DE2307798A1

DE2307798A1 - Automatischer wagen fuer radiographische untersuchungen von schweissungen vom inneren von pipelines mittels roentgenstrahlen sowie dazu verwendbare vorrichtungen

Info

Publication number: DE2307798A1
Application number: DE19732307798
Authority: DE
Inventors: Giacomo Capitelli; Arnaldo Gambini
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1973-08-23
Also published as: RO75497A; TR17179A; CS185618B2; AU5174273A; IT947630B; ES411948A1; CA972474A; AU476889B2; SU663338A3; SE393865B; SU587880A3; CS219329B2; GB1375533A; DE2365352B2; NL7302290A; SU576070A3; DE2365351A1; FR2172687A5; ATA141673A; ZA731052B

Description

PATENTANWÄLTE TELEFON: SAMMEL-NR. 32 5341 TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

8 MÜNCHEN 2.

Case 547 - Commessa 5087.07

SNAM PROGETTI S.ρ.Α., Mailand / Italien

Automatischer Y/agen für radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels Röntgenstrahlen sowie

dazu verwendbare Vorrichtungen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen V/agen für radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels einer Röntgenstrahlenquelle, wobei dieser Wagen ein niedriges Gewicht, eine kleine Grosse sowie eine grosse Selbständigkeit auf v/eist, sowie Vorrichtungen, welche den Betrieb dieses Wagens betreffen. Es sind verschiedene Typen mit einem eigenen Antriebsmotor versehenen Wagen bekannt, die für radiographische Untersuchungen mittels Röntgenstrahlung von Schweissungen vom Inneren von Pipelines dienen, wobei alle diese Wagen von Batterien versorgt werden. Da diese Batterien nicht nur die Energie liefern müssen, die von all den elektrischen und elektronischen Steuerschaltungen, ebenso v/ie von dem elektrischen Fahrmotor des Wagens benötigt wird, sondern auch die Energie für den Betrieb der Röntgenstrahl-

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röhre, welche sehr hoch ist, d.h. ungefähr 1 bis 2 KVA, versteht man leicht, dass diese Batterien eine entsprechende Grosse und entsprechendes Gewicht aufweisen müssen. Darüber hinaus ist es nötig, die Röntgenröhre mit Wechselspannung zu betreiben, so dass .es daher notwendig ist, einen grossen Gleichstrorawechselstromumformer zu verwenden, der in der Lage ist, die Gleichstromenergie der Batterien in eine Wechselstromenergie mit der genauen Nominalspannung und Frequenz der Röntgenstrahlröhre umzuwandeln, und zwar mit einer Umwandlungsausbeute, die ungefähr. 60 bis 70 fi beträgt.

Die bisher bekannten Wägen haben daher den Nachteil, ausserordentlich schwer zu sein, was ihre Handlichkeit beschränkt und es notwendig macht, einen Kraftheber zu verwenden, um den Wagen in die Pipelines einzuführen, wobei dieses Gewicht mindestens über 400 bis 500 kg liegt, wovon 50 ^c/o auf die Batterien entfallen. Ein v/eiterer Nachteil liegt in der Wagenlänge, die zwischen 4 und 5 m variiert und welche daher die Manövrierfähigkeit des Wagens in einer Kurve begrenzt. Schliessli^i weisen diese Wagen nur eine begrenzte Selbständigkeit aus, da sie eine V/iederaufladung der Batterien nach jeweils 600 bis 700 Arbeitsmetern benötigen, was sehr weit von der normalen Tagesarbeit von einem Yard (a yard) liegt, so dass eine kostensparende, rationelle und kontinuierliche Verwendung dieser Wägen nicht möglich ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und dementsprechend einen selbstfahrenden Wagen für radiographische Untersuchungen mit Röntgenstrahlen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines zu schaffen, y/obei dieser Wagen ein niedriges Gewicht, kleine Grosse und eine hohe Selbständigkeit oder Unabhängigkeit aufweist. Dies wird praktisch gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass man eine Leistungseinheit verwendet, welche einen Energiegenerator (einen Dynamo - Synchrongenerator - Motor) bekannter Art verwendet, wobei dieser Generator

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eine Leistung von einigen KVA aufweist und fest mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Dieser Energiegenerator dient einem dreifachen Zweck, zum einen, um die Brennkraftmaschine zu starten, indem er als Gleichstrommotor wirkt, der von einer einzelnen normalen Batterie gespeist wird, ferner um die für den Betrieb der Röntgenstrählröhre notwenidge Leistung zu liefern, indem er als Synchrongenerator wirkt, der von der Brennkraftmaschine angetrieben ist und um schliesslich die Batterie im geladenen Zustand zu halten, wobei diese Batterie als Pufferbatterie eingefügt ist und die Aufgabe hat, alle elektronischen Steuerschaltungen sowie den Gleichstromgetriebemotor für den Antrieb des Wagens zu speisen. Eine derartige Ausbildung führt nicht nur dazu, dass der störende Gleichstrom-Wechselstromumformer, der für die bekannten Wägen notwendig war, sowie die benötigten vielen Batterien in V/egfall kommen, was es ermöglicht, Wägen herzustellen, die ein geringeres Gewicht (ungefähr 180 kg) aufweisen und die kürzer sind (ungefähr 2 bis 2,5 m), sondern erhöht in bemerkenswerter Weise die Selbständigkeit dieses Wagens, da die notwendige Energie nicht von den Batterien, sondern von der elektrizitätserzeugenden Gruppe auf Kosten der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so dass die Selbständigkeit des Wagens lediglich von dem Fassungsvermögen des Treibstofftanks der Brennkraftmaschine abhängt. Auf der anderen Seite ist noch zu berücksichtigen, dass, da die einzelne verwendete Batterie während ihres Gebrauchs jeweils geladen ist, der Wagen auf diese Weise für den Notfall eine weitere Selbständigkeit von 4 bis 5 km erhält, damit man den Wagen selbst wieder herausbringt, falls die Leistungseinheit ausfällt.

