RU177945U1 - Устройство для ультразвукового контроля трубопровода - Google Patents
Устройство для ультразвукового контроля трубопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU177945U1 RU177945U1 RU2017128505U RU2017128505U RU177945U1 RU 177945 U1 RU177945 U1 RU 177945U1 RU 2017128505 U RU2017128505 U RU 2017128505U RU 2017128505 U RU2017128505 U RU 2017128505U RU 177945 U1 RU177945 U1 RU 177945U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- turns
- transducer
- pipeline
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для ультразвукового контроля трубопровода. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для ультразвукового контроля трубопровода содержит два электромагнитно-акустических преобразователя, установленных в диаметрально противоположных точках внутренней поверхности трубопровода с возможностью продольного перемещения вдоль его оси, при этом каждый преобразователь состоит из постоянного магнита и высокочастотной катушки. Один электромагнитно-акустический преобразователь наделен функцией возбудителя ультразвуковых колебаний, а второй преобразователь наделен функцией приемника ультразвуковых колебаний, при этом высокочастотная катушка первого преобразователя выполнена из провода большого поперечного сечения с малым числом витков, а высокочастотная катушка второго преобразователя выполнена из провода малого поперечного сечения с большим числом витков. Диаметр провода катушки возбудителя ультразвуковых колебаний и число витков катушки приемника ультразвуковых колебаний примерно в пять раз больше соответственно диаметра провода катушки приемника и числа витков катушки возбудителя. Технический результат: повышение чувствительности и производительности контроля трубопроводов малых диаметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области техники неразрушающего контроля трубопроводов, а более конкретно к бесконтактным ультразвуковым методам неразрушающего контроля и может использоваться для внутритрубного контроля трубопроводов малых диаметров от 200 мм до 400 мм сложной геометрии без их вскрытия в сфере энергетики.
Известно «Устройство и блок датчиков для контроля трубопровода с использованием ультразвуковых волн двух разных типов» (Патент РФ №2485388, МПК F16L 55/26, дата приоритета 05.11.2008, опубликовано: 20.06.2013), которое относится к внутритрубному контролю действующих трубопроводов с использованием внутритрубного снаряда. Используются волны двух разных типов (например, горизонтально поляризованная поперечная волна и симметричная волна Лэмба) для распознавания дефектов различных типов путем сравнения соответствующих сигналов, принятых от дефектов. Сигналы детектируются электромагнитно-акустическими измерительными преобразователями. Амплитуды принятых сигналов волн обоих типов сравниваются для вычисления отношения, которое может быть сравнено с распределением величин отношений для известных дефектов с целью оценки типа обнаруженного дефекта. Устройство может представлять собой блок датчиков, выполненный с возможностью установки на внутритрубном снаряде и имеющий несколько датчиков, распределенных по его окружности. Техническим результатом заявленной группы изобретений является возможность распознавания трещинообразных и других дефектов в стенке трубопровод. Недостатком является использование в качестве средства доставки внутритрубного снаряда, который не может быть использован для проведения контроля сложных трубопроводных обвязок малого диаметра.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели и выбранной в качестве прототипа является полезная модель «Устройство для ультразвукового контроля труб и средства ультразвукового контроля для использования в этом устройстве» (Патент РФ №66547, МПК G01N 29/26, дата приоритета 13.04.2007, опубликовано: 10.09.2007). Известное устройство содержит установленные диаметрально противоположно в сечении трубопровода с возможностью перемещения по его внутренней поверхности два электромагнитно-акустических преобразователя, в каждый из которых включены постоянные магниты и высокочастотная катушка. Во время продольного и кругового перемещения по внутренней поверхности трубопровода электромагнитно-акустические преобразователи осуществляют возбуждение и прием ультразвуковых колебаний. Недостатком прототипа, несмотря на пространственное разделение электромагнитно-акустических преобразователей, является из-за их двойственной функции возбудителя и приемника взаимное влияние передающего и приемного трактов, а также большая длительность процедуры контроля трубопроводов.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в оптимизации передающего и приемного трактов и уменьшение уровня помех наводимых на приемник.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении чувствительности и производительности контроля трубопроводов малых диаметров.
Данный технический результат достигается тем, что устройство для ультразвукового контроля трубопровода содержит два электромагнитно-акустических преобразователя, которые установлены в диаметрально противоположных точках внутренней поверхности трубопровода с возможностью продольного перемещения вдоль его оси. Каждый преобразователь состоит из постоянного магнита и высокочастотной катушки, новым является то, что один электромагнитно-акустический преобразователь наделен функцией возбудителя ультразвуковых колебаний, а второй преобразователь наделен функцией приемника ультразвуковых колебаний, при этом высокочастотная катушка первого преобразователя выполнена из провода большого поперечного сечения с малым числом витков, а высокочастотная катушка второго преобразователя выполнена из провода малого поперечного сечения с большим числом витков.
Разделение функций электромагнитно-акустических преобразователей, на функцию возбудителя ультразвуковых колебаний и функцию приемника ультразвуковых колебаний с соответствующей разницей в структуре их высокочастотных катушек обеспечивает существенное увеличение чувствительности контроля по сравнению с прототипом, а необходимость только продольного их перемещения по внутренней поверхности трубопровода и отсутствие при этом необходимости их вращения по его окружности ощутимо повышает производительность контроля.
Диаметр провода катушки возбудителя и число витков катушки приемника примерно в пять раз больше соответственно диаметра провода катушки приемника и числа витков катушки возбудителя.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой схематично представлено предлагаемое устройство. Оно содержит модуль ультразвукового контроля 1 с системой формирования приема и обработки сигналов, а также электроприводов, обеспечивающих выдвижение в диаметрально противоположные стороны двух, телескопических манипуляторов 2. Модуль 1 устанавливается на средство передвижения 3 внутри трубопровода 4. На конце одного из манипуляторов 2 установлен возбудитель ультразвуковых колебаний 5, а на конце другого - их приемник 6. Возбудитель 5 и приемник 6 выполнены в виде электромагнитно-акустических преобразователей, каждый из которых содержит постоянные магниты 7 и высокочастотные катушки. Высокочастотная катушка 8 электромагнитно-акустического преобразователя с функцией возбудителя 5 выполнена из провода большого поперечного сечения и малым числом витков, а высокочастотная катушка 9 электромагнитно-акустического преобразователя с функцией приемника 6 выполнена из провода малого поперечного сечения и большим числом витков.
Устройство работает следующим образом. После помещения в трубопровод средства передвижения 3 с модулем контроля 1 выбирается такое продольное сечение трубопровода установки манипуляторов, чтобы продольный сварной шов трубы не попадал под электромагнитно-акустический преобразователь. Путем выдвижения телескопических манипуляторов 2 выставляют минимально возможный зазор между внутренней поверхности трубы в зоне контроля и электромагнитно-акустическими преобразователями. В результате подачи переменного напряжения на катушку 8 и прохождения в ней переменного тока в металлическом теле трубы возникают вихревые токи. Действующая на двигающиеся в магнитном поле постоянного магнита 7 возбудителя 5 заряженные частицы сила Лоренца, направленная вдоль поверхности контроля, способствует механическому смещению области с вихревым током, возбуждению акустических колебаний и их распространению. При этом в катушках 8 и 9 возникает индукционный ток, являющийся фактором использования тех же электромагнитно-акустических преобразователей в качестве приемника распространяющихся в теле трубы колебаний.
