NL8104262A

NL8104262A - Centreerinrichting voor een meetsonde.

Info

Publication number: NL8104262A
Application number: NL8104262A
Authority: NL
Original assignee: Neratoom
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1983-04-05
Also published as: EP0078072A1; NL181302B; NL181302C; JPS5861403A; JPH0251124B2; EP0078072B1; DE3274764D1

Description

, VO 2234 -1- * *

Centreerinrichting voor een meetsonde.

De uitvinding heeft betrekking op een centreerinrichting die is bedoeld cm een meetsonde in het inwendige van een buis- of pijpvormig lichaam in een stand te houden ten opzichte van het te inspecteren pijpoppervlak/ die voor het verkrijgen van betrouwbare meetresultaten 5. is vereist. Teneinde de inspectie doeltreffend te kunnen uitvoeren moet het mogelijk zijn om de meetsonde en de daaxmee verbonden kabel in het inwendige van het te inspecteren buis- of pijpvormige lichaam te ver-schuiven onder aanhouding van de vereiste meetstand van de sonde ten opzichte van het pijpoppervlak.

10 Met de uitvinding is nu beoogd een centreerinrichting van boven- omschreven soort beschikbaar te stellen die bruikbaar is voor: pijpen met een betrekkelijk geringe inwendige diameter (grootte-orde) van ca. 14 mm en groter; pijpen met een ronde of ovale dwarsdoorsnede; en 15 pijpen met een gebogen verloop, zoals b.v. schroeflijnvormig gewikkelde pijpen, U-vormig gebogen pijpen, en andersoortig gebogen pijpen.

Meetsondes die in het kader van de onderhavige uitvinding met voor-deel kunnen worden gebruikt, kunnen b.v. zijn gebaseerd op wervelstroom-en/of optische en/of ultrageluid inspectiemethodieken voor inwendig 20 pijp- of buisonderzoek.

De volgens de uitvinding voorgestelde oplossing zal, zonder daar-toe te zijn beperkt, worden beschreven voor een ultrageluid-meetsonde, en is in wezen gekenmerkt door een centreerinrichting met' twee zich in axiale richting op afstand van elkaar bevindende stellen van steun-25 organen, door middel waarvan de centreerinrichting in een rechte, of een gebogen buis of pijp, verplaatsbaar wordt gedragen, waarbij een en ander zodanig is geconstrueerd dat de door het geometrische midden van de inrichting verlopende langsas, ofwel samenvalt met de hartlijn van een desbetreffende rechte buis of pijp, ofwel evenwijdig verloopt 30 aan de raaklijn van het midden van de gekromde hartlijn resp. het ge-kromde pijpoppervlak van een desbetreffende gebogen buis of pijp, die resp. dat is begrensd tussen de twee stellen van steunorganen.

Door in een aldus geconstrueerde centreerinrichting gebruik te maken van een draaibare reflector die samen met een transducent voor 35 ultrageluidstrillingen is gemonteerd in een frame, kan deze reflector 8104262 -2- 5s i zodanig ten opzichte van deze ultrageluidstransducent worden opgesteld dat een door de reflector gereflecteerde bundel van ultrageluidstril-lingen, het pijpoppervlak in elke positie die het geheel in het inwen-dige van een pijp- of buisvormig lichaam kan innemen, steeds treft 5 onder een vaste hoek van b.v. 90°. Bij doorvoering door een te inspec-teren pijp of buis van een centreerinrichting met een aldus daarin op-genomen reflector en meetsonde, worden betrouwbare meetresultaten ver-kregen. *

Meer in het bijzonder is een centreerinrichting volgens de uit-10 vinding gekenmerkt door een frame; een om de longitudinale as van dit frame, draaibaar daardoor gedragen reflector dienende om een langs deze longitudinale as gerichte bundel van ultrageluidstrillingen, af te buigen in een richting die b.v. in hoofdzaak loodrecht verloopt op deze longitudinale as; een eerste stel gesynchroniseerd scharnierbaar in 15 een vlak dat transversaal verloopt ten opzichte van deze longitudinale as, aan het frame bevestigde, resp. daarvan uitstekende centreerarmen; een met dit eerste stel centreerarmen gekoppeld eerste veermechanisme dat op de desbetreffende centreerarmen zodanige veerkrachten uitoefent dat een naar het frame toegerichte,door een inwendig pijpoppervlak ver-20 oorzaakte,kantelbeweging van deze centreerarmen wordt tegengewerkt; een tweede stel gesynchroniseerd scharnierbaar in een vlak dat transversaal verloopt ten opzichte van genoemde longitudinale as/ aan het frame bevestigde, resp. daarvan uitstekende centreerarmen; een met dit tweede stel van centreerarmen gekoppeld tweede veermechanisme dat op de desbe-25 treffende centreerarmen zodanigeveerkrachten uitoefent dat een naar het frame toegerichte, door het inwendige pijpoppervlak veroorzaakte, kantelbeweging van deze centreerarmen wordt tegengewerkt; en het midden van genoemde reflector zich bevindt op de genoemde longitudinale as, alsook midden tussen het eerste en het tweede stel van centreerarmen. 30 Ter verkrijging van een compacte en eenvoudige constructie is een centreerinrichting volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de <§<§n stel vormende centreerarmen, elk scharnierbaar zijn gekoppeld met een daarvoor gemeenschappelijk koppelorgaan dat om de genoemde longitudinale as draaibaar aan het frame is bevestigd; en het veermecha-35 nisme dat met het desbetreffende stel van centreerarmen is gekoppeld, een enkele veer omvat die tussen het frame en het desbetreffende koppelorgaan is verbonden.

8104262 ir * -3-

Een praktisch aantrekkelijke constructie van een centreerinrich— ting volgens de uitvinding is verder daardoor gekenmerkt dat het frame een cilindrisch huis omvat dat bij het ene uiteinde is voorzien van een stel draaibaar daarin gelegerde rondsels; de reflector wordt gedragen . 5 door een in het inwendige van dit huis reikende reflectordrager die ten opzichte van dit huis draaibaar wordt gedragen door middel van een inwendige tandkrans waarmee genoemde rondsels in aangrijping zijn; en een stel aan het huis bevestigde lagerborgstukken die reiken in een langs de buitenomtrek van genoemde reflectordrager verlopende uitsparing, teneinde 10 een axiale verschuiving van deze reflectordrager ten opzichte van dit huis te verhinderen, alsook fungeren als steunlager waardoor de reflectordrager in het huis draaibaar is gelagerd.

* Met een dergelijke construe tie is het mogelijk om de voor het doen draaien van de reflector benodigde aandrij fmiddelen en de transdu- cent vanaf een en dezelfde zijde te koppelen met de centreerinrichting.

15 1 -Tevens wordt het voordeel verkregen dat de overdracht van ultrageluids-· trillingen naar en vanaf het buis- of pijpoppervlak, ongestoord kan plaatsvinden.

Bij een centreerinrichting volgens de uitvinding is het frame verder inaericht om een transducent voor ultrageluidstrillingen te dragen ^ zodanig dat een door deze transducent uitgezonden bundel langs de lon-gitudinale as van het frame * is gericht naar het midden van de reflector -

Ter nadere toelichting van de uitvinding zal in het onderstaande een uitvoeringsvoorbeeld daarvan worden beschreven met verwijzing naar de tekening. In de tekening is: 25 fig. 1 een gedeeltelijk in dwarsdoorsnede volgens de lijn I-I in fig. 2 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van een centreermechanisme volgens de uitvinding met een daarbij behorende transducent en reflector; fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II-II van de in fig. 1 30 weergegeven uitvoeringsvorm; en fig. 3 een schema ter illustratie van het principe waarop de ondernavige uitvinding berust.

Het in de fign. 1 en 2 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van een 22 centreerinrichting volgens de uitvinding, omvat een frame met een draaibaar daarin gedragen reflectordrager 1 voor een vast daarin gemonteerde reflector 2. Het frame is verder samengesteld uit een eerste centreer-eenheia 3 en een tweede centreereenheid 4 welke centreereenheden op een nog nader te beschrijven wijze tot een mechanisch geheel met elkaar zijn a 1 ft A 9 fi? '

»-· -J

-4- verbonden. De reflectordrager 1 is in het frame dat een cilindrisch ' huis 26 omvat, draaibaar gelegerd door middel van drie in de eenheid 3 draaibare rondsels, waarvan er in fig. 1 slechts twee, 7 en 8 zijn veer-gegeven. Deze rondsels zijn in aangrijping met een inwendige tandkrans 5 van de een hoi cilindrisch gedeelte omvattende reflectordrager 1. Verder wordt deze reflectordrager draaibaar gedragen door de kogellagers 9 en 9' die in de centreereenheid 4 zijn gemonteerd. Door middel van een stel bij voorkeur draaibaar aan de centreereenheid 3 bevestigde lagerborg-stukken zoals 10, 11 en 12, die reiken in een langs de buitenomtrek van 10 de reflectordrager 1 verlopende uitsparing, wordt verhinderd dat deze drager samen met de draaibaar daarmee verbonden centreereenheid 4 in axiale richting ten opzichte van de centreereenheid 3 kan verschuiven; bovendien fungeren deze stukken 10, 11 en 12 samen als een steunlager voor de reflectordrager 1. De reflectordrager 1 fungeert dus tevens als *5 een verbindingse'lement waardoor de beide centreereenheden 3 en 4 tot een mechanisch geheel met elkaar zijn verbonden.

In het inwendige van de centreereenheid 3 en de reflectordrager 1 is verder vast aan het frame bevestigd een ultrageluidstransducent 13 welke is verbonden met een elektrische kabel 14. Deze transducent is 20 zodanig opgesteld dat een daardoor uitgezonden resp. ontvangen bundel van ultrageluidstrillingen langs de longitudinale as 15 van het geheel, is gericht naar resp. vanaf het midden 16 van de reflector 2. Deze reflector is verder zodanig opgesteld en uitgevoerd dat een daarop vanaf de transducent 13 invallende bundel van ultrageluidstrillingen 25 onder een hoek van b.v. in hoofdzaak 90° wordt afgebogen, zoals in fig. 1 door de pijl P is aangegeven.

Het rondsel 7 is voorzien van een buiten de centreereenheid 3 uitstekende aandrijfas, die kan worden gekoppeld met een zich aan die zijde van de centreereenheid 3 bevindende motor (niet weergegeven).

50 Wanneer dit rondsel door deze motor in draaiing wordt gebracht, wordt via de inwendige tandkrans van de reflectordrager 1, deze reflectordrager en daarmee de reflector 2 in draaiing gebracht. Wanneer daarbij de transducent via de kabel 14 elektrische signalen ontvangt waardoor deze transducent ultrageluidstrillingen uitzendt, wordt bereikt dat 35 in richtingen b.v. loodrecht op de longitudinale as, een bundel van ultrageluidstrillingen ten opzichte van deze as wordt rondgezwaaid.

Elke centreereenheid is verder voorzien van een stel, bij de weergegeven uitvoeringsvorm drie centreerarmen 17, 18 en 19, zoals in 8104262 ____ -5-

ΐτ V

fig. 2 voor de centreereenheid 3 is weergegeven. De een stel vormende cen-treerarmen zijn gesynchroniseerd scharnierbaar in een vlak dat trans-versaal verloopt ten opzichte van de longitudinale as 15, bevestigd aan de centreereenheid 3 resp. 4, en wel aan dat gedeelte 20 resp. 21 5 waarbinnen de reflectordrager 1 kan ronddraaien. In fig. 2 is het schar-nierpunt voor de centreerarm 19 aangegeven door 19'. Elk van de centreer-axmen van een stel is via een bijbehorende stxairhefboom 22, 23 en 24 (fig.

2) gekoppeld met een voor het desbetreffende stel gemeenschappelijke koppelorganen 25 resp. 25'. Elke stuurhefboom is daarbij scharnierbaar 10 gekoppeld en wel bij zijn ene uiteinde met de bijbehorende centreerarm, en bij zijn andere uiteinde met het bijbehorende koppelorgaan. Elk koppelorgaan 25 resp. 25’ is an. het bijbehorende framegedeelte 20 resp.

