BE1022397B1 - MEASURING TECHNOLOGY - Google Patents
MEASURING TECHNOLOGY Download PDFInfo
- Publication number
- BE1022397B1 BE1022397B1 BE2014/0028A BE201400028A BE1022397B1 BE 1022397 B1 BE1022397 B1 BE 1022397B1 BE 2014/0028 A BE2014/0028 A BE 2014/0028A BE 201400028 A BE201400028 A BE 201400028A BE 1022397 B1 BE1022397 B1 BE 1022397B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- measuring device
- ultrasonic
- ultrasonic waves
- sensors
- generating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F7/00—Other installations or implements for operating sewer systems, e.g. for preventing or indicating stoppage; Emptying cesspools
- E03F7/12—Installations enabling inspection personnel to drive along sewer canals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/04—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring the deformation in a solid, e.g. by vibrating string
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/225—Supports, positioning or alignment in moving situation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2462—Probes with waveguides, e.g. SAW devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/22—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound for conducting sound through hollow pipes, e.g. speaking tubes
-
- 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
- F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
- F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores
- G01N2021/9542—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores using a probe
- G01N2021/9544—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores using a probe with emitter and receiver on the probe
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/021—Special mounting in general
- G01N2201/0216—Vehicle borne
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/263—Surfaces
- G01N2291/2636—Surfaces cylindrical from inside
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
De uitvinding heeft algemeen betrekking tot een verbeterde methode voor deformatiemeetingen van ondergrondse leidingen welke gebaseerd is op het gebruik van ultrasone golven. In tegenstelling tot de bestaande meetmethodes die gebaseerd zijn op optische methodes zoals bij het gebruik van een laser, is een meetmethode op basis van ultrasone golven dewelke ongevoelig is aan de aanwezigheid van stof en / of nevel, en zelfs een beperkte vervuiling aan de binnenzijde van de te inspecteren leidingen is geen belemmering voor deze vernieuwde meetmethode. De onderhavige vinding heeft dus als objectief een meetinrichting voor leidingen, gekenmerkt in het gebruik van ultrasone golven en sensoren.The invention relates generally to an improved method for deformation measurements of underground conduits based on the use of ultrasonic waves. In contrast to the existing measuring methods that are based on optical methods such as the use of a laser, a measuring method based on ultrasonic waves, which is insensitive to the presence of dust and / or mist, and even limited contamination on the inside of the pipelines to be inspected is no obstacle to this new measuring method. The present invention thus has as an objective a measuring device for pipes, characterized in the use of ultrasonic waves and sensors.
Description
MEETTECHNIEKMEASURING TECHNOLOGY
De uitvinding heeft algemeen betrekking tot een verbeterde methode voor deformatiemetingen van ondergrondse leidingen welke gebaseerd is op het gebruik van ultrasone golven. In tegenstelling tot de bestaande meetmethodes die gebaseerd zijn op optische methodes zoals bij het gebruik van een laser, is een meetmethode op basis van ultrasone golven dewelke ongevoelig is aan de aanwezigheid van stof en / of nevel, en zelfs een beperkte vervuiling aan de binnenzijde van de te inspecteren leidingen is geen belemmering voor deze vernieuwde meetmethode. De onderhavige vinding heeft dus als objectief een meetinrichting voor leidingen, gekenmerkt in het gebruik van ultrasone golven en sensoren.The invention relates generally to an improved method for deformation measurements of underground pipes based on the use of ultrasonic waves. In contrast to the existing measuring methods based on optical methods such as when using a laser, a method based on ultrasonic waves is insensitive to the presence of dust and / or mist, and even a limited contamination on the inside of the pipes to be inspected is no obstacle to this new measuring method. The present invention thus has as objective a measuring device for pipes, characterized in the use of ultrasonic waves and sensors.
CC.
ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION
Robotinspectie van ondergrondse leidingen om deformaties en mogelijke problemen op te sporen maakt de dag van vandaag voornamelijk gebruik van camerawagens voorzien van afstands- of geprojecteerde lasers. Bij de afstandslasers worden er twee lasers in een lijn en 180° ten overstaande van elkaar geplaatst om de binnendiameter van de buis te meten. Bij de geprojecteerde lasers wordt er middels een prisma een laserlijn geprojecteerd over de volledige omtrek van de binnenwand en neemt een camera het cirkelvormig beeld op, om het softwarematig in een diameter om te zetten.Robotic inspection of underground pipes to detect deformations and possible problems makes use of camera trucks with remote or projected lasers. With the distance lasers, two lasers are placed in a line and 180 ° to each other to measure the inside diameter of the tube. With the projected lasers, a laser line is projected over the entire circumference of the inner wall by means of a prism and a camera records the circular image to convert it into a diameter using software.
