CN111356904A - 传感器安装系统 - Google Patents

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Abstract

传感器安装组件(44、46)被构造用于与包括至少四个容器(22)的容器布置结构(20)一起使用。组件(44、46)包括第一和第二伸长框构件(50、50a、50b)、第一和第二辊(56、72)以及第一和第二传感器(34)。第一传感器(34)附接到第一伸长框构件(50a)并且被构造成在沿第一方向(40)被致动时接触第一容器(22)的表面。第二传感器(34)附接到第二伸长框构件(50b)并且被构造成在沿与第一方向基本正交的第二方向(40)被致动时接触第二容器(22)的表面。本公开内容还描述了一种安装至少六个传感器(34)以与包括至少四个容器(22)的容器布置结构(20)一起使用的方法，该容器布置结构(20)被设置在集装箱(24)中、处于具有中央空间(64)的两两堆叠构造。

Description

传感器安装系统
背景
压力容器通常用于容纳在压力下的各种气体或流体，诸如，例如，氢气、氧气、天然气、氮气、丙烷和其他燃料。一般地，压力容器可以具有任何大小或构造。容器可以是重的或轻的，单次使用的(例如，一次性的)，可重复使用的，承受高压力(例如，大于50psi)，承受低压力(例如，小于50psi)，或用于存储例如处于升高温度或低温温度的流体。
合适的压力容器壳体材料包括金属，诸如钢或复合材料，复合材料可以由通过热固性或热塑性树脂粘结在一起的缠绕玻璃纤维丝或其他合成丝的层压层形成。衬里或囊状物常常设置在压力容器壳体内以密封容器，从而用作流体渗透屏障。
一般地，压力容器具有有限的寿命，并且期望在压力容器失效之前将其从服务移除。循环疲劳和静态疲劳(应力破裂)都会造成压力容器的疲劳负载，因此导致失效。压力容器的日历寿命或特定压力范围内(例如，从接近空到满)的疲劳循环的数量通常用于确定何时从服务移除容器。然而，在一些应用中，施加到压力容器的压力范围和循环的数量不一致和/或是未知的。另外，循环疲劳寿命和静态疲劳寿命之间的相互作用还没有被充分理解。循环的影响以未知的方式与压力容器在完全压力下所花费的持续时间的影响结合。
容器寿命的数学预测通常用于评估压力容器的疲劳寿命。这要求对循环的数量进行计数或估计，然后按平均应力水平和应力范围进行排序。这些循环被结合为等同数量的完全范围循环，以估计剩余的容器寿命。然后必须确定如何将此信息与静态疲劳结合。不确定性在循环的计算和估计中、在结合循环影响中以及在评估压力容器的预测总寿命和剩余寿命中是固有的。
评估压力容器中剩余的估计使用寿命的另一种方法是使用传感器收集关于压力容器的物理特性的信息。合适的传感器包括例如模态声发射(MAE)传感器。这样的超声波传感器可以从科罗拉多的DigitalWaveCorporationofCentennial获得。可以在散装和“薄壁”固体材料中评估超声波传播，以评估材料的结构完整性。由于在复合材料中通常观察到的刚度随传播角(即材料各向异性)的变化，因此观察到了波传播特性的显著影响。因此，必须在波形分析中考虑这样的材料各向异性。由于应考虑的多个材料界面，因此层压件进一步使该分析变得复杂。例如，对这样的波形的分析可能通向有关纤维断裂、基体破裂和界面分层的信息。
发明内容
在一个方面，本公开内容描述了一种传感器安装组件，该传感器安装组件被构造用于与包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器的容器布置结构一起使用。传感器安装组件包括第一和第二伸长框构件、第一和第二辊以及第一和第二传感器。第一辊附接到第一伸长框构件并且被构造成接触第一容器、第二容器、第三容器和第四容器中的一个容器的第一表面并在该第一表面上滚动。第一传感器附接到第一伸长框构件并且被构造成在沿第一方向被致动时接触第一容器的表面。第二伸长框构件连接到第一伸长框构件。第二辊附接到第二伸长框构件并且被构造成接触第一容器、第二容器、第三容器和第四容器中的一个容器的第二表面并在该第二表面上滚动。第二传感器附接到第二伸长框构件并且被构造成在沿与第一方向基本上正交的第二方向被致动时接触第二容器的表面。
在另一方面，本公开内容描述了一种传感器安装组件的另一实施方式，该传感器安装组件被构造用于与包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器的容器布置结构一起使用。容器布置结构被设置在集装箱中，处于具有中央空间的两两堆叠构造。传感器安装组件包括顶部轨道组件、上部内部轨道组件、下部内部轨道组件和底部轨道组件。顶部轨道组件附接到集装箱处于接近集装箱的顶部处，并且被构造成将第一传感器定位成接近第一容器。上部内部轨道组件被定位在中央空间中，并且被构造成将第二传感器定位成接近第一容器并且将第三传感器定位成接近第二容器。下部内部轨道组件被定位在中央空间中，并且被构造成将第四传感器定位成接近第三容器并且将第五传感器定位成接近第四容器。底部轨道组件附接到集装箱处于接近集装箱的底部处，并且被构造成将第六传感器定位成接近第四容器。
