NL1032186C2

NL1032186C2 - Systeem voor het meten aan een wand van een pijpleiding met 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 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.

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.

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.

15 In gebruik wordt de transportinrichting in de pijpleiding gebracht.

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.

Nadeel van de bekende transportinrichting is dat meten middels het roteren van het meetlichaam in de pijpleiding relatief veel tijd kost.

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.

Ook kost het roteren veel energie, hetgeen problemen kan 30 opleveren met name indien het systeem een batterijgevoed apparaat betreft.

3

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.

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.

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.

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.

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.

5

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.

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.

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.

20 Ook hierdoor kunnen meerdere bundels tegelijkertijd worden gevormd en kan de mectsnelheid verder worden verhoogd.

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.

6

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand 1ö van de tekening, waarbij:

Figuur 1 in perspectivisch aanzicht een eerste uit voeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding toont;

Figuur 2 oen dwarsdoorsnede van de transportinrichting van het 20 systeem uit Figuur 1;

Figuren 3a-c detailaanzichton van het in figuur 2 met behulp van een stippellijn omlijnd gedeelte tonen;

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;

Figuur 4b in perspectivisch aanzicht een derde uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding toont;

Figuur 5 een detailaanzicht van het in figuur 4a met. behulp van 30 een stippellijn omlijnd gedeelte toont; 8

Figuur 6 in perspectivisch aanzicht een vierde uitvoeringvorm van een systeem volgens de uitvinding toont; en

Figuur 7 een detailaanzicht van de langsdoorsnede van de transportinrichting ter hoogte van de pijlen PP' toont.

5

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

12

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.

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.

13

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.

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.

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.

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 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.

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 helix

5 In figuur 4a wordt een tweede uitvoeringsvorm van het systeem 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.

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.

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.

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.

5 In figuur 4b wordt een derde uitvoeringsvorm van het systeem 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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°).

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.

De uitvinding is niet beperkt tot de geschetste 20 uitvoeringsvoorbeelden.

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.

23

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.

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.

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.

1032186'

Claims

1. Systeem voor het met behulp van tenminste een ultrasone bundel meten aan een wand van een pijpleiding (13) vanaf een positie in de pijpleiding (13), waarbij het systeem is voorzien van een transportinrichting (1) die is ingericht om in de pijpleiding te worden 5 gepositioneerd welke transportinrichting is voorzien van een meetlichaam (4), welk 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 van de pijpleiding, waarbij de transportinrichting, in gebruik, een radiale, axiale en tangentiële richting 10 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, met het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting (15) ten minste één elementenarray (18) omvat, waarvan elk element (16) is 15 ingericht voor het uitzenden van een ultrasone golf, waarbij de elementen (16) van de elementenarray (18) 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 20 transportinrichting uitstrekt waarbij het systeem verder is voorzien van een besturingsinrichting (20) voor het besturen van de zend- en ontvanginrichting 15, waarbij de besturingsinrichting is ingericht voor hot telkens met behulp van tenminste een geselecteerde deelverzameling ( D, D’, D", Dl, D2, D3, D4) van elementen van een door de elementenarray 25 gevormde verzameling van elementen (18, 16n) laten uitzenden van ultrasone golven, waarbij de deelverzameling een veelvoud van elementen omvat en waarbij de besturingsinrichting (20) voorts is ingericht voor het 1 0 3 2 1 8 6 aansturen van de elementen van de deelverzameling (D) als een phased array voor het met behulp van de elementen (16) van de deelverzameling vormen en richten van de tenminste ene bundel (Z, Z’, Z”, Zl, Z2, Z3, Z4), welke bundel is gevormd uit de ultrasone golven, en voor het selecteren van, 5 van elkaar verschillende deelverzamelingen voor het genereren van, van elkaar verschillende bundels.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de elementen van een deelverzameling naburige elementen zijn.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de 10 besturingsinrichting is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen van de elementenarray dat opeenvolgend met verschillende deelverzamelingen van elementen verschillende bundels worden gegenereerd.

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de 15 besturingsinrichting (20) voorts is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen van de elementenarray dat tegelijkertijd door een veelvoud van deelverzamelingen van de elementen een veelvoud van verschillende bundels wordt gegenereerd.

5. Systeem volgens een der conclusies 3 of 4, met het kenmerk, dat 20 van 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.

6. Systeem volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de 25 besturingsinrichting bewerkstelligt, in gebruik, dat met opeenvolgende met behulp van de elementenarray uitgezonden bundels een scan in tangentiële richting wordt uitgevoerd.

7. Systeem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een veelvoud en in het bijzonder alle met behulp van de elementenarray uitgezonden in tangentiele richting gezien naburige bundels bij de wand van de pijpleiding op elkaar aansluiten of elkaar althans gedeeltelijk overlappen.

8. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tenminste ene deelverzameling ten minste drie elementen (16, 16i, 5 16i,j) omvat.

9. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting een veelvoud van elementenarrays omvat.

10. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 10 dat de zend- en ontvanginrichting tenminste een eerste type elementenarray omvat die, in gebruik, wordt aangestuurd als een phased array voor het uitzenden van tenminste een eerste bundel en voor het ontvangen van reflecties i van de tenminste ene eerste bundel aan de wand, waarbij in het bijzonder de richting van de tenminste eerste bundel van het 15 eerste type elementenarray althans in hoofdzaak in radiale richting is gericht.

11. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting tenminste een tweede type elementenarray omvat die, in gebruik, wordt aangestuurd als een phased 20 array voor het uitzenden van tenminste een tweede bundel en voor het ontvangen van reflecties van de tenminste ene tweede bundel aan de wand waarbij de richting van de tenminste ene tweede bundel althans in hoofdzaak alleen een radiale en axiale component heeft.

12. Systeem volgens conclusies 11, met het kenmerk, dat de richting 25 van de tenminste ene bundel een hoek tussen 5° en 40°, bij voorkeur een hoek tussen 10° en 30° en meer bij voorkeur tussen 14° en 20° insluit met een radiale richting van de transportinrichting.

13. Systeem volgens conclusies 10, met het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting tenminste één eerste type elementenarray en tenminste 30 twee tweede type elementenarrays omvat waarbij het tenminste ene eerste type elementenarray tussen de tenminste twee tweede type elementenarrays in ligt.

14. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zend- en ontvanginrichting tenminste een derde type 5 elementenarray omvat voor het uitzenden van tenminste een derde bundel waarbij de richting van de tenminste ene derde bundel althans in hoofdzaak een radiale en axiale component heeft en waarbij, in gebruik, de derde type elementenarray eventueel wordt aangestuurd als een phased array en waarbij de elementen voorts tenminste een vierde type elementenarray 10 vormen die in axiale richting van het derde type elementenarrays is gescheiden voor het ontvangen van reflecties van de tenminste ene derde bundel.

15. Systeem volgens conclusies 14, met het kenmerk, dat de tenminste ene derde bundel een richting heeft met een axiale component in de richting 15 van het vierde type elementenarray en waarbij bij voorkeur de richting van de bundel een hoek tussen 4° en 30°, meer bij voorkeur een hoek tussen 7° en 14° met een radiale richting van de transportinrichting insluit.

16. Systeem volgens conclusies 13 en 14, met het kenmerk, dat het tenminste ene eerste type elementenarray tussen respectievelijk het 20 tenminste ene derde type elementenarray en het tenminste ene vierde type elementenarray in ligt waarbij bijvoorkeur het tenminste ene derde type elementenarray en het tenminste ene vierde type elementenarray tussen de tweede type elementenarrays in liggen.

17. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 25 dat het pad zich uitstrekt langs een cirkelsegment in tangentiële richting.

18. Systeem volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het pad zich uitstrekt over een in zichzelf gesloten lus, meer in het bijzonder over een cirkel in tangentiële richting.

19. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een aantal der elementen op elkaar aansluitende elementen omvat.

20. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetlichaam een cilindervormig lichaam omvat, waarbij de 5 elementen verspreid over het cilindervormige lichaam zijn aangebracht.

21. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de elementen van de tenminste ene elementenarray althans nagenoeg een zelfde afstand tot de axiale as van de transportinrichting hebben welke axiale as in gebruik samenvalt met de axiale as van de pijpleiding.

22. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een deelverzameling van elementen zich tenminste uitstrekt in tangentiële richting.

23. Systeem volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat elementen van de deelverzameling dusdanig aanstuurbaar zijn dat de met deze 15 deelverzameling gevormde bundel tenminste in tangentiële richting convergeert

24. Systeem volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting de deelverzameling dusdanig aanstuurt dat de gevormde bundel tenminste in tangentiële richting convergeert.

25. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een door de deelverzameling gevormde phased array ééndimensionaal is uitgevoerd en waarvan de dimensie zich uitstrekt in tangentiële richting.

26. Systeem volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat elementen van de ééndimensionale deelverzameling dusdanig aanstuurbaar zijn dat de met 25 deze deelverzameling gevormde bundel in tangentiële richting convergeert

27. Systeem volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting de deelverzameling dusdanig aanstuurt dat de gevormde bundel in tangentiële richting convergeert.

28. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het· kenmerk, dat de elementenarray een zich in tangentiële richting uitstrekkende ééndimensionale elementenarray is.

29. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetlichaam voorts is voorzien van ten minste een akoestische lens 5 voor het laten convergeren van de tenminste ene bundel in axiale richting.

30. Systeem volgens één der voorgaande conclusies 1-27 of 29, met het kenmerk, dat een door een deelverzameling gevormde phased array tweedimensionaal is uitgevoerd en waarvan de dimensies zich uitstrekken in tangentiële en axiale richting.

31. Systeem volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de elementen van de tweedimensionale deelverzameling dusdanig aanstuurbaar zijn dat de met deze deelverzameling gevormde bundel in tangentiële en axiale richting convergeert.

32. Systeem volgens conclusie 31, met het kenmerk, dat de 15 besturingsinrichting de deelverzameling dusdanig aanstuurt dat de gevormde bundel in tangentiële en axiale richting convergeert.

33. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 1-27 of 29-32, met het kenmerk, dat de elementenarray een zich in tangentiële en axiale richting uitstrekkende tweedimensionale elementenarray is.

34. Systeem volgens conclusie 33, met het kenmerk,dat de besturingsinrichting is ingericht een deelverzameling van elementen van de elementen array aan te sturen als een twee dimensionale phased-array voor het genereren van tenminste een bundel en voor het bepalen van de tangentiele en axiale richting van de tenminste ene bundel alsmede voor 25 het bepalen van de convergentie of divergentie van de tenminste ene bundel .waarbij de deelverzameling elementen omvat die in axiale en tangentiele richting verspreid ten opzichte van elkaar zijn aangebracht.

35. Systeem volgens conclusie 33 of 34, met het kenmerk,dat de besturingsinrichting is ingericht voor het aansturen van een veelvoud van verschillende deelverzamelingen van de elementenarray voor het genereren van een veelvoud van dergelijke verschillende bundels.

36. Systeem volgens conclusie 35, met het kenmerk, öat de besturingsinrichting is ingericht voor het tegelijkertijd aansturen van een 5 veelvoud van deelverzamelingen van elementen van de elementenarray zodat een veelvoud van dergelijke verschillende bundels tegelijkertijd worden gegenereerd.

37. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de elementen van de tenminste ene deelverzameling door de 10 besturingsinrichting dusdanig aanstuurbaar zijn, dat de tenminste ene uitgezonden ultrasone bundel een althans in hoofdzaak vlak golffront heeft.

38. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de transportinrichting is ingericht voor het in axiale richting van de pijpleiding bewegen door de pijpleiding.

39. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting is voorzien van elektronische componenten voor het aansturen van de zend- en ontvanginrichting.

40. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting is voorzien van optische componenten voor het 20 aansturen van do zend- en ontvanginrichting.

41. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting herprogrammeerbaar is uitgevoerd.

42. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een der elementen van piëzo-kristallen is voorzien voor het 25 genereren van de ten minste één ultrasone golf.

43. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetlichaam in gebruik niet roteert ten opzichte van de rest van de transportinrichting.

44. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, 30 dat althans een deel van de besturingsinrichting mechanisch met de transportinrichting is verbonden.

45. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat althans een gedeelte van de elementen tevens is ingericht voor het ontvangen van de reflecties van de tenminste ene bundel aan de wand.

46. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 1-34 of 37-45, met het kenmerk, dat besturingsinrichting is ingericht voor het dusdanig aansturen van de elementen dat tegelijkertijd een veelvoud van verschillende bundels wordt gegenereerd, waarbij elk der bundels met behulp van één deelverzameling van elementen is gevormd.

47. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 1-34 of 37-46, met 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 15 scannen van de wand.

48. Systeem volgens conclusie 47, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting is ingericht om, in gebruik, telkens tegelijkertijd een veelvoud van, van elkaar verschillende deelverzamelingen van elementen van de tenminste ene elementenarray aan te sturen voor het tegelijkertijd 20 uitzenden van, van elkaar verschillende bundels in van elkaar verschillende richtingen.

49. Systeem volgens conclusie 48, met het kenmerk, dat de besturingsinrichting is ingericht om, in gebruik, achtereenvolgens van elkaar verschillende veelvouden van deelverzamelingen van elementen aan 25 te sturen voor het achtereenvolgens uitzenden van, van elkaar verschillende veelvouden van bundels voor het scannen van de wand.

50. Werkwijze voor het met behulp van ultrasone bundels meten aan een wand van een pijpleiding vanaf een positie in de pijpleiding onder gebruikmaking van een systeem volgens één der voorgaande conclusies, 30 waarbij de werkwijze het telkens met behulp van ten minste een geselecteerde deelverzameling van elementen uitzenden van tenminste een bundel omvat, waarbij verschillende deelverzamelingen worden geselecteerd voor het uitzenden van verschillende bundels en waarbij met behulp van de bundels aan de wand wordt gemeten..

51. Werkwijze volgens conclusie 50, met het kenmerk, dat de werkwijze het achtereenvolgens met behulp van gewijzigde geselecteerde deelverzamelingen van de elementen uitzenden van verschillende ultrasone bundels omvat voor het uitvoeren van een scan van de wand van de pijpleiding.

52. Werkwijze volgens conclusie 50 of 51, met het kenmerk, dat zodanig wordt gescand dat een gescand gedeelte van de wand een in zichzelf gesloten lus vormt.

53. Werkwijze volgens conclusie 50, 51 of 52, met het kenmerk, dat de werkwijze het telkens tegelijkertijd met behulp van een veelvoud van 15 geselecteerde deelverzamelingen van elementen telkens tegelijkertijd een veelvoud van van elkaar verschillende ultrasone bundels wordt uitgezonden, waardoor tegelijkertijd aan verschillende delen van de wand van de pijpleiding wordt gemeten.

54. Werkwijze volgens conclusie 53, met het kenmerk, dat door het 20 opeenvolgend selecteren van verschillende veelvouden van deelverzamelingen van elementen, van elkaar verschillende veelvouden van ultrasone bundels worden uitgezonden voor het scannen van de pijpleiding.

55. Werkwijze volgens conclusie 54, met het kenmerk, dat de scan ten minste één in zichzelf gesloten lus vormt en daarmee een rondgaande scan 25 aan de wand. 1032186