Probleem met deze systemen die uiteindelijk gebaseerd zijn op visuele systemen, is hun gevoeligheid voor mist, damp of gasvorming wat in rioolleidingen altijd aanwezig is. Ook kleurschakeringen, weerspiegelingen en lichtinval kunnen deze metingen ernstig verstoren. Om de problemen geassocieerd met metingen op basis van licht op te vangen zijn er ook mechanische meetsystemen. Bij deze meetsystemen heeft men een set van armen die middels een veerkracht tegen de wand gedrukt worden en waarbij deformaties door buiging of verandering in veerdruk, geregistreerd worden. Dergelijke systemen kunnen tijdens de meeting hinder ondervinden van onder andere inlaten en instekende inlaten en zijn derhalve niet in alle gevallen inzetbaar.The problem with these systems, which are ultimately based on visual systems, is their sensitivity to fog, vapor or gas formation, which is always present in sewer pipes. Color shades, reflections and light can also seriously disturb these measurements. To compensate for the problems associated with measurements based on light, there are also mechanical measurement systems. With these measuring systems there is a set of arms that are pressed against the wall by means of a spring force and in which deformations by bending or change in spring pressure are registered. Such systems can be hindered during the meeting by, among other things, inlets and inserting inlets and can therefore not be used in all cases.
Het is een objectief van de onderhavige uitvindingen om hieraan een oplossing te bieden, door deformatiemeetingen van leidingen te doen gebruik makend van ultrasone golven.It is an objective of the present inventions to provide a solution to this by making deformation measurements of pipes using ultrasonic waves.
KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN FIG. 1. Dwarsdoorsnede van een meetinrichting volgens de onderhavige vinding. Toont de mobiele inrichting (3) met daarop de positioneringselementen (lift arm (4)), en de cilindervormige houder voorzien van de radiaal opgestelde ultrasone sensoren (1) en bijhorende golfbuizen (2), centraal vooraan geplaatste camera (5), en verlichtingselementen (6). FIG. 2. Perspectief zijaanzicht van een meetinrichting volgens de onderhavige vinding. Toont de mobiele inrichting met daarop de positioneringselementen (lift arm (4)), en de cilindervormige houder (7) voorzien van de radiaal opgestelde ultrasone sensoren en bijhorende golfbuizen (2), centraal vooraan geplaatste camera (5), en verlichtingselementen (6).BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. Cross-section of a measuring device according to the present invention. Shows the mobile device (3) with on it the positioning elements (lift arm (4)), and the cylindrical holder provided with the radially arranged ultrasonic sensors (1) and associated wave tubes (2), centrally placed camera (5), and lighting elements (6). FIG. 2. Perspective side view of a measuring device according to the present invention. Shows the mobile device with on it the positioning elements (lift arm (4)), and the cylindrical holder (7) provided with the radially arranged ultrasonic sensors and associated wave tubes (2), centrally placed camera (5), and lighting elements (6) .
BESCHRIJVING VAN DE UITVINDINGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Zoals reeds blijkt uit voorgaande beschrijving van de tekeningen, heeft de onderhavige uitvinding te maken met een meetinrichting voor deformatiemetingen van leidingen, in het bijzonder voor deformatiemetingen van rioleringsbuizen. De meetinrichting wordt gekenmerkt door het gebruik van middelen voor het genereren en detecteren van ultrasone golven, en gekenmerkt in dat de middelen (1) voor het genereren en detecteren van ultrasone golven een golfpijp (2) omvatten. Door de aanwezigheid van de golfpijp, hierna ook wel golfbuis genaamd, zal de echo van een gegenereerde golf ook effectief gedetecteerd worden. Zonder de golfbuis vangt de detector ook andere gereflecteerde golven op en kan men onmogelijk de afstand tot het reflecterend oppervlak berekenen.As already apparent from the foregoing description of the drawings, the present invention relates to a measuring device for deformation measurements of pipes, in particular for deformation measurements of sewage pipes. The measuring device is characterized by the use of means for generating and detecting ultrasonic waves, and characterized in that the means (1) for generating and detecting ultrasonic waves comprise a wave pipe (2). Due to the presence of the wave pipe, hereinafter also referred to as the wave tube, the echo of a generated wave will also be effectively detected. Without the wave tube, the detector also captures other reflected waves and it is impossible to calculate the distance to the reflecting surface.