Gebiss einer bevorzugten Ausführungsfonn der vorliegenden Erfindung ist die Leistungseinheit nicht auf dem selbstfahrenden V/ag en selbst befestigt, welcher die Röntgenröhre, die elektronische Steuerung, die Batterie, sowie den Getriebmotor für seinen Antrieb trägt, sondern auf einen kleinen Anhänger, der hinter dem genannten Wagen hergezogen wird, was über eine flexible Kupplung mit zwei Freiheitsgraden geschieht. Dies erlaubt es auch, steile':-;trassenv;ellen oder Katzenbuckel oder Kurven zu

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überwinden. Auf diese V/eise kann die Leistungseinheit auch schnell von der Antriebseinheit abgekoppelt werden, was aus Gründen der Manövrierbarkeit oder zum Zwecke eines Austausches bei einer Beschädigung erfolgen kann, wobei ferner die Vibrationen der Leistungseinheit nicht auf die Röntgenröhre übertragen werden. Um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine die für die Verbrennung notwendige Luft(comburent) erhält, und um zu vermeiden, dass daher die verunreinigenden Auspuffgase die Brennkraftmaschine anhalten oder die Temperatur der Röntgenröhre über ihre thermischen Arbeitsgrenzen erhöhen (die maximale Temperatur liegt bei ungefähr 70 C), wird gemäss einer anderen besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an der Rückseite des Anhängers eine kreisförmige Blende elastisch befestigt, welche den gleichen Durchmesser wie die Pipeline aufweist. Diese Blende weist Gummidichtungen auf, durch welche die Auspuffgase, sowie bei eigenen Betriebstemperaturen auch die Kühlluft für die Brennkraftmaschine abgeführt werden.

Die Blende bildet daher eine Zwischenwand, welche das Arbeitsgerät von den verunreinigenden Auspuffgasen und von der heissen Kühlluft der Brennkraftmaschine trennt und auf diese Weise einen Luftstrom in das Innere der Pipeline hervorruft.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Röntgenröhre nicht fest auf dem Wagen montiert. Sie wird vielmehr von drei elastischen Haltegliedern getragen, welche es ermöglichen, sie auf der Achse der radiographisch zu untersuchenden Pipeline anzuordnen. Die Röntgenröhre v/ird mittels eines Klemmbands befestigt, welches eine einfache Entfernung zum Zwecke der Manövrierbarkeit oder aus Sicherheitsgründen während des Transportes ermöglicht.

Die Frequenzstabilität der Speisespannung für die Röntgenröhre, v/elche von dem Energiegenerator zugeführt wird, der als von der Brennkraftmaschine angetriebener Synchrongenerator arbeitet, wird durch einen automatischen Geschwindigkeitsregler für die

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Brennkraftmaschine bekannter Art sichergestellt. Die Spannung der Speisung der Röntgenröhre wird dagegen gemäss eines anderen speziellen Merkmals der vorliegenden Erfindung durch einen geeigneten elektronischen Spannungskonstanter stabilisiert, dessen Schaltdiagramm im folgenden noch beschrieben wird. Dieser ist so ausgebildet, dass er neben einer Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Speisespannung, die innerhalb + 0,3 i° der Röntgenröhren-Betriebsspannung während der gesamten radiographischen Belichtungszeit liegt, die Belichtung lediglich dann beginnt, wenn die nominalen Betriebsbedingungen der Röntgenröhre erhalten sind, was somit eine perfekte Belichtung sicherstellt. Alle bekannten selbstfahrenden Wägen für radiographische Untersuchungen mit Röntgenstrahlen arbeiten automatisch mittels eines von aussen gegebenen Regelsignals, das von einer radioaktiven Quelle von einigen mCurie abgegeben wird, welche mit einem Geiger-Müller-Zählrohr zusammenarbeitet, das mit den elektronischen Schaltungen verbunden ist. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kontrolleinrichtung nun von einem hufeisenförmigen Permanentmagneten oder von einem Elektromagneten gegeben wird, dessen Magnetfeld, das durch Drehen des Magnets um 180 umkehrbar ist, auf einen magnetischen Kompass wirkt, der drei Stellungen aufweist und auf dem Wagen angebracht, sowie mit den elektronischen Schaltungen verbunden ist.

Die Verwendung eines derartigen Magnetsystems, das im folgenden noch besser beschrieben v/erden soll, erweist sich in vielfacher Weise als vorteilhaft. 3s verbraucht keine elektrische Energie, lässt sich besonders vorteilhaft und einfach anordnen, ist ausserordentlich fest, preisv/ert und einfach in seinen Betrieb und es dient vor allem der Sicherheit der Bedienungsperson, die nun nicht nehr gezwungen ist, eine radioaktive Quelle zu verwenden, die auch bei einer geeigneten Abschirmung immer gefährlich ist.

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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, welche ein bevorzugtes praktisches Ausführungsbeispiel darstellen, das für die Erfindung keine Beschränkung darstellen soll, da in technischer und konstruktiver Hinsicht Änderungen praktisch durchgeführt werden können, ohne dass man die Grenzen der vorliegenden Erfindung verlässt.

Pig. 1 zeigt einen Längsschnitt des selbstfahrenden Wagens für radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels Röntgenstrahlen gemäss der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt den Wagen von Pig. 1 während seines Betriebs im Inneren von Pipelines;·

Fig. 3 zeigt schematisch den Wagen von Fig. 1, wenn er an eine Abdichtung (sealine) angeschlossen ist;

Pig. 4 und 5 zeigen zwei erzwungene Zirkulationssysteme für die Kühlluft der Röntgenröhre, die bei einem sehr heissen Klima für einen ununterbrochenen Betrieb verwendet werden.

Pig. 6 zeigt ein Schaltungsdiagramm von einem elektronischen Spannungskonstanter für die Speisespannung der Röntgenröhre gemäss der Erfindung;

Pig. 7 zeigt in einer teilgeschnittenen perspektivischen Darstellung den erfindungsgemässen magnetischen Kompassdetektor mit drei Stellungen.

