专利名称：用于管路检查的设备和管路检查的方法
技术领域：
本公开涉及管路检查设备和管路检查的方法。
背景技术：
使用通常被称为管路清管器的设备来执行管路的检查是已知的，管路清管器在管路的内部行进，并且包括布置成以便测量或检测管路的壁中的缺陷的一个或多个传感器。使用超声传感器能测量或检测充满液体的管路的壁厚度和壁中的裂纹，其中，管路中的液体提供用于将超声波从超声传感器传送到管道壁的联接介质。
典型地，超声传感器安装在传感器托架上，例如在清管器通过管路执行检查操作时，传感器托架意图将超声传感器定位在管道壁的附近。传感器托架可由垫板组成，或者包括垫板，垫板意图紧邻管道的内表面而运行或者以与该内表面接触的方式运行，传感器远离垫板的外表面而布置，以便保护传感器不受磨损，或者不受与管道接触而引起的其它损害。在传统的管路检查设备中，垫板采取两种形式中的一种相对于设备的纵向轴线具有大体螺旋形的形状的垫板；或者平行于设备的纵向轴线而延伸或者相对于该纵向轴线以倾斜角度延伸的笔直的垫板。在各种情况下，在检查操作期间，不能调节和/或改变垫板，而不在物理上使设备在沿着管路的位置处停止且在原处执行维护。因此，传统的垫板往往不适合用来检查沿其长度膛孔直径有变化的管路。因而，大体上认可，给定的垫板设计仅适合于单个直径的管道。虽然使用传统的垫板设计来检查双直径或多直径的管路有时是可行的，但是结果的可靠性往往不佳，而且需要相当多的设计工作和/或反复试验来证明其有效性。

发明内容
本公开提出一种管路检查的设备和方法，其克服或减轻上面的问题中的一个或多个，或者与用于使用超声传感器对管路进行管路内检查的传统设备和方法相关联的其它缺点或问题。本公开进一步提供一种用于对管路进行管路检查的方法，该管路具有带有第一膛孔直径的第一区段和带有大于第一膛孔直径的第二膛孔直径的第二区段，所述方法包括以下步骤
提供对管路进行管路内检查的管路设备，所述设备包括布置成检查管道壁的多个超声传感器单元，各个传感器单元具有超声传感器阵列，其中，所述多个传感器单元限定上游传感器单元组和下游传感器单元组，所述上游组沿轴向相对于所述下游组有所偏移，其中，上游组中的传感器单元沿周向彼此隔开，而下游组中的传感器单元沿周向彼此隔开，进一步其中，下游组中的传感器单元布置成与上游组中的传感器单元不同相位。该方法进一步包括以下步骤以连续运行的方式来发送设备通过管路的所述第一区段和所述第二区段，以及使用所述超声传感器单元来在第一区段和所述第二区段两者中对管路提供周向检查，其中，下游传感器単元组对上游组中的传感器単元之间的周向间隔提供下游检查覆盖，而上游传感器単元组则对下游组中的传感器単元之间的周向间隔提供上游检查覆盖。本公开提供一种用于管路检查的设备，该设备具有纵向轴线，并且包括布置成检查管道壁的多个超声传感器単元，各个传感器単元包括超声传感器阵列，其中，所述多个传感器单元限定两个或更多个传感器单元组，所述传感器単元组关于设备的纵向轴线沿轴向相对于彼此有所偏移，各个组中的传感器単元沿周向彼此隔开，进一歩其中，传感器単元布置成不同相位，以对所述组中的传感器単元之间的周向间隔提供检查覆盖，使得来自传感器单元组的联合输出提供360度的检查覆盖。在示例性实施例中，各个超声传感器阵列限定相对于设备的纵向轴线沿周向方向延伸的圆弧。各个超声传感器阵列可安装在托架上，并且相对于设备的纵向轴线沿径向方向在所述托架上被局部地偏置。各个托架能够在用于第一膛孔直径的第一径向位置至用于第二 膛孔直径(例如大于所述第一直径)的第二径向位置之间移动。在示例性实施例中，各个超声传感器阵列限定检查区，并且检查区的联合覆盖区域至少足够容许在所述托架中的ー个或多个在所述第二径向位置上时，对管道的内周边进行周向检查。


结合在说明书中且构成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且附图与描述一起阐明这些实施例。在图中
图I是用于管路检查的、包括多个装置的设备的一部分的示意性透视图，各个装置具有多个传感器単元；
图2类似于图I且被简化，以显示仅具有传感器単元和相关联的偏置机构的仅单个装
置；
图3是用于在图I和2的实施例中使用的传感器単元和托架的示意性透视 图4是图3中的托架的示意性透视图；以及