In principe kan elke combinatie van middelen voor het genereren en van middelen voor het detecteren van ultrasone golven gebruikt worden, maar bij voorkeur bestaan deze middelen uit commercieel beschikbare ultrasone sensoren zoals de ultrasone sensoren van microsonic Gmbh. Dergelijke ultrasone sensoren zenden cyclusgewijs een körte, hoogfrequente geluidsimpuls uit. Deze impuls plant zich met de geluidssnelheid voort door de lucht. Zodra de impuls op een object stoot wordt hij teruggekaatst om als echo opnieuw de ultrasone sensor te bereiken. Op basis van het tijdsinterval tussen het uitzenden van de geluidsimpuls en het ontvangen van het echosignaal berekent de ultrasone sensor intern de afstand tot het object. Om evenwel de werking van deze sensoren aan de binnenzijde van een buisvormige leiding mogelijk te maken, zijn de ultrasone sensoren in de meetinrichting van de onderhavige vinding, voorzien van een golfbuis. De golfbuis schermt de sensor af van de golven die niet rechtstreeks door de tegenoverliggend wand van de te meten leiding worden gereflecteerd, en aldus de lengtemeting zouden verstoren.In principle, any combination of means for generating and ultrasonic wave detecting means can be used, but preferably these means consist of commercially available ultrasonic sensors such as the ultrasonic sensors of microsonic GmbH. Such ultrasonic sensors emit a short, high-frequency sound pulse in cycles. This impulse propagates through the air at the speed of sound. As soon as the pulse hits an object, it is reflected back to reach the ultrasonic sensor again as an echo. Based on the time interval between the transmission of the sound pulse and the reception of the echo signal, the ultrasonic sensor internally calculates the distance to the object. However, in order to enable the operation of these sensors on the inside of a tubular conduit, the ultrasonic sensors in the measuring device of the present invention are provided with a corrugated tube. The corrugated tube shields the sensor from the waves that are not directly reflected by the opposite wall of the conduit to be measured, and thus would disrupt the length measurement.
Met als doelstelling deformaties in de leiding te detecteren, zal de meetinrichting bij het verplaatsen doorheen de leiding de diameter opmeten, met typisch een minimum van 3 diameterbepalingen per ieidingselement. De deformatie komt dan overeen met de procentuele verandering van de diameter ten overstaan van de ideale cirkelvorm. Bij de meetinrichting van de onderhavige uitvinding is er ten minste 1 ultrasone sensor met goifbuis radiaal en haaks op de aslijn van de leiding gepositioneerd (ook de golfbuis is radiaal en haaks op de aslijn van de leiding gepositioneerd). In het geval van één enkele ultrasone sensor met golfbuis, zal deze sensor de diameter bepalen middels meerdere gepaarde meetingen van twee meetposities die telkens 180° uit elkaar gelegen zijn. In een andere configuratie van de meetinrichting bevat deze ten minste 4 ultrasone sensoren op posities 01:00u, 05:00ii, 07:00u en 11:00u omheen de centrale aslijn van de leiding. In een andere configuratie van de meetinrichting bevat deze ten minste 8 ultrasone sensoren op posities 01:30u, 03:00u, 04:30u, 06:00u, 07:30u, 09:00u, 10:30u en 12:00u omheen de centrale aslijn van de leiding. In elk van deze verdere uitvoeringsvormen zijn de middelen voor het genereren en detecteren van de ultrasone golven, radiaal ten overstaande van de centrale aslijn van de te meten leiding opgesteld. In het bijzonder radiaal en haaks op de centrale aslijn van de te meten leiding, waarbij tevens de golfbuis van elk van deze middelen voor het genereren en detecteren van de ultrasone golf radiaal en haaks op deze aslijn is opgesteld.With the aim of detecting deformations in the conduit, the measuring device will measure the diameter as it travels through the conduit, with typically a minimum of 3 diameter determinations per conduit element. The deformation then corresponds to the percentage change of the diameter with respect to the ideal circle shape. In the measuring device of the present invention, at least 1 ultrasonic sensor with discharge tube is positioned radially and perpendicular to the axis of the line (the corrugated tube is also positioned radially and perpendicular to the axis of the line). In the case of a single ultrasonic sensor with a corrugated tube, this sensor will determine the diameter by means of several paired measurements of two measuring positions that are each 180 ° apart. In another configuration of the measuring device, it comprises at least 4 ultrasonic sensors at positions 1:00 am, 5:00 am, 7:00 am and 11:00 am around the central axis of the conduit. In another configuration of the measuring device, it comprises at least 8 ultrasonic sensors at positions 1:30 AM, 3:00 AM, 4:30 AM, 6:00 AM, 7:30 AM, 9:00 AM, 10:30 AM, and 12:00 PM around the control center axis line of the pipe. In each of these further embodiments, the means for generating and detecting the ultrasonic waves are arranged radially with respect to the central axis of the line to be measured. In particular, radially and perpendicular to the central axis of the line to be measured, the wave tube of each of these means for generating and detecting the ultrasonic wave being arranged radially and perpendicular to this axis.
