JP2020523571A - 保温材を取り外さないｃｕｉ検査用のマイクロ波ホーンアンテナベースのトランスデューサシステム - Google Patents

Abstract

本開示は、任意の保温材下の腐食（ＣＵＩ）について保温された機器を検査するための方法およびシステムを対象とする。このシステムは、送信機および受信機のホーンアンテナ、アンテナに動作可能に接続されたベクトルネットワーク分析器、および赤外線検出器を有するデバイスを含む。この方法では、機器の検査場所が特定される。その場所を囲むメタルジャケットは、保温材を剥がさずに取り外される。マイクロ波は、その場所で送信されたホーンアンテナによって送信され、その場所に加熱を提供する。マイクロ波は、機器からの反射後に受信機のホーンアンテナで受信される。ベクトルネットワーク分析器は、マイクロ波を分析する。赤外線検出器は、その場所から放射された赤外線波を検出し、機器の内面の赤外線画像を現像する。マイクロ波および現像された画像の分析に基づいて、プログラムされたプロセッサは、その場所にＣＵＩが存在するかどうかを判定する。

Description

本発明は、保温材下の腐食について保温された機器を検査するためのシステムおよびプロセスに関し、より具体的には、任意の保温材下の腐食について保温された機器を評価するための非破壊検査システムおよび方法に関する。

保温材下の腐食（ＣＵＩ）は、保温された機器の外面上に水分が蓄積することにより、保温された機器（例えば、配管）内で発生する可能性のある特定のタイプの腐食である。検出されないままのＣＵＩは、機器に重大な損傷（例えば、機器の故障）を引き起こす可能性があり、それにより、損傷した機器を特徴とするプロセスユニットの閉止、またはＣＵＩが特に重要な場所で発生した場合には施設全体の閉鎖さえもたらし得る。ＣＵＩの前触れは、水分の蓄積、および機器の保温材層下の水パッチの進行である。

保温された管について、管の構造は、一般にいくつかの層を含み、これには、内側から始まり外側へと順に、相溶性コーティング、保温材材料、およびメタルジャケット外装材が含まれる。機器の保温材材料は、一般に、繊維状物質（例えば、ガラス／鉱物綿）および／または気泡材料（例えば、ケイ酸カルシウム、ポリウレタン、ポリスチレン）を含む。外装材は、配管の外側上の保護バリアとして作用し、外側の要素（例えば、天候）から管を保護する。例えば、外装材は、雨または物理的損傷に保温材がさらされることを防止することを助ける。

従来、ＣＵＩの保温された機器を検査するために、検査される機器の一部分から外装材およびその保温材を剥がされ、次いで、ＣＵＩが存在するかどうかを確認するために視覚的に検査される。ただし、ＣＵＩの表面的な表示がないことが多いので、機器に沿った場所をランダムにまたは予定通りに確認する必要があるため、この現在の手法は時間がかかる。さらに、ＣＵＩが発見されたかどうかにかかわらず、全ての検査場所で保温材を交換する必要があるため、現在の手法は費用がかかる。したがって、ＣＵＩについて保温された機器を検査するための、より時間効果および費用効果の高いプロセスに対する必要性が存在する。本発明は、これらのおよび他の必要性のうちの１つ以上に対処する。

本発明の一態様によると、保温材下の腐食について保温された機器（例えば、管）を検査するためのシステムおよび方法が提供される。本システムおよび方法は、保温された機器の検査を可能にする。

第１の態様では、システムは、送信機のホーンアンテナおよび受信機のホーンアンテナを有する携帯型の二重検出デバイスを含む。送信機のホーンアンテナは、保温された機器上の選択された場所で保温された機器に向けてマイクロ波を送信するように構成され、受信機のホーンアンテナは、選択された場所で保温された機器からの反射後、送信されたマイクロ波を受信するように構成されている。本発明の一態様によれば、マイクロ波は電波である。別の態様によれば、マイクロ波は、約３０ＭＨｚ〜約３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する。

一実装形態では、システムはまた、送信機および受信機のホーンアンテナに動作可能に接続されたベクトルネットワーク分析器を含むか、またはそれと通信する。ベクトルネットワーク分析器は、送信および受信されたマイクロ波の電力を分析するように構成されている。システムは、保温された機器から放射された赤外線波を検出し、検出された赤外線波に基づいて、選択された場所における保温された機器の内面の画像を現像するように構成された、赤外線検出器をさらに含む。システムはまた、コードの形の命令を記憶するメモリを有するコントローラ、および命令を実行することによって構成されたプロセッサとを含む。コントローラは、送信機および受信機のホーンアンテナ、ベクトルネットワーク分析器、および赤外線検出器の動作を可能にするように構成されている。

一態様によれば、送信機および受信機のホーンアンテナは、導波路ケーブルを介してベクトルネットワーク分析器に動作可能に接続されている。別の態様によれば、ベクトルネットワーク分析器は、機器上の選択された場所に送信されたマイクロ波を集束させるように構成された方向性結合器を含む。さらなる態様によれば、ベクトルネットワーク分析器は、送信機のホーンアンテナから受信機のホーンアンテナまでのマイクロ波の信号経路の長さを決定するようにさらに構成されている。

別の態様によれば、システムはまた、送信機のホーンアンテナから飛行中のマイクロ波を捕捉し、捕捉されたマイクロ波に基づいて、時間分解イメージングおよび／または３Ｄイメージングを現像するように構成された飛行時間型のマイクロ波カメラを含むことができる。

別の態様によれば、システムは、送信機および受信機のホーンアンテナに動作可能に接続され、送信機のおよび受信用ホーンアンテナを、選択された場所からそれぞれの一定の距離に維持するように構成されたスキャニングホルダーを含む。

別の態様によれば、システム構成部品は、無人航空機（ＵＡＶ）に収容されている。さらなる態様によれば、ＵＡＶは、ＵＡＶの深さを測定し、ＵＡＶを選択された場所に対して固定位置に維持するように構成された距離計を含む。

別の態様によれば、送信用および受信用ホーンアンテナは、通視線構成を形成するために互いに向き合うように位置合わせされ得、ベクトルネットワーク分析器は、選択された場所で保温された機器の自由空間誘電測定を行うように構成され得る。

別の態様によれば、保温材下の腐食について保温された機器を検査するための方法が提供される。この方法では、保温材下で腐食が疑われる、保温された機器上の場所が特定される。特定された場所で保温された機器を囲むメタルジャケットは、機器から保温材を剥がすことなく取り外される。マイクロ波は、特定された場所で保温された機器に向けて送信されたホーンアンテナによって送信され、その結果、送信されたマイクロ波は、その場所に加熱を提供する。次いで、送信されたマイクロ波は、保温された機器からのマイクロ波の反射後、受信機のホーンアンテナによって受信される。次に、ベクトルネットワーク分析器は、送信および反射されたマイクロ波を分析する。赤外線検出器は、保温された機器の場所から放射された赤外線波を検出し、次に、検出された赤外線波に基づいて、特定された場所における保温材下の保温された機器の内面の画像を現像する。送信および反射されたマイクロ波の分析、ならびに現像された画像に基づいて、その場所で任意の保温材下の腐食が存在するかどうかについてプロセッサによって判定がなされる。