21 draaibaar. In een vast met het framegedeelte 20 resp. 21 verbonden spanring 26'resp. 27 is gelegerd een langs een gedeelte van de omtrek 15 verlopende drukveer 28 resp. 29 waarvan het ene uiteinde is bevestigd aan de bijbehorende spanring, en het andere uiteinde is bevestigd aan het bijbehorende koppelorgaan. Zulk een drukveer is aldus werkzaam om via het desbetreffende koppelorgaan en de daarmee gekoppelde stuurhef-bomen, de bijbehorende centreerarmen in buitenwaartse richting te druk-20 ken tot in een uiterste stand (fig. 2).

Aan het vrije uiteinde van elke centreerarm is een steunorgaan, zoals b.v. loopwiel of looprol zoals 30, 31 en 32 (fig. 2) draaibaar bevestigd. In fig. 1 is de zich tegenover de looprol 31 bevindende looprol van de centreereenheid 4 aangeduid door 31*. Door middel van 25 deze steunorganen wordt de centreerinrichting in het inwendige van een te inspecteren buis of pijp, verplaatsbaar gedragen.

De reflector is met betrekking tot de twee stellen van looprollen zodanig opgesteld dat het reflectormidden 16 zich op de longitudinale as 15 bevindt midden tussen de twee stellen van looprollen waarvan 30 in fig. 1 slechts de rollen 31 en 31' zijn weergegeven.

Bij de in het voorafgaande beschreven constructie wordt op elke centreerarm door de bijbehorende drukveer een zodanige veerkracht uitge-oefend dat een naar het frame toegerichte, door het inwendige pijpopper-vlak veroorzaakte scharnierbeweging van de centreerarm wordt tegenge-35 werkt. Wegens de onderlinge koppeling via het bijbehorende koppelorgaan en de bijbehorende stuurhefbomen, zullen verder de centreerarmen van 8104262 v -6- een stel, uitsluitend, in synchronisms een scharnierbeweging kunnen uitvoeren.

Met een centreerinrichting welke aldus is uitgevoerd wordt bereikt dat een door de transducent uitgezonden bundel van ultrageluids- 5 trillingen, zowel bij pijpen met een ovale dwarsdoorsnede, alswel bij pijpen met een gebogen verloop, de inwendige pijpwand steeds onder een- o zelfde hoek, b.v. 90 , treft.

In fig. 3 is het principe van de uitvinding geillustreerd met verwijzing naar de situatie waarin een centreerinrichting volgens de 10 uitvinding zich bevindt in een gebogen pijpgedeelte. Door de construc-tie van de centreerinrichting zal dan steeds en in het bijzonder bij ovaliteit van de pijp gelden dat de longitudinale as van de inrichting, d.w.z. de as waarlangs de bundel van ultrageluidstrillingen invalt op het midden van de reflector, evenwijdig verloopt aan de denkbeeldige 15 raaklijn van het midden van het booggedeelte van de pijphartlijn dat tussen de looprollen van de twee stellen draagarmen is begrensd.

M.a.w. zal de door de reflector afgebogen bundel van ultrageluidstrillingen bij b.v. een vereist loodrecht treffen steeds zijn gericht volgens de kromtestraal van bovenbedoeld booggedeelte, d.w.z. de uit-20 tredende bundel van ultrageluidstrillingen treft de pijpwand daar terplaatse steeds loodrecht.

De uitvinding is niet beperkt tot de in verband met de fign.

1 en 2 beschreven uitvoeringsvorm.

B.v. is het mogelijk om de reflectordrager 1 met inwendige tand- 25 krans en de daarmee samenwerkende rondsels achterwege te laten,.....

en de centreereenheden 3 en 4, ter plaatse van 19 en/of 6. door spijlen met elkaar tot een geheel te verbinden, wanneer de reflector 2 door middel van een daaraan bevestigde longitudinaal verlopende as draai-baar wordt gedragen en tegen verschuiving in axiale richting geborgd 30 wordt vastgehouden in de centreereenheid 4. De aandrijfmotor voor het doen ronddraaien van de reflector dient zich echter dan wel te bevinden aan de eindzijde van de reflectoreenheid 4, hetgeen niet altijd een be-zwaar behoeft te betekenen.

8104262

Claims

1. Centreerinrichting gekenmerkt door twee zich in axiale richting op afstand van elkaar bevindende stellen van steunorganen, door middel waarvan de centreerinrichting in een rechte, of een gebogen buis of pijp/ verplaatsbaar wordt gedragen, waarbij een en ander zodanig 5 is geconstrueerd dat de door het geometrische midden van de inrichting verlopende langsas, ofwel samenvalt met de hartlijn van een desbetref-fende rechte buis of pijp, ofwel evenwijdig verloopt aan de raaklijn van het midden van de gekromde hartlijn resp. het gekromde pijpopper-vlak van een desbetreffende gebogen buis of pijp, die resp. dat is 10 begrensd tussen de twee stellen van steunorganen.

2. Centreerinrichting gekenmerkt door een frame; een am de longitu-dinale as van dit frame, draaibaar daardoor gedragen reflector dienende om een langs deze longitudinale as gerichte bundel^ nte^lncbhn.1 lingai, af te buigen in een richting die b.v. in hoofdzaak loodrecht verloopt op 15 deze longitudinale as; een eerste stel gesynchroniseerd scharnierbaar in een vlak dat transversaal verloopt ten opzichte van deze longitudinale as, aan het frame bevestigde, resp. daarvan uitstekende centreerarmen; een met dit eerste stel centreerarmen gekoppeld eerste veermechanisme dat op de desbetreffende centreerarmen zodanige veerkrachten uitoefent 20 dat een naar het frame toegerichte,door een inwendig pijpoppervlak veroorzaakte,kantelbeweging van deze centreerarmen wordt tegengewerkt; een tweede stel gesynchroniseerd^ scharnierbaar in een vlak dat transversaal verloopt ten opzichte van genoemde longitudinale as, aan het frame bevestigde, resp. daarvan uitstekende centreerarmen; een met dit 25 tweede stel van centreerarmen gekoppeld tweede veermechanisme dat op de desbetreffende centreerarmen zodanige veerkrachten uitoefent dat een naar het frame toegerichte, door het inwendige pijpoppervlak veroorzaakte,kantelbeweging van deze centreerarmen wordt tegengewerkt; en het midden van genoemde reflector zich bevindt op de genoemde longi-30 tudinale as, alsook midden tussen het eerste en het tweede stel van centreerarmen.

3. Centreerinrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de e'en stel vormende centreerarmen, elk scharnierbaar zijn gekoppeld met een daarvoor gemeenschappelijk koppelorgaan dat om de genoemde 35 longitudinale as draaibaar aan het frame is bevestigd; en het veerme- 8104262 -8- -7' V chanisme dat met het desbetreffende stel van centreerarmen is gekoppeld, een enkele veer omvat die tussen het frame en het desbetreffende koppel-orgaan is verbonden.

4. Centreerinrichting volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat 5 het frame een cilindrisch huis omvat dat bij het. ene uiteinde is voorzien van een stel draaibaar daarin gelegerde rondsels; de reflector wordt gedragen door een in het inwendige van dit huis reikende reflectordrager die ten opzichte van dit huis draaibaar wordt gedragen door middel van een inwendige'tandkrans waarmee genoemde rondsels in aangrijping zijn; 10 en een stel aan het huis bevestigde lagerborgstukken die reiken in een langs de buitenomtrek van genoemde reflectordrager verlopende uitsparing, teneinde een axiale verschuiving van deze reflectordrager ten opzichte van dit huis te verhinderen, alsook fungeren als steunlagex waardoor. de reflectordrager in het huis draaibaar is gelagerd.

5. Centreerinrichting volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat een van de rondsels koppelbaar is met een aandrijfmotor.

6. Centreerinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies met het kenmerk, dat het frame is ingericht om een transducent voor ultrageluidstrillingen zodanig te. dragen, dat een door deze transducent 20 uitgezonden bundel van ultrageluidstrillingen langs genoemde longitudinal e as is gericht naar het midden van genoemde reflector. 8104262