Om er voor te zorgen dat de ultrasone sensoren radiaal en haaks op de centrale aslijn van de te meten leiding gepositioneerd worden, kan in een gegeven uitvoeringsvorm de meetinrichting voorzien zijn van houders (7) voor de ultrasone sensoren met golfpijpen waarbij deze houders gedimensioneerd zijn naar de diameter van de te meten leiding, zodoende dat de ultrasone sensoren op gelijke afstand van de centrale aslijn van de te meten leiding gepositioneerd zijn. In een alternatieve uitvoeringsvorm is deze houder positioneerbaar opgesteld. Door de houder positioneerbaar op te stellen, bijvoorbeeld op een kraanarm of lift, kan men de meetinrichting inzetten in leidingen met uiteenlopende diameters. In elk van voorgaande uitvoeringsvormen is de houder bij voorkeur een cilindervormige houder. In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de cilindervormige houder positioneerbaar opgesteld. Dus in een verder objectief omvat de meetinrichting tevens positioneringselementen (4) om de radiaal opgestelde ultrasone sensoren op gelijke afstand van de centrale aslijn van de te meten leiding te positioneren, bij voorkeur bestaande uit een automatische lift. Deze positioneringselementen zullen er dus voor zorgen dat de middelen voor het genereren en detecteren van ultrasone golven, radiaal worden gepositioneerd ten overstaande van de centrale aslijn van de te meten leiding.In order to ensure that the ultrasonic sensors are positioned radially and perpendicular to the central axis of the line to be measured, in a given embodiment the measuring device may be provided with holders (7) for the ultrasonic sensors with corrugated pipes, these holders being dimensioned to the diameter of the line to be measured, so that the ultrasonic sensors are positioned at equal distances from the central axis of the line to be measured. In an alternative embodiment, this holder is arranged positionably. By positioning the holder positionably, for example on a crane arm or lift, the measuring device can be used in pipes with various diameters. In each of the foregoing embodiments, the holder is preferably a cylindrical holder. In a preferred embodiment the cylindrical holder is arranged positionably. Thus, in a further objective, the measuring device also comprises positioning elements (4) for positioning the radially arranged ultrasonic sensors at an equal distance from the central axis of the line to be measured, preferably consisting of an automatic lift. These positioning elements will therefore ensure that the means for generating and detecting ultrasonic waves are positioned radially with respect to the central axis of the line to be measured.
Eigen aan de deformatiemeting van leidingen is dat deze steeds wordt voorafgegaan door een cameraonderzoek om na te kijken of er geen water in de leidingen staat en of de leiding gereinigd is. Door de meetinrichting van de onderhavige uitvinding tevens te voorzien van een camera (5) en één of meerdere verlichtingselementen (6), wordt het mogelijk de voorafgaandelijke camera inspectie en daaropvolgende deformatiemeting door één en dezelfde meetinrichting uit te voeren. Dus in een verdere uitvoeringsvorm omvat de meetinrichting van de onderhavige vinding een camera en één of meerdere verlichtingselementen. In een specifieke uitvoeringsvorm is deze camera centraal vooraan in de cilindervormige houder van de ultrasone senoren geplaatst. Tijdens de deformatiemeeting zit de camera dus ter hoogte van de centrale aslijn van de te meten leiding.A characteristic of the deformation measurement of pipes is that it is always preceded by a camera investigation to check whether there is no water in the pipes and whether the pipe has been cleaned. By also providing the measuring device of the present invention with a camera (5) and one or more lighting elements (6), it becomes possible to perform the prior camera inspection and subsequent deformation measurement by one and the same measuring device. Thus, in a further embodiment, the measuring device of the present invention comprises a camera and one or more lighting elements. In a specific embodiment, this camera is placed centrally at the front in the cylindrical holder of the ultrasonic senors. During the deformation measurement, the camera is therefore at the level of the central axis of the pipe to be measured.
Zoals hiervoor reeds aangegeven zal de meetinrichting tijdens de deformatiemeting of de vfiorafgaandelijke camera inspectie, doorheen de 'te meten leiding moeten verplaatst worden. Hiertoe zal de meetinrichting Van de onderhavige uitvinding bij voorkeur gemonteerd worden op een mobiele of verschuifbare inrichting (3). Zo kan de meetinrichting bijvoorbeeld op een karretje of slede gemonteerd worden die met in elkaar draaiende polyesterstokken doorheen de leiding kunnen geduwd worden. Elk gekend type van inspectierobots kan als basis gebruikt worden voor de meetinrichting van de onderhavige vinding. In een specifieke uitvoeringsvorm wordt de meetinrichting gemonteerd op een elektromechanische tractor.As already indicated above, during the deformation measurement or the previous camera inspection, the measuring device will have to be moved through the pipe to be measured. To this end, the measuring device of the present invention will preferably be mounted on a mobile or slidable device (3). For example, the measuring device can be mounted on a trolley or carriage which can be pushed through the pipe with twisting polyester sticks. Any known type of inspection robots can be used as a basis for the measuring device of the present invention. In a specific embodiment, the measuring device is mounted on an electromechanical tractor.