在再一方面，本公开内容描述了一种安装第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器以与容器布置结构一起使用的方法，该容器布置结构包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，该容器布置结构被设置在集装箱中，处于具有中央空间的两两堆叠构造。该方法包括：将顶部轨道组件附接到集装箱处于接近集装箱的顶部处，以将第一传感器定位成接近第一容器；将上部内部轨道组件插入到中央空间中，以将第二传感器定位成接近第一容器并且将第三传感器定位成接近第二容器；将下部内部轨道组件插入到中央空间中，以将第四传感器定位成接近第三容器并且将第五传感器定位成接近第四容器；以及将底部轨道组件附接到集装箱处于接近集装箱的底部处，以将第六传感器定位成接近第四容器。
本公开内容在其各种组合中还可以以以下列出的各项进行表征：
1.一种传感器安装组件，所述传感器安装组件被构造用于与包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器的容器布置结构一起使用，所述传感器安装组件包括：
第一伸长框构件；
第一辊，所述第一辊附接到所述第一伸长框构件，所述第一辊被构造成接触所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器中的一个容器的第一表面并在该第一表面上滚动；
第一传感器，所述第一传感器附接到所述第一伸长框构件并且被构造成在沿第一方向被致动时接触所述第一容器的表面；
第二伸长框构件，所述第二伸长框构件连接到所述第一伸长框构件；
第二辊，所述第二辊附接到所述第二伸长框构件，所述第二辊被构造成接触所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器中的一个容器的第二表面并在该第二表面上滚动；以及
第二传感器，所述第二传感器附接到所述第二伸长框构件并且被构造成在沿与所述第一方向基本上正交的第二方向致动时接触所述第二容器的表面。
2.根据项1的传感器安装组件，其中，所述第一辊和所述第二辊被定向成彼此基本上正交。
3.根据项1至2中任一项所述的传感器安装组件，包括直角板，所述直角板使所述第二伸长框构件与所述第一伸长框构件以相互正交的布置相连接。
4.根据项1至3中任一项所述的传感器安装组件，包括第三辊，所述第三辊附接到所述第一伸长框构件，所述第三辊被构造成接触所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器中的一个容器的第三表面并在该第三表面上滚动。
5.根据项4所述的传感器安装组件，其中，所述第三辊被定向成与所述第一辊和所述第二辊中的一个辊基本上平行。
6.根据项4至5中任一项所述的传感器安装组件，包括将所述第三辊提升到第三表面的升起机构。
7.一种传感器安装组件，所述传感器安装组件被构造用于与包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器的容器布置结构一起使用，所述容器布置结构被设置在集装箱中、处于具有中央空间的两两堆叠构造，所述传感器安装组件包括：
顶部轨道组件，所述顶部轨道组件附接到集装箱处于接近集装箱的顶部处，并且被构造成将第一传感器定位成接近所述第一容器；
上部内部轨道组件，所述上部内部轨道组件定位在所述中央空间中并且被构造成将第二传感器定位成接近所述第一容器并且将第三传感器定位成接近所述第二容器；
下部内部轨道组件，所述下部内部轨道组件定位在所述中央空间中并且被构造成将第四传感器定位成接近所述第三容器并且将第五传感器定位成接近所述第四容器；以及
底部轨道组件，所述底部轨道组件附接到集装箱处于接近所述集装箱的底部处，并且被构造成将第六传感器定位成接近所述第四容器。
8.根据项7所述的传感器安装组件，包括支架，所述被构造成将所述顶部轨道组件附接到所述集装箱的梁(sill：楣；门槛)的支架。
9.根据项7至8中任一项所述的传感器安装组件，包括横杆，所述横杆附接到所述第一容器和所述第二容器。
10.根据项9所述的传感器安装组件，包括升起机构，所述升起机构附接到所述横杆并且被构造成将所述上部内部轨道组件定位在所述下部内部轨道组件上方的中央空间中。
11.根据项7至10中任一项所述的传感器安装组件，其中，所述上部内部轨道组件和所述下部内部轨道组件中的至少一者包括第一辊和第二辊，所述第一辊和所述第二辊被构造成分别接触所述第三容器和所述第四容器并在所述第三容器和所述第四容器上滚动。
