CN103376230A - 用于附连感测装置的设备、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将感测装置附连到目标对象的设备、系统和方法。该设备包括将该设备附连到目标对象的一个或多个磁体。感测装置通过耦合材料耦合到目标对象，并且通过设备靠着目标对象固定到位。

Description

用于附连感测装置的设备、系统和方法
技术领域
本文中公开的主题涉及用于将感测装置附连到目标对象的设备、系统和方法。
背景技术
若干工业（例如，石油和天然气、提炼、化学、发电）要求通过管道输送流体（例如，液体和气体）。非破坏性测试系统能够放置在这些管道的外表面以监测管道的腐蚀/侵蚀，包括管道壁的内部上的腐蚀/侵蚀。用于监测管道的腐蚀/侵蚀的非破坏性测试系统的一个示例是超声测试系统。在进行管道的超声测试时，超声脉冲从耦合到管道的外表面的探头发射，并且通过管道。随着超声脉冲进入和通过管道，在脉冲与管道的外表面、管道内的内部结构、空间或吸留物以及与管道的内表面（或后壁）相互作用时，称为回波的各种脉冲反射被反射回到探头。回波信号能够在屏幕上显示，其中回波幅度呈现为垂直迹，并且飞行的时间或距离呈现为水平迹。通过跟踪在超声脉冲的传送与回波的接收之间的时差，能够确定管道的各种特性，包括管道厚度。如果在超声测试系统的位置管道的厚度随着时间的过去降低（例如，如所示般将在后壁回波的飞行时间中减少），则这能够是腐蚀/侵蚀的指示。
在一些非破坏性测试系统中，探头或其它感测装置永久性耦合到管道的外表面以持续监测在该位置的腐蚀/侵蚀。感测装置使用耦合材料附连到管道，所述耦合材料具有充分的胶粘性质以便在固化后将感测装置固定到位。在耦合材料固化时，感测装置必须手动或通过另一结构固定到位。
上述讨论只提供用于一般的背景信息，并且无意用作帮助确定要求权利的主题的范围。
发明内容
一种用于将感测装置附连到目标对象的设备、系统和方法。该设备包括将设备附连到目标对象的一个或多个磁体。感测装置通过耦合材料耦合到目标对象，并且通过设备靠着目标对象固定到位。在实践一些公开的实施例中实现的优点是设备有利于在耦合材料的固化期间感测装置的附连，或者消除了对耦合材料中胶粘性质的需要。
在一个实施例中，公开了一种包括第一层和在第一层上的第二层的设备，第一层包括一个或多个磁体腔，一个或多个磁体腔内布置有一个或多个磁体，并且第二层包住一个或多个磁体。
在另一实施例中，公开了一种用于检查目标对象的感测系统。感测系统包括感测装置（其包括第一表面和第二表面）、在感测装置的第一表面与目标对象之间的耦合材料及磁耦合到目标对象并且接触感测装置的第二表面的垫。
在仍有的另一实施例中，公开了一种用于将感测装置附连到目标对象的方法。该方法包括以下步骤：在感测装置的表面与目标对象之间应用耦合材料、将感测装置的表面按压到目标对象上、以及将垫放置在感测装置上，垫磁耦合到目标对象以保留感测装置靠着目标对象。
本发明的简要描述只意于根据一个或多个说明性实施例提供本文中公开的主题的简要概述，并且不用作解释权利要求或定义或限制本发明的范围，本发明的范围只由随附权利要求定义。该简要描述提供用于介绍简化形式的概念的说明性选择，其在下面的详细描述中进一步描述。该简要描述无意于识别要求权利的主题的关键特征或基本特征，也无意于用作帮助确定要求权利的主题的范围。要求权利的主题不限于解决背景部分中提及的任何或所有缺点的实现。
提供一种设备，其包括：
包括一个或多个磁体腔的第一层；
布置在所述一个或多个磁体腔内的一个或多个磁体；以及
在所述第一层上包住所述一个或多个磁体的第二层。
优选的，所述第一层由固化RTV硅橡胶制成。
优选的，所述第二层由固化RTV硅橡胶制成。
优选的，磁体布置在所述一个或多个磁体腔的每个中。
优选的，所述一个或多个磁体的每个具有与其直接相邻的任何磁体的磁极性相反的磁极性。
优选的，所述一个或多个磁体是至少十二个磁体。
提供一种感测系统，其用于检查目标对象，所述感测系统包括：
包括第一表面和第二表面的感测装置；
在所述感测装置的所述第一表面与所述目标对象之间的耦合材料；以及
磁耦合到所述目标对象并且接触所述感测装置的所述第二表面的垫。
优选的，所述感测装置包括柔性电路。
优选的，所述感测装置包括一个或多个感测元件。
优选的，一个或多个感测元件是压电元件。
优选的，所述耦合材料是胶粘剂耦合材料。