In een verder aspect biedt de huidige aanvraag een werkwijze voor de deformatiemeting van een leiding, gekenmerkt in het gebruik van ultrasone sensoren. Het is dus tevens een objectief van de huidige aanvraag het gebruik van ultrasone sensoren in deformatiemetingen van leidingen te claimen, meer in het bijzonder het gebruik van ultrasone sensoren voorzien van een golfbuis. De werkwijze voor de deformatiemeting van leidingen omvat één of meer van de volgende stappen ; - het radiaal positioneren van één of meerdere ultrasone sensoren voorzien van een golfbuis ten overstaande van de centrale aslijn van de te meten leiding; - het uitzenden van een ultrasone golf door deze één of meerdere ultrasone sensoren; - Het ontvangen van het echosignaal van deze ultrasone golf door deze één of meerdere ultrasone sensoren; - Het berekenen van de afstand tot de wand van de te meten leiding op basis van het tijdsverschil tussen het zenden van de ultrasone golfen het ontvangen van de echogolf. - Het in de lengterichting verplaatsen van de ultrasone sensor(en) voor een volgende meeting.In a further aspect, the current application provides a method for deformation measurement of a conduit characterized in the use of ultrasonic sensors. It is therefore also an objective of the present application to claim the use of ultrasonic sensors in deformation measurements of pipes, more in particular the use of ultrasonic sensors provided with a corrugated tube. The method for the deformation measurement of pipes comprises one or more of the following steps; - radially positioning one or more ultrasonic sensors provided with a wave tube with respect to the central axis of the line to be measured; - the transmission of an ultrasonic wave by these one or more ultrasonic sensors; - Receiving the echo signal of this ultrasonic wave by these one or more ultrasonic sensors; - Calculating the distance to the wall of the line to be measured based on the time difference between sending the ultrasonic waves and receiving the echo wave. - Moving the ultrasonic sensor (s) in the longitudinal direction for a subsequent meeting.
De uitvinding geeft dus een werkwijze voor de deformatiemeting van een leiding, gekenmerkt in het gebruik van een meetinrichting volgens één der voorgaande conclusies. Tevens een werkwijze voor de deformatiemeting van een leiding omvattende het gebruik van één of meerdere ultrasone sensoren, waarbij deze sensoren voorzien zijn van een golfbuis zodat de echo van een ultrasone golf dewelke door de sensor werd uitgezonden, de Ultrasone detector opnieuw bereikt. In . een specifieke uitvoeringsvorm omvat deze werkwijze het radiaal positioneren van de één of meerdere ultrasone sensoren ten overstaande van de centrale aslijn van de te meten leiding. Mogelijks verder omvattende het verplaatsen van de één of meerdere ultrasone sensoren in de lengterichting van de te meten leiding, deze verplaatsing gebeurt bij voorkeur middels een mobiele of verschuifbare inrichting.The invention thus provides a method for the deformation measurement of a line, characterized in the use of a measuring device according to one of the preceding claims. Also a method for the deformation measurement of a line comprising the use of one or more ultrasonic sensors, wherein these sensors are provided with a wave tube so that the echo of an ultrasonic wave emitted by the sensor reaches the Ultrasonic detector again. In . in a specific embodiment, this method comprises radially positioning the one or more ultrasonic sensors with respect to the central axis of the line to be measured. Possibly further comprising displacing the one or more ultrasonic sensors in the longitudinal direction of the line to be measured, this displacement preferably takes place by means of a mobile or displaceable device.
UitvoeringsvormEmbodiment
In afbeeldingen 1 en 2, toont deze aanvraag een mogelijke uitvoeringsvorm van de onderhavige vinding, De voorgestelde meetinrichting heeft tot doel de doorsneewijziging, vervormingen, deformatie te bepalen van alle starre of flexibele kunststofbuismaterialen en leidingen. De meetinrichting is dus bruikbaar in alle starre of flexibele kunststofbuismaterialen van leidingen en putten waaronder riolering in het algemeen.In Figures 1 and 2, this application shows a possible embodiment of the present invention. The proposed measuring device aims at determining the cross-sectional change, deformations, deformation of all rigid or flexible plastic pipe materials and pipes. The measuring device can therefore be used in all rigid or flexible plastic pipe materials of pipes and wells, including sewage in general.
In de voorgestelde afbeeldingen bevat de meetinrichting 8 ultrasone sensoren. Elk van deze sensoren heeft een meetbereik van 3 cm tot 30 cm. Rekening houdend met de diameter van de cilindervormige houder (7), heeft de voorgestelde meetinrichting per 2 sensoren die op één lijn en 180° ten overstaande van elkaar geplaatst zijn een diagonaal meetbereik van 6 cm + diameter van de houder tot 60 cm + diameter van de houder. Dus voor een houder van 10 cm, heeft de meetinrichting een diagonaal bereik van 16 cm tot 70 cm. Afhankelijk van de gekozen ultrasone sensoren kunnen deze een Analog output hebben van 0-1 Ov dc of van 4 to 20 mA, met een nauwkeurigheid bij een ingesteld meetbereik van 5 cm/1024 =0,0048 cm.In the proposed illustrations, the measuring device comprises 8 ultrasonic sensors. Each of these sensors has a measuring range of 3 cm to 30 cm. Taking into account the diameter of the cylindrical holder (7), the proposed measuring device has a diagonal measuring range of 6 cm + diameter of the holder up to 60 cm + diameter of 2 per sensor, placed in line with each other and 180 ° apart. the holder. So for a 10 cm holder, the measuring device has a diagonal range of 16 cm to 70 cm. Depending on the chosen ultrasonic sensors, these can have an Analog output of 0-1 Ov dc or of 4 to 20 mA, with an accuracy with a set measuring range of 5 cm / 1024 = 0.0048 cm.