In Pig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Lagerkörper des Wagens, an dessen Rückseite zwei Antriebsräder 2 angeordnet sind, die von einem Getriebemotor 3 betätigt v/erden. Der Getriebemotor 3 wird von Gleichstrom gespeist, was eine Vorwärts-

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und Rückwärtsbewegung des Wagens ermöglicht«

Vorne sind zwei andere Räder 4, gegenseitig fest gepaart, angeordnet, welche zu Antriebsrädern durch bekannte Transmissionsteile gemacht werden können. Die Stabilität des Wagens auf dem Boden der Pipeline wird durch die vier Räder 2 und 4 erreicht, welche in einer selbstjustierenden Art gemäss der Lehre der italienischen Patentanmeldung Nr. 24463A/71 ausgebildet sind, was eine Überwindung von jeglichem Kurvenradius in den beiden Fahrtrichtungen ermöglicht. Im Mittelteil des Wagens sind zwei elektronische Einrichtungen 5 angeordnet, um die Betriebszyklen des Wagens zu programmieren und anzutreiben, sowie eine Batterie 6, wie sie üblicherweise für Kraftfahrzeuge verwendet wird, die entsprechend mit den elektronischen Anordnungen und dem Getriebmotor 3 verbunden ist.

Ein Druckknopf 7 erlaubt die Speisung des Getriebemotors 3 durch die Batterie 6, so dass auf diese V/eise der V/agen mit der gesamten Ausrüstung herausbewegt werden kann. Die Röntgenstrahlröhre 8 für eine Longitudinal- oder Panorama-Radiographie ist auf der Vorderseite des Wagens befestigt. Sie ist von im Dreieck angeordneten Stossdämpfern gehaltert. Genauer gesagt, ist ein Stift 9» der an der Rückseite der Röntgenröhre vorgesehen ist, in den rückwärtigen Stossdämpfer 10 eingelassen und darin mittels eines Arretierstifts 11 festgehalten, der in ein Loch in dem genannten Stift eingeführt wird. Der Körper der Röhre ist auf einer halbkreisförmigen I.Ietallauflage 12 gehaltert, welche von den beiden vorderen Stossdämpfern 13 getragen v/ird (von denen einer in der Fig. nicht gezeigt ist, da er auf der rmderen Seite des gezeigten Stossdämpfers liegt).

Die Röhre wird durch ein Lederklemmband 14 mit einem Schnapphaken-Schnellverschluss (spring catch quick hooking) 15 in seiner Stellung gehalten und fixiert. Auf diese -,Teise wird durch Einheken des Federhakens 15 sowie Trennung des Stifts 9 von dem Stossdänpfer 10 die Röntgenröhre leicht entfernt zum Zv/ecke einer Llanövrierbarkeit oder aus Sicherheitsgründen während des Transports. Die Röhre ist zu diesem Zv/ecke mit zv/ei

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Seitenhandgriffen 16 und 17 von einem Steuerradtyp versehen, die mit Gummi überzogen sind und die ebenfalls als ein Schutz für die Röhre selbst dienen. Die drei Stossdämpfer 10, 13 werden von teleskopischen Systemen 18 getragen, die eine Höheneinstellung ermöglichen und auf diese Weise die Einstellung der Röntgenröhre genau auf der Achse der radiographisch zu untersuchenden Röhre ermöglichen. Auf der Rückseite des Lagerkörpers 1 des Wagens ist eine Kardanverbindung 19 angebracht, deren Buchsen von Stossdämpfern gebildet werden, wobei an diese Kardanverbindung mittels eines durchgehenden Stifts 20 die Gabel 21 von einem Anhänger 22 angelenkt ist, der mit zwei Rädern 23 selbstjustierenden Art entsprechend den Rädern 2 und

4 versehen ist und eine Leistungseinheit trägt.

Durch diese Ausbildung kann die Leistungseinheit zum Zwecke der Manövrierbarkeit sowie zu einem Austausch im Falle einer Beschädigung rasch abgekuppelt werden. Weiterhin vermeidet diese Ausbildung, dass Vibrationen, von der Leistungseinheit auf die Röntgenröhre übertragen werden und diese beschädigen können. Schliesslich ermöglichen die beiden Freiheitsgrade der angelenkten Kardanverbindung zwischen Anhänger und Wagen, dass das gesamte Arbeitsgerät auch steile Katzenbuckel, Wellen oder Kurven überwinden kann. Die Leistungseinheit wird gemäss der vorliegenden Erfindung durch eine Brennkraftmaschine 24 gebildet, die fest direkt an einen elektrischen Energiegenerator 25 gekoppelt ist, der eine Leistung von der gleichen K.V.A. aufweist und von einem Motor-Synchrongenerator-Dynamo bekannter Art gebildet wird, d.h. von einem üblichen Gleichstrommotor-Dynamo, der neben Gleichstromläuferwindungen auch Wechselstromläuferwindungen aufweist, um als Synchrongenerator laufen zu können.

Während diese letztgenannten Windungen mit einen Spannungskonstantor verbunden sind, der in der elektronischen Vorrichtung

5 für die Speisung der Röntgenröhre enthalten ist, sind die Gleichstromwindungen mit der pufferartig eingesetzten Batterie

6 verbunden. Die Arbeitsweise ist daher ersichtlich. Ursprüng-

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lieh speist die Batterie 6 die notwendige Energie für die Speisung des Energiegenerators 25, der, indem er als Gleichstrommotor wirkt, die Brennkraftmaschine 24 in Gang setzt. Sobald die Brennkraftmaschine in Gang gesetzt ist, betätigt sie den Energiegenerator 25 als einen Synchrongenerator, indem sie die Wechselbetriebsspannung der Röntgenröhre zuführt und als Dynamo, indem sie die Batterie 6 lädt und indem sie die für die elektronischen Steuerschaltkreise und für den Getriebefahrmotor 3 des Wagens benötigte Gleichspannung liefert. Die gesamte von dem Wagen benötigte Energie wird von dem Energiegenerator 25 aufgrund des Betriebs der Brennkraftmaschine geliefert, während gleichzeitig die Batterie 6 jeweils geladen wird. Dies bedeutet nicht lediglich eine Selbständigkeit des Wagens, die sehr hoch ist und lediglich von dem Passungsvermögen des Brennstofftanks 26 der Brennkraftmaschine abhängt, dieselbe geladene Batterie liefert vielmehr einen Energievorrat, der eine weitere Erhöhung der Selbständigkeit oder Unabhängigkeit für weitere 4- oder 5 km ermöglicht und damit entsprechend sicherstellt, dass der V/agen im Falle eines Schadens der Leistungseinheit aus der Pipeline geborgen werden kann.