12.根据项11所述的传感器安装组件，其中，所述第一辊和所述第二辊被定向成彼此基本上正交。
13.根据项11至12中任一项所述的传感器安装组件，其中，所述上部内部轨道组件和所述下部内部轨道组件中的至少一者包括第三辊，所述第三辊被构造成接触所述第一容器和所述第二容器中的一个容器并在该容器上滚动。
14.根据项13所述的传感器安装组件，其中，所述第三辊被定向成与所述第一辊和所述第二辊中的一个辊基本上平行。
15.根据项7至14中的任一项所述的传感器安装组件，包括被构造成将所述底部轨道组件附接到所述集装箱的管的支架。
16.根据项7至15中任一项所述的传感器安装组件，包括传感器支架，所述传感器支架被构造成在所述底部轨道组件的框上滚动并附接到第六传感器。
17.一种安装第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器以与容器布置结构一起使用的方法，所述容器布置结构包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，所述容器布置结构被设置在集装箱中、处于具有中央空间的两两堆叠构造，所述方法包括：
将顶部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的顶部处，以将第一传感器定位成接近所述第一容器；
将上部内部轨道组件插入所述中央空间中，以将第二传感器定位成接近所述第一容器并且将第三传感器定位成接近所述第二容器；
将下部内部轨道组件插入所述中央空间中，以将第四传感器定位成接近所述第三容器并且将第五传感器定位成接近所述第四容器；以及
将底部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的底部处，以将第六传感器定位成接近所述第四容器。
18.根据项17所述的方法，包括：将所述顶部轨道组件的支架附接到所述集装箱的梁。
19.根据项17至18中任一项所述的方法，包括：使所述中央空间中的所述上部内部轨道组件升起，以将所述上部内部轨道组件定位成在所述下部内部轨道组件上方。
20.根据项17至19中的任一项所述的方法，其中，定位所述第六传感器包括使传感器支架在所述底部轨道组件的框上滚动。
提供本发明内容以简化形式介绍概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容旨不在标识所公开或所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也旨不在描述所公开或所要求保护的主题的每个公开的实施方式或每种实现。具体地，本文关于一个实施方式公开的特征可以等同地应用于另一实施方式。此外，本发明内容旨不在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。随着本描述的进行，许多其他新颖的优点、特征和关系将变得明显。随后的附图和描述更特别地例证了说明性的实施方式。
附图说明
将参考所附附图进一步解释所公开的主题，其中，贯穿若干视图，相同的结构或系统元件由相同的附图标记表示。可以预期，所有描述都适用于贯穿若干实施方式的相同和类似的结构。
图1是压力容器组件的顶部和端部立体视图，该压力容器被定位在集装箱中并且具有使用传感器安装系统的示例性实施方式定位在其上的传感器。
图2是图1的一部分的特写视图，示出了相对于压力容器安装的传感器和数据采集盒。
图3是在没有集装箱情况下的压力容器组件和传感器安装系统的安装轨道组件的侧立体视图。
图4是图3的一部分的从不同的视角取得的特写视图。
图5是集装箱中的压力容器组件的端部视图，其中集装箱的端部壁板件被移除，使得可以在其中看到压力容器和传感器安装轨道组件。
图6是图5的一部分的特写端部立体视图。
图7是示例性顶部轨道组件的侧立体视图。
图7A是图7中被标记为“A”的圈出部分的放大分解视图。
图7B是图7的被圈出并标记为“B”的部分的放大分解视图。
图7C示出了图7的顶部轨道组件的颠倒侧。
图7D是图7C的被圈出并标记为“D”的部分的放大分解视图。
图8是示例性上部内部轨道组件的立体视图。
图8A是图8中的圈出部分“A”的放大视图。
图9是示例性下部内部轨道组件的立体视图。
图9A是图9的圈出区域“A”的放大视图。
图9B是图9的圈出部分“B”的放大视图。
图10是示例性底部轨道组件的立体视图。
图11是底部轨道组件的安装到集装箱的管的部分的局部视图。
图12是被在顶部轨道组件、内部轨道组件和底部轨道组件上使用的示例性传感器支架的立体视图。
图13是图12的传感器支架的分解视图。
图14是具有附接的传感器和辊板的示例性传感器支架的前立体视图。
图15是图14的示例性传感器支架组件的后立体视图。
