ikke bare for å måle gangtid for første mottatte puls, men også for å detektere andre endringer i signalets karakteristikk, som for eksempel frekvensinnhold og hastig-het. Dette fører til at veggtykkelse for den aktuelle signalbane kan måles. Av samme grunn kan også signaler reflektert fra defekter som ligger i en avstand fra en sensor lettere detekteres. I den foreliggende oppfinnelse kan også måling foretas med kun en sensor i det et og samme sensorelement vekselvis er aktivt (sender ut) og passivt (mottar). Det samme sensorelementet må her først bli brukt aktivt for så gå over til å bli passivt. Dette er vist i figur 10.
Utsendt akustisk signal vil med den nye teknologien typisk være et sinus pulstog. En sinuspuls vil bestå av flere perioder og egner seg ikke til måling over kortere avstander som er typisk for punkt-veggtykkelsemålere. Sinussignaler vil spre seg utover i platen og vil ha mye bedre rekkevidde enn typisk firkantpulser med samme effekt. Mottatt signal inneholder en blanding av utsendt sinusfrekvens og støy.
Mottatt signal blir korrelert mot dispersjonskurver for den aktuelle materialtypen for å finne veggtykkelsen.
I den foreliggende oppfinnelse kan, som angitt foran, måling også foretas med kun en sensor i det et og samme sensorelement vekselvis er aktivt (sender ut) og passivt (mottar).

Claims (12)

1. Fremgangsmåte til å registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale, så som platematerialet i et rør, en kanal, beholder e.l. hvor det anvendes en på materialets overflate montert instrumentering som er innrettet til å avsende og motta akustiske signaler i/gjennom materialgodset, samt å registrere endringer i de mottatte signaler som følge av endringer i materialstrukturen, karakterisert ved at det anordnes en sensor, eller flere sensorer med innbyrdes avstand, i kontakt med på materialoverflaten, og sensoren(e) bringes til å avsende og motta signaler for å frembringe et akustisk nettverk med innforma-sjon om materialets struktur, idet strukturendringer bestemmes ved såkalt krysspeiling, ved sammenholding av avstand og vinkel av signalgangen mellom et antall enkeltsensorer, at de mottatte akustiske signaler sammenlignes med tidligere akustiske signaler for å konstatere forekommende strukturendringer i materialgodset, og eventuelt også forekomster av defekter i materialgodset, samt posisjonen til slike defekter detekteres.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hver sensor kommuniserer med en styringsenhet som dannes av en av sensorene, en såkalt mastersensor, idet mastersensoren regulerer sensorenes avsendelse og mottakelse av akustiske signaler.
3. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-2, karakterisert ved at mastersensoren styrer sensorene til å avsende og motta akustiske signaler med karakteristikk tilpasset målesituasjonen og omgivelsene.
4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at når sensorene respektive avsender og mottar akustiske signaler med samme frekvens, avgis signalene med innbyrdes mellomrom i tid.
5. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at når sensorene avsender og mottar akustiske signaler med ulik frekvens, avgis signalene samtidig eller med innbyrdes mellomrom i tid.
6. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at mastersensoren utgjør en av sensorene.
7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det anvendes én eneste sensor, mastersensoren, og informasjoner om materialstrukturen frembringes ved å registrere refleksjoner fra strukturendringer/defekter i platematerialet.
8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sensoren er montert til en røroverflate og det utsendes/mottas akustiske signaler, for å frembringe informasjon om strukturen (så som veggtykkelse) i rørgodset over et rørtverrsnitt.
9. System til å registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale, så som platematerialet i et rør, en kanal, beholder e.l. omfattende en på materialets overflate montert instrumentering som er innrettet til å avsende og motta akustiske signaler i/gjennom materialgodset, samt å registrere endringer i de mottatte signaler som følge av endringer i materialstrukturen, karakterisert ved at instrumenteringen omfatter en sensor, eller flere sensorer anordnet med innbyrdes avstand, i kontakt med materialoverflaten, og sensoren(e) er innrettet til å avsende og motta signaler for å frembringe et akustisk nettverk med innforma-sjon om materialets struktur, ved såkalt krysspeiling, ved sammenholding av avstand og vinkel av signalgangen mellom et antall enkeltsensorer, at de mottatte akustiske signaler sammenlignes med tidligere akustiske signaler for å påvise strukturendringer i materialgodset, og eventuelle også forekomster av defekter/fordypninger i materialgodset, samt posisjonen til slike defekter.
10. System i samsvar med krav 9, karakterisert ved at når det benyttes mer enn én sensor, er hver enkelt sensor innrettet til å kommunisere med en mastersensor, og at mastersensoren er innrettet til å regulere sensorenes avsendelse hhv mottakelse av akustiske signaler.
11. System i samsvar med et av kravene krav 9-10, karakterisert v e d at hver enkelt sensor er ledningsforbundet med mastersensoren.
12. System i samsvar med krav 9-11, karakterisert ved at master-sensoren er innrettet til å styre tidspunkt for avsendelse av akustiske signaler fra hver enkelt sensor, samt benyttede frekvenskarakteristikker.
NO20032019A 2003-05-05 2003-05-05 Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger NO325153B1 (no)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20032019A NO325153B1 (no) 2003-05-05 2003-05-05 Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger
EP04731264A EP1639361A1 (en) 2003-05-05 2004-05-05 Method and system for determing structural features of an acoustic material
PCT/NO2004/000128 WO2004099764A1 (en) 2003-05-05 2004-05-05 Method and system for determing structural features of an acoustic material
US10/555,652 US20070044560A1 (en) 2003-05-05 2004-05-05 Method and system for determining structural features of an acoustic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20032019A NO325153B1 (no) 2003-05-05 2003-05-05 Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20032019D0 NO20032019D0 (no) 2003-05-05
NO20032019L NO20032019L (no) 2004-11-08
NO325153B1 true NO325153B1 (no) 2008-02-11