Zur Erzeugung einer Luftstromzirkulation in der radiographisch zu untersuchenden Pipeline 27 ist an dem rückwärtigen Ende des Anhängers 22,an dem Auspuffrohr 29 des Verbrennungsmotors 24 oder an einem geeigneten Halteglied elastisch, eine kreisförmige Blende 30 befestigt, welche den gleichen Durchmesser wie die Pipeline 27 aufweist und mit einer Gummidichtung 31 versehen ist. Dies geschieht, um eine Zufuhr von Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine 24 sicherzustellen, sowie um zu verhindern, dass verunreinigende Auspuffgase 28 den Motor zum Stillstand bringen könnten oder die Temperatur der Röntgenröhre über ihre thermischen Betriebsgrenzen erhöhen (Fig. 3).

Die Blende bildet eine Z v/i s c he η v/and, v/elche die auf dem V/agen und Anhänger befestigten Arbeitsgerätschaften von den Auspuffgasen 28 der Brennkraftmaschine trennt, welche hinterhalb dieser Zwischenwand austreten.

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In dem Falle, dass die Verlegung von Pipelines hinter der Blende 30 nicht nur die Auspuffgase 28 abführt, sondern auch die Kühlluft der Brennkraftmaschine 24, die von einem auf der Nockenwelle derselben Brennkraftmaschine angeordneten Ventilator angesaugt und über eine flexible Röhre 33 (siehe Pig, 2) abgegeben wird, wird auf diese Weise ein Luftstrom in der Pipeline erzeugt. Es ist darüber hinaus ersichtlich, dass es bei einem Arbeiten unter heissem Klima notwendig ist, die Röntgenröhre wirksam zu kühlen, um sie kontinuierlich betreiben zu können. Die erzwungene Luftzirkulation kann mittels eines Zusatzventilators 34 erzeugt werden, der auf der Rückseite (siehe Fig. 4) oder in der Nähe der Röntgenröhre angeordnet ist, oder mittels eines Ventilators 35, der aussen an dem Kopfende der Pipeline 27 (siehe Pig. 5) angeordnet ist. Die letztgenannte Lösung ist vorzuziehen, da sie eine starke Ventilation erlaubt, ohne dass man eine weitere Energie von der innerhalb des Wagens angeordneten Leistungseinheit benötigt.

Zur Stabilisierung der Frequenz der Speisespannung für die Röntgenröhre, die von dem Energiegenerator 25 zugeführt wird, der als Synchrongenerator läuft und von der Brennkraftmaschine 24 angetrieben wird, auf den Nominalwert der Röntgenröhre, wird ein üblicher automatischer Drehzahlregler der Brennkraftmaschine 36 verwendet, der die Maschine 24 auf der Gleichlaufgeschwindigkeit hält.

Die Speisespannung der Röntgenröhre wird andererseits auf ihren Nominalv/ert durch einen elektronischen Spannungskonstanter stabilisiert, der in dem elektronischen System 5 enthalten ist. Das elektronische System 5 regelt darüber hinaus den Zeitgeber für die Inbetriebnahme der radiographischen Belichtung, und zwar nur dann, wenn die nominalen Betriebsbedingungen der Röntgenröhre erreicht sind. Auf diese '"eise wird eine perfekte Belichtung sichergestellt. Das elektronische System schaltet auch die gesamte Spannung von der Röntgenröhre am Ende der genannten radiographischen Belichtung ab. In dem Spannungskonotanter wird die Aucgangswechselspanmmg

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von dem Generator-Synchrongenerator 25 an die Verbindungsanschlüsse eines Variacs gelegt, dessen Schleifer durch viele von einem Gleichstrommotor bewegt wird, der geeignet von einem gepolten Relais angetrieben wird, im Ansprechen auf die Spannungsdifferenz zwischen der Nominalspannung der Röntgenröhre und der Spannung an dem Schleifer des Variacs, welche die an die Röntgenröhre angelegte ist.

Zum besseren Verständnis des oben gesagten wird auf Pig. 6 Bezug genommen, welche ein Schaltungsdiagramm des elektronischen Spannungskonstanters der Röntgenröhren-Speisespannung wiedergibt.

Die von dem Generator-Synchrongenerator 25, welcher von der Verbrennungsmaschine 24 angetrieben wird, gelieferte Wechselspannung wird an die Anschlüsse AB eines Variacs 37 angelegt und,nachdem sie durch einen Gleichrichter 38 gleichgerichtet ist, den Anschlüssen von einer Reihe von n-Zener-Dioden 39 zugeführt, welche die Spannung auf derartige Weise unterteilen, dass an den Punkten C, D, E, P und G verschiedene feste Arbeitsspannungen der Röntgenröhre anliegen, die als Sollwerte verwendet werden. Der Schleifer 40 des Variacs 37 wird von einem Gleichstrommotor 41 angetrieben, dessen Erregung umgekehrt v/erden kann und sich daher derart drehen kann, dass er den Schleifer 40 nach unten oder nach oben bewegt, um die Kontakte 42 oder 43 zu schliessen. Diese Kontakte werden von Relais 44 und 45 gesteuert, welche von einem gepolten Relais 46 erregt v/erden können.