虽然以上标识的附图阐述了所公开主题的一个或多个实施方式，但是还可以预期其他实施方式，如本公开内容中所指出的。在所有情况下，本公开内容通过代表而非限制的方式提出了所公开的主题。应当理解，本领域技术人员可以设计出落入本公开内容的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。
附图可能未按比例绘制。特别地，为了清楚起见，一些特征可以相对于其他特征被放大。而且，在使用术语诸如上方、下方、上、下方、顶部、底部、侧、端部、右、左、竖向、水平等情况下，应当理解，使用这些术语仅为了易于理解描述。可以预期，结构可以以其他方式被定向。
具体实施方式
由于III型和IV型柱形复合压力容器(也称为压力缸)的主应力状态和各向异性构建，通过MAE传感器观察到了若干独特的波传播特性。这些主应力状态例如是由III型缸内部上的金属负载分担衬里和IV型复合压力缸的固有不对称层压件构建引起的。从层压板的理论的角度来看，非对称层压件导致了耦接刚度基体(Bij)的非零分量；从波传播的角度来看，这种结果指出，与各向同性板不同，将不会观察到纯的拉伸和挠曲模式变形。
为复合压力缸的MAE测试优化传感器间隔并确保缸的完全覆盖的关键组成部分是了解复合层压件随着传播角和波传播的频率变化的衰减行为。根据实验测量和对容器的主应力状态的考虑，对于等同频率，波在靠近容器的轴向方向的角度处较严重地衰减。相反，波在环向方向上衰减不那么严重，这是在确定复合压力缸的传感器间隔和放置方案时可以利用的事实。
为了使完全覆盖容器所需的传感器位置数量最小化，相较于传统的单个元件MAE测量，可以通过相控阵模态声发射(PA-MAETM)方法来实现信号灵敏度和SNR(信噪比)的增加。PA-MAETM提供的系统灵敏度和SNR的增加用于在高度衰减的波传播测量中确定传感器间隔，这在复合压力缸是常见的。此外，已经表明，来自多个元件阵列的精确源位置是可能的。
鉴于以上讨论，利用传感器阵列放置来在完全覆盖压力容器的同时使传感器放置位置的数量最小化，该传感器阵列放置在轴向方向60上是足够致密的，但是同时利用了在环向方向上的波传播的较小衰减性质。
传感器阵列已经用于在实验室环境中评估压力容器的结构完整性。在当前现有技术中，压力容器从其现场应用移除并被运输到实验室进行测试。因此，压力容器在被部署在使用中的布置结构中时典型地不进行测试。本公开内容涉及一种传感器安装系统，该传感器安装系统允许在现场——诸如在如图1所示的被容纳在集装箱24内的四个压力容器22的布置结构20中——测试压力容器。公开的系统通过在压力传感器被布置在实际使用中诸如例如在运输的集装箱中时允许测试传感器在压力传感器周围的非常紧凑的空间中被操纵来允许在现场对压力容器22进行再认证(requalification：再确认)测试。
在示例性实施方式中，集装箱24是典型的联运运输集装箱，诸如适合与半挂式卡车、火车、货船和驳船一起使用的集装箱。图1示出了布置结构20的顶部部分，可以在图5中看到其整体。在图1中，集装箱24的顶已被移除以允许访问压力容器22的布置结构20的顶部部分。
如图1和图3所示，在集装箱24的不同区域中使用了用于保持传感器的不同类型的轨道组件。轨道组件32、44、46和48允许传感器阵列插入到运输集装箱24内以及压力容器22周围的受限的区域中。例如，顶部轨道组件32包括用于搁置在运输集装箱24的侧壁62上的支架42，压力容器22的布置结构20放置在该运输集装箱中。上部内部轨道组件44在其上包括用于滚动到压力容器22之间的空间64中的轮，其中辊或脚轮56在两个底部压力容器22的上部壁表面上滚动。一旦滚动到空间64中，上部内部轨道组件44就被线缆68和钩子70升起到抵靠上部两个压力容器22的适当位置，如图6所示。之后，下部内部轨道组件46可以类似地滚动到空间64中。两个底部轨道组件48通过管支架82在集装箱24的下部角部处附接到管30。此后，传感器支架58(在相邻的传感器支架58之间附接有间隔杆108)经由辊84滚动到底部轨道组件48的框构件50上，如图10、图14和图15所示。
如图1和图2所示，在示例性实施方式中，横杆26跨过顶部两个压力容器22并且包括支撑棒28。在集装箱24中，多孔管30可以在集装箱24的侧壁62中的每个侧壁的顶部和/或底部处跨越集装箱24的长度(即，沿轴向方向60的尺寸)。在一些情况下，多孔管30包含防火元件。在示例性实施方式中，示例性传感器安装系统的顶部轨道组件32定位成接近顶部管30。沿每个顶部轨道组件32的长度(即，沿轴向方向60的尺寸)布置多个传感器34和相关联的数据采集盒36。在示例性实施方式中，每个传感器34是PA-MAE传感器，该传感器被构造成放置成与压力容器22的外柱形表面接触。如图示中所示，传感器34的阵列沿压力容器22的表面定位在预定位置，以收集与每个压力容器22有关的声波数据。