图5是显示了图I中显示的种类的(但仅具有一个传感器装置)、能够通过具有多个膛孔直径的管路而操作的设备的示意图。
具体实施例方式示例性实施例的以下描述參照了附图。在不同的图中的相同參考标号标识相同或类似的元件。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。在整个公开中对“ー个示例性实施例”、“一个实施例”或其变型的參照表示与实施例结合起来描述的特定的特征、结构或特性包括在公开的主题的至少ー个实施例中。因而，在整个公开的各处出现短语“在一个示例性实施例中”、“在一个实施例中”或其变型未必指示同一实施例。另外，特定的特征、结构或特性可按任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。首先參照图1，大体在10处指示了用于对管路进行管路内检查的管路检查设备的一部分。设备10包括联接成以便沿着管路一起移动的第一传感器装置IlA和第二传感器装置11B。如在图I中观察到的那样，在使用中，装置IlA将是前部或上游装置，装置IlB布置在装置IlA的下游。各个装置IlAUlB设有多个超声传感器単元14，它们中的各个以下面更加详细地描述的方式可动地安装。各个传感器单兀14包括多 个超声传感器16。传感器16限定相对于设备10的纵向轴线沿周向方向延伸的弓形检查阵列。检查阵列内的超声传感器16能定向成垂直于管道壁，以进行壁厚度评价，或者定向成与管道壁成角度，以便引起切变波，以及识别例如管路中的任何裂纹。上游装置IlA上的传感器単元14限定上游传感器单元组，而下游装置IlB上的传感器单元14则限定上游传感器単元组。上游组中的传感器单元14沿周向彼此隔开，下游组中的传感器单元14也一祥。因此，对于各个装置11A、11B，相对于设备10沿其行进的管道的内周边，S卩，在各个组中的邻近的传感器単元14的弓形检查阵列之间，存在非覆盖区。为了克服这一点，下游组中的传感器単元14布置成与上游组中的传感器単元14不同相位，下游组对上游组中的传感器単元之间的周向间隔提供下游检查覆盖，并且进ー步，上游组对下游组中的传感器単元之间的周向间隔提供上游检查覆盖。因此，该布置提供360度的检查覆盖。在图I的示出的实施例中，各个装置IlAUlB包括绕着相应的装置IlAUlB的纵向轴线布置成彼此成90度的四个传感器单元14。此外，在前部装置IlA上的传感器单元14与后部装置IlB上的传感器単元14不同相位(相差45度)。各个检查阵列的检查覆盖区至少足够容许通过结合来自第一装置IlA和第二装置IlB上的检查阵列的检查结果来对管道的内表面进行周向检查(即360度)。在示例性实施例中，检查阵列构造成在前部装置IlA上的传感器单元14所覆盖的区域和后部装置IlB上的传感器単元14所覆盖的区域之间提供一定程度的交迭。这为检查数据提供较大的精确性，以及考虑了装置IlAUlB之间的失准。在示例性实施例中，对于上游组和下游组中的各个，各个检查阵列的周向延伸范围大于各个检查阵列之间的周向间隔。如下面将更加详细地描述的那样，各个传感器单元14能够在第一径向位置(例如缩回位置)和第二径向位置(例如扩张位置)之间移动。在示例性实施例中，各个检查阵列的检查覆盖区至少足够容许针对传感器単元14的各个径向位置对管道的内周边进行周向检查(即通过结合来自第一装置IlA和第二装置IlB上的检查阵列的检查結果)。因此，即使在传感器单元14的最大径向延伸范围下也能实现360度的检查覆盖。图2是装置IlAUlB中的一个的简化视图，其中，为清楚地理解，示出了传感器单元14中的仅ー个。装置11具有带有纵向轴线X(如在图2中观察到的那样，从左到右延伸)的中心本体12。传感器単元14安装成与所述本体12相关联。传感器単元14包括用于检查管道壁的成弓形阵列的超声传感器16。传感器単元14包括垫板18，垫板18具有在使用中意图在管道壁的附近运行或者以与管道壁接触的方式运行的外表面20。外表面20沿周向方向相对于纵向轴线X成弓形。传感器16还沿周向方向相对于纵向轴线X限定弓形的检查平面。检查平面远离垫板18的外表面而布置(例如在外表面20的径向内侧)，以保护传感器16不受磨损，或者不受与管道壁接触而引起的其它损害。