超声矩阵检验制造技术

一种用于执行对实质上圆柱形物体的超声扫描的装置和方法，该装置包括：一个环带，被适配成用于配合在该物体的一个圆周周围；一个载体，被可滑动地安装在该环带上并且被适配成用于横穿该物体的该圆周；一个超声探头，被安装在该载体上并且被定位成用于在该载体横穿该物体的该圆周时扫描该物体的该圆周；一个载体电动机，被安装在该环带或该载体上并且用于围绕该物体的该圆周驱动该载体的移动；以及一个或多个数据连接件，提供用于该载体电动机和该超声探头的控制信息并且从该超声探头接收扫描数据。

【技术实现步骤摘要】
超声矩阵检验本申请是PCT申请(PCT/CA2012/000861)于2014年5月23日进入中国国家阶段的申请(申请号为201280057922.5，专利技术名称为“超声矩阵检验”)的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2011年9月26日提交的第61/539,208号美国临时专利申请和2011年10月12日提交的第61/546,217号美国临时专利申请的益处和优先权。以上专利申请的内容通过引用明确地结合到本专利技术的详细说明中。专利
本专利技术涉及用于实行超声检验以及用于管道检验的方法和装置。
技术介绍
沃克(Volker)的第2011/0087444号美国申请公开案(下文中为‘444公开案)是针对一种“清管器”，用于蠕动通过一根管道的孔并执行对内部管道表面的超声检验。该参考案披露了一种基于反向散射信号对管道表面进行成像的算法。’444公开案涉及确定具有最短行进时间的声音路径的费马原理。建模涉及首先建立一个网格并确定该网格中的每一点的行进时间。‘444参考案要求从内部扫描一根管道，其中将要确认的主要信息是关于该管道的内表面的3D信息。这未解决使用定位于外表面上的一个扫描设备对一根管道的内表面准确地建模的问题。布兰德斯特罗(Brandstrom)的US7,685,878(下文为‘878专利)涉及一种用于围绕管道圆周旋转一对超声换能器以用于管道焊接检验的装置。它允许电缆和其他设备延伸远离换能器而保持静止，仅在一个单个方向上延伸到远处。‘878教导了一种设备，该设备可以安装在管道上位于邻近焊接处的位置，并且承载换能器并围绕管道旋转那些换能器，请记住通常仅可以从管道的一侧有效地接近管道。两个换能器在一个圆柱体上围绕一个圆周位置旋转以用于本体的结构测试，承载在包括一个磁性附件的一个安装和驱动设备上，该磁性附件可以从一侧被手动地带到一根管道，仅用于在该侧上在与一个焊接处轴向间隔的一个位置处固定连接到该管道上。用于该对换能器的项圈形支撑件由一行单独的片段形成，这些片段从该一侧包裹在管道周围并且围绕该管道的轴线旋转以围绕圆周焊接处承载换能器。这些片段承载多个辊以在该表面上滚动，并通过多个磁体抵靠着管道被固持。这些换能器在固定的角位置中被承载在该支撑件上以跟踪它们的位置，但承载方式允许相对于该管道的稍微轴向或径向移动。约翰逊(Johnson)的US7,412,890(下文为‘890专利)涉及一种用于检测管道焊接处中的裂缝的方法和设备，包括用水冲刷邻近于外部管道表面的一个体积，随后使用相控阵列超声来扫描管道表面。该设备具有一个矩形腔，该矩形腔的开放底部表面压抵管道表面并且被水冲刷。该超声阵列定位于该腔的顶部处。使用相控阵列数据收集方法。比茨(Bicz)的US5,515,298(下文为‘298专利)涉及一种用于对指纹或放置于凹入表面上的其他物体执行超声扫描的设备。该设备通过针孔(每个换能器一个)阵列并且对着指纹所在的表面的凹入内部从换能器阵列投射超声。换能器随后从由针孔产生的球面波形的反射和散射得到指纹的特性。该设备显得依赖于指纹所在的支撑件的凸-凹透镜结构的已知结构。邓波尔(DenBoer)等人的US6,896,171(下文为‘171专利)涉及一种用于在仍热时对新形成的管道焊接处执行EMAT(电磁声换能器)扫描的设备。该设备可以包括定位在管道外表面周围的一个环结构上的EMAT发射器和接收器线圈的一个阵列。未披露后处理算法细节。该设备被描述为能够检测焊接处缺陷的存在，并给出关于它们的大小的一些信息，但没有图像、精确位置，也没有在本说明中讨论的缺陷的任何进一步的细节。阿里恩(Alleyne)等人的第2009/0158850号美国申请公开案(下文为‘850公开案)涉及一种用于检验管道的方法和设备，其中将清管器设备插入到管道的孔中。将超声换能器压抵管道的内壁，并在管道壁材料内使用超声导波(例如，兰姆波)来检测缺陷。数据收集和处理似乎是基于一种全矩阵俘获技术，可以从该技术提取不同的波型，但也可以使用相控阵列数据收集技术。帕斯夸里(Pasquali)等人的第2009/0078742号美国申请公开案(下文为‘742公开案)涉及一种用于检验多壁管道的方法和设备，这些管道例如是用于热流体或冷流体的海底输送的管道。该方法涉及将一个超声探头抵靠内部管道表面放置，并在该探头围绕管道壁的内部圆周旋转时以各种间隔进行扫描。