FR2926361A1

FR2926361A1 - Ovalization measuring device for e.g. sanitary water pipe, in underground installation, has angle sensor determining angle of each of tracers with respect to plane, and operating device calculating ovalization of pipe from determined data

Info

Publication number: FR2926361A1
Application number: FR0850190A
Authority: FR
Inventors: Olivier Thepot
Original assignee: PARIS EAUX GESTION
Current assignee: PARIS EAUX GESTION
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-01-14
Publication date: 2009-07-17
Anticipated expiration: 2028-01-14
Also published as: FR2926361B1

Abstract

The device has tracers (30) for determining radial distance with respect to a measurement axis (M-M) extended parallel to a displacement direction. An angle sensor (36) determines an angle of each tracer with respect to a reference plane (R-R), where the reference plane extends parallel to the displacement direction. An operating device (44) e.g. microcomputer, calculates the ovalization of a pipe from data determined by the tracers and the angle sensor. An independent claim is also included for a method for calculating ovalization of a pipe.

Description

Dispositif et procédé de mesure d'ovalisation d'un tuyau. La présente invention concerne un dispositif de mesure d'ovalisation d'un tuyau, du type définissant une direction de déplacement. On connaît dans l'état de la technique de tels dispositifs de mesure. Device and method for measuring ovality of a pipe The present invention relates to a device for measuring ovality of a pipe, of the type defining a direction of displacement. Such measuring devices are known in the state of the art.

Toutefois, les dispositifs connus sont souvent équipés de capteurs utilisant des rayons laser, et ne sont donc pas utilisables dans des canalisations contenant de l'eau. En conséquence, les dispositifs de mesure connus sont peu fiables. L'invention a pour but d'indiquer un dispositif de mesure d'ovalisation à haute fiabilité. Un autre but est d'indiquer un dispositif de mesure d'ovalisation d'un tuyau ayant une structure simple. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un palpeur, le ou chaque palpeur étant adapté pour relever une distance radiale par rapport à un axe de mesure qui s'étend parallèlement à la direction de déplacement, et en ce que le dispositif de mesure comprend un capteur d'angle adapté pour relever un angle du ou de chaque palpeur par rapport à un plan de référence, le plan de référence s'étendant parallèlement à la direction de déplacement. However, known devices are often equipped with sensors using laser beams, and are therefore not usable in pipelines containing water. As a result, the known measuring devices are unreliable. The object of the invention is to indicate an ovality measuring device with high reliability. Another object is to indicate a device for measuring ovality of a pipe having a simple structure. For this purpose, the subject of the invention is a measuring device of the type indicated above, characterized in that it comprises at least one feeler, the or each probe being adapted to detect a radial distance with respect to an axis of measuring which extends parallel to the direction of movement, and in that the measuring device comprises an angle sensor adapted to record an angle of the or each probe with respect to a reference plane, the reference plane s' extending parallel to the direction of travel.

Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le dispositif de mesure comprend au moins deux palpeurs répartis régulièrement autour de l'axe de mesure ; - le ou les palpeurs sont adaptés pour relever les distances radiales sur une plage angulaire de 360° autour de l'axe de mesure ; -le(s) palpeur(s) est (sont) mobile(s) en rotation et en va-et-vient autour de l'axe de mesure ; - le ou chaque palpeur comprend une tête de mesure sous forme de bille ; - le ou chaque palpeur est relié à un capteur de distance qui est adapté pour relever la distance radiale associée, et le capteur de distance est notamment un capteur à fil ; et - le dispositif comporte une unité de calcul adaptée pour calculer une ovalisation d'un tuyau à partir des données relevées par le ou chaque palpeur et le capteur d'angle. L'invention a en outre pour objet un procédé de calcul d'une ovalisation d'un tuyau, caractérisé par les étapes suivantes : -relèvement d'une pluralité de jeux de données, dont chacun comprend au moins une distance entre un axe de mesure et un palpeur et un angle du palpeur par rapport à un plan de référence ; - la pluralité de jeux de données représentant la géométrie d'un tuyau sur un tronçon de celui-ci ; - calcul d'un diamètre maximal Dmax et d'un diamètre minimal Dmin du tuyau à partir du jeu de données ; - calcul d'une valeur d'ovalisation Oä à partir du diamètre maximal Dmax et minimal Dmin• Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé selon l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la valeur d'ovalisation O, est calculée selon la formule Oä (%) =100 x Dm ù Dmin Dmax + Dmin - le relèvement de la pluralité de jeux de données est effectué lors du déplacement du dispositif de mesure dans le tuyau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une installation souterraine dans laquelle se déplace un ensemble d'inspection ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de mesure d'ovalisation selon l'invention, qui fait partie de l'ensemble d'inspection de la figure 1; - la figure 3 est une vue éclatée du dispositif de mesure de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de face du dispositif de mesure se trouvant dans la canalisation dans une première configuration de mesure ; ; et - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, le dispositif de mesure étant dans une deuxième configuration de mesure. Sur la figure 1 est représentée en coupe longitudinale une installation souterraine, désignée par la référence générale 2. L'installation souterraine 2 comporte une canalisation 4, s'étendant horizontalement, et deux puits d'inspection 6. La canalisation 4 comprend par exemple un tuyau 8 adapté pour conduire de l'eau d'assainissement. Le tuyau 8 a un diamètre intérieur nominal compris entre 200 et 600 mm (le diamètre intérieur peut être inférieur au diamètre nominal). Dans le tuyau 8 est disposé un ensemble d'inspection 10, qui comprend d'une part un chariot à caméra 12 et un chariot de mesure d'ovalisation 14. Le chariot à caméra 12 comporte une caméra d'inspection 12A et des moyens d'entraînement du chariot à caméra 12, tel qu'un moteur et des chenilles 12B. Le chariot à caméra 12 est relié à la surface par une ligne de commande et d'alimentation 16. Le chariot de mesure 14 est relié au chariot à caméra 12 par un attelage 18. According to particular embodiments, the invention comprises one or more of the following characteristics: the measurement device comprises at least two probes regularly distributed around the measurement axis; the probe or probes are adapted to record the radial distances over an angular range of 360 ° around the measurement axis; -the probe (s) is (are) movable (s) in rotation and back and forth around the axis of measurement; the or each probe comprises a measuring head in the form of a ball; - The or each probe is connected to a distance sensor which is adapted to record the associated radial distance, and the distance sensor is in particular a wire sensor; and the device comprises a calculation unit adapted to calculate an ovalization of a pipe from the data recorded by the or each probe and the angle sensor. The invention furthermore relates to a method for calculating ovality of a pipe, characterized by the following steps: -removal of a plurality of data sets, each of which comprises at least one distance between a measurement axis and a probe and an angle of the probe with respect to a reference plane; the plurality of data sets representing the geometry of a pipe on a section thereof; calculating a maximum diameter Dmax and a minimum diameter Dmin of the pipe from the dataset; - Calculation of an ovalization value Oa from the maximum diameter Dmax and minimum Dmin • According to particular embodiments, the method according to the invention comprises one or more of the following characteristics: the ovality value O, is calculated according to the formula Oä (%) = 100 × Dm ù Dmin Dmax + Dmin - the raising of the plurality of data sets is performed while moving the measuring device in the pipe. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an underground installation in which an inspection set moves; FIG. 2 is a perspective view of an ovality measuring device according to the invention, which forms part of the inspection set of FIG. 1; FIG. 3 is an exploded view of the measuring device of FIG. 2; - Figure 4 is a front view of the measuring device in the pipe in a first measurement configuration; ; and - Figure 5 is a view similar to that of Figure 4, the measuring device being in a second measurement configuration. In FIG. 1 is represented in longitudinal section an underground installation, designated by the general reference 2. The underground installation 2 comprises a pipe 4, extending horizontally, and two inspection wells 6. The pipe 4 comprises, for example, a hose 8 suitable for driving sanitation water. The pipe 8 has a nominal inside diameter of between 200 and 600 mm (the inside diameter may be smaller than the nominal diameter). In the pipe 8 is disposed an inspection assembly 10, which comprises on the one hand a camera carriage 12 and an ovality measuring carriage 14. The camera carriage 12 comprises an inspection camera 12A and the inspection means. driving the camera carriage 12, such as a motor and tracks 12B. The camera carriage 12 is connected to the surface by a control and feed line 16. The measuring carriage 14 is connected to the camera carriage 12 by a hitch 18.

Par la suite, le chariot de mesure 14 sera décrit plus en détail en référence aux figures 2 et 3. Le chariot 14 comporte un châssis 20 muni de quatre roues 22. Ces roues 22 ne sont pas entraînées et sont librement mobiles en rotation autour de leurs axes de rotation respectif. En conséquence, le chariot de mesure 14 est déplacé à travers la canalisation 4 exclusivement au moyen du chariot à caméra 12. Le chariot de mesure 14 définit une direction de déplacement D s'étendant perpendiculairement aux axes des roues 22 et le long de l'axe du tuyau 8 devant être inspecté. Le chariot de mesure 14 définit un axe de mesure M-M s'étendant parallèlement à la direction de déplacement D, ainsi qu'un plan de référence R-R. Dans le cas présent, le plan de référence R-R est parallèle aux axes des roues 22. Le chariot de mesure 14 est aussi muni d'un dispositif de mesure 24 de l'ovalisation du tuyau 8. Ce dispositif 24 est disposé sur le châssis 20. Subsequently, the measuring carriage 14 will be described in more detail with reference to Figures 2 and 3. The carriage 14 comprises a frame 20 provided with four wheels 22. These wheels 22 are not driven and are freely rotatable about their respective axes of rotation. As a result, the measuring carriage 14 is moved through the pipe 4 exclusively by means of the camera carriage 12. The measuring carriage 14 defines a direction of movement D extending perpendicularly to the axes of the wheels 22 and along the axis. pipe axis 8 to be inspected. The measuring carriage 14 defines a measurement axis M-M extending parallel to the direction of displacement D, and a reference plane R-R. In this case, the reference plane RR is parallel to the axes of the wheels 22. The measuring carriage 14 is also provided with a device 24 for measuring the ovalization of the pipe 8. This device 24 is arranged on the frame 20 .

Le dispositif de mesure 24 comporte un corps de base 26 fixé sur le châssis 20 et un support de mesure 28 logé de manière rotative autour de l'axe de mesure M-M dans le corps de base 26. Deux palpeurs 30 sont disposés sur le support de mesure 28 et sont radialement mobiles par rapport à l'axe de mesure M-M par rapport à ce support de mesure 28 selon un axe de déplacement XD. Chaque palpeur 30 est muni d'une tête de mesure 32 destinée à entrer en contact avec une surface intérieure S du tuyau 8. La tête de mesure 32 est par exemple formée par une bille. Les deux palpeurs 30 sont disposés radialement opposés l'un de l'autre par rapport à l'axe de mesure M-M et sont mobiles dans des sens opposés. Le dispositif de mesure 24 comporte en outre, pour chaque palpeur 30, un capteur de distance 34 adapté pour relever la distance radiale entre la tête de mesure 32 associée et l'axe de mesure M-M, et donc pour relever la distance radiale entre un point d'application de la tête de mesure 32 sur la surface intérieure S et l'axe de mesure M-M. Un premier des capteurs 34 est adapté pour relever une première distance radiale dl (cf. Figure 4) et un deuxième des capteurs 34 est adapté pour relever une seconde distance radiale d2. Le dispositif de mesure 24 est en outre muni d'un capteur angulaire 36 adapté pour relever l'angle a entre le plan de référence R-R et l'axe de déplacement XD de chaque palpeur 30 (voir figure 4). Le capteur angulaire 36 est par exemple de type potentiométrique. Le capteur de distance 34 est par exemple formé par un capteur à fil dont une extrémité libre du fil est fixée au palpeur 30 et l'autre extrémité est fixée au support 28. Les capteurs à fil sont particulièrement peu encombrants et fiables lors de leurs utilisation. Le dispositif de mesure 24 est en outre muni d'un moteur d'entraînement 40 adapté pour entraîner le support de mesure 28 en rotation et en va-et-vient autour de l'axe M-M sur une plage angulaire de 180°. Plus généralement, le moteur 40 est adapté pour entraîner en va-et-vient le support de mesure 28 sur une plage angulaire de 360° divisée par le nombre de têtes de mesure 32. Le moteur d'entraînement est par exemple un moteur électrique ou un vérin rotatif à air. The measuring device 24 comprises a base body 26 fixed to the frame 20 and a measuring support 28 rotatably mounted around the measuring axis MM in the base body 26. Two feelers 30 are arranged on the support of measuring 28 and are radially movable with respect to the measurement axis MM with respect to this measurement support 28 along an axis of displacement XD. Each probe 30 is provided with a measuring head 32 intended to come into contact with an inner surface S of the pipe 8. The measuring head 32 is for example formed by a ball. The two feelers 30 are arranged radially opposite to each other with respect to the measurement axis M-M and are movable in opposite directions. The measuring device 24 furthermore comprises, for each probe 30, a distance sensor 34 adapted to record the radial distance between the measuring head 32 associated with the measurement axis MM, and thus to record the radial distance between a point applying the measuring head 32 to the inner surface S and the measurement axis MM. A first of the sensors 34 is adapted to raise a first radial distance d1 (see FIG. 4) and a second one of the sensors 34 is adapted to detect a second radial distance d2. The measuring device 24 is further provided with an angular sensor 36 adapted to record the angle α between the reference plane R-R and the axis of displacement XD of each probe 30 (see FIG. 4). The angular sensor 36 is for example of the potentiometric type. The distance sensor 34 is for example formed by a wire sensor whose one free end of the wire is fixed to the probe 30 and the other end is fixed to the support 28. The wire sensors are particularly compact and reliable when using them . The measuring device 24 is further provided with a drive motor 40 adapted to drive the measuring support 28 in rotation and back and forth about the axis M-M over an angular range of 180 °. More generally, the motor 40 is adapted to drive the measurement support 28 back and forth over an angular range of 360 ° divided by the number of measurement heads 32. The drive motor is for example an electric motor or an air rotary cylinder.

Le dispositif de mesure 24 est muni de lignes de communication et de commande 42 et d'un dispositif d'exploitation 44, qui est par exemple un micro-ordinateur. Les lignes de communication et de commande 42 permettent d'une part de commander l'entraînement du support 28 autour de l'axe M-M et des palpeurs 30 le long de leur axe respectif XD et d'autre part de relever l'angle a et les distances dl, d2 des capteurs 34, 36. Le dispositif d'exploitation 44 est disposé avantageusement sur le châssis 22. The measuring device 24 is provided with communication and control lines 42 and an operating device 44, which is for example a microcomputer. The communication and control lines 42 make it possible on the one hand to control the drive of the support 28 around the axis MM and the feelers 30 along their respective axis XD and, on the other hand, to raise the angle α and the distances d1, d2 of the sensors 34, 36. The operating device 44 is advantageously arranged on the frame 22.

Le chariot 14 est en outre muni d'une tête de stabilisation 50 qui s'étend perpendiculairement au plan de référence R-R, et qui est adapté pour s'appliquer contre la surface intérieure S du tuyau 8. La tête de stabilisation 50 est par exemple une tête à bille. Le dispositif de mesure 24 avec le dispositif d'exploitation 44 est adapté pour mettre en oeuvre un cycle de mesure suivant. On part de la position initiale montrée sur la figure 5, dans laquelle les deux palpeurs 30 sont alignés avec le plan de référence R-R. Le moteur d'entraînement 40 entraîne le support de mesure 28 autour de l'axe de mesure M-M, et pendant cette rotation, le dispositif d'exploitation 44 relève une pluralité de jeux de données aux capteurs 36 et 34. Chaque jeu de données comporte une valeur indiquant l'angle a entre le(s) palpeur(s) 30 et le plan de référence R-R, ainsi que deux valeurs indiquant les distances dl, d2 entre l'axe de mesure M-M et le point d'application de la tête de mesure 32 sur la surface S. Les jeux de données représente donc la géométrie du tuyau 8 sur un tronçon de celui-ci. The carriage 14 is further provided with a stabilizing head 50 which extends perpendicular to the reference plane RR, and which is adapted to bear against the inner surface S of the pipe 8. The stabilizing head 50 is for example a ball head. The measuring device 24 with the operating device 44 is adapted to implement a next measurement cycle. We start from the initial position shown in FIG. 5, in which the two feelers 30 are aligned with the reference plane R-R. The drive motor 40 drives the measurement support 28 around the measurement axis MM, and during this rotation, the operating device 44 raises a plurality of data sets to the sensors 36 and 34. Each data set comprises a value indicating the angle α between the probe (s) 30 and the reference plane RR, as well as two values indicating the distances d1, d2 between the measuring axis MM and the point of application of the head The data sets thus represent the geometry of the pipe 8 on a section thereof.

Lorsque le support de mesure 28 a été entraîné de 180° par rapport à sa position initiale, l'entraînement est inversé et le moteur 40 entraîne le support de mesure 28 dans l'autre sens jusqu'à atteindre de nouveau la position initiale. La fréquence de mesure est par exemple de 2500 acquisitions ou jeux de données pour un cycle complet de va-et-vient, et donc de 5000 points de mesure par tour. Ensuite, le dispositif d'exploitation 44 calcule immédiatement en temps réel le diamètre maximal Dmax et le diamètre minimal Dmin du tuyau 8 pour le cycle de mesure achevé. Ensuite, l'ovalisation O, est calculée selon la formule 0,(°/o) =100 x Dmax ù D°"° Dmax +D min Pendant le cycle de mesure, le chariot 14 est déplacé dans le tuyau 8. La distance de déplacement est comprise entre 1 cm et 10 cm et est de préférence de 5 cm. Ainsi, les points de mesure des têtes de mesure 32 sont situés sur des demi-hélices. L'ovalisation de la conduite, ainsi que le périmètre et le diamètre moyen sont calculés en temps réel pour chaque tranche de 5 centimètres de conduite. Le procédé décrit présente l'avantage de fonctionner en présence d'eau contrairement aux procédés qui utilisent un rayon lumineux laser. En effet, il est difficile d'évacuer totalement l'eau dans une canalisation d'assainissement lors d'une opération de contrôle, et cela n'est du reste pas souhaitable car l'eau permet de mettre en évidence certaines déformations longitudinales de la conduite. When the measuring support 28 has been driven 180 ° from its initial position, the drive is reversed and the motor 40 drives the measuring support 28 in the other direction until it reaches the initial position again. The measurement frequency is for example 2500 acquisitions or data sets for a complete cycle of back and forth, and therefore 5000 measurement points per revolution. Then, the operating device 44 immediately calculates in real time the maximum diameter Dmax and the minimum diameter Dmin of the pipe 8 for the completed measuring cycle. Then, the ovalization O, is calculated according to the formula 0, (° / o) = 100 × Dmax ù D ° "° Dmax + D min During the measurement cycle, the carriage 14 is moved in the pipe 8. The distance 1 cm to 10 cm and is preferably 5 cm, so that the measurement points of the measuring heads 32 are located on half-helices, the ovality of the pipe, the perimeter and the average diameter are calculated in real time for every 5 cm of pipe.The method described has the advantage of operating in the presence of water unlike processes that use a laser light ray.Indeed, it is difficult to completely evacuate water in a sanitation pipe during a control operation, and this is not desirable because the water allows to highlight some longitudinal deformation of the pipe.

Ce procédé présente également l'avantage d'être insensible à la nature de la paroi du tuyau et notamment à ses caractéristiques réflectives qui peuvent avoir une influence sur les procédés qui utilisent des rayons lumineux. Aussi, les moyens de calcul de l'ovalisation sont peu coûteux et l'ovalisation peut être calculée en temps réel et avec des moyens de calcul simples et économiques. This method also has the advantage of being insensitive to the nature of the wall of the pipe and in particular its reflective characteristics which may have an influence on the processes that use light rays. Also, the means of calculating ovalization are inexpensive and the ovalization can be calculated in real time and with simple and economical calculation means.

Claims

1.- Measuring device (24) ovality of a pipe, of the type defining a direction of movement (D), characterized in that it comprises at least one probe (30), the or each probe being adapted to detecting a radial distance (d1, d2) with respect to a measurement axis (MM) extending parallel to the direction of movement (D), and in that the measuring device comprises an angle sensor (36) adapted to detect an angle (ci) of the or each probe relative to a reference plane (RR), the reference plane extending parallel to the direction of movement.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that it comprises at least two probes (30) regularly distributed around the measurement axis (M-M).

3.- Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the probe or probes are adapted to record the radial distances over an angular range of 360 ° around the measurement axis.

4. Measuring device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the (s) probe (s) is (are) movable (s) in rotation and back and forth around the measuring axis (MM).

5. Measuring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the or each probe comprises a measuring head in the form of a ball (32).

6. Measuring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the or each probe (30) is connected to a distance sensor (34) which is adapted to record the associated radial distance (dl, d2) , and in that the distance sensor is in particular a wire sensor (34).

7. Measuring device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a calculation unit (44) adapted to calculate an ovalization of a pipe (8) from the data recorded by the or each feeler and angle sensor (36).

8. A method for calculating ovalization of a pipe (8), characterized by the following steps: - raising a plurality of data sets, each of which comprises at least one distance (dl, d2) between an axis of measuring and a probe and an angle (a) of the probe with respect to a reference plane; the plurality of data sets representing the geometry of a pipe on a section thereof; calculating a maximum diameter Dmax and a minimum diameter Dmin of the pipe from the dataset; calculating an ovalization value O 'from the maximum diameter Dmax and minimum diameter Dm; n.

9. A method of calculating an ovality of a pipe (8) according to claim 8, characterized by the following step: the ovalization value Oä is calculated according to the formula O (%) = 100 X Dmax ù Dmm Dmax + Dmin

Method for calculating ovality of a pipe (8) according to claim 8 or 9, characterized in that the raising of the plurality of data sets is carried out during the displacement of the measuring device in the pipe (8). ).