В предлагаемом устройстве, благодаря различной структуре катушек 8 и 9, функции возбудителя 5 и приемника 6 разделены между двумя электромагнитно-акустическими преобразователями. Интенсивность возбуждаемых электромагнитно-акустическим преобразователем вихревых токов и ультразвуковых колебаний внутри металла трубопровода зависит от амплитуды силы переменного тока пропускаемого через высокочастотную катушку 8. Увеличенное поперечное сечение провода катушки 8 и его малая длина позволяют минимизировать сопротивление катушки при высоком внутреннем сопротивлении генератора подаваемого на катушку переменного напряжения и обеспечить высокую интенсивность исходного сигнала. Чувствительность же к принимаемому сигналу связана с числом витков в высокочастотной катушке 9 приемника 6, так как вихревые токи в металле трубопровода индуцируют в витках катушки 9 ток подобно тому, как это происходит во вторичной обмотке трансформатора и выходное напряжение, соответствующее уровню принятого сигнала, повышено при большем числе витков. При этом во избежание отдаления катушки 9 приемника 6 от поверхности трубы и соответственно уменьшения уровня принимаемого сигнала витки катушки 9 должны быть выполнены из более тонкого (до определенного предела) провода. Многочисленные расчеты и эксперименты показали, что оптимальное соотношение диаметров и числа витков катушек 8 и 9 такое, что диаметр провода катушки 8 возбудителя 5 и число витков катушки 9 приемника 6 примерно в пять раз больше соответственно диаметра провода катушки 9 приемника 6 и числа витков катушки 8 возбудителя 5. Испытания проводились с числом витков катушки 8 равным 35-40 при диаметре провода 0,5 мм и соответственно числом витков 175-200 катушки 9 при диаметре провода 0,1 мм.
Таким образом, благодаря разделению функций возбудителя 5 и приемника 6 с соответствующей разницей в структуре их высокочастотных катушек 8 и 9 обеспечивается существенное увеличение чувствительности контроля по сравнению с прототипом, а необходимость только продольного перемещения по внутренней поверхности трубы и отсутствие при этом необходимости вращения по ее окружности ощутимо повышает производительность контроля.
Claims (2)
1. Устройство для ультразвукового контроля трубопровода, содержащее два электромагнитно-акустических преобразователя, которые установлены в диаметрально противоположных точках внутренней поверхности трубопровода с возможностью продольного перемещения вдоль его оси, при этом каждый преобразователь состоит из постоянного магнита и высокочастотной катушки, отличающееся тем, что один электромагнитно-акустический преобразователь наделен функцией возбудителя ультразвуковых колебаний, а второй преобразователь наделен функцией приемника ультразвуковых колебаний, при этом высокочастотная катушка первого преобразователя выполнена из провода большого поперечного сечения с малым числом витков, а высокочастотная катушка второго преобразователя выполнена из провода малого поперечного сечения с большим числом витков.
2. Устройство для ультразвукового контроля трубопровода по п. 1, отличающееся тем, что диаметр провода катушки возбудителя ультразвуковых колебаний и число витков катушки приемника ультразвуковых колебаний примерно в пять раз больше соответственно диаметра провода катушки приемника и числа витков катушки возбудителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128505U RU177945U1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128505U RU177945U1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU177945U1 true RU177945U1 (ru) | 2018-03-16 |
Family
ID=61627443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128505U RU177945U1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU177945U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187205U1 (ru) * | 2018-08-13 | 2019-02-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода |
RU189109U1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-05-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Внутритрубное диагностическое устройство для контроля технического состояния труб |
RU207258U1 (ru) * | 2021-04-09 | 2021-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Внутритрубный магнитный локатор дефектов и повреждений труб |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU66547U1 (ru) * | 2007-04-13 | 2007-09-10 | Зао "Диаконт" | Устройство для ультразвукового контроля труб и средства ультразвукового контроля для использования в этом устройстве |
RU87532U1 (ru) * | 2009-05-25 | 2009-10-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" | Внутритрубный электромагнитно-акустический сканер |
US20100199767A1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Weatherford/Lamb | In-line inspection tool for pipeline integrity testing |
RU2451867C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Аппарат внутритрубного контроля и способ перемещения его в магистральном газопроводе с заданной равномерной скоростью |
RU2485388C2 (ru) * | 2008-01-11 | 2013-06-20 | ПиАйАй Лимитед | Устройство и блок датчиков для контроля трубопровода с использованием ультразвуковых волн двух разных типов |
CN104155366A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 乌鲁木齐霞明创新电子科技有限公司 | 一种超声波无损检测管道装置 |
-
2017
- 2017-08-09 RU RU2017128505U patent/RU177945U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU66547U1 (ru) * | 2007-04-13 | 2007-09-10 | Зао "Диаконт" | Устройство для ультразвукового контроля труб и средства ультразвукового контроля для использования в этом устройстве |
RU2485388C2 (ru) * | 2008-01-11 | 2013-06-20 | ПиАйАй Лимитед | Устройство и блок датчиков для контроля трубопровода с использованием ультразвуковых волн двух разных типов |
US20100199767A1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Weatherford/Lamb | In-line inspection tool for pipeline integrity testing |
RU87532U1 (ru) * | 2009-05-25 | 2009-10-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Спектр" | Внутритрубный электромагнитно-акустический сканер |
RU2451867C2 (ru) * | 2010-06-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Аппарат внутритрубного контроля и способ перемещения его в магистральном газопроводе с заданной равномерной скоростью |
CN104155366A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 乌鲁木齐霞明创新电子科技有限公司 | 一种超声波无损检测管道装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187205U1 (ru) * | 2018-08-13 | 2019-02-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода |
RU189109U1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-05-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Внутритрубное диагностическое устройство для контроля технического состояния труб |
RU207258U1 (ru) * | 2021-04-09 | 2021-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Внутритрубный магнитный локатор дефектов и повреждений труб |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108562642B (zh) | 纵向模态超声导波的电磁换能装置、管道检测系统及方法 | |
CN107206424B (zh) | 电磁声学传感器 | |
US9297678B2 (en) | Acoustic flow rate meter having a high frequency induction coil mounted directly on the piping without an acoustic coupling | |
WO2017080133A1 (zh) | 一种基于开放磁路的磁致伸缩导波检测方法及装置 | |
CN107422027B (zh) | 基于双环永磁体阵列的扭转模态导波磁致伸缩传感器 | |
CN102023186B (zh) | 电磁超声探头以及使用该电磁超声探头检测管道的方法 | |
RU177945U1 (ru) | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода | |
CN104122330A (zh) | 基于电磁超声纵向导波的管道缺陷检测方法与装置 | |
US11209401B2 (en) | Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for corrosion mapping | |
CN110193460B (zh) | 一种全向型磁集中器式兰姆波电磁声换能器 | |
Liu et al. | Development of a shear horizontal wave electromagnetic acoustic transducer with periodic grating coil | |
CN110152963B (zh) | 一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器 | |
RU187205U1 (ru) | Устройство для ультразвукового контроля трубопровода | |
CN204008561U (zh) | 基于磁致伸缩效应的导波传感器 | |
CN109470774A (zh) | 基于铝板缺陷检测的超声导波聚焦换能器 | |
KR102203609B1 (ko) | 전자기음향 트랜스듀서 및 이를 포함하는 배관 검사 장치 | |
CN110702799B (zh) | 一种基于变角度磁集中器的全向型高阶Lamb波模态电磁声传感器 | |
CN104122327A (zh) | 基于磁致伸缩效应的导波传感器 | |
Kuansheng et al. | A new frequency-tuned longitudinal wave transducer for nondestructive inspection of pipes based on magnetostrictive effect | |
JP2009236561A (ja) | 電磁超音波探触子および超音波探傷装置ならびに超音波探傷方法 | |
RU185529U1 (ru) | Электромагнитно-акустический преобразователь | |
US10352909B2 (en) | Paired magnetostrictive transducers for non destructive testing of tubular structures with selective torsional or flexural wave modes | |
CN210322901U (zh) | 一种基于电磁超声原理的高频导波焊缝检测探头 | |
Tu et al. | A new magnetic configuration for a fast electromagnetic acoustic transducer applied to online steel pipe wall thickness measurements | |
RU2790942C1 (ru) | Устройство для контроля трубопровода с использованием электромагнитно-акустической технологии |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20200204 |
|
TE9K | Change of address for correspondence (utility model) |
Effective date: 20200907 |