SE439552B - Forfarande for ultraljudinspektion av en konstruktion under en vattenyta samt system for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 H0 'vid gränsytor mellan metall och gas, 7714295-8 på den motsatta sidan av gränsytan och i mindre utsträckning på de specifika fysikaliska egenskaperna hos de må material som bygger upp gränsytan. Exempelvis reflekteras ljudvågor så gott som fullständigt 7 medan de endast delvis reflekte- ras vid gränsytor metall-vätska eller metall-fast material. Reflek- tionsgraden beror vidare något på egenskaperna hos materialen på mot- satta sidor om gränsytan.

Ultraljudinspektionsteknik möjliggör enkel detektering av struk- turella fel eller diskontinuiteter, inkluderande yt- eller inre sprickor, lamineringar, porer, skiktning eller flagning, bindningsfel, krymphålrum och annat. Se t.ex. "Ultrasonic Inspection" i ll Metals Handbook, sid 161 och följande (8 upplagan 1976). Inneslutningar av slagg eller andra material i konstruktionen kan, även om sådana inne- slutningar icke verkar som gas/metallgränsytor, likaledes lätt detek- teras genom ett flertal olika tekniker, såsom orsakande partiell re- flektion eller spridning av ultraljudvågorna, skjuvvågstekniker och andra tekniker som tillhör den kända tekniken.

I ett typiskt fall kommer utsignalen från en ultraljudsond att förstärkas, etc. och återges visuellt, t.ex. på ett oscilloskop, var- vid svaret plottas eller ritas som funktion av tiden. Tjockleken på föremålet som inspekteras kan mätas genom den tid som förlöper mellan utsändandet av ultraljudsignalen och dess reflektioner från den mot- i satta ytan eller-väggen i konstruktionen. Fel eller oregelbundenheter i konstruktionen kommer normalt att uppträda som små toppar, vilka är åtskilda från den topp på den visuella presentations- eller display- anordningen, vilken motsvarar den inledande pulsen av ultraljudvågor, med en sträcka som är proportionell mot det djup under konstruktionens yta, på vilket sådana fel är belägna.

Ultraljudinspektion har många fördelar, innefattande överlägsen hög känslighet och väsentligen ögonblicklig ut- värdering av resultaten, men har även de nackdelar som ligger i krav på noggrann uppmärksamhet på instrumentåtergivningen genom erfarna tekniker för uppnående av riktiga resultat samt omfattande teknisk kunskap för tolkning av resultaten. Komplicerad manipulering av son- den i förhållande till instrumentåtergivningen med hjälp av sådana skolade tekniker är nödvändig för att optimera avläsningar, bestämma storleken på och formen hos deformationer eller inneslutningar och penetreringsförmåga, _ skilja mellan de olika feltyper som kan uppträda, t.ex. för att skilja mellan fel som icke kommer att försämras, såsom brist på inträngning ...__.._.- _. .___-____-.<--_-____. \fl 10 20 25 30 55 H0 3 7714295-8 hos svetsar, och fel, såsom sprickor, som kan utbreda sig och till slut orsaka felfunktion hos konstruktionen.

De inneboende nackdelarna eller olägenheterna med systemen för ultraljudprovning har i hög grad inskränkt deras användning i under- vattensexperiment. Drift av dylika anordningar på ett sätt som till- låter framgångsrik detektering av någonting mer än den mest grund- läggande informationen, t.ex. tjocklek, fordrar stor skicklighet både vid hantering av sonden och vid inställning och tolkning av de mycket komplicerade instrument, som återger eller presenterar utsig- nalen från sonden. i Som ett resultat av dessa och andra svårigheter har hittills inga instrument varit tillgängliga, vilka tillåter undervattensutnytt- jande av ultraljudtekniken för de funktioner, vid vilka den är mest fördelaktig, t.ex. inspektion med avseende på defekter, diskontinui- teter eller inneslutningar. Även om vissa outvecklade nedsänkbara ultraljudinstrument har framtagits, ger de icke den feldetektering som fås med standardanordningar för ultraljudprovning och är enbart utnyttjningsbara för att mäta tjocklek. Alla försök att utnyttja ultraljudmaskinen ovanför vattenytan eller vattenlinjen, varvid dy- karen/teknikern manipulerar sonden till svar på order från en ovan- för vattnet belägen tekniker, har vidare visat sig vara otillförlit- liga och icke leda till bindande eller definitiva resultat på grund av oförmågan hos den ovanför vattnet placerade teknikern att till dy- karen där nere överföra den erforderliga "känslan" för förflyttning av mätomvandlaren eller sonden olika sträckor i olika riktningar för optimering av avläsningarna och bestämning av storleken på och beskaf- fenheten hos felen.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstad- komma ett system, som tillåter utnyttjande av ultraljudprovning för oförstörande undervattensinspektion och -provning av konstruktioner, som ger reproducerbara och tillförlitliga analyser av ett stort antal strukturella felaktigheter och som tillåter användning av olika ultra- ljudtekniker för utvärdering av undervattenskonstruktioner. Ett ytter- ligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system, som gör det möjligt för dykaren/teknikern vilken manövrerar en ultra- ljudsond att ögonblickligen erhålla effekten av rörelser av sonden på föremålet som provas. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för undervattensultraljudprovning, som möjliggör omedelbar och reproducerbar permanent registrering av er- 20 25 30 55 HO 7714295-8 hållna ultraljudavläsningar eller -indikationer för att tillåta ytterligare utvärdering efter det att den fysiska inspektionen har-fullbordats.

Det är även ett syfte med föreliggande uppfinning att an- visa ett förfarande för ultraljudsinspektion, som ger motsvaran- de fördelar. ' Ovannämnda och andra syften uppnås genom ett system och ett förfarande som i enlighet'med uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angivna kännetecknen.

I enlighet med uppfinningen åstadkommes således ett system för genomförande av ultraljudinspektion av en konstruktion som är nedsänkt under en vattenyta, innefattande en rörlig undervattensenhet med mätomvandlarorgan för utsändande av skurar av högfrekvensljudvâgor genom en yta på konstruktionen och detektering av reflektioner av ljudvågorna, och ovanför vattenytan anordnad utrustning inkluderande organ för_åstad- kommande av en visuell bild som visar de signaler som utsänts eller detekterats av mätomvandlarorganen, varvid anslutninge- organ är anslutna till mätomvandlarorganen och de bildåstadkom- e mande organen för överföring av signaler från mätomvandlarorga- nen till de bildåstadkommande organen. Det för systemet utmärkande är att den rörliga undervattensenheten är avsedd att manövreras av en dykare och innefattar moniteringsorgan med en undervattens- monitor för monitering av signaler alstrade genom manipulering _av mätomvandlarorganen över ytan på konstruktionen, varvid mätomvandlarorganen är rörliga över ytan skilt från nämnda moniteringsorgan, samt att den ovanför vattenytan anordnade utrustningen innefattar bildöverföringsorgan för överföring av en mot den av nämnda bildåstadkommande organ alstrade visuella _bilder svarande bildsignal till nämnda moniteringsorgan i under- vattensenheten. Nämnda bildöverföringsorgan innefattar med för- del en televisionskamera, som avsöker åstadkomna visuella bilder och alstrar bildsignalen för överföring till undervattensmoni- torn. Systemet kan vidare innefatta videoregistreringsorgan an- slutna till utgången från en i sluten krets arbetande televísions- kamera för registrering av åstadkomma bilder. Enligt en föredra- gen utföringsform innefattar systemet en undervattenstelevisions- kamera placerad nära undervattensmonitorn för utsändnínß av visuella bilder av den i vatten nedsänkta konstruktionen, första \J1 10 15 20 25 30 35 HO 7714295-8 strömställarorgan för att elektriskt ansluta utgången från organ för åstadkommande av nämnda bildsignal till undervattens- monitorn och till videoregistreringsorgan samt andra ström- ställarorgan för att elektriskt ansluta utgången från undervat- tenstelevisionskameran till undervattensmonitorn och till J nämnda videoregistreringsorgan. Härvid är undervattenstele-' visionskameran, nämnda andra strömställarorgan och undervattens- monitorn lämpligen monterade i en vattentät kammare, vilken kammare innefattar organ för överföring av elektrisk energi till undervattenstelevisionskameran och till undervattensmoni- torn, varjämte organ är anordnade för att elektriskt ansluta undervattensmonitorn till nämnda första och andra strömställar- organ. Nämnda organ för att ansluta undervattensmonitorn till nämnda första och andra strömställarorgan kan vara anordnade att överföra bildsignalen till undervattensmonitorn, då vart- dera av nämnda första och andra strömställarorgan är i ett första läge, och att överföra utsignalen från undervattenstelevisions- kamaren till nämnda videoregistreringsorgan, då vartdera av nämnda första och andra strömställarorgan är i ett andra läge.

I systemet enligt uppfinningen kan nämnda moniterings- organ innefatta en televisionsmonitor monterad på en dykar- hjälm på ett sådant sätt att den på monitorn återgivna bilden är synlig inifrån dykarhjälmen. I Förfarandet enligt uppfinningen för ultraljudprovning av en konstruktion, som är nedsänkt under en vattenyta innefattar att man placerar en ultraljudsond på en yta på konstruktionen och omvandlar utsignalen från ultraljudsonden till en visuell bild i en ultraljudprovningsapparat placerad ovanför vatten- ytan, varvid det särskilt utmärkande är att sonden manövreras av en dykare och att man duplicerar den visuella bilden under vattenytan på ett organ beläget nära men skilt från ultraljud- sonden, så att dykaren som manipulerar ultraljudsonden kan observera utsignalen från sonden, då denna manipulers. Den visuella bilden dupliceras genom televisering av bilden och översändning av bilden till och reproducering av densamma på en undervattensmonitor.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritning. Pig. 1 är en schematisk framställning av de komponenter som utnyttjas i enlighet med en ut- 10 15 20 25, 30 -35 HO 7714295-8 föringsform av föreliggande uppfinning. Fig. 2 är en sidovy av en utföringsform av en ultraljud- och visuell övervaknings- och inspek- tionsanordning för undervattensbruk för användning i ett system såsom det i fig, l schematiskt visade systemet. Fig. 3 är en ändvy av den i fig. 2 visade anordningen, tagen från den vänstra sidan i fig. 2.

Fig. 4 är en ändvy av anordningen i fig. 2, sedd från den högra sidan i fig. 2. Fig. 5 är en sektionsvy av tillslutningsorganen och stöd- eller bärorganen i fig. 4, tagen utefter sektionslinjen 5-5 i fig. 4.

Fig. 6 är en sektion genom ett arrangemang för fokuseringsstyrning, .tagen utefter sektionslinjen 6-6 i fig. 4. Fig. 7 är en vy framifrån av en annan utföringsform av en ultraljud- och visuell övervaknings- och inspektionsanordning för undervattensbruk system, såsom det i fig. l schematiskt visade systemet. Fig. 8 är en sidovy av den i fig. 7 visade anordningen, tagen från den vänstra sidan i fig. 7. Fig. 9 är en vy framifrån av en utföringsform av registrerings- och kommunikations- för användning i ett en ovanför vattnet placerad styr-, central för användning vid utnyttjande av föreliggande uppfinning.

I enlighet med föreliggande uppfinning åstadkommes ett system, enligt vilket_dykaren/teknikern erhåller omedelbar och positiv åter- koppling av resultaten av hans manipulering av ultraljudomvandlaren eller -transdmlpå konstruktionen som analyseras, samtidigt som dessa resultat primärt observeras och företrädesvis registreras av en tek- niker ovanför ytan, vilken även gör de inställningar som är nödvän- diga för att optimera ultraljudprovningsanordningens arbete eller prestanda, vilket skall jämföras med placeringen av sonden som ut- förs av dykaren/teknikern utan något behov av ledning från platsen ovanför vattnet. Denna direkta och positiva återkoppling kan bi- bringas dykaren på ett flertal sätt. I en utföringsform uppfångas utsignalerna från ultraljudprovningsanordningen ovanför vattnet medelst en kamera i ett slutet televisionsnät och matas till en monitor som dykaren/teknikern håller i sin hand. I en annan utfö-. ringsform matas de signaler, som representerar resultatet av ultra- ljudprovningen eller -inspektionen och som matas till katodstråle- röret i ultraljudprovningsapparaten, även till ett fjärrbeläget ka- todstrålerör som dykaren/teknikern är i besittning av. I ännu en ut- föringsform omvandlas signalerna, som erhålls från sonden eller mät- omvandlaren, direkt.till televisionsbildsignaler med hjälp av analoga kretsar, varjämte dylika signaler överförs till en i ett slutet tele- visionssystem ingående monitor i händerna på dykaren/teknikern. Med 10 15 20 25 35 40 7714295-8 beaktande av föreliggande beskrivning inser faokmannen inom ifråga- varande område utan vidare vilka analoga kretsar som är lämpliga för omvandling av dylika signaler till televisionsbildsignaler. Detsamma gäller för andra möjliga utföringsformer av uppfinningen.

Resultaten av manipuleringen av sonden överförs företrädesvis till dykaren/teknikern i form av televisionsbildsignaler och betrak- tas av denne på en televisionsmonitor. Dessa signaler videoinspelas företrädesvis samtidigt med överföringen till dykarens/teknikerns televisionsmonitor. Systemet är företrädesvis även anordnat för över- vakning och registrering av det visuella utseendet av den del av konstruktionen som inspekteras eller kontrolleras med hjälp av ultra- ljud, så att de delar av konstruktionen som är defekta eller skadade enkelt kan identifieras för reparation. Den mest föredragna utförings- formen är anordnad för samtidig registrering av såväl ultraljudsig- nalerna,vilka erhålls från konstruktionen,som den visuella bilden av konstruktionen som provas.

En utföringsform.av systemet enligt föreliggande uppfinning visas schematiskt i fig. 1. Såsom visas i denna hålls en ultraljud- sond eller -mätomvandlare lO mot en undervattenskonstruktion 1 som skall inspekteras, varvid konstruktionen visas med en svetslinje l' vid en fog. Aktuella konstruktioner kan typiskt vara stöd- eller bär- element för broar, pirar eller bryggor, oljeplattformar, fartygs- skrov, etc. Sonden 10 är ansluten till ultraljudprovningsmaskinen 12 med hjälp av en elektrisk anslutning ll, normalt en koaxialkabel .eller liknande. Sonden lO kan vara en mätomvandlare med ett enda ele- ment eller ennätomvandlare med dubbla element, vilka bada är välkända för fackmannen. Mätomvandlaren med ett enda element fungerar såväl- som källa för ultraljudvibrationer som lyssnande eller mottagande station för ultraljudreflektioner. I en mätomvandlare med två ele- ment fungerar det ena elementet som alstrare av ultraljudvibrationer- na, under det att det andra elementet fångar upp reflektionsvibra- tionerna och signalerar dessa till ultraljudprovningsmaskinen.

Ultraljudprovningsmaskinen kan vara en maskin av standardmodell, av vilket ett antal är kommersiellt tillgängliga. Maskinen kan exempel- vis vara av typen FTS Mark I Ultrasonic Flaw/Thiekness Soope, salu- förd av Sonic Instruments, Ino. of Trenton, N.J. En dylik maskin tar signalerna från mätomvandlaren eller sonden, omvandlar dem till bild- signaler och återger eller presenterar en bild på en repeterande oscilloskopskärm visad vid l2'i fig. l. I den i fig. l visade utfö- io 15 20 25 §O 35 40 7714295-8 ringsformen avfotograferar den i en sluten krets ingående televi- sionskameran 13, vars lins 15' är inriktad mot oscilloskopbilden på skärmen l2', denna bild och överför bildsignalen via ledningen 14, strömställaren 15, ledningen 16, strömställaren 1? och ledningen l6' till undervattensmonitorn 18, vilken finns hos den dykare/tekniker som manipulerar sonden 10. Televisionsbildsignalerna överförs före- trädesvis även via en ledning 19 till en videobandregistreringsanord- ning antydd vid 20 i fig. l. En televisionsmonitor 23 ovanför ytan tillåter den där placerade teknikern att övervaka kvaliteten hos bilden, som sänds till dykaren och som registreras, och möjliggör även att teknikerns kommentarer tilloch tolkning av inspektionen kan ljudregistreras och meddelas dykaren. I denna särskilt önskvärda ut- föringsform registreras resultaten av ultraljudprovningen, vilket möj- liggör ytterligare analys och reproduktion i en enkelt synbar form vid något senare tillfälle. I jämförelse med system, vilka utnyttjar icke registrerad ultraljudprovning eller -utvärdering, är detta system mycket fördelaktigt på grund av att det tillåter granskning och ytter- ligare analys av andra än de som är direkt inblandade i genomförandet av mätningen. Systemet kan även valfritt innefatta en monitor 25, medelst vilken den ovanför vattnet placerade teknikern kan övervaka hur det slutna televisions- och videobandregistreringssystemet arbe- tar med hjälp av signaler som matas till monitorn via ledningen 22.

I ett föredraget system har dykaren/teknikern i sin besittning icke bara undervattensmonitorn 18 utan även en i en sluten krets in- gående televisionskamera, antydd vid QÄ i fig. 1. Med detta system kan dykaren/teknikern omväxlande övervaka utsignalen från ultraljud- provningsanordningen eller observera , sända och registrera visuell inspektion av konstruktionen ifråga och/eller placeringen av sonden 18 via televisionskameran 24. Detta alternativ är inkopplat, då ström- ställaren 15 är bruten, vilket bryter bort televisionsbildsignalerna från kameran 13 och ledningen 14, och strömställaren 17 är sluten, vilket tillåter överföring av televisionsbildsignalerna från kameran 24 via ledningen 25, strömställaren 17 och ledningen 16' till moni- torn 18, så att dykaren/teknikern kan se exakt vilka visuella observa- tioner som upptas av kameran 24. Företrädesvis sänds dylika signaler även upp längs ledningen 16, via ledningen 19 in i videobandregistre- ringsanordningen 20 och företrädesvis även via ledningen 22 till moni- torn 23. Detta system är ytterst mångsidigt och mycket fördelaktigt och tillåter för första gången både ultraljudprovning av undervattens- konstruktioner och visuell observation av exakt de punkter som kon- trolleras medelst ultraljud. I den föredragna utföringsform, i vilken lO 15 20 25 55 40 7714295~8 videobandregistreringsanordningen 20 utnyttjas, åstadkommes vidare för första gången förmågan att för utvärdering registrera både ultra- ljud- och visuella inspektionsdata för nedsänkta konstruktioner. Ge- nom användning av monitorn 23 sker även samtidigt visuell inspektion från platsen ovanför vattnet.

I stället för det alternativa omkopplingssystem som visas i fig. l och som beskrivits ovan kan separata kommunikationskablar le- das från den ovanför vattnet placerade kommunikations- och kontroll- centralen till undervattensdykaren/teknikern för: (l) utsignalen från undervattenstelevisionskameran, (2) insignalen till undervattensmoni- torn och (3) det muntliga kommunikationssystemet. På detta sätt kan teknikern vid den ovanför vattnet placerade kommunikations- och kontrollcentralen kontinuerligt övervaka det visuella inspektionsresul- tat som utsänds av undervattenskameran, liksom även signalerna från ultraljudsonden. Dessa bägge signaler, tillsammans med kommentarerna om och den samtidiga analysen av provresultaten och de visuella re- sultaten från både den ovanför vattnet placerade teknikern och dyka- ren/teknikern, kan direkt överföras till dykaren/teknikern och även registreras för senare granskning, analys och ledning rörande varje behövlig reparation. I en särskilt föredragen utföringsform är organ anordnade för att tillåta samtidig överföring till undervattensdyka- ren/teknikern av utsignalen från såväl ultraljudsensorn som under- vattenstelevisionskameran, t.ex. genom en uppdelad skärmbild, för att därigenom göra det möjligt för teknikern, som är i direkt kontakt med konstruktionen, att samtidigt optimera den information som erhålls från de båda utsignalerna.

Televisionskameran, som utnyttjas för undervattensarbete och som är antydd vid 24, bör vara en kamera med hög känslighet och hög upplösning, så ett detaljerade bilder utsände även under förhållanden med låg och dålig belysning. Företrädesvis bör kameran ha förmåga att alstra klara eller skarpa bilder i svagt eller dunkelt upplysta områ- den med acceptabla ljusnivåer så låga som 20 till 50 lux eller t.o.m. lägre. Horisontell och vertikal upplösning bör ligga över omkring 250 linjer, företrädesvis åtminstone omkring 500 linjer eller mer.

Den horisontella upplösningen är normalt högre än den vertikala upp- lösningen och bör vara åtminstone 450 linjer, företrädesvis 525-550 linjer. Lämpliga kameror finns kommersiellt tillgängliga, t.ex.

Panasonic CC TV-kamera modell WV-24lT.

Det torde observeras, att anslutningskabeln lö tjänar ett dub- belt syfte vid den ovan beskrivna utföringsformen av föreliggande upp- finning. Dà strömställaren 15 är i slutet läge och strömställaren l? lO 15 20 50 35 40 771429543 1-3 är i brutet läge, för kabeln l6 televisionsvideosignalerna från kame- ran 15 via ledningen 14, ledningen l6 och ledningen 16' till under- vattensmonitorn 18. Då det är önskvärt att utnyttja undervattenstele- visionskameran för visuell inspektion av arbetsstället, bryts ström- ställaren 15 och sluts strömställaren 17, i vilket fall ledningen 16 utnyttjas för att föra videosignalerna från undervattenstelevions- kameran 24 via ledningen 25, strömställaren 17, ledningen 16 och led- ningen l9 till videoregistreringsinstrumentet 20. Strömställarna 15 och 17 kan helt enkelt manövreras manuellt av dykaren/teknikern och den ovanför vattnet placerade teknikern för erhållande av önskat ar- betssätt. Om sâ föredrages, kan strömställarna 15 och 17 alternativt vara elektromekaniskt ihopkopplade medelst olika anordningar, som är välkända för fackmannen, så att slutning av den ena strömställaren automatiskt bryter den andra.

Undervattenskameran matas med elektrisk energi från en ström- källa 26 via kabeln 27. Undervattensmonitorn strömförsörjs från samma källa via en ledning antydd vid 2Ta i fig. l. Strömkällan kan vara vanlig ll5 V växelspänning eller vara omvandlad från 12 V likspänning till ll5 V växelspänning med hjälp av lämpliga, väl kända elektriska omvandlare. " Undervattenskameran, monitorn och strömställaren 17 kan samtli- *ga vara monterade tillsammans i ett enda vattentätt hölje allmänt antytt genom den streckade linjen 29 i fig. l. En utföringsform av särskilt lämpliga organ för åstadkommande av detta visas i fig. 2 till 6.

Såsom visas i fig. 2 innefattar undervattensenheten för ultra- ljud/visuell inspektion ett hölje eller en kåpa 29 som uppbär lämpliga vattentäta anslutningar 50 och 51 för signalkabeln 16 resp. strömmat- ningskabeln 27. Höljet uppbär även spännorgan 52, som utnyttjas för att hålla höljets ändförslutningar för vattentät tillslutning, samt lämpligen även ett handtag 55 för att dykaren/teknikern enkelt skall kunna manipulera enheten. Flytkraften hos den kompletta enheten är företrädesvis inreglerad med hjälp av lämplig ballast, så att enheten antingen förblir vertikalt orörlig eller sjunker mycket sakta i den vattenmiljö, i vilken den kommer att användas.

Fig. 5 är en ändvy av den i fig. 2 visade enheten, sedd från den vänstra sidan i fig. 2. En ändplatta 47f tillsluter denna ände på enheten och hålls på plats medelst spännorganen 52. I fig. 5 visas undervattenskameran 24 och undervattensmonitorn 18 sedda från kamerans linsände resp. monitorns bakre ände. Pâ kameran 24 är en televisions- lins 54 monterad, vilken skall riktas mot arbetsstället för visuell 10 15 20 25 30 55 40 7714295-8 inspektion. Ett kugghjul 35 är fastsatt vid linsen 34 och är hop- kopplat med ett kugghjul 35a, vilket är monterat på en roterbar axel 37, vars ände visas i fig. 2 och av vilken en annan del visas i fig. 6 Kugghjulen 35 och 35a och axeln 37 utnyttjas av dykaren/teknikern för inställning av undervattenkamerans fokusering på ett sätt som kommer att beskrivas nedan. En annan utföringsform skulle kunna tillåta att fokusering sker från ytan via elektriska servomotorer.

Undervattenskameran 24 är kopplad till strömförsörjningsled- ningen 27 genom en lämplig anslutning (icke visad) och undervattens- monitorn strömförsörjs via ledningen 27a.

Fig. 4 visar enheten enligt fig. 2 från den högra sidan. Här visas monitorns 18 arbetsände och undervattenkamerans 24 bakre ände.

Monitorn 18 har en skärm l8'. Såsom framgår även av fig. 6 är ett kugghjul 36a monterat på denna ände av axeln 37. Kugghjulet 36a är i ingrepp med ett ytterligare kugghjul 36, vilket är fast monterat på en ytterligare axel 43, som kan roteras medelst en ratt 42. Axeln 43 sträcker sig genom ändplattan 47 och uppbärs roterbart i denna genom ett vattentätt passtycke 44. Många lämpliga vattentäta passtycken är välkända för fackmannen. I den särskilda anordning som visas upprätt- hålls tätningen mot vatten medelst en bricka 45 och en O~ring 46 på ett sätt som utan vidare torde inses av fackmannen.

Eftersom denna ände av enheten är den ände, som normalt är vänd mot dykaren/teknikern, kan vid det arbetssätt, då undervattens- kameran utnyttjas för visuell inspektion, dykaren/teknikern se den bild som erhålls på hans monitor 18 samt inställa kamerans fokusering genom att vrida ratten 42, vilket roterar kugghjulen 36, 36a, axeln 37, kugghjulen 35a och 35 och sålunda den vanliga fokuseringsringen på kameralinsen.

Strömställaren 17, som utnyttjas för att ändra från ultraljud- inspektion till visuell inspektion, visas i fig. 4 som en enkel till- -från-strömställare monterad på toppen av undervattenskameran 24.

Lämplig anslutning till signalöverföringsledningen 16 och till under- vattensmonitorn 18 är icke visad i fig. 4, men är utan vidare uppen- bar för varje fackman inom ifrågavarande område. Strömställaren 17 manövreras av dykaren/teknikern genom att denne roterar en ratt 40, vilken är ansluten till en axel 60 som sträcker sig genom ändstyoket 47 och är tätad gentemot vattentryck, t.ex. på ett sätt i likhet med tätningen av axeln 43 i fig. 6. Vid den andra änden av axeln 60 är ett kamelement 38 monterat, vilket kan gå i ingrepp med strömställaren 17. Ändstyckena 47 och 47' motstå vattentrycket i den vattenmiljö, i vilken anordningen kommer bör vara av ett material, som har förmåga att lO 15 20 25 ÉO 35 40 7714295~8 att utnyttjas, och måste vara transparent åtminstone i de områden som ligger över kameralinsen i ändstycket 47' och över monitcrskärmen 18' i ändstycket 47. ' . Många metoder och organ för erhållande av vattentät förslut- ning medelst ändstyckena 47 och 47' inses utan vidare av fackmannen.

Ett dylikt organ visas mera i detalj i fig. 5. Såsom framgår av denna figur är ett J-format spännelement 50 gängat vid sin ena ände, och spännelementet applicerar tryck på ändplattan 47 vid rotation av mut- tern 5l, vilket drar spännelementet in i kanalen i bärorganet 52.

Detta tryck bringar ändplattan 47 att tätt anligga mot O-ringen 48, vilken understöds av en skuldra 53 som är utformad i höljet 29. Efter nedsänkning av enheten hjälper vattentrycket spännorganen 32 att bi- behålla den vattentäta förslutningen. I fig. 5 visas även lämpliga organ för att uppbära monitorn och/eller kameran inuti höljet 29.

Såsom visas innefattar dessa organlnlt enkelt ett bärorgan 41, som är fastsvetsat eller på annat sätt fastsatt vid insidan av hïljet och som genom ett skruvförband eller på annat sätt är fästa: vid et bärorgan 54, som är fastsatt vid monitorn och/eller kameran.

Fig. 7 och 8 visar en utföringsform som är ett alternativ till den handburna monitor/kameraenhet, som visas i fig. 2 till 6. I den alternativa utföringsform är undervattensmonitorenheten och under- vattenstelevisionskameran båda monterade på dykarens hjälm, och ka- meran är inriktad mot arbetsområdet framför dykaren. Såsom visas i fig. 7 innefattar dykarhjälmen enligt med denna utföringsform en hjälmstomme 60 med en tätningsring eller något annat känt tätninga- organ 61, som bildar en vattentät förslutning, dâ den inpassas på kroppsdelen av en normal dykardräkt. Andra konventionella hjälmdelar inkluderar en ansiktsplatta 62, en luftregulator 65 och en ventil 64 för att hålla ansiktsplattan klar, vilken ventil då den öppnas riktar en liten luftström mot insidan av ansiktsplattan 62 för att avlägsna kondens från densamma. Såsom visas i fig. 8 tillförs luft till det inre av hjälmen genom ett anslutningsstycke 65, varjämte talkommunika- tion mellan ytan och hörtelefon och mikrofon (icke visade) inuti hjälmen sker genom en kabel ansluten till ett elektriskt kopplinge- organ 66.

Undervattenstelevisionsmonitorenheten 67 är fastsatt på toppen av dykarhjälmen med hjälp av bärorgan 68 och 69. Den bild som alstras på monitorn 67 reflekteras eller återkastas från ytan på en spegel 71 och kan ses av dykaren genom en extra ansiktsplatta 72 placerad ovan- för ansiktsplattan 62. Såsom visas är området mellan den extra an- siktsplattan 72 och spegeln 71 företrädesvis utfyllt med ett trans- POOR ppguApLnv i 10 15 20 25 }O 35 40 '7714295-8 l- \:l parent material, såsom klar plast eller glas. Detta är icke absolut nödvändigt, men den reflekterande spegeln ökar stadgan i monteringen och förhindrar att möjligheten att se monitorbilden förloras, då ar- D bete sker i mörka vatten. Spegeln i den visade utföringsformen reflek- terar således bilden från monitorn genom ett block 75 av klar plast, såsom "Lucite", vilket sträcker sig ned till den extra ansiktsplattan 72. Den klara plasten 73 och spegeln 71 är fastsatta vid monitorns 67 yttre stomme med hjälp av ändplattor 74 och 74' och lämpliga stödor- gan 75 och 75'. Även om utföringsformen som visas i fig. 7 och 8 ut- nyttjar en spegel för att reflektera monitorbilden för att göra den synlig för dykaren, kan såsom utan vidare inses av varje fackman även andra organ utnyttjas för åstadkommande därav. Dylika organ innefat- tar prisma- eller andra reflekterande system eller enkla fysiska arrangemang av monitorskärmen, så att den ligger i dykarens siktlinje.

Hjälmen 60 uppbär även en undervattenstelevisionskamera 76 med hjälp av bärorganen 68 och 69. Denna kamera är av samma typ som dis- kuterats tidigare. Kameran kan vara inriktad mot och fokuserad pà det normala arbetsområdet för dykaren, t.ex. omedelbart framför och nedan- för ansiktsplattan 62, och kan inställas och fokuseras allt efter be- hov av dykaren till svar på den bild som mottages på dykarens moni- tor. En högintensitetslampa 77 är också valfritt fastsatt vid bär- organet 69 och inriktad för belysning av det område, mot vilket kame- ran är riktad.

Såsom visas i fig. 8 är strömkällan för högintensitetslampan ansluten via en ledning 78. Undervattensmonitorn mottager sin bild från den ovanför vattnet placerade kommunikations- och kontrollcen- tralen via en kabel som ansluts till det elektriska anslutningsdonet 79. På liknande sätt är kamerans 76 utgång och strömförsörjningsenhet anslutna till ytan genom en kabel som ansluts till det elektriska an- slutningsorganet 80. Med stöd av ovanstående beskrivning kan fackmän inom ifrågavarande område utan tvivel framtaga andra alternativa me- toder och anordningar, vilka samtliga avses falla inom ramen för bifo- gade patentkrav.

Fig. 9 visar de föredragna komponenterna i den ovanför vattnet placerade kommunikations- och kontrollcentralen för föreliggande upp- finning. Den visade panelen innehåller kontaktdon för strömförsörj- ning (80), videoinsignal från undervattenskameran (81), signaler från sonden (82) och talkommunikation från dykaren/teknikern (83). Anord- ningen har också tre monitor. Monitor I, visad vid 84, visar kontinu- erligt utsignalen från ultraljudsonden på ett sätt likartat det som gäller för anordningen 12 i fig. 1. Monitorn II (85) visar kontinuer- 10 15 20 25 50 55 40 7714295-s 14 ligt utsignalen från undervattenstelevisionskameran (24 i fig. l) som hålls av dykaren/teknikern. Monitorn Iïí (86) tillförs exakt sam- ma signal som matas till undervattensmonitorn (18 i fig. 1), vilken betraktas av dykaren/teknikern. Den ovanför vattnet placerade tekni- - kern kan således kontinuerligt granska och registrera resultaten av ultraljudmätningarna och den visuella inspektionen av konstruktionen som genomförs av dykaren/teknikern. Med hjälp av en strömställare 87 kan den ovanför vattnet placerade teknikern styra vilken bild, an- tingen ultraljudbilden eller den visuella bilden, som matas till dy- karens undervattensmonitor. Panelen innefattar företrädesvis även en signalblandare (av vilka många typer är kommersiellt tillgängliga), vilken gör det möjligt för<ën ovanför vattnet placerade teknikern att uppdela skärmen och för dykaren/teknikern samtidigt visa både ultraljudmätsignalerna och resultatet av den visuella inspektionen av området medelst dykarens undervattenskamera. Panelen kan även innehålla eller vara ansluten till en videobandanordning (icke visad), vilken gör det möjligt att registrera vad som återges på ultraljud- instrumentets katodstrålerör, den visuella bilden av den del av kon- struktionen som undersöks och kommentarerna från både dykaren och den ovanför vattnet placerade teknikern om de erhållna resultaten.

Icke något annat system som vi känner till har egenskaper som ligger i närheten av de ovannämnda. Panelen bör även innefatta olika normala kontroll- eller styrorgan, i fig. 9 antytt som en styrorganspanel- enhet 89, för inreglering av ljusstyrkan etc. hos de olika monitorerna och sådana variabler som svep, område och känslighet för katodstråle- röret i ultraljudanordningen.

Föreliggande undervattensinspektionssystem möjliggör tidigare okänd noggrannhet, tillförlitlighet och mångsidighet i samband med system för undervattensprovning. Under det att tidigare system var begränsade väsentligen till ultraljudprovning enbart med avseende på tjockleksvariationer, ger föreliggande system möjlighet att utföra ultraljudinspektion med såväl rak stråle som skjuvvågor av i vatten nedsänkta konstruktioner, material och svetsar, vilket torde vara den känsligaste och effektivaste metoden för oförstörande provning av stålkonstruktioner. Det beskrivna systemet har förmåga att arbeta ned till en djup av 180 m eller mer och möjliggör positiv identifiering av en mångfald olika felaktigheter inkluderande: sprickor inuti kon- struktionens vägg, sprickor på den inre ytan eller andra ytsprickor, även då dessa är dolda till följd av utbredning av metallen invid sprickan (s.k. "peening effect") eller är dolda av målarfärg eller marint liv; slagginneslutningar i svetsmetallen; porositet inuti lO 15 7714295-8 svetsmetallen; värmebetingad zonsprickbildning; avsaknad av intrång- ning hos en svets; underskärning vid roten av en svets; inre korro- sion hos konstruktionen; konkavitet eller konvexitet hos en svets; avsaknad av sammansmältning mellan svetsen och basmaterialet; material lamineringar; spriokbildning på grund av spänningskorrosion; och andra brister.

Det föredragna systemet möjliggör dessutom ett avsevärt fram- steg i förmågan att kommunicera med dykaren/teknikern vad beträffar provningsprocedurerna. Exempelvis kan en ovanför vattnet placerad televisionskamera riktas mot t.ex. blákopior eller andra ritningar över konstruktionen som undersöks, så att den ovanför vattnet place- rade teknikern kan styra fortskridandet av inspektionen och så att dykaren/teknikern kan lokalisera exakt de delar av konstruktionen som provas och/eller presenteras visuellt. Även om särskilda utföringsformer av föreliggande uppfinning har visats och beskrivits, är det för fackmannen uppenbart att änd- ringar och modifikationer kan utföras inom ramen för uppfinningen, så- som den definieras av efterföljande patentkrav.

Claims (13)

7714295-8 PATENTKRÅV

1. l. System för genomförande av ultraljudinspektion av en konstruktion som är nedsänkt under en vattenyta, innefattande en rörlig undervattensenhet med mätomvandlarorgan (10) för ut- sändande av skurar av högfrekvensljudvågor genom en yta på kon- struktionen (l) och detektering av reflektioner av ljudvågorna, och ovanför vattenytan anordnad utrustning inkluderande organ (12, l2') för åstadkommande av en visuell bild som visar de signaler som utsänts eller detekterats av mätomvandlarorganen, varvid anslutníngsorgan (ll) är anslutna till mätomvandlarorgaf nen (10) och de bildåstadkommande organen (12, l2') för över- föring av signaler från mätomvandlarorganen till de bildåstad- kommande organen, ek ä n n e t e c k n a t av att den rörliga undervattensenheten är avsedd att manövreras av en dykare och in- nefattar moniteringsorgan med en undervattensmonitor (18) för monitering av signaler alstrade genom manipulering av mätomvand- larorganen (10) över ytan på konstruktionen (1), varvid mätom- vandlarorganen är rörliga över ytan skilt från nämnda moniterings- organ, samt av att den ovanför vattenytan anordnade utrustning- en innefattar bildöverföringsorgan (13-16) för överföring av en mgt av nämnda bildâstadkommande organ (12, l2') alstra- de visuella bilder svarande bildsignal till nämnda moniterings- organ i undervattensenheten.

2. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att bildöverföringsorganen innefattar en televísionskamera (13), som avsöker åstadkomna visuella bilder och alstrar bildsignalen för överföring till undervattensmonitorn (18).

3. -3. System enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar videoregistreringsorgan (20) anslutna till utgången från en i sluten krets arbetande televisionskame- ra (l3) för registrering av åstadkomma bilder.

4. System enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att det innefattar en undervattenstelevisions- kamera (24) placerad nära undervattensmonitorn (18) för utsänd- ning av visuella bilder av den i vatten nedsänkta konstruktionen (1), första strömställarorgan (15) för att elektriskt ansluta utgången från organ (13) för åstadkommande av nämnda bildsignal till undervattensmonitorn (18) och till videoregistreringsorgan (20) samt andra strömställarorgan (17) för att elektriskt anslu- ta utgången från undervattenstelevísionskameran (24) till under- 7714295-8 vattensmonitorn (18) och till nämnda videoregistreringsorgan (20).

5. System enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att undervattenstelevisionskameran (24), nämnda andra strömställar- organ (17) och undervattensmonitorn (18) är monterade i en vat- tentät kammare (29), vilken kammare innefattar organ _27A) för överföring av elektrisk energi till undervattenstelevisíonska- meran och till undervattensmonitorn, samt organ (16, l6') för att elektriskt ansluta undervattensmonitorn till nämnda första och andra strömställarorgan.

6. System enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda organ (16, l6') för att ansluta undervattensmonitorn (18) till nämnda första och andra strömställarorgan (15, 17) är anord- nade att överföra bildsignalen till undervattensmonitorn (18), då vartdera av nämnda första och andra strömställarorgan är i ett första läge, och att överföra utsignalen från undervattens- televisionskameran till nämnda videoregistreringsorgan, då vart- dera av nämnda första och andra strömställarorgan är i ett and- ra läge.

7. System enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda moniteringsorgan innefattar en te- levisionsmonitor (67) monterad på en dykarhjälm (60-64) på ett sådant sätt att den på monitorn återgívna bilden är synlig ini- från dykarhjälmen.

8. System enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar signalblandningsorgan för samtidig anslutning av både bildsignalen och utsignalen från undervattenstelevisions- kameran till undervattensmonitorn.

9. Förfarande för ultraljudprovning av en konstruktion som är nedsänkt under en vattenyta, varvid man placerar en ultra- ljudsond (10) på en yta på konstruktionen (l), och omvandlar utsignalen från ultraljudsonden till en visuell bild i en ultra- ljudprovningsapparat (12) placerad ovanför vattenytan, k ä n _ n e t e c k n a t av att sonden (10) manövreras av en dykare, att man duplicerar den visuella bilden under vattenytan på ett organ (18) beläget nära men skilt från ultraljudsonden (10), så att dykaren som manipulerar ultraljudsonden kan observera ut- signalen från sonden, då denna manipuleras.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t c c k n a t av att den visuella bilden dupliceras genom televisering av bilden och översändning av bilden till och reproducering av 7714295-8 p. (L: densamma på en undervattensmonítor (18).

11. ll. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att man videoregistrerar den visuella bilden då sonden (10) manipuleras.

12. Pörfarande enligt något av kraven 9-ll, k ä n n e - t e c k n a t av att man televíserar en visuell bild av kon- struktionen, som undersöks medelst sonden (10), till organ (20) ovanför vattenytan. _

13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n ett e c k n a t av att man videoregístrerar den visuella bilden av konstruktio- nen, eventuellt tillsammans med den í ultraljudsprovningsappa- raten erhållna visuella bilden.