RU2199735C2 - Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid - Google Patents

Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2199735C2
RU2199735C2 RU2000112683/28A RU2000112683A RU2199735C2 RU 2199735 C2 RU2199735 C2 RU 2199735C2 RU 2000112683/28 A RU2000112683/28 A RU 2000112683/28A RU 2000112683 A RU2000112683 A RU 2000112683A RU 2199735 C2 RU2199735 C2 RU 2199735C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transducers
pair
liquid
radiation
opposite directions
Prior art date
Application number
RU2000112683/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000112683A (en
Inventor
В.И. Аксенов
И.Н. Богомолов
А.И. Калютик
кин Ю.Е. Кар
Ю.Е. Карякин
С.К. Паврос
Б.С. Петровский
М.М. Шевелько
Original Assignee
Малое государственное научно-исследовательское и внедренческое предприятие "Акустика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое государственное научно-исследовательское и внедренческое предприятие "Акустика" filed Critical Малое государственное научно-исследовательское и внедренческое предприятие "Акустика"
Priority to RU2000112683/28A priority Critical patent/RU2199735C2/en
Publication of RU2000112683A publication Critical patent/RU2000112683A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2199735C2 publication Critical patent/RU2199735C2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: detection of defects by means of ultrasonic waves. SUBSTANCE: proposed method consists in radiation of ultrasonic pulses into liquid by means of two transducers located near reservoir wall in opposite directions coaxially relative to reservoir, followed by reception of pulses and determination of velocity vx of liquid in radiation-reception direction. Second pair of transducers is arranged oppositely and coaxially; transducers of each pair are located at similar distance and directions of their radiation and reception are mutually perpendicular. Ultrasonic pulses are radiated and received by second pair of transducers in opposite directions; on basis of measured information velocity vy is determined in of radiation-reception directions; then, velocity modulus V is determined from formula
Figure 00000003
and its direction φ relative to direction of sonic test of first pair of transducers is determined by formula tgφ = vy/vx, after which transducers are moved along direction φ and velocity modulus is determined successively and position of transducers at which velocity modulus is maximum is found. Velocities vx, vy of liquid are determined on basis of measurements of difference in time of passage of ultrasonic pulses in opposite directions for each pair of transducers. EFFECT: enhanced reliability of defect detection. 2 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к методам обнаружения дефектов в изделии с помощью ультразвуковых волн. Главным образом оно может быть использовано для обнаружения сквозных дефектов в стенках металлических емкостей, заполненных жидкостью, с наружной стороны которых находится бетонная облицовка или другая изоляция (например, земля). The present invention relates to methods for detecting defects in an article using ultrasonic waves. It can mainly be used to detect through defects in the walls of metal containers filled with liquid, on the outside of which there is concrete cladding or other insulation (for example, earth).

В промышленности для обнаружения сквозных дефектов в стенках изделий широко используют методы течеискания [1], сущность которых состоит в измерении потока пробных веществ (газов) через стенки изделий. Недостатком этих методов является их пригодность для контроля замкнутых не заполненных жидкостью сосудов относительно малых габаритных размеров. In industry, leak detection methods are widely used to detect end-to-end defects in product walls [1], the essence of which is to measure the flow of test substances (gases) through the product walls. The disadvantage of these methods is their suitability for monitoring closed vessels not filled with liquid of relatively small overall dimensions.

Известен метод обнаружения сквозных дефектов в стенках емкостей, заполненных жидкостью, путем визуального осмотра их поверхностей и определения на них подтеков жидкости. Место подтеков соответствует координате сквозного дефекта. Такой наиболее простой способ не пригоден для обнаружения мест утечки в емкостях, облицованных бетоном или закопанных в земле. A known method for detecting end-to-end defects in the walls of containers filled with liquid by visual inspection of their surfaces and the determination of fluid smudges on them. The smudge location corresponds to the coordinate of the through defect. This simplest method is not suitable for detecting leaks in containers lined with concrete or buried in the ground.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обнаружения сквозных дефектов в емкостях с жидкостью путем измерения скорости потока жидкости вблизи сквозного дефекта, реализованный в ультразвуковых расходомерах [2, 3]. The closest in technical essence and the achieved result is a method for detecting through defects in containers with liquid by measuring the flow rate of a liquid near a through defect, implemented in ultrasonic flow meters [2, 3].

Для реализации способа измерения скорости потока жидкости в трубопроводах можно использовать два оппозитно соосно расположенных пьезопреобразователя, с помощью которых осуществляется поочередное прозвучивание жидкости в противоположных направлениях - "по потоку" и "против потока". В первом случае время прохождения сигнала определяется соотношением t1=l/c+vx, а во втором - t2=l/с-vx, где l - база между преобразователями, с - скорость ультразвука в жидкости, vx - проекция скорости потока жидкости на направление прозвучивания. Измеряя временной интервал Δt=t2-t1 между задержками сигналов, прошедших против потока и по потоку, можно определить проекцию скорости движения жидкости vx= Δt•c2/2l. Такой способ измерения скорости называется временным. Существуют и другие способы измерения - фазовый, частотный или комбинированные [2], позволяющие реализовать более высокую точность измерения.To implement the method of measuring the fluid flow rate in pipelines, two oppositely aligned piezoelectric transducers can be used, with the help of which the fluid is alternately sounded in opposite directions - “upstream” and “upstream”. In the first case, the signal transit time is determined by the relation t 1 = l / c + v x , and in the second, t 2 = l / s-v x , where l is the base between the transducers, c is the ultrasound velocity in the liquid, v x is the projection fluid flow rates in the direction of sounding. By measuring the time interval Δt = t 2 -t 1 between the delays of the signals passed upstream and downstream, it is possible to determine the projection of the fluid velocity v x = Δt • c 2 / 2l. This method of measuring speed is called temporary. There are other measurement methods — phase, frequency, or combined [2], which allow for higher measurement accuracy.

Известный способ позволяет измерить скорость движения жидкости и в емкости, однако не позволяет определить место расположения сквозного дефекта. The known method allows you to measure the speed of movement of the liquid in the tank, but does not allow to determine the location of the through defect.

Технической задачей, решаемой изобретением, является разработка способа обнаружения места расположения сквозного дефекта в стенке заполненной жидкостью емкости, облицованной снаружи бетоном или закопанной в земле. The technical problem solved by the invention is to develop a method for detecting the location of a through defect in the wall of a liquid-filled container, lined with concrete on the outside or buried in the ground.

Поставленная задача решается тем, что, как и в известном способе, измеряется скорость потока жидкости через отверстие в стенке емкости. Для этого излучают импульсы ультразвуковых волн в жидкость парой оппозитно соосно расположенных преобразователей последовательно в противоположных направлениях, осуществляют прием прошедших в противоположных направлениях импульсов, определяют на основании измеренной информации скорости vx жидкости в направлении излучение - прием. Но в отличие от известного способа дополнительно размещают вторую пару преобразователей, расположенных оппозитно и соосно, причем преобразователи каждой пары расположены на одинаковом расстоянии навстречу друг другу и их направления излучения - приема взаимно перпендикулярны, излучают и принимают ультразвуковые импульсы второй пары преобразователей в противоположных направлениях, на основании измеренной информации определяют скорость vу в направлении излучение - прием второй пары преобразователей, вычисляют модуль v скорости по формуле

Figure 00000004
и его направление φ относительно направления прозвучивания первой пары преобразователей по формуле tgφ= vy/vx, затем преобразователи перемещают вдоль направления φ, последовательно определят модуль скорости и находят то положение преобразователей, при котором модуль скорости будет максимальным.The problem is solved in that, as in the known method, the fluid flow rate through the hole in the vessel wall is measured. For this, pulses of ultrasonic waves are emitted into the liquid by a pair of oppositely aligned transducers sequentially in opposite directions, the pulses transmitted in opposite directions are received, and the velocity v x of the liquid in the radiation-reception direction is determined based on the measured information. But unlike the known method, a second pair of transducers is located opposite and coaxial, and the transducers of each pair are located at the same distance towards each other and their radiation directions - the reception is mutually perpendicular, emit and receive ultrasonic pulses of the second pair of transducers in opposite directions, based on the measured information in determining the velocity v in the direction of emission - receiving a second pair of transducers, the velocity v is calculated by module pho mule
Figure 00000004
and its direction φ relative to the direction of sounding of the first pair of transducers according to the formula tgφ = v y / v x , then the transducers move along the direction φ, sequentially determine the speed modulus and find the position of the transducers at which the speed modulus will be maximum.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где схематически представлен пример акустической системы, с помощью которой реализуется способ обнаружения места расположения сквозных дефектов в стенке емкости, заполненной жидкостью. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Измерительная акустическая система представляет собой жесткую металлическую пластину квадратной формы с квадратным отверстием, на которой по диагоналям закреплены две пары I и II ультразвуковых преобразователей. Направления излучения - приема каждой пары взаимно перпендикулярны. Преобразователи каждой пары 1' и 1", 2' и 2" расположены соосно навстречу друг другу и на одинаковом расстоянии друг от друга. The essence of the invention is illustrated in the drawing, which schematically shows an example of an acoustic system with which a method for detecting the location of through defects in the wall of a container filled with liquid is implemented. The proposed method is as follows. The measuring acoustic system is a rigid metal plate of square shape with a square hole, on which two pairs of I and II ultrasonic transducers are mounted diagonally. The directions of radiation - reception of each pair are mutually perpendicular. The transducers of each pair 1 'and 1 ", 2' and 2" are located coaxially towards each other and at the same distance from each other.

Акустическая система подвешивается на тросе в вертикальном положении вблизи стенки емкости и с помощью сканирующей системы может перемещаться по заданной траектории относительно стенки. The speaker system is suspended on a cable in a vertical position near the wall of the tank and with the help of a scanning system can move along a predetermined path relative to the wall.

С помощью электронной аппаратуры в первый момент времени осуществляется возбуждение преобразователей 1' и 2', а преобразователи 1" и 2" являются приемниками. При наличии потока жидкости вблизи стенки емкости через отверстия время прихода сигналов на приемники будет разным и равным t'1=l/c+vx и t'2= l/c+vy. Затем с помощью коммутатора возбуждаются преобразователи 1" и 2", а преобразователи 1' и 2' являются приемниками. По разности временных интервалов Δt1=t"1-t'1 и Δt2=t"2-t'2 определяются проекции скоростей потоков vx и vy на направления прозвучивания, модуль скорости потока v по формуле

Figure 00000005
и его направление φ относительно направления прозвучивания первой пары преобразователей по формуле tgφ=vy/vx. Затем акустическую систему с помощью сканирующего устройства перемещают вдоль направления φ, последовательно определяют модуль скорости и находят то положение, при котором скорость потока v будет максимальна. Положение акустической системы относительно стенки емкости определяет место расположение в ней сквозного дефекта.Using electronic equipment at the first time, the transducers 1 'and 2' are excited, and the transducers 1 "and 2" are receivers. In the presence of a fluid flow near the wall of the container through the holes, the time of arrival of the signals at the receivers will be different and equal to t ' 1 = l / c + v x and t' 2 = l / c + v y . Then, the converters 1 "and 2" are excited using the switch, and the converters 1 'and 2' are receivers. Based on the difference in time intervals Δt 1 = t " 1 -t ' 1 and Δt 2 = t" 2 -t' 2 , the projections of the flow rates v x and v y on the sounding directions are determined, the modulus of the flow velocity v according to the formula
Figure 00000005
and its direction φ relative to the direction of sounding of the first pair of transducers according to the formula tgφ = v y / v x . Then, using the scanning device, the speaker system is moved along the φ direction, the velocity modulus is determined sequentially, and the position is found at which the flow velocity v will be maximum. The position of the speaker system relative to the wall of the tank determines the location of the through defect in it.

Рассмотрение предлагаемого способа показывает, что его реализация позволяет определить место расположения сквозного дефекта в стенке емкости, облицованной бетоном или закопанной в земле и заполненной жидкостью. Consideration of the proposed method shows that its implementation allows you to determine the location of the through defect in the wall of the tank, lined with concrete or buried in the ground and filled with liquid.

ЛИТЕРАТУРА
1. Гурвич А.К., Ермолов И.Н., Сажин С.Г. Неразрушающий контроль. Книга 1 "Общие вопросы. Контроль проникающими веществами", М.: Высшая школа, 1992.
LITERATURE
1. Gurvich A.K., Ermolov I.N., Sazhin S.G. Unbrakable control. Book 1 "General issues. Control of penetrating substances", M .: Higher school, 1992.

2. Киясбейли А.Ш., Гумайлов А.М., Гуревич В.М. Частотно-временные ультразвуковые расходомеры и счетчики. М.: Машиностроение, 1984. 2. Kiyasbeyli A.Sh., Gumailov A.M., Gurevich V.M. Time-frequency ultrasonic flow meters and counters. M .: Engineering, 1984.

3. Хамидулин В.К. Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы. Л.: ЛГУ, 1989. 3. Khamidulin V.K. Ultrasonic measuring devices and systems. L .: Leningrad State University, 1989.

Claims (2)

1. Способ обнаружения сквозных дефектов в стенках емкостей, заполненных жидкостью, заключающийся в излучении ультразвуковых импульсов в жидкость первой парой оппозитно соосно расположенных вблизи стенки емкости преобразователей последовательно в противоположных направлениях, приеме прошедших в противоположных направлениях импульсов, определении на основании измеренной информации скорости vх движения жидкости в направлении излучение - прием, отличающийся тем, что дополнительно размещают вторую пару преобразователей, расположенных оппозитно и соосно, причем преобразователи каждой пары расположены на одинаковом расстоянии навстречу друг другу и их направления излучения - приема взаимно перпендикулярны, излучают и принимают ультразвуковые импульсы второй парой преобразователей в противоположных направлениях, на основании измеренной информации определяют скорость vу в направлениях излучение - прием второй пары преобразователей, вычисляют модуль v скорости движения жидкости по формуле
Figure 00000006
и его направление φ относительно направления прозвучивания первой пары преобразователей по формуле tg φ = vy/vx, затем преобразователи перемещают вдоль направления φ, последовательно определяют модуль скорости и находят то положение преобразователей, при котором модуль скорости будет максимальным.
1. A method for detecting through defects in the walls of containers filled with liquid, which consists in emitting ultrasonic pulses into a liquid by a first pair of transducers oppositely coaxially located near the vessel wall in series in opposite directions, receiving pulses transmitted in opposite directions, determining, based on the measured information, the speed v x of movement liquid in the direction of radiation - the method, characterized in that it further place a second pair of transducers located opposite and coaxial, and the transducers of each pair are located at the same distance towards each other and their radiation directions - the reception is mutually perpendicular, emit and receive ultrasonic pulses by the second pair of transducers in opposite directions, based on the measured information determine the speed v y in the radiation directions - receiving the second pairs of transducers, calculate the module v of the fluid velocity according to the formula
Figure 00000006
and its direction φ relative to the direction of sounding of the first pair of transducers according to the formula tg φ = v y / v x , then the transducers move along the direction φ, sequentially determine the speed modulus and find the position of the transducers at which the speed modulus will be maximum.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорости vх, vу движения жидкости определяют на основании измерения разности времен прохождения ультразвуковых импульсов в противоположных направлениях для каждой пары преобразователей.2. A method according to claim 1, characterized in that the velocity v x, v y motion of the liquid is determined by measuring the time difference of ultrasonic pulses in opposite directions for each pair of transducers.
RU2000112683/28A 2000-05-22 2000-05-22 Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid RU2199735C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112683/28A RU2199735C2 (en) 2000-05-22 2000-05-22 Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112683/28A RU2199735C2 (en) 2000-05-22 2000-05-22 Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000112683A RU2000112683A (en) 2002-04-20
RU2199735C2 true RU2199735C2 (en) 2003-02-27

Family

ID=20234916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112683/28A RU2199735C2 (en) 2000-05-22 2000-05-22 Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2199735C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Хамидулин В.К. Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы. - Л.: ЛГУ, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6682500B2 (en) Signal transit time difference type flow meter
US9031797B2 (en) Multiphase flow measurement
US6575043B1 (en) Method and apparatus for characterizing flows based on attenuation of in-wall propagating wave modes
EP0440701B1 (en) Method and apparatus for measuring mass flow
EP3115755A1 (en) System and method for measuring a speed of sound in a liquid or gaseous medium specification
EP3115779B1 (en) System and method for measuring a signal propagation speed in a liquid or gaseous medium
CN102288235B (en) Double-track mixed type ultrasonic flowmeter and measuring method
JP2019502119A (en) Improved beam shaping acoustic signal propagation time difference flow meter
JPH05503366A (en) System and method for detecting air bubbles in a flowing fluid
CN101004353A (en) Detection method of time difference cross in use for ultrasonic flowmeter
CN104133217B (en) Method and device for three-dimensional velocity joint determination of underwater moving target and water flow
JP2020537129A (en) Methods and measuring devices for measuring layer thickness and sound wave velocity in single-layer or multi-layer samples using ultrasonic waves without knowing other values in advance.
US3409897A (en) Recorder for detecting and locating leaks in pipelines by ultrasonic vibration
US6262942B1 (en) Turbulence-resolving coherent acoustic sediment flux probe device and method for using
US5065624A (en) Installations for measuring liquid depth
CN102829830B (en) Method and the device of ultrasonic propagation velocity is detected in detecting for ultrasonic flow
RU2199735C2 (en) Method of detection of through defects in walls of reservoirs filled with liquid
US20150212220A1 (en) Acoustic piston track
GB2167185A (en) Acoustically detecting and/or identifying a liquid
CN104272066A (en) Method for measuring the fill level of a fluid
SU815614A1 (en) Ultrasonic method of young's modulus measurement
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
RU112770U1 (en) SYSTEM FOR DETERMINING THE CURRENT SPEED PROFILE
RU2245522C1 (en) Ultrasound method for measuring level of environments in reservoir with flat parallel walls
RU2313068C2 (en) Mode of measuring gas consumption in main pipelines and an arrangement for its execution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060523