图2是图1的右手侧部分的特写视图，示出了传感器34及其相关联的数据采集盒36。为了定位传感器34以获得关于压力容器22的信息，致动装置38被致动以使传感器34在方向40上移动，使得传感器34的感测表面以适当的耦接力接触压力容器22的外表面。在示例性实施方式中，合适的致动装置38包括例如气动缸、电动电机和磁性致动器。在示例性实施方式中，方向40与压力容器22的外表面的切线基本上正交。在示例性实施方式中，顶部轨道组件32通过支架42支撑在集装箱24上。
在图1和图2中，仅可见四个压力容器22的布置结构20的上部部分。图3示出了从集装箱24移除的四个压力容器22的整个布置结构20。虽然参考以两两堆叠的布置定位的一组四个压力容器22描述了所公开的安装系统，但是可以预期，所公开的安装系统的各种部件可以应用于压力容器的包括更多或更少的压力容器、处于不同的堆叠构造和/或不同的容器大小的其他布置结构。如图3所示，示例性传感器安装系统包括两个顶部轨道组件32、上部内部轨道组件44、下部内部轨道组件46和两个底部轨道组件48。这些轨道组件32、44、46和48中的每个轨道组件都具有适合于待测试的压力容器22的长度，并且还被构造用于其中压力容器布置结构20被定位的集装箱24。虽然为了便于可视性而在一些附图中未示出传感器34、数据采集盒36、致动装置38及其相关联的电供应线、信号供应线和流体供应线，但是应当理解，在实际使用中它们将附接到所描述的传感器安装系统。在示例性实施方式中，轨道组件32、44、46、48中的每个轨道组件都承载了沿与轴向方向60平行的长度均匀地间隔开的相同数量的传感器34及其对应的致动装置38。在图3中，为了简化图示，不是所有装置34、36都被示出在轨道组件32、44、46和48中的每个轨道组件上。
在所示的实施方式中，压力容器22中的每个压力容器在压力容器22的直径上相对的侧上具有一行传感器34(安装在轨道组件32、44、46、48上)。因此，在所示的实施方式中，传感器34的行以大约180度的径向间隔被布置在每个压力容器22周围。这种布置结构20特别适合与相控阵MAE传感器一起使用。然而，可以预期，可以增加传感器34的附加行(和对应的轨道组件)，诸如将适合于使用其他类型的传感器诸如较传统的单元件MAE传感器，或者作为容器直径、材料衰减行为和其他因素的保证。例如，附加的轨道组件可以用于以大约90度的径向间隔使传感器的行在每个压力容器22周围间隔开。而且，在将压力容器从集装箱移除的情况下，提供了附加的灵活性，并且在压力容器周围的、具有大约120度的径向间隔的三行传感器的之间的径向间隔是有用的。可以预期，其他径向间隔仍然是合适的，诸如可以与其他类型的传感器一起使用。
如图4所示，在示例性实施方式中，上部内部轨道组件44和下部内部轨道组件46中的每者包括两个t形槽铝框构件50。特别合适的框构件50可从印第安纳州哥伦比亚市的80/20Inc.商购获得。在示例性实施方式中，通过将框构件50中的每个框构件附加到角板52，来将上部内部轨道组件44和下部内部轨道组件46中的每者的两个框构件50保持成处于相互正交的关系。内部轨道组件44、46中的每者的支架54在其上承载脚轮56。如在下部内部轨道组件46上所示，脚轮56被定向成在下部压力容器22的外柱形表面上滚动。传感器安装支架58定位在内部轨道组件44、46上，使得安装在其上的致动装置38将使附接的传感器移动到与压力容器22的外柱形表面接触的适当位置。
因为内部轨道组件44、46分别包括两个框元件50，所以在一些情况下将用附图标记50a和50b来表示内部轨道组件45、46的框元件。然而，应当理解，除非另外指出，否则对框构件50的所有参考也将适用于框构件50a和50b。
上部内部轨道组件44具有多个脚轮56，多个脚轮与参考下部内部轨道组件46所描述的脚轮类似地布置。为了将内部轨道组件44、46定位在四个压力容器22之间的空间64中，在定位示例性传感器安装系统的轨道组件的示例性方法中，在下部内部轨道46保持在布置结构20的外部的同时将上部内部轨道组件44插入空间64中。通过使上部内部轨道组件44在两个底部压力容器22的柱形表面上在脚轮56上滚动，将上部内部轨道组件44插入空间64中处于接近压力容器22的端部处。因此，上部内部轨道组件44将本质上占据由图4中下部内部轨道组件46所占据的位置。在示例性实施方式中，在将上部内部轨道组件44完全插入到空间64中之后，上部内部轨道组件44通过插入穿过固定到角支架52的环66的线缆被升起到图4所示的位置。如图6所示，示例性线缆68附接到支撑棒28，支撑棒又附接到横杆26。在示例性实施方式中，通过钩子70提供了在支撑棒28和线缆68之间的可容易解除附接的连接。在提升位置，另一组脚轮72被放置成与两个上部压力容器22的柱形外表面接触。
