DE3506622A1 - Pig for continuous measurement and recording of the internal geometry of a pipeline - Google Patents
Pig for continuous measurement and recording of the internal geometry of a pipelineInfo
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen Molch für eine fortlaufende Messung und Registrierung der Innengeometrie, beispielsweise des Innendurchmessers einer Rohrleitung, mit Messwertaufnehmern und mit den Molch in der Rohrleitung mittig haltenden und führenden Führungs- bzw. Dichtelementen.The invention relates to a pig for continuous measurement and Registration of the internal geometry, for example the internal diameter of a pipeline, with measuring sensors and with the pig in the center of the pipeline and leading guide or sealing elements.
Molche sind pfropfenartig durch Flüssigkeits- oder Gasdruck durch eine Rohrleitung vortreibbare Körper. Newts are plug-like through liquid or gas pressure a pipeline propellable body.
Molche der in Rede stehenden Gattung werden z.B. zum Erkennen und Lokalisieren von Querschnittsveränderungen langer Rohrleitungen, wie z.B. Wasser-, Ö1-, Erdgasleitungen eingesetzt. Zum Erkennen von Querschnittsveränderungen der Rohrleitungen weisen bekannte Molche der vorbezeichneten Gattung als Meßwertaufnehmer z.B. radial vom Molch abstehende, sternförmig um den Molch angeordnete Tastarme auf, die während der Vortriebsbewegung des Molches durch die Rohrleitung bis an die Rohrleitungsinnenwandung vorstehen. Bei Passieren von deformierten Stellen in der Rohrleitung werden die Tastarme aus der Normalstellung abgelenkt, z.B. gebogen oder verschwenkt, und eine solche Ablenkbewegung wird mittels einer mechanischen oder elektrischen Registriereinrichtung registriert. Eine Lokalisierung der registrierten Deformation kann dabei mittels einer fortlaufenden Messung der zurückgelegten Wegstrecke des Molches über zugeordnete Meßwertaufnehmer erfolgen.Newts of the genus in question are used, for example, to recognize and Localization of changes in the cross-section of long pipelines, such as water, Oil and natural gas lines are used. To recognize changes in cross-section of the Pipelines have known pigs of the aforementioned type as measurement sensors e.g. feeler arms that protrude radially from the pig and are arranged in a star shape around the pig during the advancing movement of the pig through the pipeline up to the inner wall of the pipeline protrude. When passing deformed areas in the pipe, the probe arms are deflected from the normal position, e.g. bent or pivoted, and such deflection is by means of a mechanical or electrical registration device registered. A localization of the registered Deformation can be determined by continuously measuring the distance covered of the pig take place via assigned transducers.
Bekannte Molche weisen den Nachteil auf, daß die Abtastung der Innenwandungen der Rohrleitungen lediglich bei geringen Fahrgeschwindigkeiten des Molches durch die Rohrleitungen betriebssicher arbeitet, weil bei höheren Geschwindigkeiten, z.B. dynamische Kräfte, auf die Tastarme wirken können, die dann Querschnittsveränderungen in der Rohrleitung vortäuschen. Known pigs have the disadvantage that the scanning of the inner walls of the pipelines only when the pig is traveling at low speeds the pipelines work reliably because at higher speeds, e.g. dynamic forces that can act on the probe arms, which then change the cross-section pretend in the pipeline.
Außerdem erfolgt die Auslenkung der Tastarme durch eine Durchmesserverringerung der Rohrleitung nicht proportional zu dieser Durchmesserverringerung, so daß die registrierte Auslenkung eines Tastarmes mittels einer komplizierten und zeitaufwendigen Rechnung auf die zu bestimmende Durchmesserverringerung umgeeicht werden muß.In addition, the probe arms are deflected by reducing the diameter of the pipeline is not proportional to this reduction in diameter, so that the registered deflection of a probe arm by means of a complicated and time-consuming Calculation must be recalibrated to the diameter reduction to be determined.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Meßwertaufnehmer für einen Molch zu finden, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen. The invention is based on the object, transducers for a To find pigs that do not have the aforementioned disadvantages.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß Meßwertaufnehmer für den Innendurchmesser als induktive Sensoren ausgebildet sind. The object has been achieved according to the invention in that the measured value transducer are designed as inductive sensors for the inner diameter.