別の態様によれば、送信および反射されたマイクロ波の分析では、マイクロ波の電力は、送信用ホーンアンテナによる送信時および受信用ホーンアンテナによる受信時に測定される。さらに、送信時対受信時のマイクロ波の電力差が決定される。別の態様によれば、送信および反射されたマイクロ波の分析では、送信機のホーンアンテナから受信機のホーンアンテナまでのマイクロ波の信号経路の長さが決定される。

別の態様によれば、特定された場所における決定された電力差および信号の長さは、特定された場所における壁厚損失の量を決定するために、較正された基準の保温された機器の電力差および信号の長さと比較される。

別の態様によれば、２つのホーンアンテナは、マイクロ波の送信および受信中に、保温された機器上の特定された場所から一定の距離に維持される。別の態様によれば、マイクロ波の送信、受信、および分析は、赤外線波の検出および赤外線画像の現像と実質的に同時に行われる。

別の態様によれば、メタルジャケットは、特定された場所で保温された機器の周りに再取り付けされる。別の態様によれば、受信されたマイクロ波の電力は、送信機のホーンアンテナと受信機のホーンアンテナとの間の距離、送信されたマイクロ波の周波数、送信機のホーンアンテナの電力、および送信機のホーンアンテナの利得の関数である。別の態様によれば、特定された場所における保温された機器の表面の現像された画像は、保温材下の保温された機器の内面の形状を示す。

本開示のさらなる態様は、添付の図面と併せて以下に記載されるその様々な実施形態の詳細な説明を検討することにより、より容易に理解されるであろう。
１つ以上の実施形態による、保温された機器を検査するための別の例示的なシステムの図である。 １つ以上の実施形態による、保温された機器を検査するための別の例示的なシステムの図である。 １つ以上の実施形態による、保温された機器を検査するためのシステムの構成例を示すブロック図である。 １つ以上の実施形態による、保温材下の腐食について保温された機器を検査するための方法の広範な態様を示すルーチンを示すフロー図である。 １つ以上の実施形態による、保温材下の腐食について保温された機器を検査するための方法の一態様を示すルーチンを示すフロー図である。

概要および導入として、本開示は、マイクロ波ホーンアンテナベースのトランスデューサシステムを使用して、保温材下の腐食（ＣＵＩ）について保温された機器を検査するためのシステムおよび方法を詳述する。ＣＵＩが、保温された機器に計り知れない損傷を引き起こし得るという当該分野での理解にもかかわらず、ＣＵＩによって損傷した機器のエリアを特定し、かつ修復するための従来のプロセスは、目視検査のために保温材を取り外さずに損傷した機器エリアを正確に特定できないため、時間がかかり、かつ費用がかかる。したがって、検査の効率および費用効果を改善しようと努力して、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、機器の保温材を取り外す必要なく、保温された機器がＣＵＩの損傷の可能性について評価される一連の動作を提供する。

より詳細には、本出願の少なくとも１つの実施形態によると、選択された場所で保温された機器の検査のためのマイクロ波ホーンアンテナベースのトランスデューサシステムが提供される。システムは、一般に、一対のホーンアンテナ、具体的には、送信機のホーンアンテナおよび受信機のホーンアンテナを含む。送信機のホーンアンテナは、保温された機器に向けてマイクロ波を送信し、一方、受信機のホーンアンテナは、保温された機器からの反射後、送信されたマイクロ波を受信する。このシステムはまた、ホーンアンテナに接続され、送信および受信されたマイクロ波の電力を分析するように構成されたベクトルネットワーク分析器も含むか、またはそれと通信する。このシステムはまた、保温された機器から送信された赤外線を検出する赤外線検出器を特徴とすることができ、保温された機器の内面の画像を現像するために使用される。

したがって、ベクトルネットワーク分析器は、送信および反射されたマイクロ波（信号）を分析し、赤外線検出器は、選択された場所で保温された機器を同時に画像化する。また、送信されたマイクロ波は、選択された場所に熱を提供し、高感度の赤外線イメージングが容易になり、保温された機器内の隠れた水の蓄積の検出を可能にする。したがって、システムは、送信および受信されたマイクロ波、ならびに機器の内面の画像の分析に基づいて、機器上の選択された場所にＣＵＩ（またはＣＵＩの前触れ）が存在するかどうかを判定することができる。具体的には、システムは、マイクロ波の分析を介した、（ＣＵＩの症状である）保温された機器内の壁厚損失の直接的な検出、ならびに赤外線イメージングを介した、水斑点および水分などのＣＵＩの前触れの間接的な検出を提供することができる。

１つ以上の実施形態では、システムは、送信機のホーンアンテナから飛行中のマイクロ波を捕捉し、捕捉されたマイクロ波に基づいて、時間分解イメージングおよび／または３Ｄイメージングを現像するように構成された飛行時間型のマイクロ波カメラをさらに含むことができる。この実施形態の少なくとも１つの実装形態では、マイクロ波のバーストを放出するために単一の照明源を使用することができる。次に、飛行時間型のカメラは、マイクロ波が何か（例えば、管の一部分）で反射してカメラに戻るまでにかかる時間を追跡する。照明源から送信された信号は、絶えず変化する周波数で掃引することができる。次いで、反射された信号の周波数は、その瞬間に送信された信号の周波数と比較される。これらの周波数間の差は、センサーから機器の表面までの距離に比例する。送信されたマイクロ波の信号レベルは、吸水エリアから得られたスペクトルおよび管の表面形状からの反射異形と比較して測定および分析することができる。

以下の詳細な説明は、マイクロ波ホーンアンテナベースのトランスデューサシステム、およびＣＵＩについて保温された機器を検査するためにこれらのシステムを使用するための方法を対象とする。以下の詳細な説明は、部分的に、ＣＵＩの機器を検査するための方法を説明するが、これらの方法はまた、漏れまたはその他の水害などの、他のタイプの腐食または損傷について機器を検査するためにも使用され得ることを理解されたい。ここで、参照されるシステムおよび方法は、添付の図面を参照してより完全に説明され、図面には、システムおよび方法の１つ以上の例示された実施形態および／または配置が示される。システムおよび方法は、本明細書に説明されている例示された実施形態および／または配置が、本システムおよび方法の単なる例示であるように、例示された実施形態および／または配置に決して限定されるものではなく、当業者によって理解されるように、様々な形態で具現化され得る。したがって、開示されているいかなる構造的および機能的詳細は、本システムおよび方法を限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、本システムおよび方法を実施するための１つ以上の手段を当業者に教示するための代表的な実施形態および／または配置として本明細書に提供されることを理解されたい。

したがって、本システムおよび方法の態様は、完全にハードウェアの実施形態、またはソフトウェアとハードウェアとを組み合わせた実施形態の形態をとることができる。当業者は、ソフトウェアプロセスが同等のハードウェア構造に変換され得、ハードウェア構造自体が同等のソフトウェアプロセスに変換され得ることを理解し得る。したがって、ハードウェア実装形態とソフトウェア実装形態との選択は、設計上の選択の１つであり、実装者に任される。さらに、本明細書で使用される用語および語句は、限定することを意図するものではなく、むしろ、システムおよび方法の理解可能な説明を提供することを意図する。

１つ以上の実施形態による、保温された機器を検査するための例示的なシステム１００を図１Ａに示す。図１Ａに示すように、システム１００は、送信機のホーンアンテナ１０５および受信機のホーンアンテナ１１０を含むことができる。送信機のホーンアンテナ１０５は、検査対象の保温された機器（この実施形態では、パイプライン「Ｐ」）上のサイトまたは場所に向けてマイクロ波を送信するように構成されている。同様に、受信機のホーンアンテナ１１０は、マイクロ波が機器の検査エリアから反射した後、送信機のアンテナ１０５から送信されたマイクロ波を受信するように構成されている。送信機および受信機のホーンアンテナは、検査プロセス中に管から一定の距離に維持されて、検出されたマイクロ波の信号の変動が正確であり、したがって保温された機器の表面異形を示すことを確実にする。代替実施形態では、システムは、複数の送信機および受信機のホーンアンテナを含むことができる。少なくとも１つの実装形態では、ホーンアンテナは、検査された機器に向けてマイクロ波の高い指向性を提供する。１つ以上の実装形態では、ホーンアンテナで送信および受信されたマイクロ波は電波である。１つ以上の実装形態では、送信されたマイクロ波の周波数範囲は、約３０ＭＨｚ〜約３００ＧＨｚである。少なくとも１つの実装形態では、送信されたマイクロ波の周波数範囲は、約２ＧＨｚ〜約３００ＧＨｚである。特定の実装形態では、送信されたマイクロ波の周波数範囲は、約２ＧＨｚ〜約３ＧＨｚである。少なくとも１つの実装形態では、送信されたマイクロ波の周波数は約２．４ＧＨｚである。

ホーンアンテナ１０５および１１０は両方とも、ベクトルネットワーク分析器１１５に動作可能に接続されている。例えば、特定の実装形態では、ホーンアンテナ１０５、１１０は、導波路ケーブルを介してベクトルネットワーク分析器１１５に接続されている。ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信および反射されたマイクロ波の信号の電力を分析するように構成されている。具体的には、ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信機のアンテナ１０５からの送信時のマイクロ波の電力に対する、受信機のアンテナ１１０によって受信された、反射されたマイクロ波の電力損失を測定するように構成することができる。反射されたマイクロ波と送信されたマイクロ波との間の電力差は、腐食または水分が検査エリアに存在するかどうかを判定するのに役立てるために使用される。

図１Ａは、パイプラインＰの例示的な管構成を示し、保温体は厚さＴ_１を有し、保温体下の管は厚さＰ_１を有する。管と保温体とは、破線で示す保温材と管との境界で接触する。図１Ａに示すように、マイクロ波は、送信機のホーンアンテナ１０５からパイプラインＰに向けて送信される。パイプラインＰの左端には、発見される水パッチに向けて送信されているマイクロ波が示されており、これは保温材の下および内部に位置する。一般に、マイクロ波は水媒体内で大きく吸収され、エネルギーの節約が行われる。水がマイクロ波を吸収したとき、マイクロ波が機器で反射して受信機のホーンアンテナに戻るのを防止する。そのため、受信機のホーンアンテナによって受信されたマイクロ波の減少は、保温材の水斑点を示す。言い換えれば、水媒体はマイクロ波エネルギーを吸収できるため、高い減衰効果が観察され、したがって、送信されたマイクロ波と反射されたマイクロ波との間の電力の実質的な減少は、検査エリアに水パッチが存在することを通知することができる。

送信および反射されたマイクロ波の電力を分析する際、ベクトルネットワーク分析器１１５はまた、送信されたマイクロ波の周波数、管のメタル表面の異形、（送信機のホーンアンテナ１０５と受信機のホーンアンテナ１１０との間の距離の関数である）無線周波数（ＲＦ）伝搬損失方程式、および送信機のホーンアンテナ１０５の利得を含む、その分析の他の要因も考慮することができる。例えば、図１Ａを引き続き参照すると、保温材と管との境界近くの管の腐食エリアに向けて送信されているマイクロ波も示されている。管の腐食は、管の非腐食エリアに対して管の表面に変形を引き起こす可能性がある。したがって、腐食エリア対非腐食エリアに向けて送信されたときに、送信されたマイクロ波が受信機のアンテナ１１０まで移動しなければならない距離が異なるため、管の腐食エリアと非腐食エリアとの間の距離変動効果が測定される。例えば、図１Ａに示すように、管の腐食エリア（保温材と管との境界近くに表示されている円で囲まれたエリア）の変形により、腐食エリア（破線）に送信されたマイクロ波は、非腐食エリア（実線）に送信されたマイクロ波に対して、管の表面から受信機のアンテナ１１０に向けて反射される前に、より長い距離を移動する必要がある。そのため、送信機のアンテナ１０５から受信機のアンテナ１１０までマイクロ波が移動する距離は、特定の場所における管の腐食（例えば、変形）の量に応じて変化し、システムはそのプログラミングによってこれらの異形および差を計算する。

１つ以上の実施形態では、ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信および反射されたマイクロ波を取得するように構成され得、得られたデータは、コンピューティングデバイス（例えば、プロセッサを有するコントローラ）に転送され、保存され得る。保温された機器におけるマイクロ波の反射に関するデータは、基準サンプルまたは検査された表面と比較することができる。機器から収集されたデータと基準サンプルとの間の異形は、腐食による機器（例えば、管）の壁の損失および壁厚減少に関連する異常を明らかにする可能性がある。このタイプの腐食は外部にあり、保温体下の外面に直接影響を与える。基準較正サンプルでは、物理的寸法および電気的特性（例えば、誘電率および実効誘電率）が知られている。例えば、保温体材料の特性と空気誘電率（１に等しい）は実効誘電率を形成する。したがって、特定の実施形態では、検査された機器の分析を、腐食または損傷のない基準機器（基準サンプル）の測定値と比較して、検査された機器と基準機器との間の任意の違いを評価することにより、検査された機器に腐食が存在する可能性があるかどうかを判定することができる。

上述のように、１つ以上の実施形態では、壁厚損失はＣＵＩまたはその他の腐食の兆候であるため、ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信および反射されたマイクロ波信号を分析して、（もしあれば）選択された検査場所における壁厚損失の量を決定するように構成されている。ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信機のホーンアンテナ１０５から受信機のホーンアンテナ１１０までのマイクロ波の信号経路の長さに基づいて、壁厚損失が発生したかどうかを判定することができる。言い換えれば、（もしあれば）壁厚損失は、送信されたマイクロ波の移動距離の関数として反射された信号の振幅減衰を分析することによって決定される。次に、選択された検査場所における信号経路の測定値を、基準の保温された機器（較正された制御試料）の測定値と比較して、壁厚損失が発生しているかどうかを判定することができる。この比較では、選択された場所におけるマイクロ波の信号経路が基準機器に対して長い場合、それは選択された場所における壁厚損失を示す。対照的に、選択された場所におけるマイクロ波のより短い信号経路は、基準機器と比べて壁厚が大きいことを示す。基準の保温された機器（較正された制御試料）の場合、基準機器の較正では、その空気誘電率（例えば、１）と保温材の誘電率を考慮する必要があることに留意されたい。

図１Ａに示すように、１つ以上の実施形態では、送信機のホーンアンテナ１０５および受信機のホーンアンテナ１１０は、保温された機器に沿って選択された場所の検査中に互いに隣接することができる。代替実施形態では、送信機および受信機のホーンアンテナは、互いに向き合って通視線構成を形成することができる。この実施形態では、ベクトルネットワーク分析器は、選択された場所で保温された機器の自由空間誘電測定を行うように構成されている。

１つ以上の実施形態では、システム１００は、保温された機器から放射された赤外線波を検出するように構成された赤外線波検出器１２０（「赤外線検出器」１２０）をさらに含むことができる。赤外線検出器１２０はまた、検出された赤外線波に基づいて、検査場所で保温された機器の赤外線画像を現像するように構成されたカメラを特徴とすることができる。カメラは、赤外線検出器１２０の一部、または代替として、赤外線検出器１２０に動作可能に接続された別個の構成部品であり得る。１つ以上の実装形態では、赤外線検出器１２０は、以下でさらに詳細に議論されるように、周囲温度と保温された機器間の温度を区別できるという点で、高い感度および精度を有する。

一般に、赤外線波（赤外線）は、全ての物体（例えば、保温された機器）から放射され、放射された放射線量は、物体の温度が高くなるにつれて増加する。したがって、赤外線検出器／カメラは、物体とその背景との間で検出された温度差に基づいて物体の画像を生成することができる（つまり、画像内の物体および背景は、それらの温度差に基づいて異なる色で示される）。物体およびその背景が同様の温度を有する場合、エネルギー源を使用して物体の温度を上げ、その結果、周囲に対して物体が放射する放射線を増加させることができる。赤外線検出器／カメラ１２０によって生成された画像は、各々の検出された放射線に基づいて物体とその背景とを区別するだけでなく、対照放射線に基づいて物体の異なる部分間の違いも区別する。

本システム１００では、赤外線検出器／カメラ１２０は、機器Ｐおよびその背景から放射される放射線を検出し、次いで、機器Ｐとその背景との間に放射された放射線の差に基づいて、その中に実装されたコードによって構成されたプロセッサと共に画像を現像する。保温材材料の裏側に形成された水分は、機器の残部とは異なる速度で熱を得て（および失って）、したがって水分またはＣＵＩが存在しない機器Ｐ上の他のエリアとは異なるレベルで放射線を放射する。そのため、現像された赤外線画像はまた、機器とその背景との間の差だけでなく、対照放射線に基づいて機器Ｐの異なる部分間の差も示すことができる。したがって、赤外線検出器／カメラ１２０は、システム１００に、可能性のあるＣＵＩまたは水分蓄積の場所を検出する第２の手段を提供する。

機器の放射線レベルは周囲と区別できることが多いが、機器の異なる部分での放射線レベルの違いは、エネルギー源（熱源）なしで赤外線検出器／カメラを介して検出するのが難しい場合がある。例えば、水分が充満しているエリアの基底温度は、機器の残りの部分の基底温度とそれほど変わらない場合がある。そのため、エネルギー源を機器Ｐに向けると、選択された検査場所全体の様々な場所で保温された機器Ｐの温度が上昇する可能性があり、それにより、機器の異なる部分内の異なる放射線レベルを認識するための赤外線画像の感度が向上し得る。特定の実装形態では、太陽は赤外線イメージングのエネルギー源として使用することができ、水分またはＣＵＩの大きなパッチを効果的に検出することができる。ただし、日光にさらされると、保温材材料内の小さな水分パッチが急速に蒸発する可能性があり、それにより保温材内の水分蓄積の小さなエリアを検出することが難しくなる。

したがって、少なくとも１つの実施形態では、送信機のアンテナ１０５から送信されたマイクロ波は、上述のマイクロ波の分析に使用されるだけでなく、赤外線イメージングを向上させるためのエネルギー源（熱源）としても使用される。送信されたマイクロ波は、保温材の水分の著しい蒸発を引き起こさず、したがって、赤外線検出器／カメラは、機器内の水分蓄積の小さなエリアを検出する際の、そして日中は区別が困難な可能性がある保温材の浸漬パッチを検出するための感度を高めることができる。上記のように、マイクロ波は水媒体内で大きく吸収され、エネルギーの節約が行われる。水が加熱され、マイクロ波を吸収したとき、マイクロ波は機器で反射して受信機に戻るのを防止する。そのため、受信機のホーンアンテナによって受信されたマイクロ波の減少は、水斑点を示す。この加熱プロセスは、保温された機器の周囲のエリアにも伝播し（例えば、熱伝導メカニズムを介して）、小さな隠れた濡れたエリアを大きくし、赤外線検出器／カメラを介してより検出しやすくする。

例えば、ホーンアンテナ１０５によるマイクロ波の送信中に、マイクロ波は、機器上の小さなエリアに向けられ、それにより小さなエリアに熱を提供することができる。この小さなエリアが加熱されると、熱が周囲の保温材に伝わり、それによって赤外線イメージングによる水分の大きなスポットの検出が可能になる。機器Ｐが外側にある状況では、検査中に太陽が存在する可能性があり、したがって、機器Ｐによって放射される放射線および／または機器Ｐの蒸発レベルに影響を与える場合がある。したがって、１つ以上の実施形態では、保温された機器の検査は、早朝または夜間など、太陽にさらされることによる蒸発が赤外線検出およびイメージングに重大な影響を与える可能性が低い時間に予定することができる。

１つ以上の実装形態では、システム１００は、ユーザが、保温された機器に沿って選択された検査場所間にシステム１００を容易に移動できるように手持ち式であってもよい。少なくとも１つの実装形態では、システム１００は、管上の検査場所からそれぞれの一定の距離にホーンアンテナ１０５および１１０を保持するように構成された支持体（例えば、スキャニングホルダー）をさらに含むことができる。送信機および受信機のホーンアンテナは、検査プロセス中に管から一定の距離に維持されて、検出されたマイクロ波の信号の変動が正確であり、したがって保温された機器の表面異形を示すことを確実にする。

図１Ｂは、システム１００が、モジュール式ドローン（または無人航空機）１２５のモジュールとして統合されている本システムの別の実装形態を示す。ドローン１２５により、ユーザはシステム１００でＣＵＩのパイプラインに沿った場所を遠隔で検査することができる。特定の実施形態では、ドローン１２５はまた、ドローンの深さを測定し、検査中にドローンを管から一定の距離に維持するように構成された距離計（高度計）を特徴とし、正確かつ一貫した測定を確実にすることができる。距離計は、システム１００と同じモジュールの一部であっても、またはドローン１２５に取り付けられた別個のモジュールの一部であってもよい。

１つ以上の実施形態では、システム１００は、マイクロ波ビーム集束器（方向性結合器）をさらに含むことができる。マイクロ波ビーム集束器は、ホーンアンテナ１０５および１１０に結合することができ、保温された機器上の特定の重要な場所にマイクロ波を集束するように構成されている。ベクトルネットワーク分析器１１５は、反射係数を測定するように構成することができる。ベクトルネットワーク分析器１１５はまた、マイクロ波の入射および反射電力を測定して、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を決定し、ＶＳＷＲを検査場所における水の存在および／または壁厚損失と相関させるように構成することができる。

少なくとも１つの代替実施形態では、システム１００は、受信機のホーンアンテナの代わりにマイクロ波に敏感なカメラを特徴とすることができ、カメラは送信されたマイクロ波の受信機として作用する。この実施形態では、カメラは、プログラムされたプロセッサによる飛行時間計算のために飛行中のマイクロ波を捕捉する時間分解イメージングを提供する。この実施形態のカメラはまた、単独で、またはプログラムされたプロセッサと組み合わせて、３Ｄイメージングを提供することができる。

さらに、この実施形態の少なくとも１つの実装形態では、マイクロ波のバーストを放出するために、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）センサーなどの単一の照明源が使用される。次に、飛行時間型のカメラは、マイクロ波が何かで反射してカメラに戻るまでにかかる時間を追跡する。ＦＭＣＷセンサーによって送信された信号は、絶えず変化する周波数で掃引する。次いで、反射された信号の周波数は、その瞬間に送信された信号の周波数と比較される。これらの周波数間の差は、センサーから機器の表面までの距離に比例する。飛行時間型のカメラの照明帯域幅は、帯域幅全体にわたって反射するため、より長い（より深い）欠陥を識別することができ、一方、より短い欠陥（つまり、表面または外面の欠陥）は、より短い波長のみを反射する。言い換えれば、より短い欠陥は、より長い波長ほど反射していないため、飛行時間型カメラでより「青色」に見えるようになる。原色の赤、緑、および青は、１つ以上の実装形態に従って、それぞれ照明の低周波数帯域、中周波数帯域、および高周波数帯域を表す。送信されたマイクロ波の信号レベルは、吸水エリアから得られたスペクトルおよび管の表面形状からの反射異形と比較して測定および分析することができる。

１つ以上の実施形態では、システム１００は、ベクトルネットワーク分析器１１５、電源１３５（例えば、バッテリー）、およびコントローラ１４０を含むハウジング１３０を含むことができる。電源１３５は、ベクトルネットワーク分析器１１５ならびにホーンアンテナ１０５および１１０に電力を供給するように構成することができる。少なくとも１つの実装形態では、ホーンアンテナ１０５および１１０は別個の電源を有することができる。

コントローラ１４０は、ハードウェアプロセッサ１４５、メモリ１５０、および記憶装置１５５を含む、システム１００の様々な動作を可能にするように機能する、様々なハードウェアおよびソフトウェア構成部品と共に配置され得る。プロセッサ１４５は、メモリ１５０内にロードされ得るソフトウェア命令を実行する。プロセッサ１４５は、特定の実装形態様に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、またはいくつかの他のタイプのプロセッサを含み得る。１つ以上の実施形態では、コントローラ１４０は、送信機および受信機のホーンアンテナ１０５および１１０、ならびにベクトルネットワーク分析器１１５および赤外線検出器１２０に動作可能に接続されており（例えば、有線または無線接続）、その結果、コントローラ１４０は、ホーンアンテナ１０５／１１０、ベクトルネットワーク分析器１１５、および赤外線検出器１２０の様々な動作を可能にすることができる。

１つ以上の実装態様では、メモリ１５０および／または記憶装置１５５は、非一時的であり、プロセッサ１４５によってアクセス可能であり、それにより、プロセッサ１４５が、メモリ１５０および／または記憶装置１５５に記憶された命令を受信および実行することを可能にする。メモリ１５０は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意の他の好適な揮発性もしくは不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体であり得る。加えて、メモリ１５０は固定されていても、取り除きが可能であってもよい。記憶装置１５５は、特定の実装形態に応じて、様々な形式を取り得る。例えば、記憶装置１５５は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換可能な光ディスク、書換可能な磁気テープ、または上記の何らかの組み合わせなどの１つ以上の構成部品またはデバイスを包含し得る。記憶装置１５５はまた、固定されてもよいか、または取り除くことが可能であってもよい。

１つ以上のソフトウェアモジュール１６０は、（図２に示すように）記憶装置１５５内および／またはメモリ１５０内に符号化されている。このソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコード、またはプロセッサ１４５によって実装またはプロセッサ１４５内で実行される一組の命令を有する、１つ以上のソフトウェアプログラムまたはアプリケーションを含むことができる。本明細書に開示されたシステムおよび方法の動作を実行し、態様を実施するためのそのようなコンピュータプログラムコードまたは命令は、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述され得る。プログラムコードは、スタンドアロンソフトウェアパッケージとしてシステム１００上で完全に、システム１００上で部分的におよび遠隔コンピュータ／デバイス上で部分的に、またはそのような遠隔コンピュータ／デバイス上で完全に実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータシステムは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む、任意のタイプのネットワークを介してシステム１００に接続され得るか、または接続は、外部コンピュータを介してなされ得る（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）。

１つ以上の実施形態では、ソフトウェアモジュール１６０には、プロセッサ１４０により実行される通信モジュール１６５、マイクロ波測定モジュール１７０、赤外線検出器モジュール１７５、および距離計モジュール１８０が含まれ得る。ソフトウェアモジュール１６０の実行中、プロセッサ１４５は、システム１００の構成に関する様々な動作を行うように構成されている。加えて、本システムおよび方法の動作に関連する他の情報および／またはデータもまた、記憶装置１５５に記憶され得、例えば、様々な制御プログラムが、システム１００の構成に使用されることに留意されたい。

同様に、代替実施形態では、システム１００は、システム１００の様々な機能を実行するために、プロセッサ、メモリ、通信モジュール、マイクロ波測定モジュール、赤外線検出器モジュール、距離計モジュール１８０、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む、システムの動作を可能にするのに役立つ様々なハードウェアおよびソフトウェア構成部品と共に配置され得る制御モジュール（コントローラ１４０の代わりに）を含むことができる。

ここで図３を参照すると、１つ以上の実施形態による、ＣＵＩについて保温された機器を検出するための方法の広範な態様を例示するルーチン３００（ステップ３０５〜３５５）を示すフロー図を説明する。本明細書で説明される論理演算のうちのいくつかは、（１）システム１００で実行される一連のコンピュータ実装作用またはプログラムモジュールとして、および／または（２）システム１００内の相互接続された機械論理回路または回路モジュールとして実装されることを理解されたい。実装は、デバイスの要件（サイズ、エネルギー、消費、性能など）に依存する選択の問題である。したがって、本明細書で説明される論理演算は、動作、ステップ、構造デバイス、作用、またはモジュールのように、様々に称される。上記で参照されたように、これらの動作、ステップ、構造デバイス、作用、およびモジュールのうちのいくつかは、ソフトウェア、ファームウェア、専用デジタル論理、およびそれらの任意の組み合わせで実装され得る。図示または本明細書で説明されたものよりも多いまたは少ない動作が行われ得ることを理解されたい。また、これらの動作は、本明細書で説明された動作とは異なる順序でも行われ得る。さらに、いくつかの動作は、他の動作と実質的に同時に行われてもよい。

このプロセスはステップ３０５で始まり、ここで、保温された機器の検査のための１つ以上の場所が特定される。機器の場所は、保温された機器上の最も脆弱なエリアを識別するためのリスク評価プロセスなど、様々な手段で特定することができる。例えば、水が溜まった「デッドレッグ」および／またはその近くの接合部など、機器の重要なエリアを検査場所として特定することができる。特定の実装形態では、腐食エンジニアは、腐食を検査する場所について支援を提供することができる。

ステップ３１０において、保温された機器のメタルジャケットまたは外装材は、選択された検査場所で取り外される。具体的には、選択された場所で外装材が取り外されている間、取り外された外装材の下にある保温材は取り外されず、したがって、選択された場所で無傷のままである。１つ以上の実装形態では、オペレータまたは検査員は、検査前にメタル外装材を機械的に取り外すことができる。

ステップ３１５において、システム１００は、保温された機器上の選択された場所に位置決めされる。具体的には、送信機および受信機のホーンアンテナは、検査の準備の際に、選択された場所から一定の距離に位置決めされる。システム１００が手持ち式である実装形態では、ホーンアンテナは、スキャニングホルダーを使用して、選択された場所から一定の距離に維持され得る。システムが無人航空機（ドローン）のモジュールとして統合されている実装形態では、好ましくは距離計モジュール１８０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、保温された機器上の選択された場所から所定の距離に留まるようにドローンを構成する。

ステップ３２０において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、選択された検査場所に向けてマイクロ波を送信するように送信機のホーンアンテナ１０５を構成する。１つ以上の実装形態では、マイクロ波は、１０ｃｍあたり約１秒間送信される。上記のように、１つ以上の実装形態では、送信されたマイクロ波は電波である。さらに、少なくとも１つの実施形態では、送信されたマイクロ波は、約３０ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する。

ステップ３２５において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、選択された場所で保温された機器から反射した後、マイクロ波を受信するように受信機のホーンアンテナ１１０を構成する。

ステップ３３０において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、送信および受信されたマイクロ波を分析するようにベクトルネットワーク分析器１１５を構成する。

１つ以上の実施形態では、ステップ３３０は、図４のルーチンに示すような１つ以上の動作を含むことができる。図４を参照すると、ステップ３３０は、ステップ４０５〜４２０のうちの１つ以上を含むことができる。具体的には、ステップ４０５において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、送信機のアンテナ１０５によって送信時のマイクロ波の電力を測定するようにベクトルネットワーク分析器１１５を構成する。ステップ４１０において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、受信機のアンテナ１１０によって受信時にマイクロ波の電力を測定するようにベクトルネットワーク分析器１１５を構成する。次に、ステップ４１５において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、送信されたマイクロ波と受信（反射）されたマイクロ波との間の電力差を決定するようにベクトルネットワーク分析器１１５を構成する。

前述のように、反射されたマイクロ波と送信されたマイクロ波との間の電力差は、検査エリアに腐食または水分が存在するかどうかを判定するのに役立てるために使用される。具体的には、水媒体はマイクロ波エネルギーを吸収できるため、送信されたマイクロ波と反射されたマイクロ波との間の電力の大幅な減少は、検査エリアに水が存在するという信号であるとして解決することができる。その信号は、ユーザに表示されるか、またはＣＵＩを修正および防止または是正するためのシステムによるさらなる行動を引き起こすことができる。

ステップ４２０において、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、送信機のホーンアンテナ１０５から受信機のホーンアンテナ１１０までの送信されたマイクロ波の信号経路の長さを決定するようにベクトルネットワーク分析器１１５を構成する。送信されたマイクロ波の信号経路の長さを使用して、選択された検査場所で維持されている壁厚損失の量（もしあれば）を決定し、壁厚損失はＣＵＩまたはその他の腐食の兆候である。ベクトルネットワーク分析器１１５は、送信されたマイクロ波の移動距離の関数として反射された信号の振幅減衰を分析することにより、信号経路の長さを決定するように構成される。次に、選択した検査場所におけるこれらの測定値を、（以下でさらに説明するように）基準の保温された機器の測定値と比較して、壁厚損失が発生しているかどうかを判定することができる。

再度図３を参照すると、ステップ３３０で送信および反射されたマイクロ波の電力を分析する際に、ベクトルネットワーク分析器１１５はまた、送信されたマイクロ波の周波数など、マイクロ波の他の態様を分析するように構成することができる。ベクトルネットワーク分析器１１５は、ステップ３３０において、選択された場所における管の表面の異形、送信機のアンテナ１０５と受信機のアンテナ１１０との間の距離、無線周波数伝搬損失、およびアンテナ利得を含む、マイクロ波の測定値に影響を及ぼし得るシステム１００および／または保温された機器の特徴を分析するようにさらに構成され得る。

