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专利名称：用于管道检查的设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及管道检查设备。
背景技术：
已知使用在管道内行进以测量或检测在管道壁中的缺陷的设备(通常被称作管道“清管器”)来执行管道的检查。这样的设备可包括超声传感器阵列，其用于测量管道的壁厚和/或检测管道壁中的裂缝。通常，超声传感器安装于滑动件上，滑动件设计成邻近或接触器壁运行，例如，在清管器执行通过管道的检查运行时。传感器布置于距滑动件的外表面的偏距(stand off)处，以便保护传感器使之免于与管道壁接触所致的磨损或其它损坏。
如果来自管道内的碎屑在超声传感器的检查表面上例如在偏距区域内收集时会产生问题。因此，已知滑动件包括冲洗系统用于引导在传感器的检查表面上的管道流体，以便在该设备沿着管道行进时冲洗掉碎屑。但是，常规冲洗系统通常包括对现有滑动件的改型安装，其安装和维护并非直接地。此外，常规冲洗系统以可变的结果操作。

发明内容
本公开提出了一种管道设备，其克服或减轻了上述问题中的一个或多个，或与使用超声传感器用于管道的线内(in-line)检查的常规滑动件相关联的其它缺点或问题。本公开提供了用于管道检查的设备，该设备包括具有纵向轴线的主体和与所述主体相关联的传感器单元，其中传感器单元包括用于检查管壁的超声传感器阵列，且还包括滑动件，滑动件具有意图邻近或接触管壁运行的外表面，其中传感器单元包括凹口且传感器在距滑动件的外表面的预定偏距处布置于所述凹口中，且进一步其中传感器单元包括冲洗系统，冲洗系统用于引导管道流体通过所述凹口用于在滑动件的外表面与管壁接触时从凹口冲洗碎屑。在示范性实施例中，该设备包括用于使滑动件的外表面偏置成与管壁接触的机构。在示范性实施例中，所述机构构造成用于允许传感器单元响应于管直径的变化相对于纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动，例如，响应于管直径的增加朝外移动和/或响应于管直径的减小而朝内移动。在示范性实施例中，该机构构造成用于传感器单元在延伸位置(例如，用于检查具有第一直径的管道)与缩回位置(例如用于检查具有第二直径的相同或不同管道)之间的移动。在示范性实施例中，该机构构造成在所述延伸位置和所述缩回位置中使传感器单元沿管壁的方向偏置。在示范性实施例中，该机构构造成用于在所述延伸位置和所述缩回位置中间的一个或多个位置使传感器单元沿管壁的方向偏置。在示范性实施例中，所述机构包括悬挂部件，悬挂部件构造成用于使传感器单元朝外偏置(例如，沿径向)。在示范性实施例中，该机构包括相对于主体的纵向轴线沿轴向彼此偏移的第一悬挂部件和第二悬挂部件。所述第一悬挂部件和第二悬挂部件可构造成相对于主体的所述纵向轴线枢转。在示范性实施例中，所述悬挂部件形成联动装置的一部分，该联动装置构造成响应于管直径的变化相对于主体的纵向轴线，例如在第一位置与第二位置之间移动传感器单
J Li o在示范性实施例中，所述机构限定可折叠的联动装置，其布置成允许传感器单元响应于管直径的减小而相对于主体的纵向轴线(例如，沿径向)朝内移动。在示范性实施例中，联动装置包括用于传感器单元的载体，其中联动装置构造成通过管直径中的变化使载体沿管壁的方向偏置。在示范性实施例中，传感器单元安装于所述载体上且在所述载体上沿朝外方向局 部地偏置，例如经由在所述载体上的偏置元件。在示范性实施例中，传感器单元安装于所述载体上且载体包括弹簧元件(例如，布置成作用于传感器单元的底侧上的叶片弹簧)，用于使传感器单元相对于主体的纵向轴线沿朝外方向偏置。在示范性实施例中，所述联动装置包括第一悬挂部件和第二悬挂部件，第一悬挂部件和第二悬挂部件布置成相对于主体的所述纵向轴线枢转，用于相对于主体的纵向轴线移动载体。在示范性实施例中，传感器单元安装于载体上，所述载体安装于第一悬挂部件与第二悬挂部件之间用于使滑动件的外表面偏置成与管壁接触，并且所述载体布置成相对于主体的所述纵向轴线枢转，用于响应于管直径的变化在第一位置与第二位置之间移动传感器单元。在示范性实施例中，所述载体包括偏置元件用于沿朝外方向局部偏置传感器单元。在示范性实施例中，所述载体布置成用于随所述第一悬挂部件和第二悬挂部件移动，且所述载体布置成在传感器单元响应于管直径的变化移动期间保持与主体的所述纵向轴线平行。在示范性实施例中，所述设备包括多个传感器单元，其响应于管直径的变化可移动地安装于所述主体上。多个传感器单元可布置于绕主体的纵向轴线的一个或多个环中。


