RU2013115647A - Система и способ для осуществления ультразвукового измерения свойств стенки трубопровода - Google Patents

Abstract

1. Способ осуществления ультразвукового измерения свойств стенки трубопровода, согласно которому:- обеспечивают наличие набора ультразвуковых передающих устройств и набора ультразвуковых приемных устройств, соединенных с трубопроводом во взаимно различных положениях на указанном трубопроводе;- передают ультразвуковые сигналы от ультразвуковых передающих устройств в стенку указанного трубопровода;- обнаруживают ультразвуковые сигналы отклика в ультразвуковых приемных устройствах вследствие распространения указанных ультразвуковых сигналов сквозь указанную стенку;- обеспечивают наличие первой и второй прогнозных моделей, задающих прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию первого и второго наборов параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, в указанной стенке при первом и втором пространственном разрешении при первой и второй частоте звука или частотах звука вплоть до первой и второй частоты соответственно,при этом вторая частота звука является более высокой, чем первая частота звука, а второе пространственное разрешение является более высоким, чем первое пространственное разрешение,по меньшей мере первая модель задает прогнозы значений волновых векторов как функцию от периферического положения в последовательных кольцах вокруг указанной трубы в качестве сумм значений волновых векторов для периферических положений в предыдущем кольце, умноженных на коэффициенты распространения, используя коэффициенты распространения, зависящие от первого набора параметров;- выполняют первый и второй итерационные процессы подгонки, подго�

Claims (15)

1. Способ осуществления ультразвукового измерения свойств стенки трубопровода, согласно которому:

- обеспечивают наличие набора ультразвуковых передающих устройств и набора ультразвуковых приемных устройств, соединенных с трубопроводом во взаимно различных положениях на указанном трубопроводе;

- передают ультразвуковые сигналы от ультразвуковых передающих устройств в стенку указанного трубопровода;

- обнаруживают ультразвуковые сигналы отклика в ультразвуковых приемных устройствах вследствие распространения указанных ультразвуковых сигналов сквозь указанную стенку;

- обеспечивают наличие первой и второй прогнозных моделей, задающих прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию первого и второго наборов параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, в указанной стенке при первом и втором пространственном разрешении при первой и второй частоте звука или частотах звука вплоть до первой и второй частоты соответственно,

при этом вторая частота звука является более высокой, чем первая частота звука, а второе пространственное разрешение является более высоким, чем первое пространственное разрешение,

по меньшей мере первая модель задает прогнозы значений волновых векторов как функцию от периферического положения в последовательных кольцах вокруг указанной трубы в качестве сумм значений волновых векторов для периферических положений в предыдущем кольце, умноженных на коэффициенты распространения, используя коэффициенты распространения, зависящие от первого набора параметров;

- выполняют первый и второй итерационные процессы подгонки, подгоняя комбинацию значений первого и второго наборов параметров к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика в соответствии с первой и второй прогнозной моделью соответственно,

причем подогнанную комбинацию значений первого набора используют для инициализации второго набора для второго итерационного процесса подгонки.

2. Способ по п.1, включающий серию прогнозных моделей, содержащую вторую прогнозную модель в качестве начальной прогнозной модели в указанной серии,

при этом каждая прогнозная модель в указанной серии задает прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию от соответствующего набора параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, в указанной стенке при соответствующем пространственном разрешении при соответствующей частоте звука или звуковых частотах вплоть до указанной соответствующей звуковой частоты,

причем соответствующие звуковые частоты и соответствующие пространственные разрешения увеличиваются для последующих дополнительных прогнозных моделей в указанной серии;

- выполняют последовательные итерационные процессы подгонки, каждым из которых подгоняют комбинации значений соответствующего набора параметров последующей одной прогнозной модели из дополнительных прогнозных моделей к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика в соответствии с указанной последующей одной моделью из дополнительных прогнозных моделей соответственно, при этом значения для каждого следующего последовательного процесса подгонки инициализируют с использованием подогнанных комбинаций значений из предыдущего процесса последовательных процессов подгонки.

3. Способ по п.1 или 2, в котором вторая прогнозная модель задает прогнозы ультразвуковых сигналов отклика при помощи задания траекторий луча между передающими устройствами и преобразующими устройствами и интегрирования времен прохождения по указанным траекториям в зависимости от ультразвуковой скорости, зависящей от положения, определенной вторым набором параметров.

4. Способ по п.1 или 2, в котором первый и второй процессы подгонки содержат минимизацию разности между ультразвуковыми амплитудами спрогнозированного ультразвукового отклика и обнаруженного ультразвукового отклика.

5. Способ по п.1 или 2, в котором трубопровод содержит искривленный участок между ультразвуковыми передающими устройствами и ультразвуковыми передающими устройствами.

6. Способ по п.1 или 2, в котором передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом вдоль первого и второго периферических колец в плоскостях, поперечных осевому направлению указанного трубопровода, соответственно, в каждом из первого и второго колец во взаимно отделенных периферических положениях.

7. Способ по п.1 или 2, в котором трубопровод поддерживается опорой, имеющей контакт с указанным трубопроводом, при этом указанные передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом во взаимно отделенных периферических положениях вдоль линии в осевом направлении трубопровода,

причем передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом на взаимно противоположных сторонах указанного контакта соответственно.

8. Способ по п.1 или 2, в котором переданный ультразвуковой сигнал является широкополосным сигналом, содержащим как первую, так и вторую частоты, а первый и второй процессы подгонки применяют к выбранным частотным составляющим обнаруженных ультразвуковых сигналов отклика.

9. Система для осуществления ультразвукового измерения свойств стенки трубопровода, содержащая

- набор ультразвуковых передающих устройств и набор ультразвуковых приемных устройств для соединения с трубопроводом во взаимно различных положениях на указанном трубопроводе;

- схему возбуждения и обнаружения, соединенную с указанными передающими устройствами и приемными устройствами;

- схему обработки сигнала, соединенную со схемой возбуждения и обнаружения для приема сигналов отклика вследствие ультразвуковой передачи между парами передающих устройств и приемных устройств, при этом схема обработки сигнала выполнена с возможностью осуществления первого и второго итерационных процессов подгонки, подгоняя комбинацию значений первого и второго наборов первой и второй прогнозной модели к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика соответственно,

причем подогнанную комбинацию значений первого набора используют для инициализации второго набора для второго итерационного процесса подгонки,

причем первая и вторая прогнозные модели задают прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию от первого и второго наборов параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, в указанной стенке при первом и втором пространственном разрешении при первой и второй частоте звука или частотах звука вплоть до первой и второй частоты соответственно,

при этом вторая частота звука является более высокой, чем первая частота звука, а второе пространственное разрешение является более высоким, чем первое пространственное разрешение,

по меньшей мере первая модель задает прогнозы значений волнового вектора как функцию от периферического положения в последовательных кольцах вокруг указанной трубы в качестве сумм значений волновых векторов для периферических положений в предыдущем кольце, умноженных на коэффициенты распространения, используя коэффициенты распространения, зависящие от первого набора параметров.

10. Система по п.9, в которой схема обработки сигнала выполнена с возможностью использования серии прогнозных моделей, содержащей вторую прогнозную модель в качестве начальной прогнозной модели в указанной серии,

при этом каждая прогнозная модель в указанной серии задает прогнозы ультразвуковых сигналов отклика как функцию от соответствующего набора параметров, которые являются определяющими для ультразвуковой скорости, зависящей от положения, в указанной стенке при соответствующем пространственном разрешении при соответствующей частоте звука или частотах звука вплоть до соответствующей частоты звука,

причем соответствующие частоты звука и соответствующие пространственные разрешения увеличиваются для последующих дополнительных прогнозных моделей в указанной серии,

а схема обработки сигнала выполнена с возможностью выполнения последовательных итерационных процессов подгонки, каждым из которых подгоняют комбинацию значений соответствующего набора параметров последующей одной прогнозной модели из дополнительных прогнозных моделей к обнаруженным ультразвуковым сигналам отклика в соответствии с указанной последующей моделью из дополнительных прогнозных моделей соответственно, при этом значения для каждого следующего последовательного процесса подгонки инициализируют с использованием подогнанной комбинации значений из предыдущего процесса последовательных процессов подгонки.

11. Система по п.9 или 10, в которой вторая прогнозная модель задает прогнозы ультразвуковых сигналов отклика при помощи задания траекторий луча между передающими устройствами и преобразующими устройствами и интегрирования времен прохождения по указанным траекториям в зависимости от ультразвуковой скорости, зависящей от положения, определенной вторым набором параметров.

12. Система по п.9 или 10, в которой указанные передающие устройства и приемные устройства расположены на трубопроводе, который содержит искривленный участок между ультразвуковыми передающими устройствами и ультразвуковыми передающими устройствами.

13. Система по п.9 или 10, в которой передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом вдоль первого и второго периферических колец в плоскостях, поперечных осевому направлению указанного трубопровода, соответственно, в каждом из первого и второго колец во взаимно отделенных периферических положениях.

14. Система по п.9 или 10, в которой трубопровод поддерживается опорой, имеющей контакт с указанным трубопроводом, при этом указанные передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом во взаимно отделенных периферических положениях вдоль линии в осевом направлении трубопровода,

причем передающие устройства и приемные устройства соединены с трубопроводом на взаимно противоположных сторонах указанного контакта соответственно.

15. Компьютерный программный продукт, содержащий программу инструкций для программируемого компьютера, которая при выполнении указанным компьютером обеспечивает осуществление указанным компьютером способа по любому из предыдущих пунктов, относящихся к способу.