Family

ID=19914723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20032019A NO325153B1 (no) 2003-05-05 2003-05-05 Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070044560A1 (no)
EP (1) EP1639361A1 (no)
NO (1) NO325153B1 (no)
WO (1) WO2004099764A1 (no)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2427918B (en) * 2005-07-01 2009-01-28 David Richard Andrews A monitoring system
EP2120046A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-18 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Ultrasonic modelling
RU2502993C2 (ru) 2008-05-13 2013-12-27 Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно Ультразвуковое моделирование
EP2843401A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-04 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System and method for defect monitoring
US9803976B2 (en) 2015-04-22 2017-10-31 Clamp On As Methods and apparatus for measurement or monitoring of wall thicknesses in the walls of pipes or similar structures
GB2537654B (en) * 2015-04-22 2019-07-17 Clampon As Methods and apparatus for measurement or monitoring of wall thicknesses in the walls of pipes and similar structures

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4523468A (en) * 1983-10-03 1985-06-18 Trw Inc. Phased array inspection of cylindrical objects
DE3638936A1 (de) * 1986-11-14 1988-05-26 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren und einrichtung zur detektion von korrosion oder dergleichen
IL98279A (en) * 1990-06-01 1994-11-11 Philips Nv Method and instrument for examining a body by recording supersonic resonance
FR2682482B1 (fr) * 1991-10-14 1993-12-31 Aerospatiale Ste Nationale Indle Appareil de controle non destructif, par ultrasons, de materiaux tels que des materiaux composites, et procede correspondant.
DE4141123C1 (no) * 1991-12-13 1993-03-18 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe, De
FR2696573B1 (fr) * 1992-10-02 1996-08-30 Univ Paris Procede et dispositif d'examen acoustique a retournement temporel.
US5798457A (en) * 1993-06-25 1998-08-25 Pure Technologies Inc. Continuous monitoring of reinforcements in structures
GB2303704A (en) * 1995-07-27 1997-02-26 E M & I Ultrasonic inspection device
US5528557A (en) * 1995-08-07 1996-06-18 Northrop Grumman Corporation Acoustic emission source location by reverse ray tracing
US6370964B1 (en) * 1998-11-23 2002-04-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Diagnostic layer and methods for detecting structural integrity of composite and metallic materials
US6925881B1 (en) * 2002-01-17 2005-08-09 Southwest Research Institute Time shift data analysis for long-range guided wave inspection
SE527074C2 (sv) * 2003-06-23 2005-12-20 Impressonic Ab Icke-förstörande materialprovning

Also Published As

Publication number Publication date
US20070044560A1 (en) 2007-03-01
NO20032019D0 (no) 2003-05-05
NO20032019L (no) 2004-11-08
WO2004099764A1 (en) 2004-11-18
EP1639361A1 (en) 2006-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5113340B2 (ja) 超音波走査データを用いて物体を検査する方法およびシステム
US10458871B2 (en) Apparatus and method for measuring the pressure inside a pipe or container
JP6557125B2 (ja) 超音波減肉検査方法および検査装置
US6363788B1 (en) Noninvasive detection of corrosion, mic, and foreign objects in containers, using guided ultrasonic waves
WO2002068948A3 (en) Method and apparatus for inspecting pipelines from an in-line inspection vehicle using magnetostrictive probes
CA2699474C (en) Acoustic thickness measurements using gas as a coupling medium
CN104458906A (zh) 超声波配管测定装置
NO325153B1 (no) Fremgangsmate og system til a registrere strukturforhold i et akustisk ledende materiale ved bruk av krysspeilinger
KR102481199B1 (ko) 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 상수도 관로 두께 측정 장치
JP2007064904A (ja) 超音波による厚さ測定方法及びその装置
JP5224912B2 (ja) 振動監視装置および監視方法
JP4952489B2 (ja) 探傷方法及び装置
JP2006276032A (ja) 配管検査方法および装置
KR100979286B1 (ko) 수중 거리 및 방위를 측정하는 장치 및 방법
CN106841385B (zh) 基于声-超声的聚丙烯生产管道粉末粘附状态的检测方法
JP2008070388A (ja) 音響による液位検出方法及び装置
GB2488657A (en) Detecting and locating impacts on pipelines using acoustic emission (AE) sensors
NO20120965A1 (no) Fremgangsmåte og system for å bestemme posisjonen til et stempel i en sylinder
KR102515733B1 (ko) 상수도 금속관로의 노후도 측정시스템
JP2010286330A (ja) 配管減肉の検査方法及びその方法に用いる検査装置
KR102515731B1 (ko) 상수도 금속관로의 노후도 측정 방법
KR102481198B1 (ko) 상수 관로의 유도 초음파 및 초음파 센서를 이용한 두께 측정 방법
JP2020003431A (ja) 超音波による付着物の検出方法、及び超音波による付着物の検出システム
JP2003254942A (ja) 配管検査装置および配管検査方法
JP2008070387A (ja) 音響による液位検出方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired