NL1032186C2

NL1032186C2 - System for measuring on a wall of a pipeline with a phased array.

Info

Publication number: NL1032186C2
Application number: NL1032186A
Authority: NL
Inventors: Reinier Antonius Parie; Thomas Theodorus Arno Overbeek; Herman Jozef Moolenaar; Paul Andre De Jong
Original assignee: Roentgen Tech Dienst Bv
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-01-18
Also published as: WO2008010712A1

Description

Titel: Systeem voor het meten aan een wand van een pijpleiding met phased arrayTitle: System for measuring on a wall of a pipeline with a phased array

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het met behulp van tenminste een ultrasone bundel meten aan een wand van een pijpleiding vanaf een positie in de pijpleiding, waarbij het systeem is voorzien van een transportinrichting die is ingericht om in de pijpleiding te 5 worden gepositioneerd welke transportinrichting is voorzien van een meetlichaam, welk meetlichaam is voorzien van een zend- en ontvanginrichting voor het uitzenden van ultrasone bundels en voor het ontvangen van reflecties van de bundels aan de wand van de pijpleiding, waarbij de transportinrichting, in gebruik, een radiale, axiale en tangentiële 10 richting omvat die samenvalt met een radiale, axiale en tangentiële richting van de pijpleiding en waarbij de tenminste ene bundel een voortplantingsrichting met een radiale component heeft in de richting van de wand van de pijpleiding.The invention relates to a system for measuring at least one ultrasonic beam on a wall of a pipeline from a position in the pipeline, wherein the system is provided with a transport device which is arranged to be positioned in the pipeline which conveying device is provided with a measuring body, which measuring device is provided with a transmitting and receiving device for transmitting ultrasonic beams and for receiving reflections from the beams on the wall of the pipeline, the conveying device, in use, having a radial, axial and includes a tangential direction that coincides with a radial, axial and tangential direction of the pipeline and wherein the at least one bundle has a propagation direction with a radial component in the direction of the wall of the pipeline.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het 15 met behulp van ultrasone bundels meten aan een wand van een pijpleiding vanaf een positie in de pijpleiding onder gebruikmaking van een dergelijk systeem.The invention furthermore relates to a method for measuring ultrasonic beams on a wall of a pipeline from a position in the pipeline using such a system.

Een dergelijk systeem en een dergelijke werkwijze zijn op zich bekend en worden gebruikt voor het opsporen van defecten in metalen delen 20 van de pijpwand van een pijpleiding, zoals scheuren en corrosie. Doorgaans heeft de zend- en ontvanginrichting een beperkt aantal zend- en ontvangelementen in de vorm van een beperkt aantal zend- en ontvang transducenten waarbij een transducent een bundel kan uitzenden en veelal ook ultrasone golven kan ontvangen. Hierbij kan het systeem gebruik 25 maken van technieken om op basis van ontvangen reflecties (inclusief diffracties) van de ultrasone bundel aan de wand, informatie te verkrijgen 1032186 2 over de wand. Hierbij kunnen deze reflecties met dezelfde transducenten worden gemeten als waarmee de ultrasone golven werden uitgezonden. Ook kan de zend- en ontvanginrichting gebruik maken van de op zich bekende time-of-flight diffraction (TOFD) en/of tandemtechniek. Dergelijke 5 technieken zijn onder meer omschreven in de Europese norm ENV 583-6, januari 2000 (TOFD) en “Ultrasonic Testing of Materials”, J. & H. Krautkramer, ISBN 3-540-07716-2, New York, 1977 (Tandem). Hierbij worden responsies meestal ontvangen met andere transducenten dan de transducenten waarmee de bundels werden uitgezonden. De 10 transportinrichting is veelal uitgevoerd om door de pijpleiding te worden getransporteerd voor het scannen van de pijpleiding. Om in zoveel mogelijk richtingen metingen te kunnen verrichten is het meetlichaam vaak roteerbaar ten opzichte van de pijpleiding, dat wil zeggen roteerbaar ten opzichte van de rest van de transportinrichting, uitgevoerd.Such a system and method are known per se and are used for the detection of defects in metal parts of the pipe wall of a pipeline, such as cracks and corrosion. Typically, the transmitting and receiving device has a limited number of transmitting and receiving elements in the form of a limited number of transmitting and receiving transducers whereby a transducer can emit a beam and often also receive ultrasonic waves. The system can herein use techniques to obtain information about the wall on the basis of received reflections (including diffractions) from the ultrasonic beam on the wall. These reflections can be measured with the same transducers with which the ultrasonic waves were emitted. The transmitting and receiving device can also make use of the time-of-flight diffraction (TOFD) known per se and / or tandem technology. Such techniques are described in, among others, the European standard ENV 583-6, January 2000 (TOFD) and "Ultrasonic Testing of Materials", J. & H. Krautkramer, ISBN 3-540-07716-2, New York, 1977 ( Tandem). Responses are usually received with transducers other than the transducers with which the bundles were broadcast. The transport device is often designed to be transported through the pipeline for scanning the pipeline. In order to be able to take measurements in as many directions as possible, the measuring body is often rotatable with respect to the pipeline, i.e. rotatable with respect to the rest of the transport device.

15 In gebruik wordt de transportinrichting in de pijpleiding gebracht.In use, the transport device is introduced into the pipeline.

Vervolgens wordt het meetlichaam geroteerd, waardoor elk der transducenten telkens in een gewijzigde richting de bundel uitzendt. Aldus wordt een ringvormige zone gescand. Na het scannen van de zone kan de transportinrichting verder worden getransporteerd in de pijpleiding voor het 20 vervolgens scannen van een volgende ringvormige zone. Ook kan het transporteren door de pijpleiding en het roteren tegelijkertijd worden uitgevoerd zodat de pijpwand volgens een helix wordt gescand.The measuring body is then rotated, as a result of which each of the transducers each time transmits the beam in a changed direction. Thus, an annular zone is scanned. After the zone has been scanned, the transport device can be further transported in the pipeline for subsequently scanning a next annular zone. Transporting through the pipeline and rotating can also be carried out simultaneously so that the pipe wall is scanned according to a helix.

Nadeel van de bekende transportinrichting is dat meten middels het roteren van het meetlichaam in de pijpleiding relatief veel tijd kost.A drawback of the known transport device is that measuring by means of rotating the measuring body in the pipeline takes relatively much time.

25 De noodzaak van het roteren van het meetlichaam kan een belangrijke beperking vormen voor de verplaatsingssnelheid van de transportinrichting in axiale richting, aangezien de rotatiesnelheid wordt beperkt door technische mogelijkheden en/of een meetsnelheid.The necessity of rotating the measuring body can form an important limitation on the speed of movement of the transport device in the axial direction, since the rotation speed is limited by technical possibilities and / or a measuring speed.

Ook kost het roteren veel energie, hetgeen problemen kan 30 opleveren met name indien het systeem een batterijgevoed apparaat betreft.Rotation also costs a lot of energy, which can cause problems, in particular if the system is a battery-powered device.

33

Om de noodzaak tot rotatie te kunnen reduceren is volgens de uitvinding het systeem gekenmerkt, in dat de zend- en ontvanginrichting ten minste één elementenarray omvat, waarvan elk element is ingericht voor het uitzenden van een ultrasone golf, waarbij de elementen van de 5 elementenarray dusdanig ten opzichte van elkaar zijn gerangschikt dat deze zich in combinatie tenminste verdeeld over een pad uitstrekken welk pad althans voor een deel in tangentiële richting zich rondom een zich in axiale richting uitstrekkende axiale as van de transportinrichting uitstrekt waarbij het systeem verder is voorzien van een besturingsinrichting voor 10 het besturen van de zend- en ontvanginrichting, waarbij de besturingsinrichting is ingericht voor het telkens met behulp van tenminste een geselecteerde deelverzameling van elementen van een door de elementenarray gevormde verzameling van elementen laten uitzenden van ultrasone golven, waarbij de deelverzameling een veelvoud van elementen 15 omvat en waarbij de besturingsinrichting voorts is ingericht voor het aansturen van de elementen van de deelverzameling als een phased array voor het met behulp van de elementen van de deelverzameling vormen en richten van de tenminste ene bundel, welke bundel is gevormd uit de ultrasone golven, en voor het selecteren van, van elkaar verschillende 20 deelverzamelingen voor het genereren van, van elkaar verschillende bundels.In order to be able to reduce the need for rotation, the system is characterized in accordance with the invention in that the transmitting and receiving device comprises at least one element array, each element of which is adapted to emit an ultrasonic wave, the elements of the element array being such are arranged relative to each other that in combination they extend at least distributed over a path, which path at least partly extends in a tangential direction around an axial axis of the transport device extending in axial direction, the system further being provided with a control device for 10 controls the transmitting and receiving device, wherein the control device is adapted to cause ultrasonic waves to be emitted from at least one selected subset of elements of a set of elements formed by the element array, wherein the subset is a plurality of elements includes e n wherein the control device is further adapted to control the elements of the subset as a phased array for forming and directing the at least one beam with the aid of the elements of the subset, which bundle is formed from the ultrasonic waves, and selecting mutually different subsets for generating mutually different bundles.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk, het telkens met behulp van ten minste een geselecteerde deelverzameling van elementen uitzenden van tenminste een bundel, waarbij verschillende 25 deelverzamelingen worden geselecteerd voor het uitzenden van verschillende bundels en waarbij met behulp van de bundels aan de wand wordt gemeten.The method according to the invention is characterized in that at least one bundle of elements is emitted with the aid of at least one selected subset of elements, wherein different subsets are selected for transmitting different bundles and wherein the bundles are used to wall the measured.

Doordat meerdere elementen tegelijkertijd golven uitzenden voor het vormen van de bundel kunnen elementen worden gebruikt die kleiner 30 zijn dan de transducenten in de bekende systemen. Omdat de gewenste 4 richting van de bundel kan worden gekozen door middel van selectie van de deelverzameling elementen, en bovendien door de wijze van aansturen van de door deze geselecteerde elementen gevormde phased array, kan in veel gevallen rotatie van het meetlichaam ten opzichte van de behuizing althans 5 gedeeltelijk of geheel worden vermeden. Hierdoor zijn dus uitvoeringsvormen van het systeem mogelijk waarbij het meetlichaam in gebruik niet roteert ten opzichte van de pijpleiding ofwel ten opzichte van de rest van de transportinrichting, hetgeen ten goede kan komen aan de nauwkeurigheid van de metingen. Voorts biedt de phased array van 10 elementen de mogelijkheid om ultrageluidsbundels uit te zenden en te ontvangen in een richting die ongelijk is aan de tangentiele richting, en ook om te compenseren voor divergentie die ontstaat bij het vormen van de bundel ten gevolge van mogelijke onderlinge verschillende oriëntatierichtingen van elk der geselecteerde elementen.Because a plurality of elements simultaneously emit waves for forming the beam, elements can be used that are smaller than the transducers in the known systems. Because the desired direction of the bundle can be selected by means of selection of the subset of elements, and moreover by the manner of driving the phased array formed by these selected elements, rotation of the measuring body relative to the housing can in many cases be achieved. at least partially or completely avoided. This makes it possible to implement embodiments of the system in which the measuring body does not rotate in use with respect to the pipeline or with respect to the rest of the transport device, which may benefit the accuracy of the measurements. Furthermore, the phased array of 10 elements offers the possibility of transmitting and receiving ultrasound beams in a direction that is unequal to the tangential direction, and also to compensate for divergence that occurs during the formation of the beam as a result of possible mutually different orientation directions of each of the selected elements.

15 Een voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat, de besturingsinrichting is ingericht om, in gebruik, achtereenvolgens van elkaar verschillende deelverzamelingen van elementen van de tenminste ene elementenarray aan te sturen voor het achtereenvolgens uitzenden van, van elkaar verschillende bundels voor het 20 scannen van de wand.A preferred embodiment of the system according to the invention is characterized in that, in use, the control device is arranged to control successively different subsets of elements of the at least one elementary array for successively transmitting mutually different bundles for scanning the wall.

Aldus kunnen in de tijd verspreid verschillende bundels worden gegenereerd voor het scannen van de wand. Tevens heeft een voorkeursuitvoeringsvorm als kenmerk, dat de besturingsinrichting is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen dat tegelijkertijd 25 een veelvoud van verschillende bundels wordt gegenereerd, waarbij elk de der bundels met behulp van één deelverzameling van elementen is gevormd. Aldus kan tegelijkertijd een veelvoud van bundels worden gegenereerd. Dit kan in het bijzonder in combinatie met de hiervoor besproken voorkeursuitvoeringsvorm zodat dan tegelijkertijd en opeenvolgend 30 verschillende bundels worden gegenereerd.Thus, different beams spread over time can be generated for scanning the wall. A preferred embodiment also has the feature that the control device is adapted to control the elements in such a way that a plurality of different bundles is generated simultaneously, each of the bundles being formed with the aid of one subset of elements. Thus, a plurality of bundles can be generated simultaneously. This is possible in particular in combination with the preferred embodiment discussed above, so that different bundles are then generated simultaneously and successively.

55

Voorts hoeft een uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding het kenmerk, dat de deelverzameling van elementen ten minste drie elementen omvat. Indien de als phased array aangestuurde deelverzameling ten minste drie elementen omvat die bijvoorbeeld in o tangentiele richting ten opzichte van elkaar zijn gescheiden, kan worden vermeden dat een in tangentiele richting divergerende bundel ontstaat.Furthermore, an embodiment of the system according to the invention needs to be characterized in that the subset of elements comprises at least three elements. If the subset controlled as a phased array comprises at least three elements which are separated from one another in the tangential direction, for example, a bundle diverging in the tangential direction can be avoided.

Deze divergerende bundel kan namelijk ontstaan omdat de elementen van de bundelvormende deelverzameling onderling een verschillende positie hebben. De phased array kan, met gebruik van de drie elementen, worden 10 aangestuurd voor het in hoofdzaak laten convergeren in tangentiele richting van de door de elementen van de deelverzameling gegenereerde ult rasone bundel. Ook is het mogelijk dat de phased array dusdanig kan worden aangestuurd, dal de bundel een alt hans nagenoeg vlak golffront heeft.This diverging bundle can in fact arise because the elements of the bundle-forming subset have a different position with respect to each other. Using the three elements, the phased array can be driven to substantially converge in tangential direction of the ult rasone bundle generated by the elements of the subset. It is also possible that the phased array can be controlled in such a way that the bundle has an almost flat wave front.

Een geavanceerde uitvoeringsvorm van het systeem volgens de 15 uitvinding heeft het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting een veelvoud van elementenarrays omvat. Hierbij is het mogelijk, dat de besturingsinrichting voorts is ingericht voor het telkens met behulp van een gewijzigde deelverzameling van elementen van elk der elementenarrays laten uitzeilden van tenminste een ultrasone bundel per elementenarray.An advanced embodiment of the system according to the invention is characterized in that the transmitting and receiving device comprises a plurality of element arrays. In this case, it is possible that the control device is further adapted to cause at least one ultrasonic beam per element array to be sailed out with the aid of a modified subset of elements from each of the element arrays.

20 Ook hierdoor kunnen meerdere bundels tegelijkertijd worden gevormd en kan de mectsnelheid verder worden verhoogd.This also allows several bundles to be formed simultaneously and the mecting speed to be further increased.

Het is mogelijk dat de zend- en ontvanginrichting is voorzien van tenminste een elementenarray van een eerste type die gebruik maakt van puls-echo. Ook kan de zend- en ontvanginrichting zijn voorzien van 25 tenminste twee elementenarrays van een tweede type die op afstand van elkaar zijn gescheiden en die gebruik maken van time-of-flight diffraction (TOED) of tandemteehniek. Voordeel hiervan is dat een betere beeldvorming kan ontstaan, aangezien van beide soorten metingen sterke eigenschappen kunnen worden benut.It is possible that the transmitting and receiving device is provided with at least one elemental array of a first type that uses pulse echo. The transmitting and receiving device can also be provided with at least two element arrays of a second type which are spaced apart from each other and which use time-of-flight diffraction (TOED) or tandem technology. The advantage of this is that better image formation can occur, since strong properties can be utilized for both types of measurements.

66

De tenminste ene elementenarray kan ééndimensionaal zijn, in welk geval het mogelijk is de bundel in een richting loodrecht op de array te laten convergeren met behulp van een akoestische lens en in een richting van de array door een gekozen fasesturing.De tenminste ene 5 elementenarray kan ook tweedimensionaal zijn uitgevoerd waarbij de dimensies van de elementenarray zich uitstrekken m de tangentiële en axiale richting. In dat geval kan de bundel zonder akoestische lens convergeren in axiale en tangentiële richting door een juiste fasesturing van de deelverzameling van elementen indien deze deelverzameling ook 10 tweedimensionaal is.The at least one element array can be one-dimensional, in which case it is possible to cause the beam to converge in a direction perpendicular to the array using an acoustic lens and in a direction of the array by a selected phase control. The at least one element array can also two-dimensionally designed wherein the dimensions of the element array extend in the tangential and axial directions. In that case the beam can converge in axial and tangential direction without an acoustic lens by a correct phase control of the subset of elements if this subset is also two-dimensional.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de besturingsinrichting herprogrammeerbaar is. Voordeel hiervan is dat eigenschappen van de bundel naar believen, eventueel vooraf, kunnen worden bepaald.A preferred embodiment of the system according to the invention is characterized in that the control device is reprogrammable. The advantage of this is that properties of the bundle can be determined as desired, possibly in advance.

15 Tevens heeft een uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding het kenmerk, dat de elementen zijn voorzien van piëzo-kristallen voor het genereren van de ultrasone golven. Gebleken is dat piëzo-kristallen zeer geschikt zijn voor het genereren van ultrasone golven.An embodiment of the system according to the invention is also characterized in that the elements are provided with piezo crystals for generating the ultrasonic waves. It has been found that piezo crystals are very suitable for generating ultrasonic waves.

Met name indien piëzo-kristallen worden gebruikt voor het 20 genereren van de ultrasone golven verdient het de voorkeur, dat de besturingsinrichting verder is voorzien van elektronische componenten, bijvoorbeeld componenten die samen een microprocessor vormen, voor het aansturen van de zend- en ontvanginrichting. Elektronische componenten zijn in veel gevallen eenvoudig programmeerbaar, en in veel gevallen zelfs 25 herprogrammeerbaar. Verder zijn zij bijzonder geschikt voor het aansturen van de piëzo-kristallen, aangezien piëzo-kristallen bij uitstek geschikt zijn voor het omzetten van een elektrisch signaal in een geluidstrilling.In particular if piezo crystals are used to generate the ultrasonic waves, it is preferred that the control device is further provided with electronic components, for example components that together form a microprocessor, for controlling the transmitting and receiving device. Electronic components are in many cases easily programmable, and in many cases even reprogrammable. Furthermore, they are particularly suitable for driving the piezo crystals, since piezo crystals are eminently suitable for converting an electrical signal into a sound vibration.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de ten minste ene elementenarray zich 30 uitstrekt over een in zichzelf gesloten lus. Wanneer de ten minste ene 1—t elementenarray zich over een in zichzelf gesloten lus uitstrekt, kan een althans nagenoeg in zichzelf gesloten scan aan de wand worden uitgevoerd zonder dat tijdens de scan verschuiving van een deel van de transportinrichting in axiale of tangentiöle richting noodzakelijk is.A preferred embodiment of the system according to the invention is characterized in that the at least one element array extends over a loop closed in itself. When the at least one elemental array extends over a loop that is closed in itself, an at least substantially self-contained scan can be carried out on the wall without the necessity of shifting a part of the transport device in the axial or tangential direction during the scan. .

5 Bovendien biedt de in zichzelf gesloten lus mogelijkheden tot een compact ontwerp van de transportinrichting. Bij voorkeur bevindt een dergelijke lus zich binnen een vlak loodrecht op de axiale richting.Moreover, the loop closed in itself offers possibilities for a compact design of the transport device. Such a loop is preferably located within a plane perpendicular to the axial direction.

Meer in het bijzonder strekt het pad zich uit over een cirkel in tangentiöle richting. Een dergclijke opstelling heeft het voordeel dat gebruik 10 kan worden gemaakt van de rotatiesymmetrie die dikwijls in een pijpleiding aanwezig is. Indien de elementenarray zich over een cirkel uitstrekt, hebben de elementen van de elementenarray in hoofdzaak een zelfde afstand tot het binnen en/of buitenoppervlak van de pijpleiding.More specifically, the path extends over a circle in tangential direction. Such an arrangement has the advantage that use can be made of the rotation symmetry that is often present in a pipeline. If the element array extends over a circle, the elements of the element array have substantially the same distance to the inner and / or outer surface of the pipeline.

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand 1ö van de tekening, waarbij:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which:

Figuur 1 in perspectivisch aanzicht een eerste uit voeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding toont;Figure 1 shows a perspective view of a first embodiment of a system according to the invention;

Figuur 2 oen dwarsdoorsnede van de transportinrichting van het 20 systeem uit Figuur 1;Figure 2 shows a cross-section of the transport device of the system of Figure 1;

Figuren 3a-c detailaanzichton van het in figuur 2 met behulp van een stippellijn omlijnd gedeelte tonen;Figures 3a-c show a detailed view of the part outlined in Figure 2 with the help of a dotted line;

Figuur 3d een dwarsdoorsnede van de transportinrichting uit figuur 1 toont; 2b Figuur 4a in perspectivisch aanzicht een tweede uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding toont;Figure 3d shows a cross-section of the transport device of figure 1; 2b Figure 4a shows a perspective view of a second embodiment of a system according to the invention;

Figuur 4b in perspectivisch aanzicht een derde uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding toont;Figure 4b shows a perspective view of a third embodiment of a system according to the invention;

Figuur 5 een detailaanzicht van het in figuur 4a met. behulp van 30 een stippellijn omlijnd gedeelte toont; 8Figure 5 shows a detailed view of the device shown in Figure 4a. shows a dotted line portion by means of 30; 8

Figuur 6 in perspectivisch aanzicht een vierde uitvoeringvorm van een systeem volgens de uitvinding toont; enFigure 6 shows a perspective view of a fourth embodiment of a system according to the invention; and

Figuur 7 een detailaanzicht van de langsdoorsnede van de transportinrichting ter hoogte van de pijlen PP' toont.Figure 7 shows a detailed view of the longitudinal section of the transport device at the level of the arrows PP '.

55

Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van een systeem S volgens de uitvinding. Het systeem S omvat een transportinrichting 1 die in figuur 1 in perspectivisch aanzicht is getoond. De transportinrichting 1 is voorzien van een behuizing 2 die, althans in deze eerste uitvoeringsvorm, 10 een cilindervormig meetlichaam 4 en aan beide uiteinden 6, 8 daarvan een frame, in dit voorbeeld in de vorm van een ophanging 10 omvat. In de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm zijn de ophangingen 10 dusdanig ingericht en aan het meetlichaam 4 bevestigd, dat het meetlichaam 4 gecentreerd in een pijpleiding 13 met een axiale as A kan worden gebracht. 15 Hiertoe is elk der ophangingen 10 voorzien van drie armen 11, waarbij elk der armen 11 aan een van een axiale as A’ van het cilindervormige lichaam 4 af gericht uiteinde een wieltje 12 en een zich tussen de axiale as A’ en het wieltje 12 bevindend verend element (niet getoond in de figuren) omvat. De axiale as A van de pijpleiding valt, in gebruik wanneer de 20 transportinrichting 1 zich in de te inspecteren pijpleiding 13 bevindt samen met de axiale as A’ van de transportinrichting 1. Voorts is een radiale richting B’ van de transportinrichting 1 gedefinieerd als samen te vallen met een radiale richting B van de pijpleiding 13 wanneer de transportim*ichting 1 zich in de pijpleiding 13 bevindt (zie figuur 2). Tevens 25 is een tangentiële richting C’ van de transportinrichting 1 gedefinieerd als samen te vallen met een tangentiële richting C van de pijpleiding wanneer de transportinrichting 1 zich in de pijpleiding bevindt (zie figuur 2). De drie armen 11 zijn op een hoekafstand van ongeveer 120" ten opzichte van elkaar gescheiden door middel van gebogen staven 14. Verder is de ene ophanging 30 10 aan het ene uiteinde 6 ongeveer 60° versprongen ten opzichte van de 9 andere ophanging 10 aan het andere uiteinde 8. Doordat de ophanging op deze wijze is ingericht, is het mogelijk de transportinrichting 1 in axiale richting van de pijpleiding 13 met een gunstige snelheid van bijvoorbeeld 0,5 tot 1 m/sec te laten bewegen, waarbij het meetlichaam 4 tevens goed 5 gecentreerd blijft.Figure 1 shows a first embodiment of a system S according to the invention. The system S comprises a transport device 1 which is shown in figure 1 in perspective view. The transport device 1 is provided with a housing 2 which, at least in this first embodiment, comprises a cylindrical measuring body 4 and a frame at both ends 6, 8 thereof, in this example in the form of a suspension 10. In the embodiment shown in Figure 1, the suspensions 10 are arranged and attached to the measuring body 4 in such a way that the measuring body 4 can be brought centered in a pipeline 13 with an axial axis A. To this end, each of the suspensions 10 is provided with three arms 11, wherein each of the arms 11 has a wheel 12 at an end directed away from an axial axis A 'of the cylindrical body 4 and a wheel 12 between the axial axis A' and the wheel 12. resilient element (not shown in the figures). The axial axis A of the pipeline falls into use when the conveying device 1 is in the pipeline to be inspected together with the axial axis A 'of the conveying device 1. Furthermore, a radial direction B' of the conveying device 1 is defined as to fall with a radial direction B of the pipeline 13 when the transport device 1 is in the pipeline 13 (see figure 2). Also, a tangential direction C 'of the transport device 1 is defined as coinciding with a tangential direction C of the pipeline when the transport device 1 is in the pipeline (see figure 2). The three arms 11 are separated at an angular distance of approximately 120 "from each other by means of curved bars 14. Furthermore, the one suspension 10 at one end 6 is offset by approximately 60 ° with respect to the other 9 suspension 10 at the other end 8. Because the suspension is arranged in this way, it is possible to have the transport device 1 move in the axial direction of the pipeline 13 at a favorable speed of, for example, 0.5 to 1 m / sec, wherein the measuring body 4 is also well 5 remains centered.

Het cilindervormig meetlichaam 4 is voorzien van een zend- en ontvanginrichting 15 voor het uitzenden van ultrasone bundels en voor het ontvangen van reflecties van de bundels aan de wand. Onder een reflectie aan de wand wordt verstaan reflecties aan de binnenwand 24 (zie figuur 3a), 10 de buitenwand 26 (zie figuur 3a) en/of reflecties en/of diffracties in de wand. De zend- en ontvanginrichting 15 omvat een aantal elementen 16 die in de eerste uitvoeringsvorm in combinatie allemaal één elementenarray 18 vormen, in de vorm van een rij 19 die zich langs een cirkel uitstrekt op en rond het cilindervormige meetlichaam 4, zoals ook in figuur 1 is te zien. Het 15 aantal elementen 16, zoals getoond in de figuren is slechts illustratief bedoeld. Het aantal elementen 16 is afhankelijk van het per lengte-eenheid gewenste aantal metingen en varieert dus per uitvoeringsvorm. De elementen 16 zijn op zich bekend en zijn, althans in deze uitvoeringsvorm ingericht voor het uitzenden en ontvangen van ultrasone golven. Hiertoe 20 zijn de elementen meestal voorzien van piëzo-kristal.The cylindrical measuring body 4 is provided with a transmitting and receiving device 15 for transmitting ultrasonic beams and for receiving reflections from the beams on the wall. A reflection on the wall is understood to be reflections on the inner wall 24 (see figure 3a), the outer wall 26 (see figure 3a) and / or reflections and / or diffractions in the wall. The transmitting and receiving device 15 comprises a number of elements 16 which in the first embodiment in combination all form one element array 18, in the form of a row 19 extending along a circle on and around the cylindrical measuring body 4, as also in figure 1 can be seen. The number of elements 16, as shown in the figures, is intended to be illustrative only. The number of elements 16 depends on the number of measurements desired per unit of length and thus varies per embodiment. The elements 16 are known per se and are arranged, at least in this embodiment, for transmitting and receiving ultrasonic waves. To this end, the elements are usually provided with piezo crystal.

Voorts is het systeem S voorzien van een in de tekening schematisch weergegeven besturingsinrichting 20 voor het met behulp van een deelverzameling van de elementenarray 18 laten uitzenden van de ultrasone golven, welke golven een ultrasone bundel vormen. In dit 25 voorbeeld is de besturingsinrichting mechanisch met de transportinrichting 1 verbonden. Dit is echter niet noodzakelijk; de besturingsinrichting kan ook op afstand van de transportinrichting 1 zijn geplaatst, bijvoorbeeld buiten de te inspecteren pijpleiding 13. In deze eerste uitvoeringsvorm is de besturingsinrichting 20 voorzien van elektronische componenten, zoals 30 bijvoorbeeld een elektronische microprocessor, elektronische 10 geheugencomponenten, transistoren, diodes e.d. (niet getoond in de figuren). Het is echter ook mogelijk dat optische componenten (eveneens niet getoond in de figuren) onderdeel vormen van de besturingsinrichting 20.The system S is furthermore provided with a control device 20 schematically shown in the drawing for causing the ultrasonic waves to be emitted with the aid of a subset of the element array 18, which waves form an ultrasonic beam. In this example, the control device is mechanically connected to the transport device 1. However, this is not necessary; the control device can also be placed at a distance from the transport device 1, for example outside the pipeline to be inspected 13. In this first embodiment, the control device 20 is provided with electronic components, such as for example an electronic microprocessor, electronic memory components, transistors, diodes, etc. ( not shown in the figures). However, it is also possible that optical components (also not shown in the figures) form part of the control device 20.

Verder is de besturingsinrichting in deze uitvoeringsvorm voorts 5 ingericht voor het doorsturen van signalen naar signaalverwerkings- middelen 21. Verbinding tussen de signaalverwerkingsmiddelen 21 en de besturingsinrichting 20 kan via een kabel, maar kan ook draadloos zijn.Furthermore, the control device in this embodiment is further adapted to transmit signals to signal processing means 21. Connection between the signal processing means 21 and the control device 20 can be via a cable, but can also be wireless.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van de transportinrichting 1 uit figuur 1 ter hoogte van de elementen 16. Hierbij bevindt de 10 transportinrichting 1 zich in de pijpleiding 13 voorzien van een wand 23 met een binnen- en een buitenoppervlak 24, 26. In deze eerste uitvoeringsvorm is elk element 16 ingericht om een golf uit te zenden en te ontvangen. In deze eerste uitvoeringsvorm is de transportinrichting zodanig uitgevoerd, dat de afstand tussen de elementen enerzijds en een axiale as A” van de 15 transportinrichting 1 anderzijds telkens hetzelfde is. In gebruik valt de axiale as van de transportinrichting 1 samen met een axiale as van de pijpleiding 13. Dit brengt hier met zich dat, in gebruik, een afstand d van de elementen 16 tot het binnenoppervlak van de pijpleiding voor elk element 16 althans nagenoeg dezelfde is. De elementen 16 vormen in dit voorbeeld 20 een elementenarray 18. In dit voorbeeld is dit een eendimensionale elementenarray 18. De elementen van de elementenarray 18 zijn dusdanig ten opzichte van elkaar gepositioneerd dat deze zich in combinatie verdeeld over een pad P uitstrekken welk pad P zich althans voor een deel in tangentiële richting rondom de axiale as A” van de transportinrichting 1 25 uitstrekt. In dit voorbeeld vormt het pad P een cirkel. De onderlinge positionering van de elementen 16, zoals te zien in figuur 2, heeft als gevolg dat een bundel E die wordt gevormd door de ultrasone golven die zijn uitgezonden door een deelverzameling D van elementen van de door de elementenarray 18 gevormde verzameling van elementen, waarbij in dit 30 voorbeeld de elementen van de deelverzameling D naburige elementen zijn, 11 een divergente bundel Z zal zijn, indien geen faseverschil tussen door de elementen 16 uitgezonden golven aanwezig is. Om te compenseren voor deze divergentie is de besturingsinrichting echter ingericht om de deelverzameling elementen aan te sturen als een phased array, in dit 5 voorbeeld een eendimensionale phased array. Voorts is het mogelijk om met behulp van de besturingsinrichting de deelverzameling aan te sturen voor het vormen en richten van de bundel. In dit voorbeeld is de deelverzameling voorzien van ten minste drie elementen 16. Het cilindervormig meetlichaam 4 is aan zijn omtrek verder nog voorzien van een akoestische lens (niet 10 getoond in de figuren). In de eerste uitvoeringsvorm dient de lens ter focussering van de van de elementen 16 afkomstige golven zodat de verkregen bundel in axiale richting convergeert.Figure 2 shows a cross-section of the transport device 1 from figure 1 at the level of the elements 16. Here, the transport device 1 is located in the pipeline 13 provided with a wall 23 with an inner and an outer surface 24, 26. In this first embodiment each element 16 is arranged to transmit and receive a wave. In this first embodiment the transport device is designed such that the distance between the elements on the one hand and an axial axis A 'of the transport device 1 on the other is always the same. In use, the axial axis of the transport device 1 coincides with an axial axis of the pipeline 13. This implies here that, in use, a distance d of the elements 16 to the inner surface of the pipeline is at least substantially the same for each element 16 is. The elements 16 in this example 20 form an element array 18. In this example, this is a one-dimensional element array 18. The elements of the element array 18 are positioned relative to each other such that they extend in combination distributed over a path P, which path P extends. at least partly extends in tangential direction around the axial axis A 'of the transport device 1. In this example, the path P forms a circle. The mutual positioning of the elements 16, as seen in Figure 2, has the consequence that a beam E formed by the ultrasonic waves emitted by a subset D of elements of the set of elements formed by the element array 18, wherein in this example the elements of the subset D are neighboring elements, 11 will be a divergent bundle Z, if there is no phase difference between waves emitted by the elements 16. However, to compensate for this divergence, the control device is arranged to control the subset of elements as a phased array, in this example a one-dimensional phased array. Furthermore, it is possible with the aid of the control device to control the subset to form and direct the bundle. In this example, the subset is provided with at least three elements 16. The cylindrical measuring body 4 is furthermore provided with an acoustic lens at its periphery (not shown in the figures). In the first embodiment, the lens serves to focus the waves coming from the elements 16 so that the resulting beam converges in the axial direction.

De werking van het systeem S wordt nader uitgelegd aan de hand van figuren 3a-c. Figuren 3a-c tonen vergroot het met de stippellijn I 15 omkaderde gedeelte van figuur 2. Een eerste stap is getoond in figuur 3a. In de eerste stap laat de besturingsinrichting 20 een deelverzameling D van de elementenarray een bundel Z uitzenden. De deelverzameling D van de elementenarray 18 met behulp waarvan de bundel wordt gevormd, zijn de elementen 16i d en vormt hier een ééndimensionale deelverzameling die zich 20 in tangentiële richting uitstrekt. De elementen 16i r, zenden in figuur 3a elk golven uit en vormen op deze wijze een bundel waarvan de voortplantingsrichting nagenoeg uitsluitend een radiale component heeft.The operation of the system S is further explained with reference to figures 3a-c. Figures 3a-c show enlarged the portion of Figure 2 framed with the dotted line. A first step is shown in Figure 3a. In the first step, the control device 20 causes a subset D of the element array to emit a bundle Z. The subset D of the element array 18 with the aid of which the bundle is formed are the elements 16i d and here form a one-dimensional subset that extends in a tangential direction. The elements 16ir each emit waves in Figure 3a and in this way form a beam whose propagation direction has almost exclusively a radial component.

De besturingsinrichting 20 stuurt bijvoorbeeld de elementen 161- 16r> zo aan, dat de fase van de elementen 16i,16r> voorloopt op de fase van de elementen 25 I62 4 en dat de fase van de elementen I62, I61 voorloopt op de fase van het element I63. Op deze wijze wordt een in tangentiële richting convergerende bundel verkregen. De bundel convergeert ook in axiale richting door de toepassing van een akoestische lens. In dit voorbeeld wordt de focus van de bundel aldus gericht op het binnenoppervlak 24, hetgeen doorgaans gunstig 30 is voor het veirichten van metingen aan de wand van de pijpleiding 13.The control device 20 controls, for example, the elements 161-16r> such that the phase of the elements 16i, 16r> precedes the phase of the elements I62 and that the phase of the elements I62, I61 leads the phase of the element I63. In this way, a bundle converging in tangential direction is obtained. The beam also converges in the axial direction through the use of an acoustic lens. In this example, the focus of the bundle is thus focused on the inner surface 24, which is generally favorable for directing measurements on the wall of the pipeline 13.

1212

Indien gewenst kan de focus van de bundel Z ook worden gericht op een andere locatie door de elementen met behulp van de besturingsinrichting op een andere wijze in fase verschoven ten opzichte van elkaar aan te sturen. Na het uitzenden van de bundel en het ontvangen van een respons van deze 5 bundel aan de wand 23 door de zend- en ontvanginrichting 15 kan de ontvangen respons via de besturingseenheid worden doorgestuurd naar de signaalverwerkingsmiddelen 21, zoals een computer of een andere rekeneenheid (niet getoond in de figuren). Deze signaalverwerkingsmiddelen kunnen buiten de pijpleiding 13 zijn opgesteld, lü In dit voorbeeld worden reflecties van de bundel aan de wand ontvangen met behulp van dezelfde elementen als waarmee de bundel is gegenereerd. Noodzakelijk is dit echter niet. Zo zouden reflecties bijvoorbeeld bovendien ook door naburige elementen van de elementen waarmee de betreffende bundel is uitgezonden kunnen worden ontvangen.If desired, the focus of the beam Z can also be directed to a different location by controlling the elements in phase-shifted manner relative to each other with the aid of the control device. After transmitting the bundle and receiving a response from this bundle on the wall 23 by the sending and receiving device 15, the received response can be forwarded via the control unit to the signal processing means 21, such as a computer or another computer unit (not shown in the figures). These signal processing means can be arranged outside the pipeline 13. In this example, reflections from the bundle are received on the wall with the aid of the same elements with which the bundle is generated. However, this is not necessary. For example, reflections could also be received by neighboring elements of the elements with which the relevant beam was transmitted.

15 Een tweede stap is getoond in figuur 3b. In figuur 3b is te zien dat vervolgens op dezelfde wijze opnieuw een bundel wordt gevormd. Nu is het echter de deelverzameling D’ van de elementen met behulp waarvan de bundel Z’ wordt gevormd door de besturingsinrichting 20 gewijzigd naar de elementen I62-I6G. Doordat de besturingsinrichting 20 de elementen I62 -20 16g zo aanstuurt, dat de fase van deze elementen 162,16a voorloopt op de fase van de elementen 16,(.--,. en de fase van de elementen 16,(, 16» voorloopt op de fase van het element I6.-1 wordt de in tangentiële richting divergerende bundel Z’ gevormd. De bundel convergeert ook in axiale richting door de toepassing van een akoestische lens. Doordat nu andere elementen worden 25 gebruikt, wordt de bundel gericht op een andere locatie. Reflecties van de bundel Z’ worden in dit voorbeeld ontvangen met behulp van de elementen 162-16(1. Ook hier zouden reflecties bovendien ook door naburige elementen van de elementen waarmee de betreffende bundel is uitgezonden kunnen worden ontvangen.A second step is shown in Figure 3b. Figure 3b shows that a bundle is subsequently formed again in the same manner. Now, however, it is the subset D "of the elements by means of which the bundle Z" is formed by the control device 20 modified to the elements I62-I6G. Because the control device 20 controls the elements I62 -20 16g in such a way that the phase of these elements 162, 16a precedes the phase of the elements 16, and the phase of the elements 16, on the phase of the element I6.-1, the bundle Z 'diverging in tangential direction is formed.The bundle also converges in the axial direction by the use of an acoustic lens.Because now other elements are used, the bundle is focused on a reflections of the beam Z 'are received in this example with the aid of the elements 162-16 (1. Here too, reflections could also be received by neighboring elements of the elements with which the beam in question was transmitted.

1313

Een derde stap is getoond in figuur 3c. In figuur 3c wordt opnieuw een bundel Z” gevormd, maar nu door de deelverzameling D” die de elementen I63-7 omvat. Reflecties van de bundel Z” worden in dit voorbeeld ontvangen met behulp van de elementen I63-I67. Ook hier zouden reflecties 5 bovendien ook door naburige elementen van de elementen waarmee de betreffende bundel is uitgezonden kunnen worden ontvangen.A third step is shown in Figure 3c. In Figure 3c a bundle Z "is again formed, but now by the subset D" which comprises the elements I63-7. Reflections from the bundle Z 'are received in this example using the elements I63-I67. Here too, reflections 5 could also be received by neighboring elements of the elements with which the relevant beam was transmitted.

Op bovengenoemde wijze wordt aldus telkens de deelverzameling D, D’, D” etc. van de elementenarray met behulp waarvan de bundel wordt gevormd, gewijzigd. Zodoende kan het binnenoppervlak ter hoogte van de 10 elementenarray worden afgetast zonder dat het meetlichaam 4 ten opzichte van de ophanging 10 (of wel ten opzichte van de rest van de transportinrichting) of wel ten opzichte van de pijpleiding 13 behoeft te worden geroteerd.In the above-mentioned manner, the subset D, D ", D" etc. of the element array with the aid of which the bundle is formed is thus always changed. Thus, the inner surface at the level of the element array can be scanned without the measuring body 4 having to be rotated relative to the suspension 10 (or relative to the rest of the transport device) or relative to the pipeline 13.

Aldus wordt telkens een deelverzameling van de elementenarray 15 18 geselecteerd voor het vormen van een geschikte bundel voor het meten aan een bepaalde zone van de wand van de pijpleiding 13. Aldus kan een in zichzelf gesloten, in dit voorbeeld ringvormige scan aan de wand worden uitgevoerd. Tevens kan de transportinrichting 1 in axiale richting door de pijpleiding 13 worden getransporteerd voor het aldus volgens een helix 20 scannen van de wand.Thus, in each case a subset of the element array 18 is selected to form a suitable bundle for measuring at a specific zone of the wall of the pipeline 13. Thus, a self-closed, in this example ring-shaped, scan can be carried out on the wall. . The transport device 1 can also be transported in axial direction through the pipeline 13 for thus scanning the wall according to a helix 20.

Er geldt dus in dit voorbeeld dat de besturingsinrichting is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen van de elementenarray dat afwisselend met verschillende deelverzamelingen van elementen verschillende bundels worden gegenereerd. Hierbij geldt voorts dat van 25 elkaar verschillende deelverzamelingen van elementen van de elementenarray in tangentiële richting ten opzichte van elkaar zijn verschoven voor het uitzenden van in tangentiële richting van elkaar verschoven bundels. Aldus kan door opeenvolgende met behulp van de elementenarray uitgezonden bundels een scan in tangentiële richting wordt 30 uitgevoerd. Hierbij geldt bij voorkeur dat naburige bundels in de wand van 14 de pijpleiding 13 op elkaar aansluiten of elkaar gedeeltelijk overlappen zodat de volledige wand kan worden gescand. Ook kan het zo zijn dat de deelverzameling van figuur 2b niet wordt uitgezonden, met andere woorden dat de deelverzameling telkens met meer dan één element in tangentiële 5 richting opschuift terwijl bijvoorbeeld nog steeds de bundel Z en Z” in de wand op elkaar aansluiten of elkaar overlappen. Ook kunnen de gegenereerde golven gepulsde golven zijn. De pulsherhalingstijd van de met behulp van de elementenarray uitgezonden bundels kan dan een dusdanige waarde hebben dat gedurende de selectie van een deelverzameling 10 tenminste een puls wordt uitgezonden.In this example it therefore holds that the control device is adapted to control the elements of the element array such that different bundles are generated alternately with different subsets of elements. It further holds here that sub-sets of elements of elements of the element array that are different from each other are shifted in tangential direction relative to each other for transmitting bundles shifted from one another in tangential direction. Thus, successive beams transmitted with the aid of the element array can perform a tangential scan. In this case it preferably holds that neighboring bundles in the wall of 14 connect the pipeline 13 to each other or partially overlap each other so that the entire wall can be scanned. It may also be that the subset of Fig. 2b is not transmitted, in other words that the subset of each time shifts with more than one element in tangential direction while, for example, the bundle Z and Z 'in the wall still connect to each other or mutually overlap. The generated waves can also be pulsed waves. The pulse repetition time of the beams transmitted with the aid of the element array can then have such a value that at least one pulse is transmitted during the selection of a subset 10.

In figuur 3d wordt getoond dat de besturingsinrichting 20 voorts is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen van de elementenarray dat tegelijkertijd door een veelvoud van deelverzamelingen Dl, D2, D3 en D4 van de elementen respectievelijk een veelvoud van 15 verschillende bundels Zl, Z2, Z3 en Z4 worden gegenereerd.Figure 3d shows that the control device 20 is further adapted to control the elements of the element array such that a plurality of different bundles Z1, Z2, respectively, are simultaneously controlled by a plurality of subsets D1, D2, D3 and D4 of the elements Z3 and Z4 are generated.

Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de elementenarray 18 in omtreksrichting is voorzien van tweehonderd elementen. In dit voorbeeld omvat in de eerste stap elk der deelverzamelingen Dl, D2, D3 en D4 van de elementenarray vijf elementen, respectievelijk aangegeven met I61-5, 16-,1.55, 20 16 io 1-105 en I6151-155. Op dezelfde wijze als hierboven beschreven wordt de deelverzameling Dl in de tweede stap gewijzigd in de deelverzameling Dl’ die de elementen 162-1; omvat voor het vormen de bundel Zl’. In de tweede stap wordt tevens de deelverzameling D2’ gevormd door de elementen I652-50, do deelverzameling D3’ gevormd door elementen I6102-10G on de 25 deelverzameling D4’ gevormd door de elementen 16ir,2-150. In vervolgstappen worden overeenkomende wijzigingen uitgevoerd waardoor het wand van de pijpleiding 13 ter hoogte van de elementenarray 18 wordt afgetast. Aldus kan een in zichzelf gesloten, in dit voorbeeld ringvormige scan aan de wand worden uitgevoerd in 50 stappen. Tevens kan de transportinrichting 1 in 30 axiale richting door de pijpleiding 13 worden getransporteerd voor het aldus 15 uitvoeren van dergelijke scans, welke scans in axiale richting ten opzichte van elkaar verschoven zijn en bij voorkeur op elkaar aansluiten of welke scans elkaar gedeeltelijk overlappen. Het gaat dan in dat voorbeeld om vier scans, elk volgens een helixIt is assumed here that the element array 18 is provided in the circumferential direction with two hundred elements. In this example, in the first step, each of the subsets D1, D2, D3 and D4 of the elemental array comprises five elements, indicated by I61-5, 16-, 1.55, 16, 1-105 and I6151-155, respectively. In the same manner as described above, the subset D1 is changed in the second step to the subset D1 "comprising the elements 162-1; includes the bundle Z1 ’for forming. In the second step, the subset D2 "is also formed by the elements I652-50, the subset D3" is formed by elements I6102-10G and the subset D4 "is formed by the elements 16ir, 2-150. In subsequent steps, corresponding changes are made whereby the wall of the pipeline 13 at the level of the element array 18 is scanned. Thus, a self-contained, in this example ring-shaped, scan can be performed on the wall in 50 steps. The transport device 1 can also be transported in the axial direction through the pipeline 13 for performing such scans in this way, which scans are shifted relative to each other in the axial direction and preferably connect to each other or which scans partially overlap. This example involves four scans, each according to a helix

5 In figuur 4a wordt een tweede uitvoeringsvorm van het systeem SFigure 4a shows a second embodiment of the system S

getoond. De tweede uitvoeringsvorm komt in hoofdzaak overeen met de eerste uitvoeringsvorm. De tweede uitvoeringsvorm is echter niet voorzien van een akoestische lens voor het convergeren van de bundel in axiale richting. Verder vormen de elementen 16 in de tweede uitvoeringsvorm een 10 tweedimensionale elementenarray, hetgeen mogelijk is doordat de elementenarray 18 in de vorm is uitgevoerd van zeven naast elkaar gelegen rijen 19j-7 van elementen die in axiale richting op een afstand van elkaar zijn gepositioneerd. Ook hier geldt dat de elementen van de elementenarray dusdanig ten opzichte van elkaar zijn gerangschikt dat deze zich in 15 combinatie verdeeld over een pad uitstrekken welk pad althans voor een deel in tangentiële richting zich rondom een zich in axiale richting uitstrekkende axiale as A’ van de transportinrichting uitstrekt. Het pad betreft hier weer een deeloppervlak van een buitenzijde van het meetlichaam waar de elementen zijn aangebracht.shown. The second embodiment substantially corresponds to the first embodiment. The second embodiment, however, is not provided with an acoustic lens for converging the beam in the axial direction. Furthermore, the elements 16 in the second embodiment form a two-dimensional element array, which is possible because the element array 18 is in the form of seven adjacent rows 19j-7 of elements which are spaced apart axially. Here too it holds that the elements of the element array are arranged relative to each other in such a way that, in combination, they extend distributed over a path, which path extends at least partly in tangential direction around an axial axis A 'of axially extending axially. transport device. The path here again relates to a sub-surface of an outside of the measuring body where the elements are arranged.

20 De werking van de tweede uitvoeringvorm wordt beschreven aan de hand van figuur 5. De werking van de tweede uitvoeringsvorm van de transportinrichting 1 komt overeen met de werking van de eerste uitvoeringsvorm. De besturingsinrichting 20 bewerkstelligt bijvoorbeeld het volgende. Bijvoorbeeld voor het verkrijgen van een convergente of vlakke 25 bundel omvat de deelverzameling D de elementen 16ij met i=l-5 en j= 1-7. De deelverzameling is hier dus een tweedimensionale deelverzameling die zich uitstrekt in tangentiële en axiale richting. Hierbij loopt de fase van de elementen 16i j en 16-,,j voor op de fase van de elementen I62J en IG.ij (j= 1-7). Tevens lopen de fases van de elementen I62J en 16,i,j weer voor op de fase 30 van de elementen I63J (j= 1-7). Voorts loopt de fase van de elementen 16,. 1 16 en 16i,7 voor op de fase van de elementen 16i,2 en 16i,G (i=l-5). De fase van de elementen 16i,2 en 16i,c loopt weer voor op de fase van de elementen 16i,;j en 16i.r, (i=l-5). Tevens loopt de fase van 16i,3 en 16i,5 voor op de fase van de elementen 16i,4 (i=l-5). Aldus is de met behulp van de twee dimensionale 5 deelverzameling van de tweedimensionale elementenarray gevormde bundel een in tangentiële en axiale richting convergerende bundel. In dit voorbeeld worden reflecties van de bundel aan de wand ontvangen met behulp van dezelfde elementen als waarmee de bundel is gegenereerd. Noodzakelijk is dit echter niet. Zo zouden reflecties bijvoorbeeld bovendien ook door 10 naburige elementen van de elementen waarmee de betreffende bundel is uitgezonden kunnen worden ontvangen.The operation of the second embodiment is described with reference to Figure 5. The operation of the second embodiment of the transport device 1 corresponds to the operation of the first embodiment. The control device 20 achieves, for example, the following. For example for obtaining a convergent or flat bundle, the subset D comprises the elements 16ij with i = 1-5 and j = 1-7. The subset is therefore a two-dimensional subset that extends in tangential and axial direction. The phase of the elements 16i j and 16 -, j is ahead of the phase of the elements I62J and IG.ij (j = 1-7). The phases of the elements I62J and 16, i, j are again ahead of the phase 30 of the elements I63J (j = 1-7). Furthermore, the phase of the elements 16 is running. 1 16 and 16i, 7 ahead of the phase of the elements 16i, 2 and 16i, G (i = 1-5). The phase of the elements 16i, 2 and 16i, c is again ahead of the phase of the elements 16i, j and 16i, (i = 1-5). The phase of 16i, 3 and 16i, 5 is also ahead of the phase of the elements 16i, 4 (i = 1-5). Thus, the bundle formed with the aid of the two-dimensional subset of the two-dimensional element array is a tangential and axial converging bundle. In this example, reflections from the bundle are received on the wall using the same elements with which the bundle was generated. However, this is not necessary. For example, reflections could also be received by neighboring elements of the elements with which the relevant beam was transmitted.

Omdat de geselecteerde deelverzameling van elementen hier ook in twee dimensies verspreide elementen omvat is sprake van een tweedimensionale phased array. Zou de geselecteerde deelverzameling 15 telkens een over een dimensie verspreid aantal elementenarrays omvatten zoals bij het voorbeeld van figuur 2, dan zou sprake zijn van een veelvoud van ééndimensionale phased arrays. Zo kunnen dus met een twee dimensionale elementenarray ook ééndimensionale deelverzamelingen worden geselecteerd, in principe in een willekeurige ééndimensionale 20 richting.Because the selected subset of elements here also comprises elements scattered in two dimensions, this is a two-dimensional phased array. If the selected subset 15 each consisted of a number of element arrays spread over one dimension, as in the example of Figure 2, then there would be a multiple of one-dimensional phased arrays. Thus, with a two-dimensional element array, one-dimensional subsets can also be selected, in principle in any one-dimensional direction.

Zoals aan de hand van figuur 3d voor de eerste uitvoeringsvorm beschreven, is het ook in deze uitvoeringsvorm mogelijk dat de besturingsinrichting tegelijkertijd door een veelvoud van deelverzamelingen van de elementen een veelvoud van verschillende bundels wordt 25 gegenereerd. Deze tegelijkertijd uitgezonden bundels zijn dan in tangentiele richting ten opzichte van elkaar verschoven. Ook kunnen tegelijkertijd bundels worden gevormd die in axiale richting ten opzichte van elkaar zijn verschoven en eventueel ook in tangentiële richting ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Een eei’ste bundel wordt dan bijvoorbeeld gevormd door de 30 elementen 16 ij met j=l,2,3 en een tweede bundel wordt dan bijvoorbeeld 17 gevormd door 16 i j met j=5,6,7, waarbij bijvoorbeeld i=i’ wanneer de bundels niet in tangentiële richting ten opzichte van elkaar zijn versprongen. Bij voorkeur is de elementenarray in tangentiële richting dan voorzien van (veel) meer dan 7 elementen.As described with reference to Figure 3d for the first embodiment, it is also possible in this embodiment that the control device is simultaneously generated by a plurality of subsets of the elements a plurality of different bundles. These simultaneously transmitted beams are then shifted in tangential direction with respect to each other. At the same time, bundles can be formed which are shifted relative to each other in the axial direction and optionally also shifted relative to each other in the tangential direction. A first bundle is then, for example, formed by the elements 16 ij with j = 1,2,3 and a second bundle is then, for example, 17 formed by 16 ij with j = 5,6,7, wherein for example i = i ' when the bundles are not staggered relative to each other. The element array is then preferably provided with (much) more than 7 elements in the tangential direction.

5 In figuur 4b wordt een derde uitvoeringsvorm van het systeem SFigure 4b shows a third embodiment of the system S

getoond. Het systeem volgens figuur 4b komt in hoge mate overeen met het systeem volgens figuur 4a. Het verschil is dat bij het systeem volgens figuur 4b de tweedimensionale elementenarray 18 in axiale richting gezien veel meer dan zeven elementen 16 ij omvat. De besturingsinrichting 20 is 10 ingcricht om een deelverzameling van elementen van de elementenarray aan te sturen als een tweedimensionale phased array voor het genereren van ten minste één bundel en voor het bepalen van de tangentiële en axiale richting van de ten minste ene bundel alsmede voor het bepalen van de convergentie of divergentie van de ten minste ene bundel. Een 15 dergelijke deelverzameling van elementen omvat bijvoorbeeld negen elementen die in axiale en tangentiële richting verspreid ten opzichte van elkaar zijn aangebracht. In figuur 4b is een dergelijke mogelijke deelverzameling D van drie bij drie elementen getoond. Deze deelverzameling D van elementen kan worden aangestuurd als een 20 tweedimensionale phased array waarmee door het variëren van het faseverschil waarmee de betreffende elementen worden aangestuurd de tangentiële en axiale richting van de bundel kan worden bepaald.shown. The system according to figure 4b corresponds to a large extent with the system according to figure 4a. The difference is that in the system according to Figure 4b the two-dimensional element array 18, seen in the axial direction, comprises much more than seven elements 16 ij. The control device 20 is adapted to control a subset of elements of the element array as a two-dimensional phased array for generating at least one bundle and for determining the tangential and axial direction of the at least one bundle as well as for determining of the convergence or divergence of the at least one bundle. Such a subset of elements comprises, for example, nine elements which are arranged with respect to each other spread in axial and tangential direction. Figure 4b shows such a possible subset D of three by three elements. This subset D of elements can be driven as a two-dimensional phased array with which the tangential and axial direction of the beam can be determined by varying the phase difference with which the relevant elements are driven.

Eveneens kan hiermee de convergentie of divergentie van de betreffende bundel worden bepaald. Hieronder wordt, behalve een divergerende of 25 convergerende bundel ook verstaan een bundel die juist niet divergeert of convergeert dat wil zeggen een pencil beam.The convergence or divergence of the relevant bundle can also be determined with this. This is understood to mean, apart from a diverging or converging bundle, also a bundle which, on the contrary, does not diverge or converge, i.e. a pencil beam.

De besturingsinrichting 20 is hierbij voorts ingericht voor het aansturen van een veelvoud van deelverzamelingen van elementen voor het genereren van een veelvoud van dergelijke verschillende bundels. Zo 30 kan bijvoorbeeld ook een deelverzameling D' worden aangestuurd zoals 18 getoond in figuur 4b. Aldus is het mogelijk wanneer opeenvolgend verschillende deelverzamelingen van elementen worden aangestuurd om opeenvolgend bundels te genereren met een telkens verschillende tangentiële of axiale richting. Aldus kan zowel in tangentiële en/of in 5 axiale richting worden gescand. Ook geldt in dit voox’beeld dat de besturingsinrichting is ingericht voor het aansturen van een veelvoud van deelverzamelingelementen van de elementenarray zodat een veelvoud van dergelijke bundels tegelijkertijd worden gegenereerd. In het voorbeeld zou derhalve tegelijkertijd in figuur 4b twee bundels kunnen worden 10 gegenereerd: de eerste bundel met behulp van de deelverzameling D en de tweede bundel met behulp van de deelverzameling D'. Uiteraard kunnen ook andere deelverzamelingen van elementen worden aangestuurd.The control device 20 is furthermore arranged for controlling a plurality of subsets of elements for generating a plurality of such different bundles. For example, a subset D 'can also be controlled as shown in Figure 4b. Thus, it is possible when successively different subsets of elements are driven to successively generate beams with a different tangential or axial direction. Scanning can thus be done in both tangential and / or axial direction. It also holds in this voox image that the control device is adapted to control a plurality of subset elements of the element array so that a plurality of such bundles are generated simultaneously. In the example, therefore, two bundles could be generated simultaneously in Figure 4b: the first bundle using the subset D and the second bundle using the subset D '. Of course, other subsets of elements can also be controlled.

Hierbij is het ook denkbaar dat in plaats van een deelverzameling met 3x3 elementen (drie rijen van elementen die in tangentiële richting ten 15 opzichte van elkaar zijn versprongen x drie rijen van elementen die in axiale richting ten opzichte van elkaar zijn versprongen). Ook kan een andere deelverzameling worden gekozen zoals deelverzamelingen met 4x4, 5x5, 6x6, 4x7, 7x4 elementen. Dergelijke varianten worden elk geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.It is also conceivable here that instead of a subset with 3x3 elements (three rows of elements that are staggered relative to each other x three rows of elements that are staggered relative to each other in the axial direction). Another subset can also be chosen, such as subsets with 4x4, 5x5, 6x6, 4x7, 7x4 elements. Such variants are each understood to fall within the scope of the invention.

20 Reflecties van de bundels kunnen worden ontvangen door de elementen zoals hiervoor besproken. Uiteraard kan bij het systeem volgens figuur 4b ook een meting aan de wand van een pijpleiding worden uitgevoerd met de op zich bekende Time-Of-Flight-Diffraction (TOFD) en/of tandemtechniek.Reflections of the bundles can be received by the elements as discussed above. Of course, with the system according to Figure 4b, a measurement can also be carried out on the wall of a pipeline using the Time-Of-Flight Diffraction (TOFD) known per se and / or tandem technology.

25 In figuren 6 en 7 wordt een vierde uitvoeringsvorm van de transportinrichting getoond. De vierde uitvoeringsvorm komt, evenals de tweede uitvoeringsvorm, in hoofdzaak overeen met de eerste uitvoeringsvorm. In deze uitvoeringsvorm is het cilinder vormige meetlichaam 4 voorzien van vijf elementenarrays 18 die in axiale richting op 30 een afstand van elkaar zijn gepositioneerd. Hierbij vormen de elementen 19 van de middelste elementenarray I83 een eerste type elementenarray waarvan de elementen zijn ingericht (in dit voorbeeld gewoon gericht) om onder besturing van de besturingsinrichting 20 als een phased array telkens met behulp van een gewijzigde deelverzameling van de elementen 5 een bundel uit te zenden die althans in hoofdzaak een radiale richting heeft. Responsies van de bundel aan de wand worden in dit voorbeeld tevens ontvangen door de elementen van de elementenarray I83. Een enkel element uit het eerste type elementenarray is van een type dat deze een golf uitzendt in radiale richting. De werking kan zijn zoals besproken aan de 10 hand van figuur 3.Figures 6 and 7 show a fourth embodiment of the transport device. The fourth embodiment, like the second embodiment, substantially corresponds to the first embodiment. In this embodiment the cylindrical measuring body 4 is provided with five element arrays 18 which are positioned at a distance from each other in the axial direction. Here, the elements 19 of the middle element array I83 form a first type of element array whose elements are arranged (in this example simply directed) to form a bundle under the control of the control device 20 as a phased array, each time with the aid of a modified subset of the elements 5 to transmit that has at least substantially a radial direction. Responses from the beam to the wall are also received in this example by the elements of the element array I83. A single element from the first type of element array is of a type that emits a wave in the radial direction. The operation can be as discussed with reference to Figure 3.

De elementen van een buitenste elementenarray I81 vormen een tweede type elementenarray waarvan de elementen zijn ingericht (in dit voorbeeld gewoon gericht) om onder besturing van de besturingsinrichting 20 als een phased array met verschillende deelverzamelingen van 15 elementen verschillende bundels te genereren die althans in hoofdzaak een radiale en axiale component hebben. De axiale component is in de richting van de elementenarray I82 en wordt verkregen door een keuze van het type element. De elementen array is hierbij dusdanig gericht dat een normaal N van het oppervlak van een enkel element (welk niveau samenvalt met de 20 richting van door één element uitgezonden bundel) een hoek insluit met de axiale as die gelijk is aan (90°-16,9°). Een normaal N van een vlak van de elementen heeft hiertoe een radiale en axiale component. Dc axiale en radiale component van de bundel wordt aldus bepaald door het type element en de tangentiële component (inclusief het ontbreken daarvan) van de 25 bundel door de onderlinge faseverschillen waarmee de elementen van de deelverzameling worden aangestuurd. De eventuele convergentie in tangentiele richting kan weer worden bepaald door de fasesturing en de eventuele convergentie in axiale en radiale richting (dat wil zeggen in de richting van de genoemde normaal N) door een eventuele akoestische lens. 30 Een enkel element uit de buitenste elementenarray I81 is van een type dat 20 een golf uitzendt die althans in hoofdzaak een radiale component en een axiale component (in de richting van de elementenarray 18a) heeft. De richting van de bundel is dusdanig, dat de bundel na breking aan het binnenoppervlak 24 van de pijpleiding 13 bijvoorbeeld een hoek tussen 20° 5 en 70°, bij voorkeur een hoek tussen 30° en 60° en meer bij voorkeur tussen 40° en 50° met een radiale richting van de transportinrichting insluit. In dit voorbeeld is de hoek na breking ongeveer 45°. Responsies van de bundel aan de wand worden in dit voorbeeld tevens ontvangen door de elementen van de elementenarray 18i.The elements of an outer element array I81 form a second type of element array the elements of which are arranged (in this example simply directed) to generate different bundles under the control of the control device 20 as a phased array with different subsets of 15 elements which at least substantially radial and axial component. The axial component is in the direction of the element array I82 and is obtained by a choice of the type of element. The element array is hereby oriented such that a normal N of the surface of a single element (which level coincides with the direction of beam emitted by one element) includes an angle with the axial axis that is equal to (90 ° -16, 9 °). A normal N of a plane of the elements has a radial and axial component for this purpose. The axial and radial component of the bundle is thus determined by the type of element and the tangential component (including the lack thereof) of the bundle by the mutual phase differences with which the elements of the subset are driven. The possible convergence in the tangential direction can again be determined by the phase control and the possible convergence in the axial and radial direction (i.e. in the direction of said normal N) by an optional acoustic lens. A single element from the outer element array I81 is of a type that emits a wave that has at least substantially a radial component and an axial component (in the direction of the element array 18a). The direction of the bundle is such that after refraction on the inner surface 24 of the pipeline 13, the bundle is, for example, an angle between 20 ° 5 and 70 °, preferably an angle between 30 ° and 60 ° and more preferably between 40 ° and 50 ° with a radial direction of the transport device. In this example, the angle after refraction is approximately 45 °. Responses from the beam to the wall are also received in this example by the elements of the element array 18i.

10 De elementen van een buitenste elementenarray 18r, vormen een tweede type elementenarray waarvan de elementen zijn ingericht (in dit voorbeeld gewoon gericht) om onder besturing van de besturingsinrichting 20 als een phased array met verschillende deelverzamelingen van elementen verschillende bundels te genereren die althans in hoofdzaak een 15 radiale en axiale component hebben, een en ander besproken zoals voor de elementenarray 18i. De axiale component is in de richting van do elementenarray 18i en wordt weer verkregen door een keuze van het type element. De radiale en axiale component van de bundel wordt bepaald door het type element en de eventuele tangentiele component door de onderlinge 20 faseverschillen waarmee de elementen van de deelverzameling worden aangestuurd. Een enkel element uit de buitenste elementenarray 18ri is van een type dat een golf uitzendt die althans in hoofdzaak een radiale component en axiale component (in de richting van de elementenarray 181) heeft. De elementen array is hierbij dusdanig gericht dat een normaal N van 25 het oppervlak van een enkel element (welk niveau samenvalt met de richting van door één element uitgezonden bundel) een hoek insluit met de axiale as die gelijk is aan (90°-16,9°). De richting van de bundel is dusdanig, dat de bundel na breking aan het binnenoppervlak 24 van de pijpleiding 13 bijvoorbeeld een hoek tussen 20° en 70°, bij voorkeur een hoek tussen 30° en 21 60° en meer bij voorkeur tussen 40° en 50° met een radiale richting van de transportinrichting insluit. In dit voorbeeld is de hoek na breking ongeveer 45°. Responsies van de bundel aan de wand worden in dit voorbeeld tevens ontvangen door de elementen van de elementenarray I85.The elements of an outer element array 18r, form a second type of element array whose elements are arranged (in this example simply directed) to generate different bundles under the control of the control device 20 as a phased array with different subsets of elements that at least substantially have a radial and axial component, all discussed as for the element array 18i. The axial component is in the direction of the element array 18i and is again obtained by a choice of the type of element. The radial and axial component of the bundle is determined by the type of element and the possible tangential component by the mutual phase differences with which the elements of the subset are driven. A single element from the outer element array 18ri is of a type that emits a wave that has at least substantially a radial component and axial component (in the direction of the element array 181). The element array is hereby oriented such that a normal N of the surface of a single element (which level coincides with the direction of beam emitted by one element) includes an angle with the axial axis which is equal to (90 ° -16, 9 °). The direction of the bundle is such that after refraction on the inner surface 24 of the pipeline 13 the bundle is, for example, an angle between 20 ° and 70 °, preferably an angle between 30 ° and 21, 60 ° and more preferably between 40 ° and 50 ° with a radial direction of the transport device. In this example, the angle after refraction is approximately 45 °. In this example, responses from the beam to the wall are also received by the elements of the element array I85.

5 De elementen van de middelste en de twee buitenste elementenarrays I81, 18a en I85 zijn voorzien van elementen voor het zowel uitzenden van de ultrasone golven als het ontvangen van ultrasone golven.The elements of the middle and two outer element arrays I81, 18a and I85 are provided with elements for both transmitting the ultrasonic waves and receiving ultrasonic waves.

De tussengelegen elementenarrays I82 en I8.1 worden gebruikt voor het uitvoeren van zogeheten time-of-flight diffraction (TOFD), welke 10 ondermeer nader is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 1026538 (niet gepubliceerd). De elementen array is hierbij dusdanig gericht dat een normaal N' van het oppervlak van een enkel element (welk niveau samenvalt met de richting van door één element uitgezonden bundel) een hoek insluit met de axiale as die gelijk is aan (90°-ll,2°).The intermediate element arrays I82 and I8.1 are used for performing so-called time-of-flight diffraction (TOFD), which is further described, inter alia, in Dutch patent application 1026538 (not published). The element array is hereby oriented such that a normal N 'of the surface of a single element (which level coincides with the direction of beam emitted by one element) includes an angle with the axial axis which is equal to (90 ° -11, 2 °).

15 In deze uitvoeringsvorm wordt door een element van de elementenarray I82 een bundel uitgezonden waarvan een responsie aan de wand van de pijpleiding 13 met een bijbehorend element van de elementenarray I8.1 wordt ontvangen. Elk der elementen van het ontvanggedeelte is ingericht en gepositioneerd voor het ontvangen van van 20 een corresponderend element van de elementenarray I82 afkomstige ultrasone bundel. Elk der elementen van het ontvanggedeelte is op enige afstand van het corresponderende element van het zendgedeelte geplaatst, hetgeen voor een enkel elementenpaar in figuur 7 is te zien. In dit voorbeeld wordt een bundel door telkens een van de elementen van de elementenarray 25 I82 uitgezonden. Er is hier geen sprake van het genereren van een bundel met behulp van het tegelijkertijd uitzenden van een deelverzameling van elementen van de elementenai*ray I82 volgens een phased array. Het kan echter wel. De uit te zenden bundel kan worden gevormd zoals besproken aan de hand van figuur 1 waarbij dan de elementen zijn gericht zoals 22 getoond voor de elementenarray 1821η figuur 7 om een bundel te verkrijgen in een richting met een axiale component. De bundel moet voor TOFD echter divergeren in de richting van de normaal N’ van het vlak van een element, dat wil zeggen divergeren in axiale en radiale richting zodat dan de 5 akoestische lens wordt weggelaten. Ook kan de bundel worden gevormd zoals besproken aan de hand van figuur 4 waarbij dan de elementen zijn gerangschikt en gericht zoals in figuur 4 is getoond en waarbij de elementen door de besturingsinrichting dusdanig in fase worden aangestuurd dat een bundel wordt verkregen in de richting van de normaal N’, dat wil zeggen in 10 een richting met een radiale en axiale component waarbij de bundel bovendien in de richting van de normaal N’ dat wil zeggen in axiale en radiale richting divergeert. In elk geval kan desgewenst een responsie van de bundel worden ontvangen met een corresponderend aantal elementen van de elementenarray I81. Ook dan is sprake van TOFD. Geheel analoog 15 zoals besproken voor de elementen array I82 kan een bundel worden uitgezonden met de elementenarray I8-1 (door een element of door een deelverzameling) en waarvan een responsie met de elementenarray I82 wordt ontvangen.In this embodiment, an element of the element array I82 emits a beam, a response of which is received on the wall of the pipeline 13 with an associated element of the element array I8.1. Each of the elements of the receiving portion is arranged and positioned to receive ultrasonic beam from a corresponding element of the element array I82. Each of the elements of the receiving section is positioned at some distance from the corresponding element of the transmitting section, which is shown in Figure 7 for a single pair of elements. In this example, a beam is transmitted by one of the elements of the element array I82. There is no question here of generating a bundle by simultaneously transmitting a subset of elements of the element array I82 according to a phased array. It is, however, possible. The beam to be emitted can be formed as discussed with reference to Figure 1 wherein the elements are then directed as shown for the element array 1821, Figure 7 to obtain a beam in a direction with an axial component. For TOFD, however, the beam must diverge in the direction of the normal N 'of the plane of an element, i.e., diverge in the axial and radial directions so that the acoustic lens is then omitted. The bundle can also be formed as discussed with reference to Fig. 4, wherein the elements are then arranged and oriented as shown in Fig. 4 and wherein the elements are controlled in phase by the control device such that a bundle is obtained in the direction of the normal N ', that is to say in a direction with a radial and axial component, the beam additionally diverging in the direction of the normal N', that is to say in the axial and radial direction. In any case, if desired, a response from the bundle can be received with a corresponding number of elements from the element array I81. Even then there is TOFD. Entirely analogously as discussed for the element array I82, a beam can be transmitted with the element array I8-1 (by an element or by a subset) and from which a response is received with the element array I82.

De uitvinding is niet beperkt tot de geschetste 20 uitvoeringsvoorbeelden.The invention is not limited to the exemplary embodiments described.

Ter verhindering van divergentie van de bundels in axiale richting kan zoals bijvoorbeeld besproken aan de hand van figuur 3 elk der elementenarrays zijn voorzien van een akoestische lens. Een dergelijke akoestische lens kan bijvoorbeeld geheel rond de bijbehorende 25 elementenarray lopen. Indien een twee dimensionale elementen array wordt toegepast zoals besproken aan de hand van figuur 4 kan met een juiste fasesturing een bundel worden verkregen die behalve in tangentiele richting ook in axiale richting convergeert zonder gebruik te maken van een akoestische lens.To prevent divergence of the beams in the axial direction, as discussed for example with reference to Figure 3, each of the element arrays can be provided with an acoustic lens. Such an acoustic lens can, for example, run entirely around the associated element array. If a two-dimensional element array is used as discussed with reference to Fig. 4, a correct phase control can be used to obtain a beam which converges in the tangential direction as well as in the axial direction without using an acoustic lens.

2323

Door onder verschillende hoeken metingen te verrichten kan een beter beeld verkregen worden van eventueel in de pijpleiding 13 aanwezige scheuren of defecten. Indien een bundel door de elementennarray 18i wordt uitgezonden kan met behulp van de elementenarray I85 reflectie 5 van de bundel aan de buitenwand 26 worden ontvangen. Blijkt die reflectie er niet te zijn dan is dit een indicatie voor een fout bij de buitenwand 26. De reflectie aan deze fout wordt dan bijvoorbeeld ontvangen door elementenarray I81 . Ook kan een door de elementen array I81 uitgezonden bundel eerst reflecteren aan de binnenwand en vervolgens reflecteren aan 10 een fout in de wand zodat de reflectie door een andere elementen array 18 n (n=2,3,4,5) worden ontvangen. Er is dan sprake van een op zich bekende tandemtechniek. Bij deze bekende tandem techniek roteerde echter de meerkop en werd gebruik gemaakt van transducenten die elk een bundel genereerden in plaats van een elementenarray (een of twee dimensionaal) 15 volgens de uitvinding.By taking measurements at different angles, a better picture can be obtained of any cracks or defects present in the pipeline 13. If a beam is emitted by the element array 18i, reflection element 5 can be received on the outer wall 26 by means of the element array I85. If this reflection does not appear to be there, this is an indication of an error at the outer wall 26. The reflection on this error is then received, for example, by element array I81. Also, a beam emitted by the element array I81 may first reflect on the inner wall and then reflect on an error in the wall so that the reflection is received by another element array 18 n (n = 2.3.4.5). There is then a known per se tandem technique. In this known tandem technique, however, the multi-head rotated and use was made of transducers that each generated a bundle instead of an elemental array (one or two dimensional) according to the invention.

Er wordt nog opgemerkt dat met het woord 'as' in deze beschrijving in eerste instantie een denkbeeldige lijn wordt bedoeld, die niet noodzakelijkerwijs hoeft te zijn vormgegeven door een tastbaar lichaam.It is to be noted that the word "as" in this description primarily refers to an imaginary line that does not necessarily have to be shaped by a tangible body.

Het zal voor een vakman duidelijk zijn dat veel varianten op de 20 hier getoonde uitvoeringsvormen van de uitvinding mogelijk zijn. Zo is hot mogelijk om een aangepaste uitvoeringsvorm van de derde uitvoeringvorm te voorzien waarin elk der elementenarrays van ten minste twee rijen, bijvoorbeeld drie rijen, te voorzien om convergentie in axiale richting te kunnen bewerkstelligen. Er is dan weer sprake van een twee dimensionale 25 phased array. In de voorbeelden waarbij met een deelverzameling van elementen van een elementenarray volgens een phased array een bundel werd uitgezonden en met dezelfde elementenarray een responsie van de bundel aan de wand wrerd ontvangen werd voor ontvangst gebruik gemaakt van dezelfde deelverzameling van elementen. De uitvinding is hiertoe echter 30 niet beperkt. Zo kan ook gebruik worden gemaakt met een aanvullend 24 aantal elementen (al dan niet van dezelfde elementenarray waarmee de bundel werd uitgezonden) voor ontvangst dan wel van andere elementen voor ontvangst (al dan niet van dezelfde elementenarray als waarmee de bundel werd uitgezonden). In dit voorbeeld is de besturingsinrichting 5 mechanisch verbonden met de transportinrichting. De besturingsinrichting kan echter ook buiten de pijpleiding 13 zijn aangebracht en bijvoorbeeld gedraad met de elementen zijn verbonden. Ook kunnen de signaalverwerkingsmiddelen 21 gedraad of draadloos met de besturingsinrichting 20 zijn verbonden. Ook kan een elementenarray zich 10 uitstrekken langs een cirkelsegment in plaats van een volledige cirkel. Ook kan de elementenarray zich uitstrekken langs een in zichzelf gesloten lus die een andere vorm heeft, bijvoorbeeld zoals een cirkel, ovaal, vierkant, zeshoek etc.It will be clear to a person skilled in the art that many variants of the embodiments of the invention shown here are possible. It is thus possible to provide a modified embodiment of the third embodiment in which each of the element arrays is provided with at least two rows, for example three rows, in order to be able to achieve convergence in the axial direction. There is then again a two-dimensional phased array. In the examples where with a subset of elements from an element array according to a phased array a beam was transmitted and with the same element array a response from the beam was received on the wall, use was made of the same subset of elements. However, the invention is not limited thereto. For example, use can also be made of an additional 24 number of elements (whether or not of the same element array with which the bundle was transmitted) for reception or of other elements for reception (whether or not of the same element array with which the bundle was transmitted). In this example, the control device 5 is mechanically connected to the transport device. However, the control device can also be arranged outside the pipeline 13 and, for example, be connected to the elements by wire. The signal processing means 21 may also be connected to the control device 20 in a wired or wireless manner. An elemental array can also extend along a circle segment instead of a full circle. The element array can also extend along a self-closed loop that has a different shape, such as a circle, oval, square, hexagon, etc.

1032186'1032186 '

Claims

A system for measuring on a wall of a pipeline (13) from a position in the pipeline (13) with the aid of at least one ultrasonic beam, the system being provided with a transport device (1) which is adapted to enter the pipeline to be positioned which transport device is provided with a measuring body (4), which measuring body (4) is provided with a transmitting and receiving device (15) for emitting ultrasonic beams and for receiving reflections from the beams on the wall of the pipeline, wherein, in use, the transport device comprises a radial, axial and tangential direction that coincides with a radial, axial and tangential direction of the pipeline and wherein the at least one bundle has a propagation direction with a radial component in the direction of the wall of the pipeline, characterized in that the transmitting and receiving device (15) comprises at least one element array (18), each element (16) of which is in directed for emitting an ultrasonic wave, wherein the elements (16) of the element array (18) are arranged relative to each other such that, in combination, they extend at least distributed over a path, which path at least partially extends around in tangential direction an axial axis of the transport device extending in axial direction, wherein the system is further provided with a control device (20) for controlling the transmitting and receiving device 15, the control device being adapted for using at least one selected subset (D, D ', D ", D1, D2, D3, D4) of elements of an array of elements (18, 16n) formed by the element array 25 to cause ultrasonic waves to be emitted, the subset comprising a plurality of elements and wherein the control device (20) is further adapted to control the elements of the subset (D) as a phased array for forming and directing the at least one bundle (Z, Z ', Z', Z1, Z2, Z3, Z4) using the elements (16) of the subset, which bundle is formed from the ultrasonic waves, and for selecting mutually different subsets for generating mutually different bundles.

A system according to claim 1, characterized in that the elements of a subset are neighboring elements.

3. System as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the control device is adapted to control the elements of the element array such that different bundles are generated successively with different subsets of elements.

4. System as claimed in claim 1, 2 or 3, characterized in that the control device (20) is further adapted to control the elements of the element array such that at the same time through a plurality of subsets of the elements a plurality of different bundles is generated.

5. System as claimed in any of the claims 3 or 4, characterized in that mutually different subsets of elements of the element array are shifted in tangential direction relative to each other for transmitting bundles shifted from one another in tangential direction.

6. System as claimed in claim 4 or 5, characterized in that the control device ensures, in use, that a successive scan is carried out in the tangential direction with successive beams transmitted with the aid of the element array.

A system according to claim 6, characterized in that a plurality of, and in particular all neighboring bundles emitted in the tangential direction, viewed with the aid of the element array, abut each other at the wall of the pipeline or at least partially overlap each other.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one subset comprises at least three elements (16, 16i, 16i, j).

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and receiving device comprises a plurality of element arrays.

10. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the sending and receiving device comprises at least a first type of element array which, in use, is controlled as a phased array for transmitting at least a first bundle and for receiving reflections of the at least one first bundle on the wall, wherein in particular the direction of the at least first bundle of the first type of element array is directed at least substantially in radial direction.

11. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the sending and receiving device comprises at least a second type of element array which, in use, is controlled as a phased array for transmitting at least a second bundle and for receiving reflections of the at least one second bundle on the wall, the direction of the at least one second bundle having at least substantially only a radial and axial component.

12. A system according to claim 11, characterized in that the direction of the at least one bundle includes an angle between 5 ° and 40 °, preferably an angle between 10 ° and 30 ° and more preferably between 14 ° and 20 ° with a radial direction of the transport device.

13. System as claimed in claim 10, characterized in that the transmitting and receiving device comprises at least one first type of element array and at least two second type of element array, wherein the at least one first type of element array lies between the at least two second type of element array.

14. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the transmitting and receiving device comprises at least a third type of element array for transmitting at least a third bundle wherein the direction of the at least one third bundle comprises at least substantially a radial and axial component and wherein, in use, the third type of element array is optionally driven as a phased array and wherein the elements further form at least a fourth type of element array 10 which is axially separated from the third type of element array to receive reflections from the at least one third bundle.

15. System as claimed in claim 14, characterized in that the at least one third bundle has a direction with an axial component in the direction 15 of the fourth type of element array and wherein preferably the direction of the bundle is an angle between 4 ° and 30 ° , more preferably includes an angle between 7 ° and 14 ° with a radial direction of the transport device.

16. A system according to claims 13 and 14, characterized in that the at least one first type of element array lies between the at least one third type of element array and the at least one fourth type of element array, wherein preferably the at least one third type of element array and the at least one the fourth type of element array are in between the second type of element array.

17. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the path extends along a circle segment in a tangential direction.

A system according to claim 17, characterized in that the path extends over a loop closed in itself, more particularly over a circle in a tangential direction.

19. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that a number of the elements comprise mutually connecting elements.

20. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the measuring body comprises a cylindrical body, wherein the elements are arranged spread over the cylindrical body.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the elements of the at least one element array have at least substantially the same distance from the axial axis of the transport device, which axial axis coincides in use with the axial axis of the pipeline.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that a subset of elements extends at least in the tangential direction.

23. System as claimed in claim 22, characterized in that elements of the subset are controllable such that the bundle formed with this subset converges at least in a tangential direction

A system according to claim 23, characterized in that the control device controls the subset so that the formed bundle converges at least in the tangential direction.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that a phased array formed by the subset is of one-dimensional design and the dimension of which extends in a tangential direction.

26. System as claimed in claim 25, characterized in that elements of the one-dimensional subset are controllable such that the bundle formed with this subset converges in tangential direction

A system according to claim 26, characterized in that the control device controls the subset so that the formed bundle converges in tangential direction.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the element array is a one-dimensional element array extending in tangential direction.

29. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the measuring body is furthermore provided with at least one acoustic lens 5 for causing the at least one bundle to converge in the axial direction.

A system according to any one of the preceding claims 1-27 or 29, characterized in that a phased array formed by a subset is designed in two dimensions and the dimensions of which extend in the tangential and axial directions.

A system according to claim 30, characterized in that the elements of the two-dimensional subset are controllable such that the beam formed with this subset converges in tangential and axial direction.

32. System as claimed in claim 31, characterized in that the control device controls the subset such that the formed bundle converges in tangential and axial direction.

A system according to any one of the preceding claims 1-27 or 29-32, characterized in that the element array is a two-dimensional element array extending in tangential and axial direction.

A system according to claim 33, characterized in that the control device is arranged to control a subset of elements of the element array as a two-dimensional phased array for generating at least one bundle and for determining the tangential and axial direction of the at least one bundle as well as for determining the convergence or divergence of the at least one bundle, wherein the subset comprises elements which are arranged with respect to each other spread in axial and tangential direction.

35. A system according to claim 33 or 34, characterized in that the control device is adapted to control a plurality of different subsets of the element array for generating a plurality of such different bundles.

36. A system according to claim 35, characterized in that the control device is adapted to simultaneously control a plurality of subsets of elements of the element array so that a plurality of such different bundles are generated simultaneously.

37. System as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the elements of the at least one subset are controllable by the control device such that the at least one transmitted ultrasonic beam has an at least substantially flat wave front.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the transport device is adapted to move through the pipeline in the axial direction of the pipeline.

39. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device is provided with electronic components for controlling the sending and receiving device.

40. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device is provided with optical components for controlling the transmitting and receiving device.

A system according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device is of reprogrammable design.

42. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the elements is provided with piezo crystals for generating the at least one ultrasonic wave.

43. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that, in use, the measuring body does not rotate relative to the rest of the transport device.

44. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the control device is mechanically connected to the transport device.

45. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the elements is also adapted to receive the reflections from the at least one beam on the wall.

46. System as claimed in any of the foregoing claims 1-34 or 37-45, characterized in that the control device is adapted to control the elements such that a plurality of different bundles are simultaneously generated, each of the bundles using one subset of elements.

A system according to any one of the preceding claims 1-34 or 37-46, characterized in that, in use, the control device is adapted to successively control sub-sets of elements of elements of the at least one element array for successively transmitting , different bundles for scanning the wall.

A system according to claim 47, characterized in that the control device is arranged, in use, to simultaneously control a plurality of mutually different subsets of elements of the at least one element array for simultaneously transmitting, from each other different bundles in mutually different directions.

49. A system according to claim 48, characterized in that the control device is arranged, in use, to successively control different multiples of subsets of elements for successively transmitting mutually different multiples of bundles for scanning the wall.

50. Method for measuring on a wall of a pipeline with the aid of ultrasonic beams from a position in the pipeline using a system according to any one of the preceding claims, wherein the method is in each case using at least a selected subset of elements comprises transmitting at least one bundle, wherein different subsets are selected for transmitting different bundles and wherein measuring is carried out on the wall with the aid of the bundles.

A method according to claim 50, characterized in that the method comprises successively emitting selected subsets of the elements from different ultrasonic beams for performing a scan of the wall of the pipeline.

A method according to claim 50 or 51, characterized in that scanning is performed such that a scanned portion of the wall forms a loop closed in itself.

53. A method according to claim 50, 51 or 52, characterized in that the method is simultaneously, simultaneously with the aid of a plurality of selected subsets of elements, simultaneously emitting a plurality of mutually different ultrasonic beams, whereby simultaneously different parts of the wall of the pipeline is measured.

54. A method according to claim 53, characterized in that by successively selecting different multiples of subsets of elements, mutually different multiples of ultrasonic beams are transmitted for scanning the pipeline.

55. A method according to claim 54, characterized in that the scan forms at least one loop closed in itself and thus a circumferential scan on the wall. 1032186