Het ultrasone werkingsprincipe is gebaseerd op de ultrasone sensor die cyclusgewijs een korte, hoogfrequente geluidsimpuls uitzendt. Deze impuls plant zich met de geluidssnelheid voort door de lucht. Zodra de impuls op een object stoot wordt hij teruggekaatst om als echo opnieuw de ultrasone sensor te bereiken. Op basis van het tijdsinterval tussen het uitzenden van de geluidsimpuis en het ontvangen van het echosignaal berekent de ultrasone sensor intern de afstand tot het object. Doordat de afstand tot het object wordt bepaald door een meting van de tijd en niet door een meting van de intensiteit, bieden ultrasone sensoren een uitstekende nauwkeurigheid. Bijna alle materialen die geluid weerkaatsen worden gedetecteerd, ongeacht hun kleur. Zelfs glasheldere materialen of dunne folie vormen geen probleem voor ultrasone sensoren. De sensoren meten doorheen stoffige lucht en mist en zijn niet onderhevig aan kleuren, schaduw, weerkaatsing, etc. Ook dunne afzettingen op het sensormembraan hebben geen ongunstige invloed op de werking van de sensor.The ultrasonic operating principle is based on the ultrasonic sensor that emits a short, high-frequency sound pulse in a cycle. This impulse propagates through the air at the speed of sound. As soon as the pulse hits an object, it is reflected back to reach the ultrasonic sensor again as an echo. The ultrasonic sensor internally calculates the distance to the object based on the time interval between the transmission of the sound impulse and the reception of the echo signal. Because the distance to the object is determined by a measurement of the time and not by a measurement of the intensity, ultrasonic sensors offer excellent accuracy. Almost all materials that reflect sound are detected, regardless of their color. Even crystal-clear materials or thin films are no problem for ultrasonic sensors. The sensors measure through dusty air and fog and are not subject to colors, shadow, reflection, etc. Thin deposits on the sensor membrane also have no adverse effect on the operation of the sensor.
De ultrasone sensor genereert bij de stroom van 4 tot 20 mA dewelke omgezet wordt in een spanning van 0 tot 5 V. Deze spanning wordt in een 10 bits analoog-digitaal omzetter gestuurd. Doordat de sensors uitgerust zijn met een “leam” functie kan men een lage en hoge limiet programmeren, om een zo nauwkeurig mogelijke meting te bekomen. Men kan alzo een meetbereik van bv 5 cm instellen. De nauwkeurigheid wordt dan 5 cm/1024 =0,0048 cm.The ultrasonic sensor generates at a current of 4 to 20 mA, which is converted into a voltage of 0 to 5 V. This voltage is controlled in a 10-bit analog-to-digital converter. Because the sensors are equipped with a "leam" function, it is possible to program a low and high limit, in order to obtain the most accurate possible measurement. A measuring range of, for example, 5 cm can thus be set. The accuracy then becomes 5 cm / 1024 = 0.0048 cm.
Deze A/D omzetter wordt uitgelezen door een AVR controller dmv 1¾ protocol. Het 10 bit signaal wordt gesplitst in 2 bytes en verstuurd naar het bedieningspaneel. Deze waardes kunnen uitgelezen worden door een laptop die aan de bedieningseenheid is aangesloten.This A / D converter is read out by an AVR controller using 1¾ protocol. The 10 bit signal is split into 2 bytes and sent to the control panel. These values can be read out by a laptop connected to the control unit.