该设备是定位在一个可旋转的臂的末端处的一个探头，该臂将探头定位在管道内并随后使探头围绕内壁的圆周旋转。‘742公开案还披露了相对于管道表面以各种角度定位探头的方法。然而，该案似乎仅教导了使用在管道的轴向方向上从焊接处移位并且朝向管道焊接处的位置向前或向后成角度的探头。另外的现有技术参考案包括：乌姆·菲安义·C(Ume,IfeanyiC.)等人的US7762136，教导了用于实时和离线测量焊接穿透深度的超声系统和方法；麦克格拉斯·马修(McGrath,Matthew)等人的US7694569，教导了一种相控阵列超声水楔设备；布林格纳克·贾克斯·L(Brignac,JacquesL.)等人的US7694564，教导了一种具有定心机构的锅炉管检验探头及其操作方法；普劳斯·雷恩哈德(Prause,Reinhard)的US6935178，教导了一种使用超声检验管道的装置；巴特勒·约翰·V(Butler,JohnV.)等人的US6734604，教导了一种多模合成束换能设备；帕格诺·多米尼克·A(Pagano,DominickA.)的US4872130，教导了一种自动化直列式管道检验系统；古河·T(Furukawa,T.)等人的JP2004028937，教导了一种用于测量焊接管道的形状的方法。
技术实现思路
在本文献中描述的示例实施例涉及用于使用全矩阵数据俘获技术执行物体的超声检验的方法和装置。在第一方面中，申请是针对一种用于执行对导管的超声扫描的装置，该装置包括：一个环带，被适配成用于配合在该导管的一个圆周周围；一个载体，可滑动地安装在该环带上并且被适配成用于横穿该导管的该圆周；一个超声探头，安装在该载体上并且被定位成用于在该载体横穿该导管的该圆周时扫描该导管的该圆周；一个载体电动机，安装在该环带或该载体上并且用以围绕该物体的圆周驱动该载体的移动；以及一个或多个数据连接件，提供用于该载体电动机和该超声探头的控制信息以及从该超声探头接收扫描数据。在另一方面中，该环带形成该导管的该圆周周围的一个防液密封件；并且该装置进一步包括一个液体馈送，用于接收一种液体扫描介质并且用该液体扫描介质填充该环带的内部与该导管的外部之间界定的体积。在又一方面中，该装置进一步包括一个电力连接件，用于接收用于该载体电动机的电力。在又一方面中，该环带在允许该环带配合在该导管周围的一个开放配置与环绕该导管的一个封闭配置之间是可配置的。在又一方面中，该装置进一步包括一个可调整的反射器，安装到该载体上；以及一个反射器电动机，用于控制该可调整的反射器在实质上垂直于该物体的一条纵轴的一个平面中的一个角度；其中该超声探头被定位成用于经由超声信号从该可调整的反射器的反射来扫描该物体；并且该一个或多个数据连接件提供用于该反射器电动机的控制信息。在又一方面中，该装置进一步包括一个电力连接件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行对物体的超声扫描的装置，包括：一个本体，被适配成用于配合在该物体上；一个超声探头，被安装在该本体上并且被定位成用于扫描该本体；一个或多个数据连接件，提供用于该载体电动机和该超声探头的控制信息并且从该超声探头接收扫描数据；一个可调整的反射器，被安装到该载体上；以及一个反射器电动机，用于控制该可调整的反射器在实质上垂直于该物体的一条纵轴的一个平面中的一个角度；其中：该超声探头被定位成用于经由超声信号从该可调整的反射器的反射来扫描该物体；并且该一个或多个数据连接件提供用于该反射器电动机的控制信息。

【技术特征摘要】
2011.09.26 US 61/539,208;2011.10.12 US 61/546,2171.一种用于执行对物体的超声扫描的装置，包括：一个本体，被适配成用于配合在该物体上；一个载体，被安装在该本体上；一个载体电动机，被安装在该本体或该载体上，所述载体发动机用于围绕该物体的圆周移动该载体；一个超声探头，被安装在该载体上并且被定位成用于投射与该物体的外圆周相切的超声波；一个或多个数据连接件，提供用于该载体电动机和该超声探头的控制信息并且从该超声探头接收扫描数据；一个可调整的反射器，被安装到该载体上；以及一个反射器电动机，用于控制该可调整的反射器在实质上垂直于该物体的一条纵轴的一个平面中的一个角度；其中：该超声探头和该可调整的反射器被定位成用于经由超声信号从该可调整的反射器的反射来扫描该物体；并且该一个或多个数据连接件提供用于该反射器电动机的控制信息。2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞文·谭格腾郝斯，安德鲁·洪，陈珍祥，马特·马迪尔，谢迪·谢克瑞拉，成·村·本内迪克特·黄，斯科特·普勒斯顿，亚历山大·萨库塔，
申请(专利权)人：安大略发电有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA