KR20230009411A - 압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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해리슨 에프. 리차즈
투우카 밸리마
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켄웨이브 솔루션스 인크.
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Abstract

압력 용기의 목표 성질들의 비침습적 판단을 위한 예시적인 시스템은 상기 압력 용기 내에 포함된 유체와 음향적으로 연결되고, 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 신호 발생기를 포함하고, 상기 신호 발생기는 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하며; 상기 유체와 음향적으로 연결되고, 상기 음향 신호들을 검출하도록 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 복수의 센서들을 포함하며; 상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들과 상호 연결되는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하도록 구성되며; 상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수득하도록 구성되고, 상기 센서 데이터는 상기 복수의 센서들에 의해 수신되는 경우에 상기 음향 신호들을 나타내며; 상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 압력 용기의 목표 성질들을 계산하도록 구성되고; 상기 목표 성질들의 표시를 출력하도록 구성된다.

Description

압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템들 및 방법들
본원은 대체로 압력 용기 기술들에 관한 것이며, 보다 상세하게는 압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템들과 방법들에 관한 것이다.
본원은 2020년 5월 11일에 출원되었고, 전체적으로 여기에 참조로 포함되는 미국 임시 특허 출원 제63/023017호를 우선권으로 수반하는 출원이다.
파이프와 같은 압력 용기의 수명에 걸쳐, 누출이나 파열의 발생 이전에 상기 압력 용기의 완전한 상태를 추적 관찰하기 위해 벽두께와 같은 성질들을 판단하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 성질들을 판단하는 현재의 방법들은 테스트들을 수행하기 위해 상기 압력 용기의 완전한 상태에 영향을 미칠 수 있거나, 심지어는 상기 압력 용기기 시험을 위해 사용되지 못하게 요구되는 것도 가능한 상기 압력 용기의 내부에 대해 침습적인 접근을 요구할 수 있다. 이는, 예를 들면, 상기 압력 용기 내의 유체의 온도 또는 화학적 조성물이 사람의 건강, 환경, 주변 시설, 또는 다른 근처의 설비에 유해할 때에 불편하고 위험할 수 있다.
본 발명은 압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
본원의 일 측면에 따르면, 압력 용기의 목표 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 상기 압력 용기 내에 포함된 유체와 음향적으로 연결되고(acoustically coupled), 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 신호 발생기를 포함하고, 상기 신호 발생기는 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하며; 상기 유체와 음향적으로 연결되고, 상기 음향 신호들을 검출하도록 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 복수의 센서들을 포함하며; 상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들과 상호 연결되는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하도록 구성되며; 상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수득하도록 구성되고, 상기 센서 데이터는 상기 복수의 센서들에 의해 수신되는 경우에 상기 음향 신호들을 나타내며; 상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 압력 용기의 목표 성질들을 계산하도록 구성되고; 상기 목표 성질들의 표시를 출력하도록 구성된다.
본원의 다른 측면에 따르면, 압력 용기의 목표 성질들을 판단하기 위한 비침습적 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 압력 용기에 대해 외부로부터 상기 압력 용기 내에 포함된 유체 내로 음향 신호들을 방출하도록 신호 발생기를 제어하는 단계를 포함하고; 상기 유체를 통해 전달되는 경우에 상기 음향 신호들을 나타내는 센서 데이터를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 센서 데이터는 상기 압력 용기에 대해 외부로 수득되고; 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 압력 용기의 목표 성질들을 계산하는 단계를 포함하며; 상기 목표 성질들의 표시를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 구현예들은 다음의 도면들을 참조하여 설명되며, 첨부된 도면들에서,
도 1은 압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 예시적인 시스템의 블록도를 도시하고,
도 2는 도 1의 시스템에서 제어 장치의 특정 내부 구성 요소들을 도시하며,
도 3은 도 1의 시스템에서 압력 용기들의 성질들의 비침습적 판단을 위한 방법을 도시하고,
도 4a 및 도 4b는 도 3의 방법의 블록 310 및 블록 315에서 방출되고 수신되는 음향 신호들의 예시적인 도표들을 도시하며,
도 5a 및 도 5b는 도 3의 방법의 블록 325에서 결함을 검출하는 예시적인 방법의 개략적인 도면을 도시하고,
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각기 계수들의 진폭들, 음향 신호의 시간 순서 및 연관된 소스 강도의 예시적인 도표들을 도시한다.
압력 용기(pressure vessel)들은 이들의 수명에 걸쳐 추적 관찰되고, 평가될 필요가 있다. 이는 온도 또는 화학 조성물이 사람의 건강, 환경, 주변 시설, 또는 다른 근처의 설비에 유해할 수 있는 이유로 유체로 채워진 압력 용기의 내부 캐리어(carrier)/쉘(shell)의 몇몇 물리적 속성들의 평균적인 값들의 계산을 포함할 수 있다.
현재의 방법들은 침습적(invasive)일 수 있고, 상기 압력 용기의 내부로의 기구들의 도입을 요구할 수 있으므로, 유해한 내용물들이 상기 압력 용기로부터 이탈할 가능성이 있거나, 상기 용기 또는 내부의 유체에 대해 잠재적으로 유해한 압력의 과도 상태들이나 변형들을 가져올 수 있다. 또한, 이러한 방법들은 시험 이전에 유체의 배출을 요구할 수 있다. 현재의 비침습적(non-invasive) 방법들은 효과적인 수리를 위해 요구되는 입상 해상도가 부족하며, 많은 시스템들이 다중의 층들로 구성되는 벽 구성의 용기들에 적합하지 않다.
본원에 따르면, 압력 용기의 성질들의 비침습적 판단(non-invasive determination)을 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 제어된 음향 신호들을 도입하도록 신호 발생기(signal generator)를 채용한다. 상기 시스템은 상기 신호 발생기로부터 다운스트림(downstream)인 센서들에서 수신되는 센서 데이터에 실시간으로 기초하여 방출되는 신호들을 선택하고, 측정하며, 보정한다. 두께 및 결함 위치와 같은 상기 압력 용기의 성질들은 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 상기 음향 신호들 및 상기 다운스트림 센서들에서 수신되는 대응되는 신호들에 기초하여 판단될 수 있다. 또한, 상기 성질들의 판단은 이후에 비교되는 둘 또는 그 이상의 병렬 계산(parallel computation)들에 근거하여 입증될 수 있다. 본 발명의 시스템은 정확한 결함 검출을 제공하며, 구성 요소들이 상기 압력 용기의 외부 표면에 위치하므로 비침습적이다. 상기 압력 용기들은 이에 따라 시험 동안에 계속하여 활용될 수 있다.
도 1은 압력 용기(101)의 목표 성질(target property)들의 비침습적 판단을 위한 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 상기 시스템(100)은 제어 장치(104)를 포함한다. 상기 시스템(100)은 통신 링크들(116)을 통해 상기 제어 장치(104)와 상호 연결되는 신호 발생기(108) 및 복수의 센서들(112-1, 112-2)(여기서는 총괄적으로 센서들(112)로 지칭되며, 총칭적으로 센서(112)로 언급됨)을 더 포함한다.
상기 시스템(100)은 상기 압력 용기(101)의 성질들을 판단하도록 전개된다. 예를 들면, 상기 압력 용기(101)는 유체를 둘러싸는 벽(102)에 의해 한정되는 파이프(pipe)가 될 수 있다. 상기 시스템(100)은 상기 벽을 따른 다양한 지점들에서의 상기 벽의 두께, 상기 벽(102)의 어떤 균열들이나 결함들의 위치들 및 이들과 유사한 것들과 같은 상기 벽(102)의 성질들을 판단할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 시스템(100)은 비침습적 방법들을 이용하여 상기 압력 용기(101)의 성질들을 판단하도록 구성된다. 이에 따라, 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)은 다음에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 성질 판단 동작들을 위해 신호들을 발생시키고 검출하도록 상기 벽(102)의 외부 표면(103)에 전개될 수 있다. 상기 시스템(100)은 이에 따라 상기 압력 용기를 파괴하거나, 다르게는 상기 압력 용기의 보전에 영향을 미치지 않고 채용될 수 있다.
상기 제어 장치(104)는 대체로 상기 시스템(100)을 제어하고, 상기 성질 판단 동작들을 수행하도록 구성된다. 컴퓨팅 장치(computing device)는 상기 제어 및 성질 판단 동작들을 위한 전용 컴퓨팅 장치가 될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 제어 장치(104)는 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 서버, 키오스크(kiosk), 또는 상기 제어 및 성질 판단 동작들을 위해 구성되는 다른 적합한 장치와 같은 컴퓨팅 장치가 될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 제어 장치(104)는 태블릿, 스마트 폰, 또는 상기 제어 및 성질 판단 동작들을 위해 구성되는 이들과 유사한 것들과 같은 모바일 컴퓨팅 장치가 될 수 있다.
상기 제어 장치(104)는 서버들, 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 모바일 장치들, 또는 다른 적합한 장치들과 같은 다른 컴퓨팅 장치들(도시되지 않음)과 통신할 수 있다. 특히, 상기 다른 컴퓨팅 장치들에 대한 통신 링크들은 직접적인 링크들이나 하나 또는 그 이상의 네트워크들에 걸친 링크들을 포함하여 유선이거나, 무선이거나, 유선 및 무선의 결합이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 링크들은 하나 또는 그 이상의 라우터들, 스위치들, 무선 접근점들 또는 이들과 유사한 것들을 포함하는 네트워크들에 의해 한정되는 근거리 통신망(LAN), 셀룰러 네트워크들과 인터넷 및 이들과 유사한 것들을 포함하는 임의의 적합한 광역 통신망(WAN) 중에서 임의의 것이나 이들의 임의의 결합을 포함하는 네트워크들을 활용할 수 있다.
상기 신호 발생기(108)는 상기 압력 용기(101) 내에 포함된 유체와 음향적으로 연결된다(acoustically coupled). 상기 신호 발생기(108) 상기 벽(102)의 외부 표면(103)에서와 같이 상기 압력 용기(101)에 외부로 배치된다. 다른 예들에서, 상기 신호 발생기(108)는, 예를 들면, 플랜지(flange)들이나 밸브들에서 상기 용기의 부품들에 부착되는 바와 같이 다른 외부의 위치들에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 신호 발생기(108)는 상기 압력 용기(101) 내로부터의 유해한 물질들의 방출을 방지하기 위해 상기 밸브나 플랜지 내의 임의의 유체 및 상기 신호 발생기(108) 내의 음원 사이의 물리적인 장벽들로 기능하도록 구성되는 또는 그 이상의 추가적인 음향적으로 투명한 막(acoustically transparent membrane)들을 포함할 수 있다. 상기 신호 발생기(108)는 음향 신호들을 상기 압력 용기(101) 내로, 보다 구체적으로는 상기 압력 용기 내에 포함된 유체(101) 내로 방출하도록 구성된다. 즉, 상기 신호 발생기(108)는 하이드로폰(hydrophone), 소나 트랜스듀서(sonar transducer), 전자기식 쉐이커(electro-dynamic shaker), 모달 해머(modal hammer), 또는 이들과 유사한 것들과 같은 음원을 포함할 수 있다. 또한, 상기 신호 발생기(108)는 다른 주파수들로 음향 신호들을 방출하도록 제어될 수(즉, 상기 제어 장치(104)에 의해) 있다.
또한, 상기 센서들(112)은 상기 유체에 음향적으로 연결되며, 음향 신호들을 검출하도록 상기 압력 용기(101)에 외부로 배치된다. 예를 들면, 상기 센서들(112)은 가속도계들, 온도 센서들, 압력 센서들, 변위 센서들, 이들의 결합들 및 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다. 상기 센서들(112)은, 예를 들면, 상기 외부 표면(103)에 배치될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 센서들(112)은 상기 압력 용기(101)의 밸브들이나 다른 지정된 개구들에 위치하는 하이드로폰들 또는 이들과 유사한 것들이 될 수 있다. 상세하게는, 상기 센서들(112)은 상기 압력 용기(101)를 통해 전파되고 반사되면서 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출되는 상기 음향 신호들을 검출하도록 구성된다. 본 예에서, 상기 시스템(100)은 두 개의 센서들(112)을 포함하며, 다른 예들에서, 상기 시스템(100)은 두 개 이상의 센서들(112)을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 센서들(112) 중에서 적어도 하나는 상기 시스템(100)이 상기 신호 발생기(108)에서 상기 신호가 출력되는 것을 확인하도록 기준 센서(reference sensor)로서 상기 신호 발생기(108)와 통합될 수 있다. 즉, 상기 통합 기준 센서는 상기 신호 발생기에 의해 발생되는 바와 같은 상기 음향 신호를 검출하도록 구성된다.
상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)은 통신 링크들(116)을 통해 상기 제어 장치(104)와 통신한다. 상기 통신 링크들(116)은 직접적인 링크들을 포함하여 유선이나 무선, 또는 유선 및 무선의 결합이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 링크들(116)은 유니버설 시리얼 버스(USB) 유선 접속들, 블루투스(Bluetooth), 다른 적합한 단거리 무선 통신 프로토콜들, 혹은 와이-파이(Wi-Fi)와 같은 무선 통신, 또는 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)은 상기 신호 발생기 및 상기 센서들(112)이 상기 제어 장치(104)와 통신하도록 적합한 하드웨어(예를 들어, 송신기들, 수신기들 및 이들과 유사한 것들)를 포함한다. 상기 특정한 구성 요소들은 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)이 통신하는 통신 링크들(116)의 유형에 기초하여 선택된다.
일부 예들에서, 상기 시스템은 상기 압력 용기(101) 내에 포함된 유체의 용존 기체 파라미터들을 판단하도록 구성되는 통합 열팽창 액체 비중계(thermodilatohydrometer)(120)를 더 포함할 수 있다. 상기 열팽창 액체 비중계(120)는 균질하지 않은 수성 혼합물들 또는 다른 유체들을 위한 것이 될 수 있다. 본 발명의 예에서, 상기 열팽창 액체 비중계는 상기 신호 발생기(108)와 통합된다. 다른 예들에서, 상기 열팽창 액체 비중계는 상기 센서들(112) 중에서 하나와 통합될 수 있다. 특히, 상기 열팽창 액체 비중계(120)로부터 얻어지는 용존 가스 파라미터들은 상기 압력 용기(101) 내에 포함된 유체 내의 용존 기체들 및 거품들의 존재에 대해 보정하도록 상기 제어 장치(104)에 의해 이용될 수 있다.
각각의 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)은 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)을 위해 각각의 적합한 동작 온도들을 유지하도록 이들에 연결되는 온도 제어 구성 요소들을 더 포함할 수 있다. 이는 특히, 예를 들면, 상기 압력 용기(101)가 고온의 유체를 포함할 때에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 온도 제어 구성 요소들은 냉각제 저장소, 재순환 펌프, 상기 센서/신호 발생기 케이싱에 연결되는 배관, 그리고 마이크로컨트롤러를 포함하는 냉각 시스템을 구비할 수 있다. 상기 마이크로컨트롤러는 온도 센서를 통해 온도를 추적 관찰할 수 있으며, 상기 온도가 제1 임계 온도 위에 있을 때에 상기 펌프가 상기 냉각제를 순환시키도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 온도가 계속하여 제2 임계 온도 위로 상승할 경우, 상기 마이크로컨트롤러는 조작자에게 경고하도록(예를 들어, 모바일 장치나 유사한 것에 대한 통지를 통해) 구성될 수 있고, 상기 센서(112) 또는 신호 발생기(108)를 중지시키도록 구성될 수 있다. 다른 예들에서, 상기 온도 제어 구성 요소들은 가열 시스템, 팬(fan)들, 방열기들, 증발 냉각 시스템들, 증기실들, 열전 펠티에 칩(thermoelectric Peltier chip)들 및 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다. 또한, 다른 예들에서, 상기 온도 제어 구성 요소들은 상기 온도가 임계 온도 아래로 하강할 경우에 조작자에게 경고할 수 있으며, 상기 센서(112) 또는 신호 발생기(108)를 중지시킬 수 있다. 특히, 상기 신호 발생기(108) 또는 상기 센서(112)를 중단시킴으로써, 환경이 지나친 고온이나 지나친 저온으로 될 경우에 상기 장치의 내부 구성 요소들과 기능이 보존될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제어 장치(104)가 특정한 내부 구성 구성 요소들을 포함하여 보다 상세하게 도시된다. 상기 장치(104)는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로컨트롤러, 프로세싱 코어(processing core), 또는 이들과 유사한 것들과 같은 프로세서(200)를 포함한다. 상기 프로세서(200)는 다중의 협력 프로세서들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 상기 프로세서(200)에 의해 구현되는 기능성은 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 응용 주문형 집적회로(ASIC) 및 이들과 유사한 것들과 같은 하나 또는 그 이상의 특별히 설계된 하드웨어 및 펌웨어 구성 요소들에 의해 구현될 수 있다. 일부 예들에서, 상기 프로세서(200)는 여기에 논의되는 성질 판단 동작의 처리 속도를 향상시키기 위하여 ASIC, FPGA, 또는 이들과 유사한 것들의 전용 로직 회로부를 통해 구현될 수 있는 전용 프로세서가 될 수 있다.
상기 프로세서(200)는 메모리(204)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체와 상호 연결된다. 상기 메모리(204)는 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 또는 RAM) 및 비휘발성 메모리(예를 들어, 리드 온리 메모리 또는 ROM, 전기적 소거 프로그램 가능 리드 온리 메모리 또는 EEPROM, 플래시 메모리)의 결합을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(200) 및 상기 메모리(204)는 하나 또는 그 이상의 집적 회로들을 포함할 수 있다. 상기 메모리(204)의 일부 또는 모두는 상기 프로세서(200)와 통합될 수 있다. 상기 메모리(204)는 상기 프로세서(200)에 의해 실행되는 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장한다. 특히, 상기 메모리(204)는 상기 프로세서(200)에 의해 실행될 때에 다음에 보다 상세하게 논의되는 상기 시스템(100)의 성질 판단 동작과 관련된 다양한 기능들을 수행하도록 상기 프로세서(200)를 구성하는 제어 응용(control application)(208)을 저장한다. 상기 응용(208)은 별개의 응용들의 묶음으로 구현될 수도 있다.
상기 메모리(204)는 또한, 예를 들면, 상기 성질 판단 동작(예를 들어, 계산의 일관성을 확인하기 위해 방출되는 상기 음향 신호들, 또는 이들과 유사한 것들과 연관됨), 미리 정의된 파라미터들(예를 들어, 제조 사양들 및 이들과 유사한 것들을 포함하여 상기 압력 용기(101), 그 내부에 포함되는 유체의 파라미터들)뿐만 아니라 이전에 계산된 목표 성질들에서의 이용을 위한 규칙들을 포함하는 저장소(repository)(212)를 저장할 수 있다. 다른 예들에서, 상기 메모리(204) 및/또는 상기 저장소(212)는 상기 시스템(100)의 성질 판단 동작에 적합한 다른 규칙들과 데이터를 저장할 수도 있다.
상기 장치(104)는 또한 상기 프로세서(200)와 상호 연결되는 통신 인터페이스(216)를 포함한다. 상기 통신 인터페이스(216)는 상기 제어 장치(104)가 다른 컴퓨팅 장치들과 통신하고, 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)과 통신하게 하는 적합한 하드웨어(예를 들어, 송신기들, 수신기들, 네트워크 인터페이스 컨트롤러들 및 이들과 유사한 것들)를 포함한다. 상기 통신 인터페이스(216)의 특정 구성 요소들은 상기 제어 장치(104)가 통신하는 상기 통신 링크들(116)을 포함하여 네트워크 또는 다른 링크들의 유형을 기초로 하여 선택된다.
일부 예들에서, 상기 장치(104)는 또한 상기 프로세서(200)와 상호 연결되는 하나 또는 그 이상의 입력 및/또는 출력 장치들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 상기 입력 장치들은, 예를 들면, 상기 성질 판단 동작을 개시하도록 조작자로부터의 입력을 수신하기 위해 하나 또는 그 이상의 버튼들, 키패드들, 접촉 감지 디스플레이 스크린들 또는 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다. 상기 출력 장치들은, 예를 들면, 상기 압력 용기(101)의 판단된 목표 성질들을 출력하도록 조작자에게 출력이나 피드백을 제공하기 위해 하나 또는 그 이상 디스플레이 스크린들, 음향 발생기들, 진동기들 또는 이들과 유사한 것들을 포함할 수 있다.
상기 시스템(100)의 동작은 상기 프로세서(200)에 의한 응용(208)의 실행을 통해 구현되는 바와 같이 도 3을 참조하여 다음에 상세하게 설명될 것이다. 도 3은 압력 용기의 성질들을 판단하는 방법(300)을 예시하며, 이는 도 1 및 도 2에 예시한 구성 요소들을 참조하여 상기 시스템(100) 내의 특히 상기 장치(104)에 의한 그 성능과 함께 설명될 것이다. 다른 예들에서, 상기 방법(300)은 다른 적합한 컴퓨팅 장치들에 의해서나 다른 적합한 시스템들 내에서 수행될 수 있다.
상기 방법(300)은, 예를 들면, 상기 장치(104)의 입력 장치에서의 입력과 같은 개시 신호에 상응하여 블록 305에서 시작된다. 예를 들면, 조작자는 상기 방법(300)을 개시하기 위해 버튼을 활성화시킬 수 있다. 다른 예들에서, 상기 방법(300)은 소정의 간격들(예를 들어, 계획에 따라 2시간 마다, 6시간 마다, 일당 일 회, 주당 일회, 또는 다른 적절한 간격들)로 자동적으로 시작될 수 있다. 블록 305에서, 상기 장치(104)는 상기 시스템(100)을 보정하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 장치(104)는 상기 압력 용기(101) 및 내부에 포함된 유체뿐만 아니라 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)의 미리 정해진 공간적 배치의 미리 정의된 파라미터들을 얻을 수 있다. 또한, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)의 판독들을 보정할 수 있다. 예를 들면, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)에 의해 검출되는 배경 소음의 베이스라인을 얻기 위해 상기 신호 발생기에 의한 임의의 유도 신호의 부존재에서 상기 센서들(112)로부터 센서 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)의 이득(gain)을 보정하도록 구성될 수 있다. 상세하게는, 상기 장치(104)는 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출되는 테스트 신호들 및 상기 센서들(112)로부터 얻어지는 테스트 신호 데이터를 기초로 하여 상기 신호 발생기(108) 및 상기 센서들(112)을 보정할 수 있다. 예를 들면, 상기 장치(104)는 상기 압력 용기(101) 및 내부에 포함된 유체의 미리 정해진 파라미터들에 기초하여 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들을 계산할 수 있다. 상기 미리 정해진 파라미터들은 상기 압력 용기(101)의 벽(102)의 예상되는 대략적인 두께, 상기 유체 내의 이상적인 음속, 그리고 상기 압력 용기 내의 신호 전파에 영향을 미칠 수 있는 다른 관련 파라미터들을 포함할 수 있다. 상기 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들은 이에 따라 상기 미리 정해진 파라미터들에 따른 상기 테스트 신호의 주파수, 지속 및 진폭과 상기 센서들(112)에서의 원하는 이득을 정의할 수 있다. 상기 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들의 계산은 상기 센서들(112)에서 충분한 신호 이득을 얻기 위해 요구되는 반복의 횟수를 감소시킬 수 있다.
상기 제어 장치(104)는 이후에 상기 신호 발생기(108)가 상기 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들에 따라 테스트 신호들을 방출하고, 상기 센서들(112)로부터 테스트 신호 데이터로부터 테스트 신호를 수득하도록 제어할 수 있다. 상기 장치(104)는 의미 있는 데이터를 수득하기 위하여 각각의 상기 센서들(112)에서 충분한 확인 센서 데이터를 얻기 위해 상기 테스트 신호들을 조정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제어 장치(104)는 상기 테스트 신호 데이터에 기초하고, 목표 수신 신호 강도에 따라 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 테스트 신호들의 강도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 장치(104)는 상기 목표 수신 신호 강도를 나타내는 테스트 신호 데이터의 평균 진폭이 임계 진폭을 초과하는 지를 판단할 수 있다. 또한, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)에 의해 검출되는 베이스라인 데이터에 기초하여 상기 테스트 신호 데이터의 진폭을 한정할 수 있다. 상기 판단이 부정적일 경우, 상기 장치(104)는 상기 시스템(100)을 보정하도록 상기 신호 발생기(108)가 반복적으로 테스트 신호들을 방출하게(예를 들어, 증가된 진폭들을 가지게) 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 블록 305에서, 상기 제어 장치(104)는 상기 출력 신호가 대체로 원하는 출력에 부합되는 지를 확인하기 위해 상기 신호 발생기(108)의 통합 기준 센서에서 검출되는 바와 같은 신호를 상기 입력 신호와 추가적으로 비교할 수 있다. 상기 제어 장치(104)는 상기 신호 발생기(108)에 의한 신호 출력이 원하는 진폭들 및 다른 성질들을 가지는 것을 보장하도록 상기 비교에 기초하여 상기 신호 발생기(108)에 의한 신호 출력을 조정할 수 있다.
블록 310에서, 상기 장치(104)는 음향 신호들을 상기 압력 용기(101) 내로 방출하도록 상기 신호 발생기(108)를 제어한다. 특히, 상기 제어 장치(104)는 주파수 및 상기 신호 발생기(108)가 상기 음향 신호들을 방출하는 기간을 선택할 수 있다. 상기 음향 신호들의 주파수 및 지속은 미리 정해진 프로그램(예를 들어, 상기 메모리(204) 내에 저장됨)에 따라 선택될 수 있거나, 보정 결과들 및 이전에 방출되고 검출된 음향 신호들에 기초하여 동력학적으로 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 주파수 및 지속은 상기 압력 용기(101)의 물질, 상기 압력 용기(101)의 직경, 상기 압력 용기(101) 내에 포함된 유체의 유형, 상기 유체 온도, 상기 유체 압력, 그리고 상기 압력 용기(101)의 지지 구조들 중에서 하나 또는 그 이상에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)에서 수신되는 신호들을 최적화하도록 방출된 음향 신호들의 주파수, 지속 및 출력을 제어할 수 있다. 상기 음향 신호들은 1㎐ 내지 20,000㎐의 범위 내의 주파수들로 방출될 수 있다. 일부 예들에서, 상기 음향 신호들은 보다 높은 주파수들에서 방출될 수 있다.
상기 방출된 음향 신호들은, 예를 들면, 펄스들, 음조(tone)들, 다른 형상들 및 다른 주파수들로 방출될 수 있다. 상기 음향 신호들은, 예를 들면, 연속적이거나 교번되는 비충격적인 스펙트럼 및 형상이 조절된 펄스들이 될 수 있다. 보다 일반적으로는, 상기 방출된 음향 신호들은 상기 검출된 신호들에 기초하여 상기 목표 성질들을 판단하는 과정에서 일관성을 확보하도록 판단되고 반복된다.
특히, 상기 음향 신호들은 상기 센서들(112)에서의 검출 및 인지를 위해 최적화되는 펄스들 및 주파수들로 방출될 수 있다. 바람직하게는, 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출된 음향 신호들은 상기 압력 용기(101)를 따라 소정의 거리에 위치하는 두 센서들(112) 사이의 예상되는 경과 시간보다 큰 주기로 주기적이 된다. 또한, 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출된 음향 신호들은 진폭의 갑작스럽고 상당한 변화(예를 들어, 적어도 임계 진폭 변화로 측정됨)와 같은 인식할 수 있는 개시를 포함할 수 있다.
또한, 주기적인 음향 신호들은 바람직하게는 적어도 둘의 시간 척도들인 지속 2T를 갖는 주기 및 지속 2τ를 갖는 신호 창(signal window)을 포함할 수 있으며, 여기서 T는 τ보다 크다. 이러한 예들에서, s(t)로 나타내어지는 시간 t에서의 신호는 다음과 같이 정의될 수 있다.
s(t)＝0, -T≤t≤-τ 일 때
s(t)＝f(t), -τ＜t＜τ 일 때
s(t)＝0, τ＜t＜T 일 때
따라서, 상기 주기적인 음향 신호는 하나의 펄스를 다음의 것과 명확하게 구별하기 위해 신호가 전송되지 않는 시간을 포함할 수 있다. 상기 함수 f(t)는, 예를 들면, 진폭에서 갑작스럽고 상당한 변화를 가지는 것으로 시작되는 상기 음향 신호를 정의할 수 있다.
이와 같은 신호는, 일부 예들에서, 푸리에 급수(Fourier series), 즉 함께 추가될 때에 원하는 신호와 구별할 수 없는 적절한 진폭과 위상들을 가지는 음조들의 수집의 측면에서 설명될 수 있다. 예를 들면, 상기 푸리에 급수는 다음 식 (1)로 정의될 수 있다.
[식 (1)]
Figure pct00001
상기 식 (1)에서, s(t)는 상기 신호를 나타내고, an 및 bn는 다음 식 (2) 및 식 (3)에 의해 정의되는 상기 푸리에 급수에서의 N차의 계수들을 나타낸다.
[식 (2)]
Figure pct00002
[식 (3)]
Figure pct00003
상기 상수 a0/2는 원하는 신호가 소스 강도의 변화율에 비례, 즉 s(t)∝dm(t)/dt에 따라 0에 가까워지며, 여기서 m(t)은 다음과 같다.
[식 (4)]
Figure pct00004
상기 식 (4)에 정의된 함수 m(t)은 이에 따라 파형 s(t)를 발생시키기 위해 적용되는 변조를 정의할 수 있다. 실제 적용에서, 합산은 무한한 숫자의 항들에 걸쳐 연장되지 않을 수 있으며, N항 이후에 절삭될 수 있다. N항 이후의 합산을 절삭하는 것은 깁스 현상(Gibbs phenomenon)에 따라 결과적인 파형 s(t)의 외형을 변경시킨다. 란초스 평활(Lanczos smoothing)과 같은 가중 항들의 적용이 이들 효과들을 소거하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들면, 짧은 상승 시간으로의 압력 충격의 발생은 소스의 기계적인 구성 요소들이 낮은 관성을 가질 것을 요구한다. 이러한 제한은 검출의 방법론이 별도의 음조들의 전파 속도들의 관찰에 기초할 때에 완화될 수 있다. 상기 푸리에 급수 성분들의 주파수들과 진폭들은 음조들뿐만 아니라 이들의 진폭들 사이의 간격을 제어하도록 선택될 수 있다.
예를 들면, 다음의 식 (5)에 정의된 시간 순서는 Δt초의 간격들로 샘플 추출된 시계열과 동등하다.
[식 (5)]
Figure pct00005
상기 식 (5)의 계수 (nN)2/[(N-n)2＋AnN]2는 무차원의 주파수로 n을 갖는 스펙트럼 분포로 해석될 수 있다. 상기 분포는 N 부근에서 전체 최대 및 A-2에서 N번째 계수의 값인 A 세트들을 가진다. (-1)n 승수는 상기 급수를 교번되는 것으로 만들며, 이에 따라 Nmax의 큰 값들에 대한 수렴이 확인된다. 기본 주파수는 0.5/T헤르츠이며, 기여하는 음조들은 0.5M/T헤르츠 떨어진다. 상기 계수들의 상대 진폭들이 도 6a에 도시된다.
도 6b는 상기 음향 신호의 시간 순서를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 시간 순서는 잘 정의된 충격들이다. nπjΔt/T 항들의 산입은 보다 정체된 순서들의 발생을 가능하게 한다.
도 6c는 연관되는 소스 강도(즉, 상기 식 (4)에서 정의된 바와 같음)를 도시한다. 충격의 시간 척도는 보다 커지는 반면, 충격 간격은 변화되지 않고 남는다.
유리하게는, 상기 펄스의 형상과 진폭의 선택은 수신된 신호의 보다 우수한 분석을 가능하게 한다. 특히, 탄성 벽들을 가지는 유체가 채워진 파이프 내에서 전파되는 불안정한 압력들에서의 속도는 주파수의 함수이다. 일부 솔루션들은 보다 높은 차수의 모드들에 집중하며, 여기서 수학적 구문 형식은 낮은 차수의 모드들 보다 더 어려울 수 있다. 본 발명의 시스템에서, 상기 압력 용기(101)의 단면에 걸친 공간적인 패턴들을 계획하기 위해 충분한 센서들(112)로 관찰되는 전파 모드들을 확인하는 것이 가능하다. 보다 복잡한 모드 패턴들은 모드 패턴을 판단하기 위해 보다 많은 센서들(112)을 채용할 수 있다. 평균적인 복잡성의 모드 패턴을 위해, 대략 다섯 개의 센서들(112)이 이용될 수 있다. 또한, 상기 벽(102)의 성질들을 평가하기 위해 수집된 데이터는 기본적인 전파 모드(즉, 수격 모드(water-hammer) 모드)로부터 얻어질 수 있다. 따라서 인식할 수 있는 바와 같이, 앞서의 예시적인 음향 신호들은 수집된 데이터에 대한 분석의 품질을 개선하기 위해 상기 압력 용기(101)의 성질들을 판단하는 방법(300) 동안에 채용될 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 블록 315에서, 상기 장치(104)는 상기 센서들(112)로부터 센서 데이터를 수득한다. 상세하게는, 상기 센서 데이터는 상기 압력 용기(101)를 통한 전달 이후에 상기 센서들(112)에 의해 수신되는 바와 같이 블록 310에서 방출된 상기 음향 신호를 나타낸다. 상기 압력 용기(101)를 통한 전달은 벽들의 다양한 층들(예를 들어, 상기 벽(102)이 다중의 층들을 포함할 경우), 절연체, 또는 이들과 유사한 것들을 통한 전파뿐만 아니라 상기 센서(112)가 도달될 때까지 상기 벽(102)의 내부로부터의 반사를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 예시적인 도표들 400 및 410은 각기 상기 시스템(100) 내에서 방출되고 검출된 신호들의 예시적인 엔벨로프(envelope)들 및 교차 상관관계를 통한 시간 진행을 예시한다. 상세하게는, 엔벨로프(402)는 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출된 신호를 나타내고, 엔벨로프(404)는 상기 제1 센서(112-1)에 의해 검출된 신호를 나타내며, 엔벨로프(406)는 상기 제2 센서(112-1)에 의해 검출된 신호를 나타낸다. 라인(412)은 상기 제1 센서(112-1)의 시간 진행의 교차 상관관계를 나타내는 반면, 라인(414)은 상기 제2 센서(112-2)의 시간 진행의 교차 상관관계를 나타낸다.
알 수 있는 바와 같이, 상기 엔벨로프들(404, 406)은 소스(즉, 상기 신호 발생기(108))로부터 수신기(즉, 상기 센서들(112))까지의 시간 대 진행으로 인해 상기 신호 발생기(108)에 의해 발생된 신호로부터 시간 지연된다. 이는 특히 각각의 상기 센서들에 대한 시간 진행의 교차 상관관계의 피크로 인하여 분명하다. 또한, 상기 엔벨로프들(404, 406)은 파이프 내의 엘보(elbow)들과 같은 상기 압력 용기(101)의 다양한 기하학적 구성 요소들에서의 반사에 의해 발생되는 비트(beat)들을 포함한다.
도 3을 다시 참조하면, 블록 320에서, 상기 제어 장치(104)는 임계 숫자의 반복들이 도달되었는지를 판단한다. 상기 임계 숫자의 반복들은 고정될(예를 들어, 36, 42, 또는 임의의 숫자의 반복들) 수 있거나, 예를 들면 얻어진 센서 데이터의 품질에 기초하여 동력학적으로 계산될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(104)가 너무 많은 소음, 상기 센서 데이터의 임계 부분의 간섭, 낮은 진폭을 검출할 경우, 반복들의 숫자는 동역학적으로 증가될 수 있다.
블록 320에서, 상기 임계 숫자의 반복들에 도달되지 않았을 경우, 상기 제어 장치(104)는 새로운 세트의 음향 신호들을 방출하도록 블록 310으로 돌아간다. 상기 신호들은 동일한 신호들(예를 들어, 반복 및 일관성을 위해)이 될 수 있거나, 상기 제어 장치(104)가 다른 신호들(예를 들어, 상기 신호들의 형상이나 주파수를 변화시켜)을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어할 수 있다. 상기 제어 장치(104)는 이에 따라 음향 신호들을 방출하도록 블록 310을 통해 반복되며, 상기 임계 숫자의 반복들에 도달되었을 때까지 상기 음향 신호들에 상응하는 센서 데이터를 수득하도록 블록 315를 통해 반복된다.
블록 320에서, 상기 임계 숫자의 반복들에 도달되었을 경우, 상기 제어 장치(104)는 블록 325로 진행된다. 블록 325에서, 상기 제어 장치(104)는 상기 압력 용기(101)의 목표 성질들을 계산한다. 상기 목표 성질들은 벽두께와 같은 상기 벽(102)의 성질들뿐만 아니라 상기 벽(102) 내의 임의의 결함들이나 균열들의 위치를 찾아내는 것이 될 수 있다. 특히, 상기 목표 성질들은 블록 315에서 수득된 상기 센서 데이터에 기초하여 계산된다.
예를 들면, 상기 벽의 두께는 다음 식 (6)에 따라 계산될 수 있다.
[식 (6)]
Figure pct00006
특히, 상기 식 (6)에서, cw는 상기 신호 발생기(108)로부터 상기 센서들(112)까지의 전파에 기초하여 검출되는 바와 같이 상기 압력 용기(101) 내에 전파되는 경우에 상기 유체 내의 음속을 나타낸다. ρ, c0 및 E는 각기 상기 유체의 밀도와 이상적인 음속 및 상기 벽(102)의 영률(Young's modulus)(즉, 상수들)을 나타낸다. D 및 h는 상기 압력 용기(101)의 벽(102)의 초기 직경과 두께(즉, 설치될 때에)를 나타내며, δ 및 θ는 상기 벽(102)의 침식의 내부 및 외부 깊이들을 나타낸다. 따라서 상기 신호 발생기(108)로부터 방출되는 음향 신호에 기초하여, 상기 센서들(112)에서 수신되는 신호 및 상기 압력 용기(101)의 알려진 파라미터들(예를 들어, 상기 메모리(204)에 저장되고 이로부터 검색됨), 상기 벽의 전체 침식이 계산될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 상기 벽의 외부 침식은 시각적 검사나 다른 방법들에 기초하여 판단될 수 있으며, 이에 따라 상기 벽(102)의 대응되는 내부 침식을 계산하는 데 이용될 수 있다.
다른 예들에서, 상기 벽의 두께 이외에도 상기 벽의 내부에 보강물이 있을 경우, 상기 벽의 두께 및 상기 물질 보강을 포함하여 전체적인 두께가 다음 식 (7)에 따라 계산될 수 있다.
[식 (7)]
Figure pct00007
특히, 상기 식 (7)에서, N은 결절 형성(tuberculation)에 대한 전달 손실을 나타내고, Dh는 통로의 수력학적 직경(즉, 물질 보강을 고려하여 유체가 통과할 수 있는 면적의 직경)을 나타내며, L은 평가되는 세그먼트의 길이를 나타내며, B는 실험적으로 유도된 흡수 계수를 나타내고, Dp는 상기 압력 용기의 내부 원주를 나타낸다. 따라서 상기 신호 발생기(108)로부터 방출되는 상기 음향 신호에 기초하여, 상기 센서들에서 수신되는 신호들, 상기 압력 용기(101)의 알려진 파라미터들 및 상기 벽의 내부 상의 물질 보강이 계산될 수 있다.
또한, 상기 벽두께는 둘 또는 그 이상의 병렬 계산들에 의해 계산될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(104)는 제1의 산정된 벽 두께를 계산하기 위해 상기 제1 센서(112-1)에서 수신되는 데이터를 분석할 수 있다. 상기 제어 장치(104)는 제2의 산정된 벽 두께를 계산하기 위해 상기 제2 센서(112-2)에서 수신되는 데이터를 더 분석할 수 있다. 상기 제1 및 제2의 산정된 벽 두께들은 일관성을 위해 비교될 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(204)는 목표 성질들의 병렬 계산들 사이에 허용될 수 있는 임계 퍼센티지 차이를 저장할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 압력 용기(101) 내에 포함된 유체는 기체를 포함할 수 있다. 기체는 액체들 보다 더 압축될 수 있으며, 이에 따라 적은 양의 기체라도 음향 전파에 상당히 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라, 일부 예들에서, 상기 벽 두께를 계산하기 이전에, 상기 제어 장치(104)는 상기 열팽창 액체 비중계(120)로부터 용존 기체 파라미터들을 먼저 수득할 수 있으며, 상기 벽 두께를 계산하는 데 상기 파라미터들을 활용할 수 있다. 따라서 블록 325에서 계산된 상기 목표 성질들은 상기 열팽창 액체 비중계(120)로부터 얻어지는 상기 용존 기체 파라미터들에 추가적으로 기초할 수 있다.
상기 제어 장치(104)는 또한 상기 벽(102) 내의 결함들이나 균열들을 검출하기 위해 상기 센서 데이터를 이용할 수 있다. 상세하게는, 상기 신호 발생기(108)에 의해 방출되는 음향 신호들은 상기 벽 내의 결함들에 의해 방사상으로 굴절될 것이며, 이에 따라 상기 센서들(112)에서 수신되는 교차 상호연관 신호들에 의해 검출될 수 있다.
예를 들면, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 결함 검출 계산의 개략적인 도면이 도시된다. 결함(500)은 압력 용기의 길이(502)를 따라 도시된다. 상기 결함(500)은 센서들(504-1, 504-2) 사이에 위치한다. 단순화를 위해, 상기 결함(500)은 상기 센서들(504-1, 504-2) 사이의 라인에 직접 위치하는 것으로 도시되며, 이에 따라 거리들만이 다음의 예에서 상기 센서들(504-1, 504-2)에 의해 한정되는 축을 따라 계산된다. 해당 기술 분야의 숙련자에게 이해될 것인 바와 같이, 이러한 계산들은 상기 센서들에 대한 거리들의 삼각 측량에 기초하여 삼차원의 거리들로 용이하게 변환될 수 있다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 제어 장치(104)는 먼저 주파수 의존 전파 속도(ci)를 판단하기 위해 상기 두 개의 센서들(504) 사이의 알려진 거리(L)를 가로지르는 신호에 대해 취해진 시간(τ)을 판단할 수 있다. 따라서 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 음향 신호가 상기 결함(500)에 의해 굴절될 때, 상기 제1 센서(504-1)까지의 거리(L1)를 횡단하는 제1 시간(τ1) 및 상기 제2 센서(504-2)까지의 거리(L2)를 횡단하는 제2 시간(τ2)이 취해지고, L1＋L2＝L이기 때문에 상기 제어 장치(104)는 굴절된 신호의 소스(즉, 상기 결함(500))가 L1＝0.5(ci(τ1－τ2)＋L)에 있는지를 판단하며, 여기서 L1은 상기 제1 센서(504-1)의 위치에 대해 계산된다.
블록 330에서, 상기 제어 장치(104)는 블록 325에서 계산된 상기 목표 성질들의 표시를 출력하게 된다. 예를 들면, 상기 제어 장치(104)는 결과들을 도표로 만들고, 디스플레이 스크린 상에 상기 목표 성질들을 표시하며, 전자 우편 통지를 송신하거나 상기 목표 성질들 또는 이들과 유사한 것들을 포함하는 보고서를 생성한다. 상기 제어 장치(104)는, 예를 들면, 향후의 처리를 위해 상기 목표 성질들을 상기 메모리(204) 내의 저장소(212)에 더 저장할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 제어 장치(104)는 상기 계산된 목표 성질들을 임계 조건들과 더 비교할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(104)는 상기 메모리(204)로부터 벽두께의 제조 사양들을 얻을 수 있다. 블록 325에서 계산된 상기 벽 두께가 상기 제조 사양들에 대한 임계 유사성(threshold similarity)(예를 들어, 퍼센티지 차이, 미리 정의된 임계 공차 또는 이들과 유사한 것들에 기초함) 바깥에 있을 경우, 상기 제어 장치(104)는 오류 상태 순서를 개시할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어 장치(104)는 상기 압력 용기의 잠재적인 약화를 조작자들에게 통지하도록 하나 또는 그 이상의 경보들, 통지들 또는 이들과 유사한 것들을 생성할 수 있다. 유사하게, 임의의 결함들이 검출될 경우, 상기 제어 장치(104)는 상기 압력 용기(101) 내의 잠재적인 누출을 조작자들에게 통지하도록 하나 또는 그 이상의 경보들, 통지들 또는 이들과 유사한 것들을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어 장치(104)는 상기 계산된 목표 성질들을 미리 저장되고 계산된 목표 성질들과 비교할 수 있다. 현재 계산된 목표 성질들이 상기 미리 저장된 목표 성질들에 대해 임계 유사성(예를 들어, 퍼센티지 차이, 미리 정의된 임계 공차 또는 이들과 유사한 것들에 기초함) 바깥에 있을 경우, 상기 제어 장치(104)는 현재 저장된 목표 성질들을 잠재적으로 기준에서 벗어난 것으로 표지할 수 있으며, 이에 따라 다른 데이터가 얻어질 때까지 오류 상태 순서를 개시하는 것을 지연시킬 수 있다.
2019년 10월부터 12월에 수행된 현장 실험은 현재 사용 중인 단열된 고온의 송수관에 대한 상술한 시스템의 유용성과 정확도를 증명하였다. 센서들 및 두 가지 유형들의 음원들(소나 및 쉐이커)이 테스트 현장에서 파이프의 길이를 따라 설치되었다. 배경 소음에 대해 상기 시스템을 보정하고, 상기 센서들에 대한 이득을 조정한 후, 상기 소나는 수차례 동작되었고, 여기서 다른 주파수의 펄스들 및 지속이 상기 파이프 내로 도입되었다. 상기 쉐이커를 이용하는 유사한 세트의 시험들이 이에 수반되었다. 상기 시험들이 완료된 후, 파이프 쿠폰(pipe coupon)은 테스트된 섹션으로부터 절단되었고, 상기 시험 결과들을 확인하기 위해 파괴적으로 테스트되었다.
평균적인 계산된 입증 결과들, 제조 사양들 및 파이프 쿠폰 결과들이 표 1에 개괄적으로 기재된다.
현장 테스트 결과들
외부 직경
(㎜) 		내부 직경
(㎜) 		두께
(㎜) 		파열 압력
(MPa)
제조 사양 508 489.0 9.525 19.00
소나 결과 위치 A 508 489.6 9.220 18.40
쉐이커 결과 위치 A 508 490.5 8.760 17.47
파이프 쿠폰 위치 A 508 489.5 9.290 17.53
소나 결과 위치 B 508 489.0 9.510 18.97
파이프 쿠폰 위치 B 508 489.0 9.530 19.00
소나 결과 위치 C 508 489.2 9.400 18.76
파이프 쿠폰 위치 C 508 489.3 9.354 17.65
전체적으로, 상기 시스템은 파괴 시험에 비하여 대략 ±2% 내지 ±5%의 정확도를 입증하였다. 향상된 정확도가 시험 동안에 용존 기체 및 온도 파라미터들을 측정하기 위해 양립 가능한 열팽창 액체 비중계를 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 누출이나 결함이 누출 대신에 모달 해머(modal hammer)를 이용하여 모의 실험되었다. 상세하게는, 상기 모달 해머로부터 탭들로 상기 벽 내의 누출이나 결함에 의해 야기된 방사 굴절들을 모의 실험하였다. 또한, 상기 모달 해머는 전파 속도가 판단되게 하도록 정밀한 시간 기준을 제공하였다. 상기 누출은 0.7 파이프 직경들 내에서 정확하게 검출될 수 있었다. 결과들은 표 2에 개괄적으로 기재된다.
누출 모의실험 결과들
모의 실험된 누출로부터 실제 거리(m) 모의 실험된 누출로부터의 계산된 거리(m)
센서 1 13.04 13.19
센서 2 63.91 63.74
센서 3 157.22 157.05
상술한 바와 같이, 압력 용기의 성질들의 비침습적 판단을 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 음향 신호들을 발생시키는 신호 발생기, 상기 압력 용기를 통해 전달되는 경우에 상기 음향 신호 반응을 검출하는 복수의 센서들, 그리고 제어 장치를 포함한다. 상기 제어 장치는 특정된 주파수들 및 지속들로 제어된 판단 방식으로 상기 음향 신호들을 도입하도록 상기 신호 발생기를 제어한다. 상기 제어 장치는 상기 센서들로부터 센서 데이터를 더 수득하며, 벽두께 및 결함들이나 누출들의 위치들과 같은 상기 목표 성질들을 판단하기 위해 상기 센서 데이터를 이용한다. 상기 시스템은 다양한 주파수들을 통해 반복하며, 일관성을 확인하도록 병렬 계산들을 수행한다. 본 발명의 시스템은 이에 따라 상기 압력 용기의 성질들의 정확하고 비침습적인 판단을 제공한다.
다음의 특허 청구 범위의 범주는 앞서의 예들에서 설시된 실시예들에 의해 한정되지 않아야 하며, 전체적인 설명과 부합되도록 가장 넓은 범위로 이해되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 압력 용기의 목표 성질들을 판단하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 압력 용기 내에 포함된 유체와 음향적으로 연결되고(acoustically coupled), 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 신호 발생기를 포함하고, 상기 신호 발생기는 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하며;
    상기 유체와 음향적으로 연결되고, 상기 음향 신호들을 검출하도록 상기 압력 용기에 외부로 배치되는 복수의 센서들을 포함하며;
    상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들과 상호 연결되는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는,
    상기 음향 신호들을 상기 유체 내로 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하도록 구성되며;
    상기 복수의 센서들로부터 센서 데이터를 수득하도록 구성되고, 상기 센서 데이터는 상기 복수의 센서들에 의해 수신되는 경우에 상기 음향 신호들을 나타내며;
    상기 센서 데이터에 기초하여, 상기 압력 용기의 목표 성질들을 계산하도록 구성되고;
    상기 목표 성질들의 표시를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    상기 압력 용기 및 그 내부에 포함된 상기 유체의 미리 정의된 파라미터들을 수득하고;
    상기 센서 데이터 및 상기 미리 정의된 파라미터들에 기초하여 상기 목표 성질들을 계산하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 음향 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하기 이전에, 상기 제어 장치는 상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들을 보정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들을 보정하기 위해 상기 제어 장치는,
    상기 압력 용기 및 그 내부에 포함된 상기 유체의 미리 정의된 파라미터들에 기초하여 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들을 계산하고;
    상기 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들에 따라 테스트 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하며;
    상기 복수의 센서들에서 테스트 신호 데이터를 수득하고;
    상기 테스트 신호 데이터에 기초하고, 목표의 수신된 신호 강도에 따라 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 상기 테스트 신호들의 강도를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
    음향 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하고, 상기 센서들로부터 센서 데이터를 수득하는 임계 숫자의 반복들에 도달되었는지를 판단하며;
    상기 판단이 확인될 때에만 상기 목표 성질들을 계산하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 목표 성질들은 상기 압력 용기의 벽의 두께 및 상기 압력 용기 내의 결함의 위치 중에서 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 압력 용기 내에 포함된 상기 유체의 용존 기체 파라미터들을 판단하도록 구성되는 열팽창 액체 비중계(thermodilatohydrometer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 목표 성질들을 계산하기 이전에, 상기 열팽창 액체 비중계로부터 상기 용존 기체 파라미터들을 수득하도록 구성되며, 상기 목표 성질들의 계산은 상기 용존 기체 파라미터들에 더 기초하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 신호 발생기 및 상기 센서들의 각각의 동작 온도들을 유지하도록 상기 신호 발생기 및 상기 센서들에 연결되는 온도 제어 구성 요소들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 신호 발생기는 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 경우에 상기 음향 신호를 검출하도록 구성되는 통합 기준 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 압력 용기의 목표 성질들을 판단하기 위한 방법에 있어서,
    상기 압력 용기에 대해 외부로부터 상기 압력 용기 내에 포함된 유체 내로 음향 신호들을 방출하도록 신호 발생기를 제어하는 단계를 포함하고;
    상기 유체를 통해 전달되는 경우에 상기 음향 신호들을 나타내는 센서 데이터를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 센서 데이터는 상기 압력 용기에 대해 외부로 수득되고;
    상기 센서 데이터에 기초하여 상기 압력 용기의 목표 성질들을 계산하는 단계를 포함하며;
    상기 목표 성질들의 표시를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압력 용기 및 그 내부에 포함된 유체의 미리 정의된 파라미터들을 수득하는 단계; 및
    상기 센서 데이터 및 상기 미리 정의된 파라미터들에 기초하여 상기 목표 성질들을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 음향 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하는 단계 이전에, 상기 센서 데이터를 수득하도록 구성되는 상기 신호 발생기 및 복수의 센서들을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 신호 발생기 및 상기 복수의 센서들을 보정하는 단계는,
    상기 압력 용기 및 그 내부에 포함된 유체의 미리 정의된 파라미터들에 기초하여 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들을 계산하는 단계;
    상기 초기 스펙트럼 펄스 파라미터들에 따라 테스트 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하는 단계;
    상기 복수의 센서들로부터 테스트 신호 데이터를 수득하는 단계; 및
    상기 테스트 신호 데이터에 기초하고, 목표의 수신된 신호 강도에 따라 상기 신호 발생기에 의해 방출되는 상기 테스트 신호들의 강도를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    음향 신호들을 방출하도록 상기 신호 발생기를 제어하고, 상기 센서들로부터 센서 데이터를 수득하는 임계 숫자의 반복들에 도달되었는지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단이 확인될 때에만 상기 목표 성질들을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 목표 성질들은 상기 압력 용기의 벽의 두께 및 상기 압력 용기 내의 결함의 위치 중에서 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 목표 성질들을 계산하기 이전에, 상기 압력 용기 내에 포함된 상기 유체의 용존 기체 파라미터들을 수득하는 단계를 더 포함하며, 상기 목표 성질들의 계산은 상기 용존 기체 파라미터들에 더 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
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US6568271B2 (en) * 2001-05-08 2003-05-27 Halliburton Energy Services, Inc. Guided acoustic wave sensor for pipeline build-up monitoring and characterization
EP1910795A4 (en) * 2005-07-29 2011-03-16 Acousticeye Ltd SYSTEM AND METHODS FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF TUBULAR SYSTEMS
US9803976B2 (en) * 2015-04-22 2017-10-31 Clamp On As Methods and apparatus for measurement or monitoring of wall thicknesses in the walls of pipes or similar structures
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