Door middel van een lift welke automatisch tijdens het rijden met de robot continu in het midden van de leiding gepositioneerd wordt de 8-ultrasoon sensor kop in de hoogte versteld om alzo steeds in het midden van de buisleiding te zitten om een correcte meting te bekomen. De lift wordt gestuurd vanuit een AVR controller en heeft magneetsensors die dienen als begin- en eind stop. Eveneens kan de 8 ultrasone sensorkop 360°.in het rond draaien. Dit heeft het voordeel indien er water in de buis staat dat de kop kan gedraaid worden zodat de middelste sensor niet in het water moet meten. Om de lift in het midden van de buis te positioneren worden de waardes van de onderste (6 uur) en bovenste (12 uur) sensor gébruikt. Als de waarde van dé onderste sensor kleiner is dan de waarde van de bovenste zal de lift zichzelf corrigeren en omhoog gaan tot ze in het midden van de leiding zit. Ze zal stoppen als beide waarden gelijk zijn, De lift kan ook manueel bestuurd worden vanuit het bedieningseenheid waarop de afstanden ook afleesbaar zijn. De bedienaar kan indien gewenst sensors uitschakelen.The 8-ultrasonic sensor head is adjusted in height by means of a lift which is automatically positioned continuously in the middle of the pipe while the robot is being driven, so that it is always in the middle of the pipe to obtain a correct measurement. The lift is controlled from an AVR controller and has magnetic sensors that serve as a start and end stop. The 8 ultrasonic sensor head can also rotate 360 °. This has the advantage if there is water in the tube that the head can be turned so that the middle sensor does not have to measure in the water. To position the lift in the middle of the tube, the values of the lower (6 o'clock) and upper (12 o'clock) sensors are used. If the value of the lower sensor is smaller than the value of the upper sensor, the lift will correct itself and go up until it is in the middle of the pipe. It will stop if both values are the same. The lift can also be controlled manually from the control unit on which the distances can also be read. The operator can disable sensors if desired.
Het systeem meet de afmetingen van de doorsneden, minimum- en maximum waarden van de binnendiameters. Een software berekend de afwijkingen ten opzichte van de nominale diameter van de fabrikant en verwerkt deze ën zet die om in een grafiek met procenten, mm of andere waarden.The system measures the dimensions of the cross-sections, minimum and maximum values of the inside diameters. A software calculates the deviations from the nominal diameter of the manufacturer and processes these and converts them into a graph with percentages, mm or other values.
Het meettoestel is gemonteerd op een gestuurde robotcamerawagen met 4 of 6 wielen of rups, ketting banden welke door de leiding gestuurd wordt. Deze kan aangestuurd worden met een kabel of draadloos. Het kan ook op een onderstel met wielen door de leiding getrokken of geduwd worden.The measuring device is mounted on a steered robot camera trolley with 4 or 6 wheels or caterpillar, chain tires which is controlled by the pipe. This can be controlled with a cable or wireless. It can also be pulled or pushed through the pipe on a chassis with wheels.
Op de haakse ultrasone sensors is boven hun meetlichaam een verlengstuk aangebracht (hierin ook golfbuis of golfpijp genaamd) dat kan variëren van 2 tot 15 cm. De opening van de verlengstukken heeft een diameter tussen 6 en 10 mm. Hierdoor worden de signalen in rechte lijn in het verlengstuk naar buiten gestuurd waardoor ze tegen de wand komen, om dan in de omgekeerde richting terug de sensor te bereiken. Hierdoor hebben de ultrasone signalen geen nadelige gevolgen van de ronding van de buiswand. Zonder deze verlengstukken zijn de ultrasone signalen niet betrouwbaar.On the right-angled ultrasonic sensors, an extension piece is provided above their measuring body (also called corrugated pipe or corrugated pipe) that can vary from 2 to 15 cm. The opening of the extensions has a diameter between 6 and 10 mm. As a result, the signals are sent out in a straight line in the extension, so that they come against the wall, in order to reach the sensor again in the opposite direction. As a result, the ultrasonic signals do not have any adverse effects from the curve of the tube wall. Without these extensions, the ultrasonic signals are not reliable.
In vergelijking met de systemen gebaseerd op laserlicht heeft het gebruik van ultrasone golven de volgende voordelen. - -ultrasone sensors'hebben een zeer hoge nauwkeurigheid - -de sensors worden continu automatisch in het midden van de leiding gebracht om correcte meting te bekomen - beperkt in tijd voor het opstellen van toestel - tast de leiding af en registreert iedere afwijking - rapporteert vanzelf - kan te samen met een cameraonderzoek uitgevoerd worden - kan ingesteld worden voor meerdere leidingen - camera en de ultrasone sensors kunnen 360° ronddraaien - kan bepaalde voelers uitschakelen - zit steeds in het midden van de leiding - zeer nauwkeurig, afwijking van 0.025mm op 60 cm - meet gassen en temperatuur tijdens het rijden en schakelt het systeem automatisch uit bij onveilige situaties - gestuurde robotcamerawagen met tot 1000m kabel - gegevens kunnen eveneens draadloos overgebracht wordenIn comparison with the systems based on laser light, the use of ultrasonic waves has the following advantages. - - ultrasonic sensors - have a very high accuracy - - the sensors are continuously brought into the center of the pipe automatically to obtain correct measurement - limited time for setting up the device - scans the pipe and registers any deviation - reports automatically - can be performed together with a camera examination - can be set for multiple lines - camera and ultrasonic sensors can rotate 360 ° - can switch off certain sensors - is always in the middle of the line - very accurate, deviation from 0.025mm to 60 cm - measures gases and temperature while driving and automatically switches off the system in unsafe situations - controlled robot camera car with up to 1000m cable - data can also be transferred wirelessly