在检查阵列内的超声传感器16能定向成垂直于管道壁，以进行壁厚度评价，或者定向成与管道壁成角度，以便引起切变波，以及识别例如管路中的任何裂纹。设备10包括弹簧加载式机构22，用于例如响应于膛孔直径的变化而容许相对于中心本体12的纵向轴线移动传感器单元14。机构22构造成沿大体径向方向偏置传感器単元14，以便沿朝管道壁的方向偏置垫板18的外表面20。更具体而言，机构22构造成响应于管道直径的变化而在第一径向位置(例如用于在小直径膛孔中使用的缩回位置)和第二径向位置(例如用于在大直径膛孔中使用的扩张位置)之间移动传感器単元14。机构22构造成将传感器単元14定位在合适 的径向位置(例如在所述第一径向位置和所述第二径向位置中间)处，这取决于设备10穿过其中的膛孔的大小。因此，设备10能用来检查多直径管路，或者跨过具有不同的直径的一定范围的管路而进行检查。机构22包括构造成沿朝管道壁的方向(例如相对于纵向轴线X沿径向方向或沿向外方向)偏置传感器単元14的第一悬架部件24和第二悬架部件26。第一悬架部件24和第二悬架部件26关于中心本体12的纵向轴线沿轴向相对于彼此有所偏移。第一悬架部件24和第二悬架部件26通过弹簧偏置式枢转连接件25连接到本体12上，以便构造成相对于中心本体12的所述纵向轴线而枢转。悬架部件24、26朝所述第ニ径向位置(即相对于本体12的扩张位置)偏置。因此，悬架部件24、26充当能够相对于装置11的中心本体12移动的弹簧偏置式支柱或臂，以将传感器单元14定位在管道壁的附近。在各个悬架部件24、26的端部处提供滚子27，以在使用中与设备沿其行进的管道的内表面进行滚动接触。第一悬架部件24和第二悬架部件26形成连结件28的一部分，连结件28构造成在悬架滚子27抵靠着管道壁起反作用时响应于膛孔直径的变化而相对于中心本体12的纵向轴线例如在第一径向位置和第二径向位置之间沿径向移动传感器単元14。连结件28包括布置成随所述第一悬架部件24和所述第二悬架部件26而移动的托架30。传感器単元14安装在所述托架30上。托架30安装在第一悬架部件24和第二悬架部件26之间，并且托架30布置成在传感器単元14的移动期间保持平行于中心本体12的纵向轴线。如在图3和4中能清楚地看到的那样，托架30包括用于连接到第一悬架部件24和第二悬架部件26上的枢转点29。如在图4中能最清楚地看到的那样，托架30偏置元件呈片簧32的形式，片簧32布置在传感器单元14的下方。偏置元件对传感器单元14提供相对于中心本体12的纵向轴线(例如沿朝管道壁的方向)的局部偏置。弹簧加载式机构22确保传感器16部署在管道壁的附近，即使是在弯曲部中(其中，传统系统会失效，或者非常不可靠)。此外，传感器単元14在托架30上的局部化偏置协助使垫板18抵靠着管道壁有正确的定向和夹持力。设备10适用于检查具有带有第一膛孔直径的第一区段和带有第二膛孔直径(即小于或大于第一膛孔直径)的第二区段的管路。能以连续运行的方式发送设备10通过管路的所述第一区段和所述第二区段。机构22用来抵靠着第一区段的内表面偏置传感器单元14，以及在膛孔直径在管路的所述第一区段和所述第二区段之间改变之后，自动地抵靠着第二区段的内表面偏置传感器単元14。在图5中显示了ー个实例。设备10容许精确地对使垫板18保持与管道壁接触所需的偏置力建摸，从而提供优于传统的垫板设计的显著改迸。设备10是有利的，至少在这个范围内即，通过允许在设计程序的早期阶段中计算需要的力，设备10应当会减少针对给定直径的管道来设计垫板所需的时间，从而減少或排除对优化循环和其它的反复试验行动的需要。此外，连结件28容许跨过一定范围的管路直径而使用该设备，从而包括对管道膛·孔的改进的跟踪，尤其是在弯曲部中以及通过限制性管路特征(诸如锥形部、阀等)吋。连结件28容许跨过一定范围的管路直径而使用该设备，从而包括对管道膛孔的改进的跟踪。各个连结件28能相对于装置11A、装置IlB上的其它连结件28独立地移动。这使得设备能够穿过以及检查急弯直径和困难的或限制性的管路特征，诸如锥形部、阀等。设想到，示例性实施例将能够通过ID弯曲部和斜接弯曲部而进行检查。