在将上部内部轨道组件44提升到图4和图6中所示的位置之后，如所示出的，下部内部轨道组件46可以通过脚轮56接触底部两个压力容器22的柱形表面被滚动到适当位置。如图1所示，集装箱24的前壁板件73具有设置在其中的开口74，以允许将内部轨道组件44、46插入布置结构20的四个压力容器22之间的空间64中。为了定位传感器34以获得关于压力容器22的信息，致动装置38被致动以使传感器34在方向40上移动，使得传感器34的感测表面以适当的耦接力接触压力容器22的外表面。在示例性实施方式中，合适的致动装置38包括例如气动缸、电动电机和磁性致动器。在示例性实施方式中，方向40与压力容器22的外表面的切线基本上正交。虽然未示出，但是应当理解，多个电源线、信号通信线和气动空气线连接到安装在轨道组件32、44、46、48上的传感器34、致动器38和相关联的数据采集盒36。
图7是顶部轨道组件32的示例性实施方式的立体视图。图7A是图7的被圈出并标记为“A”的部分的放大视图。图7B是图7的被圈出并标记为“B”的部分的放大视图。在图7中，一些传感器支架58、集装箱支架42和数据采集盒支架76被示为附接到框构件50。另外，集装箱支架42、传感器支架58和数据采集盒支架76中的每者均被示出为与框构件50解除附接。可以选择框构件50的长度(沿轴向方向60)以适合待评估的特定压力容器22。而且，传感器支架58和数据采集盒支架76的数量(以及传感器34和数据采集盒36的对应数量)可以根据压力容器22的长度和直径以及其他考虑因素诸如压力容器材料组成和待安装的传感器34的类型来选择。在示例性实施方式中，多个传感器底座58中的每个传感器底座优选地沿框构件50的长度均匀地间隔开(即，以相等的间距)。在一些实施方式中，可以通过使支架42、58或76沿框构件50的纵向槽78滑动和/或滚动来调节这种沿框构件50的长度的定位。而且，支架42、58、76可以使用紧固件诸如例如板、垫圈、螺钉和螺栓附接到框构件50。
图7C示出了图7的顶部轨道组件32的颠倒侧。图7D是图7C的被圈出并标记为“D”的部分的放大视图。如图7A和图12至图15所示，在示例性实施方式中，传感器支架58包括在板102的相反侧上的臂112。每个臂112包括至少一个孔114，该至少一个孔被构造用于紧固件116通过，这使传感器34稳固在传感器支架58的臂112之间。如图7A所示，紧固件134穿过板102中的两个孔104，并连接到被定位在框构件50的槽78内的对应紧固件136。致动装置38被保持在致动器容纳空间100中，并且被构造成在方向40上推压传感器34的表面118。该动作使合适的传感器部件移动成与压力容器22的表面接触。
如图7和图7B所示，在示例性实施方式中，集装箱支架42包括通过紧固件122、垫圈124和板126附接到框构件50的第一部分120。集装箱支架42还包括通过紧固件130附接到第一部分120的第二部分128，从而对集装箱24的在集装箱支架42的第一部分120和第二部分128之间的侧壁62的梁132(在图1、图2和图5中被标记)进行夹持。
如图7D所示，在示例性实施方式中，数据采集盒支架76包括板138，该板具有用于紧固件142通过的孔140，紧固件附接到数据采集盒36。此外，板138具有用于紧固件134通过的孔144，紧固件连接到被定位在框构件50的槽78内的对应紧固件136(例如，如以上参考图7A所讨论的)。
图13至图15示出了传感器支架58的示例性实施方式的立体视图和分解立体视图。示例性传感器支架58包括位于中央的致动器容纳空间100，该致动器容纳空间被构造成保持致动装置38。板102包括孔104，该孔被构造成接受用于附接到框构件50的紧固件，如以上参考图7A所讨论的。另外，参考图14和图15，孔104可以用于接受用于附接板106的紧固件(未示出)，板又附接到辊84。
图8是上部内部轨道组件44的示例性实施方式的立体视图。在图8的左侧，在被圈出的部分“A”中，一些部件诸如脚轮支架54及其相关联的脚轮56、传感器支架58、数据采集盒支架80及其相关联的数据采集盒36被示为与框构件50解除附接。然而，图8的未圈出部分中，这些元件被示为附接到框构件50。在图8中，仅清晰可见在框元件50b中的一个框元件上的传感器支架58和数据采集盒支架80。然而，应当理解，在另一框元件50a上也提供了传感器支架58和数据采集盒支架80的类似布置。图8还示出了流体歧管110，流体线附接到该流体歧管，以用于对被保持在传感器支架58的致动器容纳空间100中的致动装置38进行致动。
图9是示出示例性下部内部轨道组件46的一些部件的立体视图。因为传感器支架58安装在两个框构件50a和50b上，所以在一些情况下，将用附图标记58a和58b表示传感器支架。然而，应当理解，除非另外指出，否则对传感器支架58的所有参考也将适用于传感器支架58a和58b。传感器支架58a被示为附接到框元件50a。传感器支架58b被示为从框元件50b移除。在示例性实施方式中，数据采集盒支架80附接到在相邻的传感器支架58之间的框元件50。