ステップ３３５において、好ましくは赤外線検出器モジュール１７５を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、保温された機器の選択された場所から放射される赤外線波を検出するように赤外線検出器／カメラ１２０を構成する。ステップ３４０において、好ましくは赤外線検出器モジュール１７５を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、赤外線検出器／カメラ１２０から検出された赤外線波に基づいて、選択された場所で保温された機器の内面の赤外線画像を現像する。保温された機器上の選択された場所の赤外線画像は、保温された機器の、機器の他の部分に対する特定の部分の温度の変化（赤外線画像に異なる色で示す）に基づいて、潜在的なＣＵＩおよび／または水の蓄積の検出を可能にすることができる。特定の実装形態では、ステップ３３５〜３４０は、ステップ３２０〜３３０と実質的に同時に発生し得る。

ステップ３４５において、保温された機器の選択された場所におけるマイクロ波測定および／または赤外線画像を、水によって腐食または損傷されていない較正された基準の保温された機器のマイクロ波測定および／または赤外線画像と比較する。具体的には、１つ以上の実施形態では、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、選択された検査場所の反射されたマイクロ波と送信されたマイクロ波との間の電力差を、同様に基準機器の電力差と比較するように構成されている。さらに、１つ以上の実施形態では、好ましくはマイクロ波測定モジュール１７０を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、選択された検査場所における送信されたマイクロ波の信号経路の長さを、較正された基準機器の信号経路の長さと比較するように構成されている。この比較では、選択された場所におけるマイクロ波の信号経路が基準機器と比べてより長い場合、それは選択された場所における壁厚損失を示す。対照的に、選択された場所におけるマイクロ波のより短い信号経路は、基準機器と比べて壁厚が大きいことを示す。

さらにステップ３４５において、１つ以上の実施形態では、好ましくは赤外線検出器モジュール１７５を含む１つ以上のソフトウェアモジュール１６０を実行するプロセッサ１４５は、選択された検査場所の赤外線画像を、基準機器の赤外線画像と比較するように構成されている。特定の実装形態では、ステップ３４５はコンピュータ実装されておらず、したがって、較正された基準機器との比較はユーザが完了できる。

ステップ３５０において、選択された場所にＣＵＩが存在するかどうかの判定がなされる。この判定は、マイクロ波の分析（ステップ３３０）、選択された場所の現像された赤外線画像（３４０）、および／または選択された場所における測定値と基準機器の測定値との比較（ステップ３４５）に基づき得る。

ステップ３５５において、保温された機器上の選択された場所にメタルジャケットが再取り付けされる。１つ以上の実装形態では、オペレータまたは検査員は、検査後にメタル外装材を機械的に再取り付けすることができる。特定の実施形態では、再取り付けされるメタルジャケット（外装材）は、ステップ３０５で取り外されたメタルジャケットとは対照的に、異なる（例えば、新しい）メタルジャケットである。少なくとも１つの実施形態では、メタルジャケットがその取り外し中に損傷を受けない限り、再取り付けされるメタルジャケットは、ステップ３０５で取り外されたのと同じメタルジャケットである。メタルジャケットが再取り付けされた後、保温された機器上の別の場所がステップ３０５で検査のために特定された場合、ルーチンはステップ３１０に戻ることができる。

上記の説明の大部分が、ＣＵＩについて保温された機器を検査するためのシステムおよび方法を対象としてきたが、本明細書に開示されたシステムおよび方法は、参照されたシナリオから大きくそれたシナリオ、状況、および設定（例えば、他のタイプの損傷について保温された機器の検査）で同様に展開および／または実装され得ることを理解されたい。このような実装形態および／または展開のいずれも、本明細書に記載のシステムおよび方法の範囲内であることをさらに理解されたい。

図面中の類似した数字は、いくつかの図面を通して類似の要素を表し、図面に関連して記載され説明された全ての構成部品および／またはステップが、全ての実施形態または配設に必要とされるわけではないことが理解されるべきである。また、本明細書に開示されるシステムおよび方法の実施形態、実装形態、および／または配置は、本明細書に説明された機能および／または動作を行うようにプロセッサおよび／または他の要素を構成するために、コンピュータシステムまたはコンピューティングデバイスのプロセッサで実行され得る、ソフトウェアアルゴリズム、アプリケーション、プログラム、モジュール、またはハードウェア、ファームウェア内および／もしくはコンピュータ使用可能媒体（ソフトウェアモジュールおよびブラウザプラグインを含む）上に常駐するコードとして組み込まれ得ることも理解されたい。少なくとも１つの実施形態によると、実行時に本開示の方法を行う１つ以上のコンピュータプログラム、モジュール、および／またはアプリケーションは、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に常駐する必要はないが、本明細書に開示されたシステムおよび方法の様々な態様を実装するために、いくつかの異なるコンピュータまたはプロセッサの中で、モジュラー様式で分散され得ることを理解されたい。

したがって、本システムおよび方法の例示的な実施形態および配置は、部分的に、ＣＵＩについて保温された機器を検査するためのコンピュータ実装方法、コンピュータベースのシステム、および／またはコンピュータプログラム製品を提供する。図中のフローチャートおよびブロック図は、様々な実施形態および配設によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能性、および動作を示す。この点について、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、またはコードの一部を表し得、これらは、指定された論理機能（複数可）を実施するための１つ以上の実行可能な命令を含む。また、いくつかの代替の実装形態では、ブロック中に記載された機能は、図中に記載された順序とは異なる順序で行われてもよいことにも留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックが、関わる機能性に応じて、実際には、ほぼ同時に実行されてもよく、または時には、逆の順序で実行されてもよい。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせは、特定の機能もしくは動作を行う特殊目的ハードウェアベースシステム、または特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装され得ることにも留意することになる。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈で別に明示していない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、本明細書で使用するとき、「備えている」および／または「備える」という用語は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことが理解されるであろう。

また、本明細書に使用されている表現および専門用語は、説明目的のものであり、限定するものと見なされるべきではない。本明細書における「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、およびそれらの異形の使用は、それ以降に挙げられた項目、およびその均等物、ならびに追加項目を包含することを目的としている。

上述の主題は、単に例示として提供されており、限定されるものと解釈されるべきではない。説明および記載された例示的な実施形態およびアプリケーションに従うことなく、かつ、以降の特許請求の範囲に記載されている本開示の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が、本明細書に記載された主題に対して行われ得る。

１００ システム
１０５ ホーンアンテナ
１１０ ホーンアンテナ
１１５ ベクトルネットワーク分析器
１２０ 赤外線検出器
１２５ ドローン
１３０ ハウジング
１３５ 電源
１４０ コントローラ
１４５ プロセッサ
１５０ メモリ
１５５ 記憶装置
１６０ ソフトウェアモジュール
１６５ 通信モジュール
１７０ マイクロ波測定モジュール
１７５ 赤外線検出器モジュール
１８０ 距離計モジュール

Claims (24)

1. 赤外線検出器、送信機のホーンアンテナ、および受信機のホーンアンテナを含む携帯型の二重検出デバイスであって、前記２つのホーンアンテナが、ベクトルネットワーク分析器に動作可能に接続されている、携帯型の二重検出デバイスと、コードの形で命令を記憶するメモリを有するコントローラと、前記命令を内部で実行することによって構成されたプロセッサと、を使用して、保温材下の腐食について保温された機器を検査するための方法であって、
   保温材下で腐食が疑われる、前記保温された機器上の場所を特定することと、
   前記機器から前記保温材を剥がさずに、前記特定された場所で前記保温された機器を囲むメタルジャケットを取り外すことと、
   前記送信機のホーンアンテナを使用して、前記特定された場所で前記保温された機器に向けてマイクロ波を送信することであって、前記送信されたマイクロ波が、前記特定された場所に加熱を提供する、送信することと、
   前記受信機のホーンアンテナを使用して、前記保温された機器からの前記マイクロ波の反射後、前記送信されたマイクロ波を受信することと、
   前記ベクトルネットワーク分析器を使用して、前記送信および反射されたマイクロ波を分析することと、
   前記赤外線検出器を使用して、前記保温された機器の前記特定された場所から放射された赤外線波を検出することと、
   前記赤外線検出器を使用して、前記検出された赤外線波に基づいて、前記特定された場所で前記保温材下にある前記保温された機器の内面の画像を現像することと、
   前記プロセッサを使用して、前記送信および反射されたマイクロ波の前記分析、ならびに前記現像された画像に基づいて、前記特定された場所で任意の保温材下の腐食が存在するかどうかを判定することと、を含む、方法。
2. 前記分析するステップが、
   送信用ホーンアンテナによる送信時および受信用ホーンアンテナによる受信時に前記マイクロ波の電力を測定することと、
   前記送信時対前記受信時の前記マイクロ波の電力差を決定することと、を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記分析するステップが、
   前記送信機のホーンアンテナから前記受信機のホーンアンテナまでの前記マイクロ波の信号経路の長さを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記特定された場所における前記決定された電力差および前記信号の前記長さを、較正された基準の保温された機器の電力差および信号の長さと比較して、前記特定された場所における壁厚損失の量を決定するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記２つのホーンアンテナが、前記送信および受信するステップ中に、前記保温された機器上の前記特定された場所から一定の距離に維持される、請求項１に記載の方法。
6. 前記保温された機器が管である、請求項１に記載の方法。
7. 前記送信、受信、および分析するステップが、前記検出および現像するステップと実質的に同時に行われる、請求項１に記載の方法。
8. 前記特定された場所で前記保温された機器の周りにメタルジャケットを再取り付けするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記マイクロ波が電波である、請求項１に記載の方法。
10. 前記マイクロ波が、約３０ＭＨｚ〜約３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する、請求項１に記載の方法。
11. 前記受信されたマイクロ波の前記電力が、前記送信機のホーンアンテナと前記受信機のホーンアンテナとの間の距離、前記送信されたマイクロ波の周波数、前記送信機のホーンアンテナの電力、および前記送信機のホーンアンテナの利得の関数である、請求項１に記載の方法。
12. 前記特定された場所における前記保温された機器の表面の前記現像された画像が、前記保温材下にある前記保温された機器の前記内面の形状を示す、請求項１に記載の方法。
13. 保温材下の腐食について保温された機器を検査するための携帯型の二重システムであって、
    前記保温された機器上の選択された場所で前記保温された機器に向けてマイクロ波を送信するように構成された送信機のホーンアンテナと、
    前記選択された場所における前記保温された機器からの反射後、前記送信されたマイクロ波を受信するように構成された受信機のホーンアンテナと、
    前記送信機および受信機のホーンアンテナに動作可能に接続されたベクトルネットワーク分析器であって、前記ベクトルネットワーク分析器が、前記送信および受信されたマイクロ波の電力を分析するように構成されている、ベクトルネットワーク分析器と、
    前記保温された機器から放射された赤外線波を検出し、前記検出された赤外線波に基づいて、前記選択された場所における前記保温された機器の前記内面の画像を現像するように構成された赤外線検出器と、
    コードの形の命令を記憶するメモリを有するコントローラ、および内部で前記命令を実行することによって構成されたプロセッサと、を備え、
    前記コントローラが、前記送信機および受信機のホーンアンテナ、前記ベクトルネットワーク分析器、および前記赤外線検出器の動作を可能にするように構成されている、システム。
14. 前記送信機および受信機のホーンアンテナが、導波路ケーブルを介して前記ベクトルネットワーク分析器に動作可能に接続されている、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ベクトルネットワーク分析器が、方向性結合器を含み、前記方向性結合器が、前記選択された場所に前記送信されたマイクロ波を集束させるように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記送信機のホーンアンテナから飛行中のマイクロ波を捕捉し、前記捕捉されたマイクロ波に基づいて、時間分解イメージングおよび／または３Ｄイメージングを現像するように構成された飛行時間型のマイクロ波カメラをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記送信機および受信機のホーンアンテナに動作可能に接続され、前記送信機および受信機のホーンアンテナを前記選択された場所からそれぞれの一定の距離に維持するように構成されたスキャニングホルダーをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
18. 前記システム構成部品が、無人航空機（ＵＡＶ）に収容されている、請求項１３に記載のシステム。
19. 前記ＵＡＶが、前記ＵＡＶの深さを測定し、前記ＵＡＶを前記選択された場所に対して固定位置に維持するように構成された距離計を含む、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記ベクトルネットワーク分析器が、前記送信機のホーンアンテナから前記受信機のホーンアンテナまでの前記マイクロ波の信号経路の長さを決定するようにさらに構成されている、請求項１３に記載のシステム。
21. 前記保温された機器が管である、請求項１３に記載のシステム。
22. 前記マイクロ波が電波である、請求項１３に記載のシステム。
23. 前記マイクロ波が、約３０ＭＨｚ〜約３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する、請求項１３に記載のシステム。
24. 前記送信用および受信用ホーンアンテナが、通視線構成を形成するために互いに向き合うように位置合わせされ、前記ベクトルネットワーク分析器が、前記選択された場所で前記保温された機器上の自由空間誘電測定を行うように構成されている、請求項１３に記載のシステム。