在图I的示例性实施例中，连结件28采取4条式连结件的形式，4条式连结件由本体12、悬架部件24、26和托架30组成。可以能够应用可收缩的连结件的其它形式，例如包括所述悬架部件24、26的5条式连结件，其构造成确保传感器单元14跟踪管道壁，而不管管路内的内部清管器本体12的姿势如何。应当注意，图I显示了具有两组沿周向隔开的传感器単元的双装置布置，其中，这两组传感器单元沿轴向偏移且不同相位，以便提供360度的检查覆盖。但是，示例性实施例可将沿轴向偏移的三组或更多组的沿周向隔开的传感器单元结合在ー个、两个或更多个装置上，以提供360度的检查覆盖。虽然图I显示了其中每组传感器单元存在四个传感器单元的实施例，但是其它实施例每组可由三个或更多个传感器单元组成。在示例性实施例中，设备10构造成例如在传感器单元14中的ー个或多个布置在不同的径向位置处的情况下，使得来自成组的传感器単元14中的传感器16的联合检查数据提供360度的覆盖(相对于设备10的纵向轴线)，而不管传感器単元相对于彼此的相对位置如何。这使得设备10能够对具有多个膛孔直径的管路的内表面提供360度的检查，或者跨过一定范围的不同的管道直径而提供360度的检查。虽然关于呈可枢转臂或支柱的形式的弹簧加载式悬架部件来描述图I和2，但是可采用其它类型的悬架。虽然关于用于局部地偏置托架上的传感器単元的片簧来描述图2至4，但是可结合其它形式的弾性偏置元件。本书面描述使用公开的主题的实例来使本领域任何技术人员能够实践该主题，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。该主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。这样的其它实例意图处于权利要求的范围之内且应理解为处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于管路检查的设备，所述设备具有纵向轴线，并且包括布置成检查管道壁的多个超声传感器单元，各个传感器单元包括超声传感器阵列，其中，所述多个传感器单元限定两个或更多个传感器单元组，所述传感器单元组关于所述设备的所述纵向轴线沿轴向相对于彼此有所偏移，各个组中的所述传感器单元沿周向彼此隔开，进一步其中，所述传感器单元布置成不同相位，以对所述组中的所述传感器单元之间的周向间隔提供检查覆盖，使得来自所述传感器单元组的联合输出提供360度的检查覆盖。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，各个传感器单元包括具有意图与管道壁接触的外表面的垫板。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，各个传感器单元安装在托架上，以将所述传感器单元部署在管道壁的附近，其中，所述传感器单元在所述托架上被局部地偏置，以偏置所述垫板使其与管道壁接触。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，各个传感器单元安装在托架上，以将所述传感器单元部署在管道壁的附近，其中，各个托架能够在用于第一膛孔直径的第一径向位置和用于大于所述第一膛孔直径的第二膛孔直径的第二径向位置之间移动。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，各个超声传感器阵列限定检查区，并且其中，所述传感器单元布置成使得在所述托架中的一个或多个在所述第二径向位置上时，所述检查区的联合覆盖区域为管道的内表面提供周向检查。
6.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，各个传感器单元安装在构造成响应于管道直径的变化而相对于所述设备的所述纵向轴线沿径向移动所述传感器单元的机构上。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述机构构造成朝用于第一膛孔直径的第一径向位置以及朝用于大于所述第一膛孔直径的第二膛孔直径的第二径向位置偏置相应的传感器单元。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，各个超声传感器阵列限定检查区，并且其中，所述传感器单元布置成使得在所述托架中的一个或多个在所述第二径向位置上时，所述检查区的联合覆盖区域为管道的内表面提供周向检查。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述机构包括构造成沿径向方向偏置相应的传感器单元的第一悬架部件和第二悬架部件，并且其中，所述第一悬架部件和所述第二悬架部件关于所述本体设备的所述纵向轴线沿轴向相对于彼此有所偏移。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一悬架部件和所述第二悬架部件构造成相对于所述本体设备的所述纵向轴线而枢转。
11.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，各个传感器单元安装成与可收缩的连结件相关联，所述连结件构造成沿朝管道壁的方向偏置相应的传感器单元，并且构造成容许响应于管道直径的变化相对于所述本体的所述纵向轴线在第一径向位置和第二径向位置之间移动相应的传感器单元。
12.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，各个超声传感器阵列限定相对于所述设备的纵向轴线沿周向方向延伸的圆弧。
13.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，各个超声传感器阵列限定检查区，并且其中，所述传感器单元组布置成为各个检查区提供一定程度的周向交迭。
14.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述设备包括联接成以便沿着管路一起移动的第一装置和第二装置，其中，第一传感器单元组安装成与所述第一装置相关联，并且第二传感器单元组安装成与所述第二装置相关联。
15.一种用于对管路进行管路检查的方法，所述管路具有带有第一膛孔直径的第一区段和带有大于所述第一膛孔直径的第二膛孔直径的第二区段，所述方法包括以下步骤 提供用于对所述管路进行管路内检查的管路设备，所述设备具有纵向轴线，并且包括布置成检查管道壁的多个超声传感器单元，各个传感器单元具有超声传感器阵列，其中，所述多个传感器单元限定上游传感器单元组和下游传感器单元组，所述上游组沿轴向相对于所述下游组有所偏移，其中，所述上游组中的所述传感器单元沿周向彼此隔开，并且所述下游组中的所述传感器单元沿周向彼此隔开，进一步其中，所述下游组中的所述传感器单元布置成与所述上游组中的所述传感器单元不同相位； 所述方法进一步包括以下步骤以连续运行的方式发送所述设备通过所述管路的所述第一区段和所述第二区段，以及使用所述超声传感器单元来在所述第一区段和所述第二区段两者中对所述管路提供周向检查，其中，所述下游传感器单元组对所述上游组中的所述传感器单元之间的周向间隔提供下游检查覆盖，并且所述上游传感器单元组对所述下游组中的所述传感器单元之间的周向间隔提供上游检查覆盖。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述设备与权利要求I至14中的任一项相一致。
全文摘要
本发明涉及用于管路检查的设备和管路检查的方法。一种用于管路检查的设备包括超声传感器单元组。上游组沿轴向相对于下游组有所偏移。在各个组中，传感器单元沿周向彼此隔开。下游组中的传感器单元布置成与上游组中的传感器单元不同相位。下游组对上游组中的传感器单元之间的周向间隔提供检查覆盖，而上游组则对下游组中的传感器单元之间的周向间隔提供检查覆盖。各个传感器单元包括限定相对于设备的纵向轴线沿周向方向延伸的圆弧的超声传感器阵列。各个阵列安装在托架上，并且沿径向方向被局部地偏置。各个托架能够响应于管道直径的变化而从第一径向位置移动到第二径向位置。
文档编号G01N29/04GK102798665SQ201210168200
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月28日 优先权日2011年5月26日
发明者R.帕尔马, W.赫伦 申请人:Pii有限公司