图10是底部轨道组件48的示例性实施方式的立体视图，底部轨道组件包括附接到框元件50、接近框元件50的端部的管支架82。在示例性实施方式中，传感器支架58通过辊84附接到框元件50，如图14和图15所示。在示例性实施方式中，每个辊84构造有沿框元件50的凹槽78滚动的凸缘86。在示例性实施方式中，间隔杆108定位在相邻的传感器支架58之间的框元件50上，以促进相邻的传感器支架58之间的准确且一致的间隔间距(因此促进在安装的传感器阵列中的传感器34之间的一致的间隔)。
图11是稳固到集装箱24的管30的底部轨道组件48的局部立体端部视图。常常，集装箱24将包括四个管30，其中上部管30在图1中可见，并且下部管30在图3中可见。在示例性实施方式中，管支架82包括通过紧固件90附接到框构件50的第一部分88和通过紧固件94附接到第一部分88的第二部分92，从而对在管支架82的第一部分88和第二部分92之间的管30进行夹持。图11还示出了由紧固件98固持在一起的两部分式夹具96，该夹具用于将管30稳固到集装箱24的侧壁62的内部。
参考图1、图10和图11，为了将底部轨道组件48安装在集装箱24中，在示例性实施方式中，仅要求在端部壁板件73中接近集装箱24的下部角部处的较小访问开口75用于插入框元件50，该框元件使管支架82的第一部分88固定到其。通过将管支架82的第二部分92和第一部分88在管30周围夹持在一起，使底部轨道组件48的框元件50在集装箱24内部稳固。
此后，通过使辊84从框元件50的一个端部朝向框元件50的另一个端部移动，来将通过中间的间隔杆108彼此间隔开的多个传感器支架58附接到框元件50。为了定位传感器34以获得关于压力容器22的信息，致动装置38被致动以使传感器34在方向40上移动，使得传感器34的感测表面以适当的耦接力接触压力容器22的外表面。在示例性实施方式中，合适的致动装置38包括例如气动缸、电动电机和磁性致动器。在示例性实施方式中，方向40与压力容器22的外表面的切线基本上正交。
在从传感器34和数据采集盒36收集并处理信息之后，致动装置38可以被激活以使传感器34从压力容器22的相应表面缩回，使得可以以与轨道组件32、44、46、48的安装颠倒的方法将轨道组件从集装箱24移除。然后，可以将轨道组件32、44、46、48部署在不同的压力容器布置结构20上，以对不同组的压力容器22的结构完整性和估计可用剩余寿命进行评估。
例如，为了移除底部轨道组件48，在示例性实施方式中，可以将多个传感器支架58与附接的中间间隔杆108的连接线从框50的一个端部拉出。然后，可以使管支架82的两个部分88、92断开连接，从而允许将框50从集装箱24的端部壁73中的开口75拉出。
下部内部轨道组件46可以经由脚轮56在两个底部压力容器22上滚动，从集装箱24的端部壁72的开口74中滚出，从而将下部内部轨道组件46从压力容器20之间的空间64移除。为了移除上部内部轨道组件44，使线缆68与钩70解除附接，并且使内部上部轨道组件44降低，使得脚轮56接触两个底部压力容器22。上部内部轨道组件44可以经由脚轮56在两个底部压力容器22上滚动，从集装箱24的端部壁72的开口74滚出，从而将上部内部轨道组件44从压力容器20之间的空间64移除。
为了从集装箱24移除上轨道组件32，可以使集装箱支架42的两个部分120、128断开连接，从而允许其从集装箱24的侧壁62的梁132移除。可以将框50从集装箱24中提升出来，使得可以更换集装箱24的顶。
尽管已经参考若干实施方式描述了本公开内容的主题，但是本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本公开内容的范围情况下在形式和细节上进行改变。另外，关于一个轨道组件32、44、46、48公开的任何特征可以结合在其他轨道组件32、44、46、48中，并且反之亦然。

Claims (15)

1.一种传感器安装组件，所述传感器安装组件被构造用于与包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器的容器布置结构一起使用，所述传感器安装组件包括：
第一伸长框构件；
第一辊，所述第一辊附接到所述第一伸长框构件，所述第一辊被构造成接触所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器中的一个容器的第一表面并在该第一表面上滚动；
第一传感器，所述第一传感器附接到所述第一伸长框构件并且被构造成在沿第一方向被致动时接触所述第一容器的表面；
第二伸长框构件，所述第二伸长框构件连接到所述第一伸长框构件；
第二辊，所述第二辊附接到所述第二伸长框构件，所述第二辊被构造成接触所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器中的一个容器的第二表面并在该第二表面上滚动；以及
第二传感器，所述第二传感器附接到所述第二伸长框构件并且被构造成在沿与所述第一方向基本上正交的第二方向被致动时接触所述第二容器的表面。
2.根据权利要求1所述的传感器安装组件，其中，所述第一辊和所述第二辊被定向成彼此基本上正交。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的传感器安装组件，包括直角板，所述直角板使所述第二伸长框构件与所述第一伸长框构件以相互正交的布置相连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器安装组件，包括第三辊，所述第三辊附接到所述第一伸长框构件，所述第三辊被构造成接触第一容器、第二容器、第三容器和第四容器中的一个容器的第三表面并在该第三表面上滚动。
5.根据权利要求4所述的传感器安装组件，其中，所述第三辊被定向成与所述第一辊和所述第二辊中的一个辊基本上平行。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的传感器安装组件，包括升起机构，所述升起机构将所述第三辊提升到所述第三表面。
7.根据权利要求1所述的传感器安装组件，其中，所述容器布置结构被设置在集装箱中、处于具有中央空间的两两堆叠构造，所述传感器安装组件包括：
顶部轨道组件，所述顶部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的顶部处，并且被构造成将第三传感器定位成接近所述第一容器；
上部内部轨道组件，所述上部内部轨道组件被定位在所述中央空间中，并且被构造成将所述第一传感器定位成接近所述第一容器并且将所述第二传感器定位成接近所述第二容器；
下部内部轨道组件，所述下部内部轨道组件被定位在所述中央空间中并且被构造成将第四传感器定位成接近所述第三容器并且将第五传感器定位成接近所述第四容器；以及
底部轨道组件，所述底部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的底部处，并且被构造成将第六传感器定位成接近所述第四容器。
8.根据权利要求7所述的传感器安装组件，包括被构造成将所述顶部轨道组件附接到所述集装箱的梁的支架。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的传感器安装组件，包括横杆，所述横杆附接到所述第一容器和所述第二容器。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的传感器安装组件，包括被构造成将所述底部轨道组件附接到所述集装箱的管的支架。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的传感器安装组件，包括传感器支架，所述传感器支架被构造成在所述底部轨道组件的框上滚动并附接到所述第六传感器。
12.一种安装第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器以与容器布置结构一起使用的方法，所述容器布置结构包括至少第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，所述容器布置结构被设置在集装箱中、处于具有中央空间的两两堆叠构造，所述方法包括：
将顶部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的顶部处，以将第一传感器定位成接近所述第一容器；
将上部内部轨道组件插入到所述中央空间中，以将第二传感器定位成接近所述第一容器并且将第三传感器定位成接近所述第二容器；
将下部内部轨道组件插入到所述中央空间中，以将第四传感器定位成接近所述第三容器并且将第五传感器定位成接近所述第四容器；以及
将底部轨道组件附接到所述集装箱处于接近所述集装箱的底部处，以将第六传感器定位成接近所述第四容器。
13.根据权利要求12所述的方法，包括将所述顶部轨道组件的支架附接到所述集装箱的梁。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，包括：使所述中央空间中的所述上部内部轨道组件提升，以将所述上部内部轨道组件定位成在所述下部内部轨道组件上方。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，定位所述第六传感器包括使传感器支架在所述底部轨道组件的框上滚动。
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