Die induktiven Sensoren lassen sich an dem Molch derart anordnen, daß ein Abstand zu der Innenwandung der Rohrleitung gegeben ist, so daß mit besonderem Vorteil eine berührungsfreie Erkennung von Querschnittsveränderungen der Rohrleitung möglich ist. The inductive sensors can be arranged on the pig in such a way that that there is a distance to the inner wall of the pipeline, so that with special Advantage of contact-free detection of changes in the cross-section of the pipeline is possible.
Der induktive Sensor besteht hauptsächlich aus einer Spule, die in einen elektrischen Schwingkreis integriert ist. Auf den Schwingkreis wird ein Spannungssprung geschaltet, wodurch der Schwingkreis in seiner Resonanz angeregt wird. Die Schwingung des Schwingkreises wird aufgrund der im Schwingkreis enthaltenen elektrischen Widerstandswerte gedämpft. Ein Maß für die Dämpfung ist die Zeit T, die Abklingzeit, in der die Schwingung nahezu abklingt. Da die Schwingung nach einer e-Funktion abklingt, kann als Zeit Tz.B. die Zeit definiert werden, nach der die Amplitude der Schwingung auf ein e-tel der ursprünglich durch die Anregung des Schwingkreises erreichten Amplitude abgeklungen ist. Durch die dem induktiven Sensor nahegelegene Wandung der Rohrleitung, die elektrisch leitfähig ist, erfährt die angeregte Schwingung des Schwingkreises eine Zusatzdämpfung zusätzlich zu der durch die elek- trischen Widerstandswerte hervorgerufenen Dämpfung der Schwingung. Die Größe der Zusatzdämpfung hängt vom Abstand der Rohrwandung vom induktiven Sensor ab, so daß Verformungen der Rohrwandung erkannt werden können. Die Stärke der Zusatzdämpfung kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, daß die die Amplituden umhüllende Abklingkurve der-gedämpften Schwingung des Schwingkreises registriert wird und die Fläche, die diese Kurve mit der die Zeitskala aufweisen Abzisse bildet, vom Zeitpunkt t gleich 0 der Anregung der Schwingung bis zur Abklingzeit Tintegriert wird. The inductive sensor mainly consists of a coil that is inserted into an electrical oscillating circuit is integrated. There is a voltage jump on the resonant circuit switched, whereby the resonance circuit is excited. The vibration of the resonant circuit is due to the electrical resistance values contained in the resonant circuit muffled. A measure of the damping is the time T, the decay time in which the oscillation almost subsides. Since the oscillation decays according to an exponential function, it can be called time E.g. the time can be defined after which the amplitude of the oscillation is reduced to one e-tel the amplitude originally reached by the excitation of the resonant circuit has decayed is. Due to the wall of the pipeline that is close to the inductive sensor, which is electrically is conductive, the excited oscillation of the resonant circuit experiences additional damping in addition to the electrical tric resistance values Damping of vibration. The size of the additional attenuation depends on the distance between the pipe wall from the inductive sensor so that deformations of the pipe wall can be detected. The strength of the additional attenuation can be determined, for example, in that the decay curve of the damped oscillation of the resonant circuit that envelops the amplitudes is registered and the area that this curve shows with the time scale The abscissa forms, from time t equal to 0, the excitation of the oscillation up to the decay time Tintegrated.