Niet onderhevig aan - Lichtinval door licht op de robotwagen - weerkaatsing van kleuren, verschillende buismaterialen met verschillende kleuren - weerkaatsing van water - mist, damp of gasvorming wat in rioolleidingen altijd aanwezig is - dunne afzettingen op het sensormembraan hebben geen ongunstige invloed op de werking van de sensor - kan op glas en zeer dunne materialen meten, alles wat weerkaast.Not subject to - Light incident through light on the robot wagon - reflection of colors, different tube materials with different colors - reflection of water - fog, vapor or gas which is always present in sewer pipes - thin deposits on the sensor membrane have no adverse effect on the operation of the sensor - can measure on glass and very thin materials, anything that cheeses.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2014/0028A BE1022397B1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | MEASURING TECHNOLOGY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2014/0028A BE1022397B1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | MEASURING TECHNOLOGY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1022397B1 true BE1022397B1 (en) | 2016-03-22 |
Family
ID=50342114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2014/0028A BE1022397B1 (en) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | MEASURING TECHNOLOGY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1022397B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5241287A (en) * | 1991-12-02 | 1993-08-31 | National Research Council Of Canada | Acoustic waveguides having a varying velocity distribution with reduced trailing echoes |
| WO1995003526A1 (en) * | 1993-07-20 | 1995-02-02 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | An inspection system for a conduit |
| EP2159574A2 (en) * | 2008-06-23 | 2010-03-03 | Röntgen Technische Dienst B.V. | Device for pipeline inspection and method of its use |
| US20110023612A1 (en) * | 2007-11-15 | 2011-02-03 | Ikuo Ihara | Ultrasonic Measurement Waveguide Rod and Ultrasonic Measurement Instrument |
| US20110087444A1 (en) * | 2008-03-25 | 2011-04-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschafppeluk Onderzoek Tno | system for ultrasonically detecting defects in a pipe wall |
-
2014
- 2014-01-17 BE BE2014/0028A patent/BE1022397B1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5241287A (en) * | 1991-12-02 | 1993-08-31 | National Research Council Of Canada | Acoustic waveguides having a varying velocity distribution with reduced trailing echoes |
| WO1995003526A1 (en) * | 1993-07-20 | 1995-02-02 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | An inspection system for a conduit |
| US20110023612A1 (en) * | 2007-11-15 | 2011-02-03 | Ikuo Ihara | Ultrasonic Measurement Waveguide Rod and Ultrasonic Measurement Instrument |
| US20110087444A1 (en) * | 2008-03-25 | 2011-04-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschafppeluk Onderzoek Tno | system for ultrasonically detecting defects in a pipe wall |
| EP2159574A2 (en) * | 2008-06-23 | 2010-03-03 | Röntgen Technische Dienst B.V. | Device for pipeline inspection and method of its use |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8842297B2 (en) | Method for measurement of the thickness of any deposit of material on inner wall of a pipeline | |
| JP6306904B2 (en) | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection method | |
| CN211554314U (en) | A pipeline blockage ranging device based on a laser range finder | |
| CN106291743A (en) | A kind of detection device | |
| CN111896965A (en) | A laser ranging calibration method and a laser range finder that can be automatically calibrated | |
| CN107917682A (en) | External Deep Hole Straightness Test Device and method | |
| CN216748065U (en) | A lidar with cleaning device | |
| JP6039599B2 (en) | Tube ultrasonic inspection equipment | |
| BE1022397B1 (en) | MEASURING TECHNOLOGY | |
| JP7471511B2 (en) | Internal inspection device for determining the length of a tubular object - Patent application | |
| CN205245996U (en) | Fume chamber window height measurement system | |
| WO2016184792A8 (en) | Optical sensing system for determining hydrogen partial pressure | |
| KR20210058519A (en) | A testing device for pipe using ultra-sonic wave c-scan device | |
| CN105899915B (en) | Measuring device and ultrasonic flow measuring equipment | |
| RU2013108538A (en) | METHOD FOR AUTOMATION OF THE METHOD OF VISUAL AND MEASURING CONTROL OF THE SURFACE OF PIPES AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS) | |
| KR101445257B1 (en) | Locator Detection Method of Inspection Module of Pipe and Locator System thereof | |
| US20180224269A1 (en) | Shape calculating apparatus | |
| CN210720729U (en) | Distance measurement imaging device and analysis detection system | |
| JP2003302217A (en) | Self-propelled steel pipe inspection device and motor trolley, drive trolley and sensor trolley running in the steel pipe | |
| CN101109621B (en) | Optical measurement method of pore volume | |
| US20180080764A1 (en) | System and method for determining the displacement of two bodies relative to each other | |
| CN209482376U (en) | A kind of building pile foundation detection device based on vibration responding | |
| KR101512756B1 (en) | Detector for moving pig inside pipe | |
| CN218208426U (en) | Pipeline internal detection robot | |
| NL2016674B1 (en) | System and method for pipeline entrapment prevention. |