Auf der Srregerseite des Relais 44 ist ein Schalter 47 angeordnet, der öffnet, wenn der Schleifer 40 das untere Anschlagende erreicht (Variac in Nullstellung, wie in Fig. 6 gezeigt), so dass das Relais 45 den Erregungskontakt 48 eines Zeitgebers 49 steuert, der die radiographische Belichtungszeit gibt.

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Die von dem Variac 37 kommende Wechselspannung, d.h. die Spannung zwischen dem Schleifer 40 und dem Punkt B, wird der Röntgenröhre 8 zugeführt. Diese Spannung wird auch von einem Gleichrichter 50 gleichgerichtet und den Anschlüssen von einem Widerstandsbein, welches einen Widerstand 51 und eine Reihe von (n-1)-Zener-Dioden 52, wie Zener-Dioden 39, enthält, zugeführt.

Die Windung 53 des gepolten Relais 46 ist mit dem Ausgang des Gleichrichters 50 am Punkt H und mit dem Zeiger 54 eines Schalters verbunden, der auf c, d, e, f, g - Anschlüsse umschaltet, um die verschiedenen Betriebssollspannungen für die Röntgenröhre einzustellen, wobei die Spannungen an den Punkten C, D, E, P und G jeweils anliegen.

Entsprechend den oben genannten Umschaltungen des Zeigers 54 führt ein zweiter Zeiger 55, der einheitlich mit dem ersten Zeiger angebracht ist, aber in umgekehrte Richtung umläuft, eine Änderung zwischen Anschlüssen c¹, d', e', f und g' durch und fügt dabei bis auf eine die gleiche Anzahl von Zener-Dioden 52 ein, v/ie die Anzahl der durch den ersten Zeiger 54 eingefügten Zener-Dioden 39 beträgt.

Dies geschieht, um den Polarisationsstrom zu beschränken, der durch die Windung 53 läuft und von der Spannungsdifferenz zwischen dem Punkt H und einem der ausgewählten Punkte C, D, ...G erzeugt wird, sowie um ihn lediglich von der Differenz zwischen dem Spannungsabfall an den Anschlüssen des Widerstands 51 und der:¹. Spannungsabfall, der von der ersten Zener-Diode 39 kommt, die mit dem Punkt c verbunden ist, abhängig zu machen, da ein Anwachsen der Sollspannung, welche von dem Einfügen einer anderen Zener-Diode 39 becsti:nmt ist, durch ein gleiches Anwachsen der Spannung am Punkt H kompensiert wird, welche durtfh ein Einfügen einer gleichen Zener-Diode 52 bestimmt ist.

Das gepolte Relais 46 ist schliesslich anwesend, um durch den elektronischen Programmierer 56 der elektronischen Einheit

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5, welche den Schalter 57 aus der Stellung I in die Stellung II bringt, zu schalten und auf diese V/eise den Zeiger 58 des Relais 46 mit dem negativen Pol der Hauptspeiseleitung des Motors 41 zu verbinden. Der Betrieb geschieht gemäss folgender Darstellung. Es sei angenommen, dass die zu stabilisierende Betriebsspannung der Röntgenröhre derart sei, dass sie dem Punkt c entspricht, für den die Zeiger 54 und 55 die in Pig. gezeigte Stellung einnehmen müssen.

Am Anfang befindet sich der Schleifer 40 des Variacs 37 in der unteren Anschlagstellung. Der Schalter 47 ist daher offen und die Spannung an den Anschlüssen Röntgenröhre 8 beträgt daher null.

Wenn der elektronische Programmierer 56 den Befehl einer radiographischen Belichtung erhält, führt dies zu einer Umschaltung des Schalters 57 von der Stellung I in die Stellung II, wobei auf diese V/eise der Zeiger 58 des gepolten Relais 46 mit dem negativen Pol 59 verbunden wird. Die von dem Generator-Synchrongenerator 25 erzeugte Wechselspannung, die in 38 gleichgerichtet ist, erzeugt an den Punkten C, D.....G die festen Sollspannungen. Am Punkt C erhält man daher einen Vergleichswert der zu stabilisierenden und an die Röntgenröhre anzulegenden Spannung. Gleichzeitig liegt am Punkt H die Spannung null an, da, wie oben erwähnt wurde, der Schleifer 40 in seiner unteren Anschlagsstellung ist.

In der Windung 53 des Relais 46 fliesst daher ein Strom von C nach H entsprechend dem Pfeil 60, der den Zeiger 58 des Relais 46 in die Stellung III schaltet und dabei das Relais 45 erregt, welches die Kontakte 43 schliesst und die Kontakte 48 öffnet. Auf diese V/eise wird der Motor 41 erregt und er dreht sich derart, dass er den Schleifer 40 des Variacs 37 anhebt.

"!enn der Schleifer 44 angehoben wird, schliesst der Schalter 47 und die 'iVechselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre sowie die Gleichspannung an dem Punkt H beginnen anzu-

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steigen. Wenn die Gleichspannung am Punkt H gleich der Sollspannung am Punkt G ist und wenn daher die Wechselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre den vorher festgelegten Nominalwert erreicht, endet der in der Windung 53 des Relais 46 fliessende Strom und der Zeiger 58 nimmt wieder die mittlere Ruhestellung ein, so dass auf diese Weise das Relais 45 enterregt wird, das die Kontakte 43 öffnet und den Kontakt 48 schliesst. Das Schliessen des Kontakts 48 erlaubt auf diese Weise, dass der Zeitgeber 49 die radiographische Belichtungsphase in Gang setzt, die lediglich dann beginnt, wenn die Spannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre den Nominalwert der Röhre erreicht. Auf der anderen Seite wird diese Spannung bei diesem Wert für die gesamte Periode der radiographischen Belichtung stabilisiert, da sie im allgemeinen das Bestreben zeigen würde anzuwachsen und das Potential des Punkts H auf ein höheres Niveau als das des Punktes C in der Windung 53 bringen. Es würde ein Strom von C nach H fliessen in einer Richtung entgegengesetzt zum Pfeil 60, der dem Zeiger 58 des Relais 46 in die Stellung IV schalten würde. Auf diese Weise würde das Relais 44 erregt werden, was durch Schliessen der Kontakte 42 eine derartige Drehung des Motors 41 ermöglichen wurde, dass der Schleifer 40 des Variacs 37 abgesenkt würde, wodurch auf diese Weise eine Abnahme der Wechselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre entstehen v/ürde.