优选的，所述耦合材料从由热固化热固性物、湿固化热固性物、双组份热固性物、热塑性塑料、冷流胶粘剂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、氰基丙烯酸盐粘合剂、聚氨脂、丙烯酸、硅酮及热熔性胶粘剂组成的组中选择。
优选的，磁垫还包括第一层和第二层，所述第一层包括其中布置有一个或多个磁体的一个或多个磁体腔。
优选的，所述第二层包住所述一个或多个磁体。
优选的，所述第一层和所述第二层由固化RTV硅橡胶制成。
优选的，所述一个或多个磁体的每个具有与其直接相邻的任何磁体的磁极性相反的磁极性。
优选的，所述一个或多个磁体是至少十二个磁体。
提供一种用于将感测装置附连到目标对象的方法，其包括以下步骤：
在所述感测装置的表面与所述目标对象之间应用耦合材料；
将所述感测装置的所述表面按压到所述目标对象上；以及
将垫放置在所述感测装置上，所述垫磁耦合到所述目标对象以保留所述感测装置靠着所述目标对象。
优选的，所述耦合材料是胶粘剂耦合材料，还包括在允许所述胶粘剂耦合材料固化后去除所述垫的步骤。
优选的，所述耦合材料是胶粘剂耦合材料，还包括在预定的时间量后去除所述垫的步骤。
附图说明
为了能够理解本发明的特征所采用的方式，可通过参照某些实施例进行本发明的详细描述，所述某些实施例中的一些在附图中示出。然而，要注意的是，图形只示出本发明的某些实施例，并且因此不得视为其范围的限制，因为本发明的范围包含其它等效的实施例。图形不必按比例绘制，强调的重点一般是示出本发明的某些实施例的特征。在图形中，类似的标号用于指示各个视图中类似的部分。因此，为进一步理解本发明，能够参照结合图形阅读的以下详细描述，其中：
图1示出通过耦合材料与目标对象耦合的感测装置；
图2是图1所示感测装置的横截面视图，在其上布置有示范磁垫；
图3是示范磁垫的示意图，其中一部分被剪除以示出内部磁体；以及
图4是用于通过磁垫将感测装置附连到目标对象的示范方法的流程图。
具体实施方式
现在参照图形，图1示出通过耦合材料30附连到目标对象10（例如，管道、管或其它导管）的感测装置20。在一个实施例中，感测装置20传送和接收超声信号以监测目标对象10的腐蚀/侵蚀。耦合材料30将超声信号从感测装置20传送到目标对象10。
图2是磁耦合到目标对象10的示范磁垫100的横截面视图。感测装置20布置在磁垫100与目标对象10之间，并且通过磁垫100靠着目标对象10固定到位。感测装置20的衬底21具有后（第一）表面22和前（第二）表面24，其中衬底21的前表面24面向目标对象10。
感测装置20还包含感测元件26，如在一个实施例中的压电元件（例如，陶瓷压电换能器）。将理解的是，能够使用其它类型的感测装置和感测元件。在一个实施例中，衬底是能够符合目标对象10的形状的柔性衬底。虽然感测装置20示为沿目标对象10的长度布置，但要理解的是，感测装置20也能够沿目标对象10的周边布置。
耦合材料30布置在感测装置20的前表面24与目标对象10之间。耦合材料30将超声信号从感测元件26传送到目标对象10。耦合材料30可以是足以传输超声信号的任何适合的耦合材料。在一个实施例中，耦合材料也是胶粘剂，包括但不限于单组份热固性物、热固化热固性物、湿固化热固性物、双组份热固性物、热塑性塑料、冷流胶粘剂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、氰基丙烯酸盐粘合剂、聚氨脂、丙烯酸、硅酮及热熔性胶粘剂。耦合材料30可以应用到感测装置20的前表面24和/或直接应用到目标对象10的表面。
如图2中所示，磁垫100放置在感测装置20的后表面22的上。磁垫100磁耦合到目标对象10，使感测装置20固定到位。在一个实施例中，胶粘剂耦合材料30用于将感测装置20附连和声学耦合到目标对象10，并且一旦胶粘剂耦合材料30已固化，磁垫100便被去除。
在另一实施例中，在感测装置20的操作期间保留磁垫100。由于磁垫100能够相对于目标对象10保持感测装置20固定，因此，耦合材料30无需是胶粘剂。
磁垫100具有前（第一）表面104和后（第二）表面102。磁垫100的前表面104能够具有与感测装置20的后表面22接触的光滑表面。磁垫100磁耦合到目标对象10，以便相对于目标对象10将感测装置20保持固定。虽然示出了多个磁体112和腔110，但要理解的是，任何数量的磁体（包括1个）能够用于将磁垫耦合到目标对象。在一个实施例中，基底（第一）层108、覆盖（第二）层106或两者均由磁性材料制成，由此消除了对单独磁体112的需要。在另一实施例中，多个磁体112能够放置在两层106、108之间而不使用腔110。
图3是示范磁垫100的示意图，其中一部分被剪除以示出内部磁体112。磁垫100具有基底层108，所述基底层108中布置有多个磁体腔110。磁体112放置在磁体腔110中。覆盖层106包住磁体112，在基底层108上形成。基底层108和覆盖层106能够由相同或不同的材料形成。
基底层108和覆盖层106由柔性材料形成以符合目标对象10的形状。在一个实施例中，基底层108是可成形材料以便更好地符合感测装置20的形状。在一个实施例中，基底层108和覆盖层106是适合的弹性材料，如固化RTV硅橡胶。
在一个实施例中，弹性体被倾倒到工具中并且能够固化以形成基底层108。工具形状适合在基底层108中形成磁体腔110。一旦固化，磁体112便被放置到磁体腔110中。虽然图3中示出18个正方形磁体和磁体腔，但要理解的是，只要磁场足以磁耦合到目标对象，便可使用任何数量或形状的磁体和磁体腔。在一个实施例中，使用至少12个磁体和磁体腔。在一个实施例中，在磁体腔中放置稀土磁体。在使用多个磁体时，每个磁体的极性与该磁体相邻的任何磁体的极性相反。为形成覆盖层106，在基底层108和磁体112上倾倒硅橡胶。覆盖层106结合到基底层108并包住磁体112。一旦固化后，从工具去除基底层108和覆盖层106。
现在参照图4，示出用于将感测装置附连到目标对象的方法200。在步骤202，耦合材料应用在衬底的前侧与目标对象之间（例如，能够应用到衬底的前侧和/或目标对象）。在步骤204，将感测装置按压到目标对象上。在步骤206，将磁垫放置在感测装置上，使得磁垫磁耦合到目标对象以保留感测装置。在一个实施例中，耦合材料是胶粘剂耦合材料，并且在允许胶粘剂耦合材料固化后，去除磁垫。在足以允许固化的预定的时间量后，能够去除该垫。
此书面说明使用示例公开了本发明，包括最佳模式，并且也允许本领域的任何技术人员实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统并执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不与权利要求的文字语言不同的结构要素，或者包括它们包括具有与权利要求的文字语言非实质不同的等效结构要素，则它们确定在权利要求的范围内。
部件列表
10- 目标对象
20- 感测装置
21- 衬底
22- 后（第一）表面 
24 - 前（第二）表面
26 - 感测元件
30 - 耦合材料
100- 磁垫
102 - 后（第二）表面
104 - 前（第一）表面
106 - 覆盖（第二）层
108 - 基底（第一）层
110 - 磁体腔
112- 磁体
200 - 方法
202 - 应用耦合材料
204 - 将感测装置按压到目标对象上
206 - 通过磁垫保留感测装置

Claims (10)

1.一种设备，包括：
包括一个或多个磁体腔的第一层；
布置在所述一个或多个磁体腔内的一个或多个磁体；以及
在所述第一层上包住所述一个或多个磁体的第二层。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一层由固化RTV硅橡胶制成。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述第二层由固化RTV硅橡胶制成。
4.如权利要求1所述的设备，其中，磁体布置在所述一个或多个磁体腔的每个中。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个磁体的每个具有与其直接相邻的任何磁体的磁极性相反的磁极性。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个磁体是至少十二个磁体。
7.一种感测系统，用于检查目标对象，所述感测系统包括：
包括第一表面和第二表面的感测装置；
在所述感测装置的所述第一表面与所述目标对象之间的耦合材料；以及
磁耦合到所述目标对象并且接触所述感测装置的所述第二表面的垫。
8.如权利要求7所述的感测系统，其中，所述感测装置包括柔性电路。
9.如权利要求7所述的感测系统，其中，所述感测装置包括一个或多个感测元件。
10.如权利要求9所述的感测系统，其中，一个或多个感测元件是压电元件。
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