Eine Messung des Abstandes der Rohrleitungswandung vom induktiven Sensor kann auf diese Weise mit Vorteil sehr schnell durchgeführt werden, beispielsweise alle zwei Millisekunden, so daß bei einer Molchgeschwindigkeit von z.B. 10 m pro Sekunde die Rohrleitung alle zwei Zentimeter vermessen wird. Dieser Vorteil erlaubt betriebssichere Vermessung einer Rohrleitung auch bei sehr hohen Molchgeschwindigkeiten, wie sie z.B. in Gasleitungen auftreten können. A measurement of the distance between the pipe wall and the inductive one In this way, the sensor can advantageously be carried out very quickly, for example every two milliseconds, so that at a pig speed of e.g. 10 m per Second the pipeline is measured every two centimeters. This advantage allows reliable measurement of a pipeline even at very high pigging speeds, as they can occur e.g. in gas pipes.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die induktiven Sensoren auf einem Kreis um die Längsmittelachse des Molches regelmäßig verteilt angeordnet. Die in regelmäßigen Winkelabständen um die Längsmittelachse des Molches angeordneten induktiven Sensoren erfassen demzufolge die Rohrleitungswand sektorenweise. Mit besonderem Vorteil werden die derart angeordneten induktiven Sensoren- in rascher zeitlicher Abfolge nacheinander, beispielsweise mittels eines Multiplexers, dem Spannungssprung ausgesetzt, so daß bei einer Messung die Abstände der Rohrleitungswand von der Längsmittelachse des Molches auf einem ganzen Umfang der Rohrleitung getrennt sektorenweise ausgemessen werden. Diese Art des Messens besitzt höhere Auflösung, so daß mit Vorteil eine Aussage auch darüber gemacht werden kann, wie eine durch Messen entdeckte Querschnittsveränderung der Rohrleitung beschaffen ist. Insbesondere kann z.B. festgestellt werden, ob es sich bei der Querschnittsveränderung um eine ringförmige Einschnürung, eine Ovalität oder eine Einbuchtung bzw. Ausbuchtung in der Rohrleitungswand handelt. Die Auflösung der Meßapparatur richtet sich nach der Anzahl der auf dem Kreis um die Längsmittelachse des Molches angeordneten induktiven Sensoren. According to a further development of the invention, the inductive sensors arranged regularly distributed on a circle around the longitudinal center axis of the pig. The arranged at regular angular intervals around the longitudinal center axis of the pig inductive sensors detect the pipe wall sector by sector. With The inductive sensors arranged in this way are particularly advantageous temporal sequence one after the other, for example by means of a multiplexer, the Suspended voltage jump, so that the distances between the pipe wall during a measurement separated from the longitudinal center axis of the pig over an entire circumference of the pipeline measured sector by sector. This type of measurement has a higher resolution, so that a statement can advantageously also be made about how one goes through Measure detected changes in the cross-section of the pipeline. In particular For example, it can be determined whether the change in cross-section is a annular constriction, an ovality or an indentation or bulge in the pipe wall. The resolution of the measuring apparatus depends on the Number of inductive arranged on the circle around the longitudinal center axis of the pig Sensors.
Mit besonderem Vorteil kann der Molch auch zusätzlich einen an sich bekannten Schwerkraftsensor aufweisen, der die Möglichkeit gibt die genaue Lage z.B. einer Einbuchtung am Umfang der Rohrleitungswandung festzustellen und zu registrieren, falls sich der Molch während seiner Vorwärtsbewegung um seine Längsachse dreht.With particular advantage, the pig can also have one per se have known gravity sensor, which gives the possibility of the exact location e.g. to determine and register an indentation on the circumference of the pipe wall, if the pig rotates around its longitudinal axis during its forward movement.
Nach einer nächsten Weiterbildung ist eine vorbestimmte Anzahl von induktiven Sensoren, vorzugsweise acht Sensoren, vorgesehen. Mit Vorteil ist eine binäre Zahl von induktiven Sensoren vorgesehen, weil dies eine digitale Weiterverarbeitung, der von den induktiven Sensoren aufgenommenen Meßwerte erleichtert. Die Zahl der induktiven Sensoren richtet sich im wesentlichen danach, wieviel Sensoren auf einem Umfang um die Längsmittelachse des Molches untergebracht werden können, wobei ausreichender Abstand zur Rohrleitungsinnenwandung gewährleistet ist. Dabei ist zu beachten, daß die induktiven Sensoren der Rohrleitungsinnenwand eine effektive Fläche größeren räumlichen Ausmaßes zuwenden müssen, je weiter die Rohrleitungswandung von den induktiven Sensoren entfernt ist. According to a next development, a predetermined number of inductive sensors, preferably eight sensors, are provided. One advantage is binary number of inductive sensors provided because this is a digital processing, the measured values recorded by the inductive sensors. The number of inductive sensors depends essentially on how many sensors are on one Circumference around the longitudinal center axis of the pig can be accommodated, with sufficient Distance to the inner wall of the pipe is guaranteed. It should be noted that the inductive sensors of the inner wall of the pipeline have an effective area larger Spatial extent must turn, the further the pipe wall from the inductive Sensors is removed.
Eine Anzahl von vier induktiven Sensoren bringt in der Regel nur eine unbefriedigende Auflösung der Meßapparatur, so daß vorzugsweise acht induktive Sensoren vorgesehen sind. Bei Rohrleitungen großen Durchmessers können aber auch z.B. sechzehn Sensoren mit Vorteil vorgesehen werden.A number of four inductive sensors usually only brings one Unsatisfactory resolution of the measuring apparatus, so that preferably eight inductive sensors intended are. In the case of pipelines with a large diameter, however, sixteen sensors, for example, can also be used be provided with advantage.
Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung sind die Sensoren in einem stirnseitig angeordneten Kopf untergebracht. Die induktiven Sensoren sind in vorteilhafter Weise in kompakter und robuster Bauweise in dem Kopf untergebracht. Sie sind so angeordnet, daß sie dem ihnen jeweils am nächsten liegenden Abschnitt der Rohrleitungswand zugewandt sind und werden von den übrigen Bauelementen des Molches in keiner Weise abgeschirmt. Vorhandene, bereits in Betrieb stehende Molche, können leicht mit einem solchen Kopf nachgerüstet werden, indem, nach Ansetzen des Kopfes an den Molch, lediglich die elektrischen Zuleitungen der induktiven Sensoren mit der in das Innere des Molches eingesetzten zugeordneten Bordelektrik verbunden werden. According to a further development of the invention, the sensors housed in a head arranged at the front. The inductive sensors are housed in an advantageous manner in a compact and robust design in the head. They are arranged in such a way that they correspond to the section closest to them the pipeline wall are facing and are of the other components of the Newts are not shielded in any way. Existing pigs that are already in operation, can easily be retrofitted with such a head by, after attaching the Head to the pig, only the electrical leads of the inductive sensors connected to the associated electrical system used in the interior of the pig will.
Jeder Sensor kann zB. als Meßspule ausgebildet sein. Each sensor can, for example. be designed as a measuring coil.
Als Meßspulen ausgebildete Sensoren sind besonders kostengünstig und betriebssicher. Jede Meßspule ist so angeordnet, daß sie eine ihrer von ihren Wicklungen umgrenzten Stirnfläche dem ihr nächstgelegenen Abschnitt der Rohrleitungswandung zuwendet.Sensors designed as measuring coils are particularly inexpensive and operationally reliable. Each measuring coil is arranged to have one of its windings delimited end face to the section of the pipeline wall closest to it turns to.
Eine bevorzugte Ausführung sieht dabei vor, daß jede Meßspule einen rechteckigen Querschnitt aufweist. A preferred embodiment provides that each measuring coil has one Has a rectangular cross-section.
Speziell Meßspulen mit rechteckigem Querschnitt ermöglichen eine besonders genaue Abstandsmessung.Especially measuring coils with a rectangular cross-section enable a special accurate distance measurement.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß jeder Sensor eine Meßspule und einen Kern aufweist. Durch das Einsetzen eines Kernes in eine Meßspule, beispielsweise eines Kernes aus Ferrit, ist mit Vorteil eine Verstärkung des Spulenfeldes zu erzielen, so daß die Meßspule auch bei großem Abstand zur Rohrleitungswand befriedigende Meßwerte liefert. Another advantageous embodiment is characterized by that each sensor has a measuring coil and a core. By inserting a Core in a measuring coil, for example a core made of ferrite, is advantageous to achieve a strengthening of the coil field, so that the measuring coil even with large Distance to the pipe wall provides satisfactory measured values.
Der Kern ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet, die Schenkel des Kerns liegen in einer Ebene senkrecht zur Längsmittelachse des Molches und die Schenkelenden weisen von der Längsmittelachse des Molches weg. Je größer der Abstand der beiden Schenkelenden voneinander ist, desto genauer sind die mit der Spule erzielten Meßresultate auch bei größerem Abstand des Sensors zur Rohrleitungswandung. The core is preferably U-shaped, the legs of the Kerns lie in a plane perpendicular to the longitudinal center axis of the pig and the leg ends point away from the longitudinal center axis of the pig. The greater the distance between the two Leg ends from one another, the more accurate the measurement results obtained with the coil even with a greater distance between the sensor and the pipe wall.
Der Kopf des Molches ist ein Kunststoffteil, mit dem Vorteil, daß die Sensoren darin eingegossen werden können. Die Sensoren sind auf diese Weise sicher geschützt im Kopf installiert, so daß der Kopf und die Sensoren robust, betriebssicher und von hoher Lebensdauer sind. The head of the pig is a plastic part, with the advantage that the sensors can be poured into it. The sensors are that way Installed safely protected in the head, so that the head and the sensors are robust and reliable and have a long service life.
Der Kopf ist im wesentlichen zylinderisch ausgebildet und verjüngt sich konisch an der dem Molch abgewandten Frontseite. Der Molch kann mit dem so ausgebildeten Kopf in besonders vorteilhafter Weise auch enge Bögen und Querschnittsverengungen der Rohrleitung passieren, ohne sich in der Rohrleitung zu verklemmen. The head is essentially cylindrical and tapered conically on the front side facing away from the pig. The newt can handle it like that trained head in a particularly advantageous manner also tight arcs and cross-sectional constrictions in the pipeline without getting jammed in the pipeline.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Molch eine Referenz-Meßspule auf. Mit Hilfe der Referenz-Meßspule ist mit besonderem Vorteil eine O-Referenz für die Meßspulen zu erhalten, mit der die durch die eigentlichen Meßspulen erhaltenen Meßwerte verglichen werden können, so daß systematische Meßfehler, die beispielsweise durch eine Drift, insbesondere Temperaturdrift, der Meßspulen hervorgerufen wird, korrigiert werden können. Mit besonderem Vorteil befindet sich die Referenz-Meßspule in der Nähe der Längsmittelachse des Molches sowie in der Nähe des in der Rohrleitung befindlichen Mediums, ohne daß sie selbst auf eine Rohrleitungswand ausgerichtet ist. Auf diese Weise können Meßfehler, die beispielsweise durch Fluktuationen oder unterschiedliche Zusammensetzungen des in der Rohrleitung befindlichen Mediums hervorgerufen werden könnten, aus den Meßwerten herauskorrigiert werden. According to a further embodiment of the invention, the pig has a Reference measuring coil on. Using the reference measuring coil is particularly advantageous to get an O-reference for the measuring coils with which the actual Measurement values obtained from measuring coils can be compared, so that systematic measurement errors for example by a drift, in particular temperature drift, of the measuring coils can be corrected. With particular advantage is the reference measuring coil in the vicinity of the longitudinal center axis of the pig and in the Proximity of the medium in the pipeline without it touching a pipeline wall is aligned. on in this way measurement errors, for example due to fluctuations or different compositions of the in the pipeline medium located could be caused, corrected out of the measured values will.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind an sich bekannte mit sich an der Rohrleitungsinnenwand abwälzenden Rollelementen versehene Meßwertaufnehmer für eine Wegstreckenmessung federnd gelagert und ist eine elektronische Einrichtung zum Erkennen und Registrieren des Federweges der Rollelemente vorgesehen. Die federnd gelagerten Meßwertaufnehmer werden in Richtung des Federweges gedrückt, wenn der Molch eine Querschnittsverengung der Rohrleitung, insbesondere eine durch Schweißnähte hervorgerufene Querschnittsverengung, passiert. Durch Registrieren des Federweges der Meßwertaufnehmer können Querschnittsverengungen, insbesondere wenn wenigstens zwei Meßwertaufnehmer einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind, zweifelsfrei als Schweißnähte erkannt werden. Diese Schweißnahterkennung macht eine genaue Lokalisierung von durch die induktiven Sensoren erkannten Querschnittsveränderungen möglich. Die Schweißnaht vor der erkannten Querschnittsveränderung und die Schweißnaht nach der erkannten Querschnittsveränderung wird zweifelsfrei erkannt und registriert, so daß genau festgestellt werden kann, in welchem von zwei Schweißnähten begrenzten Abschnitt der Rohrleitung die erkannte Querschnittsveränderung zu suchen ist. Zusätzlich wird in an sich bekannter Weise die zurückgelegte Wegstrecke des Meßmolches mit Hilfe der sich an der Rohrleitungsinnenwand abwälzenden Rollelemente registriert. Eine solche Wegstreckenmessung allein ist jedoch zu ungenau, da der Schlupf der Rollelemente an der Rohrleitungsinnenwand und rasche Geschwindigkeitsänderungen des Molches zu nicht reproduzierbaren Fehlern führen. Die Wegstreckenmessung kann, durch die Kombination mit der Schweißnahterkennung, nunmehr eindeutige und genaue Ergebnisse liefern. According to another further development of the invention, these are known per se transducers provided with rolling elements rolling on the inner wall of the pipeline for a distance measurement resiliently mounted and is an electronic device intended for recognizing and registering the spring deflection of the rolling elements. The springy mounted transducers are pressed in the direction of the spring travel when the Pig a cross-sectional constriction of the pipeline, in particular one caused by weld seams caused cross-sectional constriction happens. By registering the spring travel the transducers can have cross-sectional constrictions, especially if at least two transducers are arranged diametrically opposite one another, without a doubt can be recognized as weld seams. This weld seam detection makes an exact localization changes in cross-section detected by the inductive sensors are possible. the Weld before the detected change in cross-section and the weld after recognized cross-sectional change is unequivocally recognized and registered, see above that it can be determined exactly in which of two weld seams bounded Section of the pipeline the detected cross-section change is to be searched for. Additionally is the distance covered by the scraper in a manner known per se With the help of the rolling elements rolling on the inner wall of the pipeline. Such a distance measurement alone is too imprecise, however, since the slip of the Rolling elements on the inner wall of the pipeline and rapid changes in speed of the pig lead to non-reproducible errors. The distance measurement can, through the combination with the weld seam detection, now clear and precise Deliver results.
Schließlich zeichnet sich der Molch dadurch aus, daß er eine Bordelektronik aufweist, welche wenigstens einen Rechner hat, in dem die aus den Meßwertaufnehmern für den Innendurchmesser, die Wegstreckenmessung und den Federweg gewonnenen Meßwerte verarbeitbar sind, und daß die Bordelektronik einen Speicher für die vom Rechner verarbeiteten und einander zugeordneten Meßwerte aufweist. Der Molch ist durch die in seinem Inneren angeordnete Bordelektronik mit Speicher und Rechner mit Vorteil selbständig in der Lage die erforderlichen Messungen durchzuführen und auszuwerten. Der Molch kann die zu vermessende Rohrleitung somit schnell durchlaufen, wonach anhand der von ihm getätigten Aufzeichnungen die erkannten Querschnittsveränderungen aus dem Rechner des Molches abrufbar sind, wobei den erkannten Querschnittsveränderungen schon die zur Lokalisierung dieser Querschnittsveränderungen nötigen Wegstreckenwerte und die Kennungen der benachbarten Schweißnähte zugeordnet sind. Mit besonderem Vorteil können die Meßwerte scheinbar dreidimensional auf einem Bildschirm dargestellt werden, so daß ein genaues räumliches Bild von den festgestellten Querschnittsveränderungen der Rohrleitung auf dem Bildschirm begutachtet werden kann. Finally, the pig is characterized by the fact that it has on-board electronics has, which has at least one computer in which from the transducers Measured values obtained for the inner diameter, the distance measurement and the spring deflection are processable, and that the on-board electronics have a memory for the computer has processed and assigned measured values. The newt is through in its interior arranged on-board electronics with memory and computer with advantage independently able to carry out and evaluate the necessary measurements. The pig can thus quickly run through the pipeline to be measured, after which the detected changes in cross-section based on the recordings made by him can be called up from the pig's computer, with the detected changes in cross-section the distance values necessary to localize these cross-sectional changes and the identifiers of the adjacent weld seams are assigned. With special Advantageously, the measured values can appear to be displayed three-dimensionally on a screen so that an exact three-dimensional picture of the cross-sectional changes detected the pipeline can be examined on the screen.
Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines Molches, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kopfes mit Meßspulen im Schnitt, Fig. 3 eine Vorderansicht eines Kopfes mit Meßspulen gemäß Fig. 2 im Schnitt, Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kopfes mit Meßspulen mit Kern im Schnitt, Fig. 5 eine Vorderansicht eines Kopfes gemäß Fig. 4 im Schnitt und Fig. 6 eine schematische Darstellung der Meßwertaufnehmer mit Rollelementen mit einem Blockschaltbild der Elektronik dieser Meßwertaufnehmer. Embodiments from which further inventive features are shown in the drawing. It shows Fig. 1 is a side view of a Pig, FIG. 2 a sectional side view of a head with measuring coils, FIG. 3 a front view of a head with measuring coils according to FIG. 2 in section, FIG Side view of a head with measuring coils with a core in section, FIG. 5 is a front view of a head according to FIG. 4 in section and FIG. 6 shows a schematic representation of the Sensor with rolling elements with a block diagram of the electronics of these Transducers.
In Fig. list eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Molches dargestellt. Der Molch weist einen hantelförmigen Tragkörper 1 auf, an dessen einer Stirnseite, ein Kopf 2 angeordnet ist. An den verdickten Stellen seines hantelförmigen Tragkörpers 1 weist der Molch jeweils eine den Molch an der Rohrleitungsinnenwandung der zu vermessenden Rohrleitung führende Führungsscheiben 3 auf, die koaxial zur Längsmittelachse des Molches und zueinander parallel angeordnet, radial vom Tragkörper abstehen. Zu den Führungsscheiben 3 parallel und zur Längsmittelachse des Molches koaxial sind Dichtscheiben 4 angeordnet, die vom Tragkörper 1 abstehen und den Tragkörper 1 gegen die Rohrleitungsinnenwand abdichten, so daß der Molch mittels Gas-oder Flüssigkeitsdruckes durch die zu vermessende Rohrleitung gedrückt werden kann. An der Verengung seines hantelförmigen Tragkörpers 1 weist der Molch zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Meßwertaufnehmer mit Rollelementen 5 auf. Die Rollelemente 5 stehen radial von dem Tragkörper 1 ab und sind an diesem mittels Hebelarmen 6 federnd gelagert. FIG. 1 shows a side view of a pig according to the invention. The pig has a dumbbell-shaped support body 1, on one end of which a head 2 is arranged. At the thickened points of its dumbbell-shaped support body 1 the pig each assigns one to the pig on the inner wall of the pipeline measuring pipeline leading guide disks 3, which are coaxial to the longitudinal center axis of the pig and arranged parallel to one another, protrude radially from the support body. Parallel to the guide disks 3 and coaxial to the longitudinal center axis of the pig sealing washers 4 are arranged, which protrude from the support body 1 and the support body 1 seal against the inner wall of the pipeline so that the pig can be driven by gas or liquid pressure can be pushed through the pipeline to be measured. At the narrowing of his dumbbell-shaped support body 1, the pig has two diametrically opposite one another arranged transducers with rolling elements 5 on. The rolling elements 5 are standing radially from the support body 1 and are resiliently mounted on this by means of lever arms 6.
Bei Vortrieb des Molches durch eine Rohrleitung wälzen sich die Rollelemente 5 an der Rohrleitungsinnenwandung ab.When the pig is advanced through a pipeline, the rolling elements roll 5 on the inner wall of the pipe.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kopfes 2 eines erfindungsgemäßen Molches einmal in einer Seitenansicht und einmal in einer Vorderansicht im Schnitt dargestellt. Der Kopf 2 ist weitgehend zylindrisch ausgebildet und verjüngt sich an seiner dem Molch abgekehrten Vorderfront konisch. Auf einem Kreis um die Längsmittelachse des Kopfes 2 sind Meßspulen 7 in regelmäßigen Abständen angeordnet. In Figs. 2 and 3, an embodiment of a head 2 is a Pigs according to the invention once in a side view and once in a front view shown in section. The head 2 is largely cylindrical and tapered conical on its front facing away from the newt. On a circle around the Measuring coils 7 are arranged at regular intervals in the longitudinal center axis of the head 2.
In Fig. 4 und Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Kopfes 2 eines erfindungsgemäßen Molches einmal in einer Seitenansicht und einmal in einer Vorderansicht im Schnitt dargestellt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Kopf 2 weitgehend zylinderisch ausgebildet. Auf einem Kreis um die Längsmittelachse des Kopfes 2 sind in regelmäßigen Abständen Meßspulen 8 angeordnet von denen jede einen U-förmig ausgebildeten Kern 9, vorzugsweise aus Ferrit, aufweist. Die Schenkel der U-förmigen Kerne 9 liegen in einer Ebene senkrecht zur Längsmittelachse des Kopfes 2, wobei die Schenkelenden der Kerne 9 nach außen weisen In Fig. 6 sind schematisch Rollelemente 5 mit den sie tragenden Hebelarmen 6 dargestellt. Die Rollelemente 5 sind federnd gelagert, wobei der Federweg zur Erkennung von Schweißnähten in der zu vermessenden Rohrleitung dient. Referring to Figures 4 and 5, there is another embodiment of a head 2 of a pig according to the invention once in a side view and once in a Front view shown in section. Also in this embodiment is the Head 2 is largely cylindrical. On a circle around the central longitudinal axis of the head 2 measuring coils 8 are arranged at regular intervals, each of which has a U-shaped core 9, preferably made of ferrite. The thigh the U-shaped cores 9 lie in a plane perpendicular to the central longitudinal axis of the Head 2, the leg ends of the cores 9 pointing outwards. In Fig. 6 are schematic Rolling elements 5 with the lever arms 6 carrying them are shown. The rolling elements 5 are resiliently mounted, the spring deflection for the detection of welds in the pipe to be measured is used.
Die Rollelemente 5 werden bei Passieren einer Schweißnaht in Richtung der Pfeile 10 eingedrückt. The rolling elements 5 are when passing a weld in the direction the arrows 10 depressed.
Hierbei wirken die Hebelarme 6 der Rollelemente 5 auf Hebel 11, die hierbei um Lagerpunkte 12 gedreht werden. Diese Drehung der Hebel 11 wird mittels elektronischer Bauelemente 13, beispielsweise Drehpotentiometern, erfaßt. Die Impulse, die von den Bauelementen 13, die jeweils demselben Rollelement 5 zugeordnet sind, abgegeben werden, werden in Addierschaltungen 14 miteinander addiert. Die von beiden Addierschaltungen 14 abgegebenen Summenimpulse werden in einem Muliplizierer 15 miteinander multipliziert. Der von dem Multiplizierer 15 abgegebene Produkümpuls gelangt in ein gesteuertes Filter 16. Über einen Kontakt 17 wird das Filter 16 angesteuert, indem in dem Filter 16 eine elektrische Schwelle gesetzt wird, die der von dem Multiplizierer 15 abgegebene Produktimpuls nur überschreitet, wenn beide Rollelemente 5 auf eine Schweißnaht angesprochen haben, so daß diese Schweißnaht zweifelsfrei von einer einseitigen Querschflittsveränderung der Rohrleitung, auf die nur eins der Rollelemente 5 reagiert, unterschieden werden kann. Überschreitet der von dem Multiplizierer 15 abgegebene Produktimpuls die im gesteuerten Filter 16 gesetzte Schwelle, so gelangt ein zum Federweg der Rollelemente 5 in Richtung der Pfeile 10 analoger Impuls in einen Analog-Digital-Wandler 18. Der nunmehr digitale Ausgangsimpuls kann über einen Ausgang 19 an die Bordelektronik weitergeleitet werden, die den Ausgangsimpuls registriert und weiterverarbeitet, so daß mit Hilfe der erkannten Schweißnähte eine Lokalisierung registrierter Querschnittsveränderungen der Rohrleitung exakt möglich ist. Gleichzeitig werden über eine in der Fig. 6 nicht dargestellte Schaltung die Drehbewegungen der Rollelemente 5, die durch das Abwälzen der Rollelemente 5 an der Rohrleitungsinnenwand hervorgerufen werden, registriert und zur Messung der zurückgelegten Wegstrecke des Moletes herangezogen.Here, the lever arms 6 of the rolling elements 5 act on levers 11, which rotated around bearing points 12. This rotation of the lever 11 is by means of electronic components 13, such as rotary potentiometers, detected. The impulses from the components 13, each of the same rolling element 5 are assigned, are output, are added together in adding circuits 14. The sum pulses emitted by the two adding circuits 14 are used in a multiplier 15 multiplied together. The product pulse output by the multiplier 15 reaches a controlled filter 16. The filter 16 is controlled via a contact 17, by setting an electrical threshold in the filter 16 that corresponds to that of the multiplier 15 output product pulse only exceeds when both rolling elements 5 on one Have addressed weld seam, so that this weld seam undoubtedly from a Unilateral change in the cross section of the pipeline, on which only one of the rolling elements 5 responds, can be distinguished. Exceeds that from the multiplier 15 delivered product pulse reaches the threshold set in the controlled filter 16 a pulse analogous to the spring travel of the rolling elements 5 in the direction of the arrows 10 in FIG an analog-to-digital converter 18. The now digital output pulse can be via a Output 19 are forwarded to the on-board electronics, which registers the output pulse and further processed so that a localization can be made with the help of the recognized weld seams registered changes in the cross-section of the pipeline are precisely possible. Simultaneously the rotary movements of the Rolling elements 5, which by rolling the rolling elements 5 on the inner wall of the pipeline caused, registered and used to measure the distance covered of the Moletes used.
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Claims (13)
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