Sobald schliesslich die radiographische Belichtungszeit abgelaufen ist, sendet der Zeitgeber 49 ein Signal an den Programmierer 56, v/elcher wiederum den Schalter 57 in die Schaltung I umschaltet.

Das Relais 44 ist damit erregt, es schliesst die Kontakte 42 und erregt den Motor 41, indem es den Schleifer 40 des Variacs 37 die ganze Skala (to full scale) absenkt. 7,'enn der Schleifer die ganze Skala erreicht hat,öffnet der Schalter 47,der Motor 41 v/ird enterregt und die Arbeitseinrichtung nimr.t wieder die Anfon^nstellungen ein, bereit für einen neuen Zyklus einer Stabilisierung und einer radiographischen Belichtung. Zusammengefasst

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ausgedrückt ändert der elektronische Spannungskonstanter nicht lediglich die Spannung der Röntgenröhre auf ihren Nominalwert, stabilisiert diese und regelt den Beginn der Radiographischen Belichtung, sondern er schaltet auch die Spannung der Röhre am Ende der radiographischen Belichtung ab. Die Steuerung für ein Anhalten des V/agens an der radiographisch zu untersuchenden Schv/eissung zur Durchführung der Radiographie und zur Y/eiterbewegung des Wagens ist ausserhalb der Pipeline in einer V/eise angeordnet, v/ie sie durch den Stand der Technik bekannt ist. Anstatt eine radioaktive Quelle zu verwenden, die mit einem Geiger-Müller-Zählrohr zusammenarbeitet, das mit dem elektronischen Programmierer verbunden ist, wird ein vollständig magnetisches System verwendet. Dieses braucht für seinen Betrieb keine Energie von der Leistungseinheit des V/agens. Es vermeidet ferner die Verwendung von gefährlichen radioaktiven Quellen. Weiterhin erlaubt diese Ausbildung auch die Rückführung des Wagens durchzuführen, sowie ferner die elektronische Einrichtung und die Leistungseinheit des V/agens für längere Aufenthalte (beispielsweise während der Nacht) abzuschalten. Die Steuereinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Permanentmagneten, der eine Hufeisenform hat oder aus einem Elektromagneten, der quer oberhalb der Pipeline derartig angeordnet ist, dass sein Magnetfeld, dessen Polarität durch ein Drehen des Magnets um 180 umgekehrt werden kann, im Inneren der Pipeline auf einen magnetischen Kompassdetektor 61 mit drei Stellungen wirken kann. Der Magnetkompassdetektor ist auf dem ',Vagen angeordnet. Das heisst, das Magnetfeld des genannten Magneten dreht den magnetischen Kompass, welcher sich in Abwesenheit des LIfignetfelds immer längs der Pipeline einstellt, nach rechts oder nach links, um entweder das eine oder das andere von zwei magnetischen Relais zu schliessen, v.^;elche mit den logischen Schaltungen des elektronischen Programmierers verbunden sind.

Der genannte magnetische Kompassdetektor 61 mit drei Stellungen ist in Fig. 7 dargestellt. Er enthält einen Permanentmagneten 62, der in einen schwimmenden Zylinder (floating cylindric) ein.

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gesetzt ist, welcher wie ein normaler magnetischer Kompass in Kerosin eintaucht. Das Ganze wird von einem nicht-magnetischen Behälter 64 aufgenommen, der durch zwei nicht-magnetische Deckel 65 und 66 dicht verschlossen ist und mittels dreier durchgehender Bolzen zusammengeklemmt ist. Zwei der Bolzen (67 und 68) sind aus nicht-magnetischem .Material und der dritte Bolzen besteht aus Weicheisen.

Der Weicheisenbolzen 69 hat die Aufgabe, ein entgegenwirkendes magnetisches Drehmoment zu erzeugen, das den Magnet 62 in Abwesenheit eines äusseren magnetischen Feldes dazu zwingt, eine Orientierung einzunehmen, die jeweils längs der Achse m - m durch diesen Bolzen verläuft. Zur Vermeidung von Verschiebungen des Schwimmers innerhalb des Behälters und um lediglich dessen Drehung zuzulassen, ist eine kleine durchgehende Welle 70 des Schwimmers an beiden Enden im Buchsen 71 gelagert, welche von den Deckeln 65 und 66 getragen sind.

Eine mit der kleinen Welle 70 einheitlich ausgebildete Platte 72 wirkt mit zwei Anlegestiften 73 und 74 zusammen, um die Drehbewegungen nach links und rechts des Schwimmers 63 und damit des kleinen Magnetkompasses 62 zu begrenzen. Auf diese V/eise ist es möglich, drei exakte Stellungen des kleinen Magnetkompasses 62 getrennt festzulegen, von denen die eine die Mitteloder Nullstellung ist, in der der Magnet längs der Achse m - m angeordnet ist und von der die anderen die beiden Stellungen des kleinen Magnets rechts und links sind. In Verbindung mit diesen beiden zuletzt genannten Stellungen des kleinen Magnets sind zwischen den beiden Deckeln 65 und 66 zwei magnetische Relais 75 und 76 angeordnet, die von dem kleinen Magnet 62 nur dann erregt werden, wenn dieser entgegengesetzt zu den Relais und in einer der oben genannten beiden Extremstellungen liegt. Die Magnetrelais sind darüber hinaus mit den logischen Schaltungen des elektronischen Programmierers verbunden, welche durch bekannte Systeme in der Lage sind, dem Wagen verschiedene Steuersignale zu geben und damit die oben erwähnten verschiedenen aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgänge durchzuführen. Der Detektor 61 ist

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auf dem Wagen 1 (siehe auch Fig. 1) derart angeordnet, dass die oben erwähnte Achse m - m mit der Achse der radiographisch zu untersuchenden Pipeline zusammenfällt, so dass der kleine Magnet 62 in Abwesenheit eines äusseren Magnetfelds immer in der Richtung ausgerichtet ist, der der Wagen folgt.

Die Betriebsweise dieses Detektors ist klar. Die Anordnung des hufeisenförmigen Permanentmagneten quer oberhalb der Pipeline an einer gewünschten Stelle erzeugt an dieser Stelle im Inneren der Pipeline ein dispergiertes Magnetfeld 77, das quer zur Pipeline verläuft und daher senkrecht zur oben erwähnten Achse m - m ist.

Durch dieses Feld wird der kleine Magnet 62 gezwungen, sich aus seiner Nullstellung nach rechts heraus zu drehen, wo er das Hagnetrelais 75 erregt.

Wenn der genannte hufeisenförmige Permanentmagnet um 180° dreht, wird die Polarität des dispergierten Magnetfelds 77 umgedreht und der kleine Magnet 62 dreht sich nach links und erregt das Magnetrelais 75. Zusammengefasst kann man sagen, dass durch eine Steuerung von der Aussenseite der Röhre der kleine Hagnet 62 das Uagnetrelais 75 oder das Magnetrelais 76 erregt und damit eine Folge von Befehlen dem Wagen zuleitet. Der oben genannte Betriebsablauf erfolgt dabei praktischerweise gemäss folgender Darstellung: Bringt man an einer vorher festgelegten Stelle der Pipeline den hufeisenförmigen Permanentmagneten derart an, dass sein dispergiertes Magnetfeld so verläuft, dass es den kleinen Magneten 62 nach rechts dreht, so wird der Detektor, wenn er einmal diese Stelle aufgrund der Wagenbewegung im Inneren der Pipeline erreicht hat, das Magnetrelais 75 schalten, welches den V/agen anhält und die Phase der radiographischen Belichtung vorbereitet.

Vlean man den hufeisenförmigen Permanentmagnet von der Pipeline hinwegnirunt, gerät der kleine Magnet 62 zurück in seine Nullstellung, das Relais 75 schaltet wieder und die radiographische Belichtung setzt ein. 3 0 9 8 3 4/0506

Indem man den Magneten wieder in derselben Weise wie oben aufsetzt) wird der Zyklus wiederholt und die Phase der radiographischen Belichtung findet abermals statt.

Bringt man im Gegensatz dazu den hufeisenförmigen Permanentmagneten auf die Pipeline in eine umgekehrte Stellung, d.h. umgekehrt zu der oben genannten (180° Drehung), so schaltet der Detektor das Magnetrelais 76, welches den Wagen anhält und die Rückwärtsbewegung vorsieht.

Entfernt man den Magneten, so gerät der kleine Magnet 62 zurück in seine Null-Stellung, das Relais 76 schaltet wieder und die Rückwärtsbewegung des Wagens setzt ein.

Bringt man abermals den Permanentmagneten, immer noch in einer umgekehrten Stellung auf, so schaltet das Magnetrelais 76, hält den Wagen an und schaltet die elektronischen Einrichtungen sowie die Leistungseinheit ab.

Entfernt man den Magneten, so ist das Ganze abgeschaltet ( für lange Aufenthalte, z.B. während der Nacht). Bringt man wiederum den Permanentmagneten in einer umgekehrten Stellung auf, so erfolgt ein neues Schalten des Magnetrelais 76, welches eine Vorwärtsbewegung des Wagens hervorruft.

Es ist ersichtlich, dass der oben erwähnte Betriebsablauf keine Beschränkung darstellen soll und dass jeglicher Betriebsablauf verwendet werden kann, wobei die Orginalität der vorliegenden Erfindung auf der einfachen und vernünftigen Weise beruht, mit der eine zweifache Steuerung magnetisch bewirkt wird (rechts - links), die es erlaubt, dem Wagen eine Vielzahl von Befehlen bezüglich seines Betriebs zukommen zu lassen.

Es muss ferner festgestellt werden, dass der erfindungsgemässe Wagen nicht nur für Panorama- oder longitudinale radiographische Untersuchungen der Innenschweissungen von Pipelines mittels einer Röntgenstrahlenqueiie verXvemlet werden kann und dass

dies nur ein Hauptaufgabenbereich ist, dass er jedoch
auch geeignet für eine Reinigung, für ein Schleifen, für ein Malen usw. von Gaspipelines, Ölpipelines, Wasserversorgungsanlagen, sowohl aus Metall oder anderen Materialien, während der Herstellung derselben verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. !Automat is eher V/agen mit selbst justierenden Rädern für

—radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels einer Röntgenstrahlenquelle, der einen Gleichstromgetriebemotor für einen Antrieb des Wagens trägt, ferner eine Batterie, eine Röntgenstrahlröhre für longitudinale oder Panorama-radiographische Untersuchungen sowie elektronische Programmier- und Steuereinrichtungen für die / Betriebszyklen des Wagens, welche unter anderem einen elektronischen Programmierer und einen Speisespannungskonstanter für die Röntgenröhre enthalten,dadurch gekennzeichnet, dass die für den V/agen notwendige elektrische Spannung von einer Leistungseinheit geliefert wird, welche eine Brennkraftmaschine enthält, die fest mit einem Energiegenerator (ein Dynamo - Synchrongenerator - Motor) gekoppelt ist, welcher am Anfang als Gleichstrommotor wirkt, der von der Batterie gespeist wird und der dann als Synchrongenerator oder Dynamo wirkt, wenn er von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, wobei die oben erwähnte Batterie mit dem Dynamo als Puffer verbunden ist und wobei die Befehle von aussen an den Wagen über einen hufeisenförmigen Permanentmagneten zugeführt werden, der auf einen Magnetkompassdetektor mit drei Stellungen wirkt, welcher auf dem Wagen befestigt ist und mit den genannten elektronischen Einrichtungen verbunden ist.

2. Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungseinheit von einen zwei selbstjustierende Räder aufweisenden Anhänger getragen wird,, welcher an der Rückseite des Wagens durch eine Kardanverbindung angelenkt ist, deren Buchsen von Stossdämpfern gebildet sind.

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3. Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine kreisförmige Blende mit dem gleichen Durchmesser wie die radiographisch zu untersuchende Pipeline elastisch an der Rückseite des Anhängers an der Auspuffröhre der Brennkraftmaschine oder an einer geeigneten Halterung befestigt ist, wobei diese Blende mit Gummidichtungen versehen ist, welche eine Abdichtung mit der Innenfläche der Pipeline bewirken,und dass die Auspuffgase der Brennkraftmaschine hinter dieser Blende abgegeben werden.

4. Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgenstrahlröhre an der Vorderseite des Wagens beweglich auf drei Stossdämpfern befestigt ist, die in Form eines Dreiecks angeordnet sind und von einem teleskopischen System getragen werden, das seine Stellung der Höhe nach ändern kann, wobei die Röhre an ihrem Platz durch einen Stift der Röhre gehalten ist, welcher in einen der Stossdämpfer eingeführt v/ird und dort mittels eines Befestigungsstiftes festgelegt wird, sowie mittels eines Lederklemmbandes mit einem Schnappschnellverschluss, der die Röhre auf einer halbkreisförmigen Metallhalterung festklemmt, welche auf den beiden anderen Stossdämpfern angebracht ist.

5. Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des zur Speisung der Röntgenstrahlenröhre verwendeten Wechselstromes, der von einem Energiegenerator zugeführt v/ird, der als Synchrongenerator arbeitet und von der Brennkraftmaschine angetrieben v/ird, durch einen automr.tisehen Drehzahlregler der Brennkraftmaschine stabilisiert wird.

6. Selbst justierender Wagen nc.ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speisespannungskonstanter der Röntgenröhre aus einem Variac besteht, an dessen Anschlüsse die von

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dem Energiegenerator, wenn dieser als Synchrongenerator arbeitet und von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, kommende Wechselspannung angelegt wird, dessen Schleifer in beide Richtungen von einem Gleichstrommotor bev/egt wird, der sich in eine Richtung oder in die umgekehrte Richtung durch Umkehr seiner Erregung drehen kann, was mittels zweier Relais erfolgt, welche von einem gepolten Relais durch die Spannungsdifferenz gesteuert v/erden, welche zwischen dem festen Nominalwerten der Betriebsspannung der Röntgenröhre und einer Gleichspannung besteht, die proportional zu der Wechselspannung ist, welche von dem Schleifer des Variacs kommt, welche die der Röntgenröhre angelegte Spannung ist.

Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oben erwähnten festgehaltenen Nominalwerte der Betriebsspannung der Röntgenröhre (Sollwerte) als ein Spannungsabfall an den Anschlüssen von n-Zener-Dioden, die in Serie zueinander liegen, erhalten wird, welche von der Ausgangswechselspannung des als Synchrongenerator arbeitenden Generators, der von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, die durch einen Gleichrichter gleichgerichtet ist, gespeist werden, wobei die genannte Gleichspannung proportional zur Ausgangswechselspannung des Schleifers von dem Variac als Spannungsabfall erhalten v/ird, der in einem V/iderstandsbe'in / entsteht, das aus einem Widerstand in Reihe von (n-1 ) Zener-Dioden besteht, welches von der gleichen Ausgangswechselspannung von dem Generator gespeist wird, die von einem anderen Gleichrichter gleichgerichtet ist, dass ein Schalter zwei als Einheit ausgebildete in umgekehrte Richtung sich drehende Zeiger aufweist, um die Sollwerte auszuv/ählen und un gleichzeitig in dem genannten V/iderstandsbein soviele Zener-Dioden abzüglicher einer einzufügen, wie die Anzahl der Dioden beträgt, welche ein Ansteigen des gewählten Sollwerts bewirken,

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8. Selbstjustierender Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkompassdetektor mit drei Stellungen einen kleinen Permanentmagnet enthält, der in einem Schwimmer eingesetzt ist, welcher in Keroson eintaucht, das in einem nichtmagnetischen Tank enthalten ist, welcher mittels zweier nichtmagnetischer Deckel verschlossen ist, die gegeneinander mittels dreier Bolzen zusammengeklemmt sind, wobei zwei der Bolzen aus nicht-magnetischem Material bestehen, während der dritte Bolzen aus Weicheisen besteht, was die Bildung eines

(countering couple)

Gegenpaars/vom Magnettyp hervorruft, welches den kleinen Magneten dazu zwingt, in Abwesenheit eines äusseren Magnetfeldes jeweils eine Orientierung längs einer Achse m - m einzunehmen, welche durch den genannten Weicheisenbolzen hindurchgeht, dass der oben erwähnte Schwimmer im Inneren des Behälters durch eine Welle, welche in von den Deckeln getragenen Buchsen gehaltert ist, gegen Verschiebung's>ewegungen gesichert ist und dass seine nach links und rechts gerichteten winkelförmigen Bewegungen durch eine" "einheitlich mit dieser Welle ausgebildete Platte begrenzt werden, welche mit zwei Anlagestiften zusammenwirkt, wobei in Verbindung mit diesen zwei Magnetrelais angebracht sind, welche mit den logischen Schaltungen des elektronischen Programmierers ver-. bunden sind, v/obei der Detektor auf dem Wagen derart befestigt ist, dass die oben erwähnte Achse m - m mit der Achse der radiographisch zu untersuchenden Pipeline zusammenfällt.

ustierender W

radiographische Unter sue hun^eji_^y^eir^cEwe^issungen im Innern von Pipelines m^tieie^eTner Röntgenquelle im wesentlichen e beiindiehnungen

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