合并于说明书中并构成说明书的一部分的附图示出一个或多个实施例且与描述一起用于解释这些实施例。在附图中
图I为形成用于管道检查的设备的一部分的壳体运载器(vessel)的示意透视 图2为用于图I的实施例中的传感器单元和载体的示意透视 图3为图I和图2中的载体的不意透视 图4为类似于图I的壳体运载器、但包括多个传感器单元的壳体运载器的示意透视
图5为示出可通过具有多个内孔直径的管道操作的图4所示类型的壳体运载器的示意
图6为从用于图I的设备的可选传感器保持器的上侧的示意透视图；图7为从图6中的传感器保持器的底侧的示意透视图；并且 图8为用于与图6和图7的传感器保持器一起使用的冲洗收集器的示意透视图。
具体实施例方式
示范性实施例的以下描述参考附图。在不同附图中相同附图标记标识相同或类似元件。以下详细描述并不限制本发明。而是本发明的范围由所附权利要求限定。本公开全文中对“示范性实施例”、“实施例”或其变型的提及意思是结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包括于所公开的本主题的至少一个实施例中。因此，短语“在示范性实施例中”、“在实施例中”或其变型在本公开全文中各位置处的出现未必指的是相同实施例。另外，特定特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何适当方式组合。首先参考图1，用于管道的线内检查的管道检查设备的零件大体上以10指示。设备10包括壳体运载器11，其具有中心主体12和纵向轴线X(如在图I中可视地左右延伸)。传感器单元14安装于所述主体12上。传感器单元14包括用于检查管壁的超 声传感器16的阵列。在使用中，传感器单元14包括滑动件18，其具有意图邻近或接触管壁运行的外表面20。外表面20相对于纵向轴线X沿周向为拱形。传感器16还限定相对于纵向轴线X沿周向的拱形检查平面。传感器的上表面布置于距滑动件18的外表面的偏距处(例如，外表面20的径向内侧)，用于保护传感器16使之免于与管壁接触所致的磨损或其它损坏。例如，在检查阵列内的超声传感器16能垂直于管壁定向用于壁厚评估或者相对于管壁成一定角度以便引起剪切波且识别在管道中的任何裂缝。设备10包括装有弹簧的机构22以允许传感器单元14相对于中心主体12的纵向轴线的移动，例如响应于内孔直径的变化。机构22构造成用于使传感器单元14沿大体径向偏置，以便使滑动件18的外表面20沿管壁方向偏置。更特定而言，该机构22构造成用于响应于管直径的变化，在第一径向位置(例如，用于小直径内孔的缩回位置)与第二径向位置(例如，用于大直径内孔的延伸位置)之间移动传感器单元14。机构22构造成取决于设备10所经过的内孔的大小，将传感器单元14定位于合适的径向位置处(例如，在所述第一径向位置与第二径向位置中间)。因此，设备10可用于检查多直径管道或穿过具有不同直径的一定范围的管道。机构22包括第一悬挂部件24和第二悬挂部件26，第一悬挂部件24和第二悬挂部件26构造成用于使传感器单元14沿管壁方向(例如，相对于纵向轴线X沿径向或朝外方向)偏置。第一悬挂部件24和第二悬挂部件26相对于中心主体12的纵向轴线彼此轴向偏移。 第一悬挂部件24和第二悬挂部件26由弹簧偏置枢转连接件25连接到主体12，以便构造成相对于中心主体12的所述纵向轴线枢转。悬挂部件24、26朝所述第二径向位置(即，相对于主体12的延伸位置)偏置。因此，悬挂部件24、26充当弹簧偏置支柱(strut)或臂，其可相对于壳体运载器11的中心主体12移动，用于邻近管壁定位传感器单元14。滚轮27在每个悬挂单元24、26的端部提供，用于在使用中与设备沿其行进的管的内表面滚动接触。
第一悬挂部件24和第二悬挂部件26形成联动装置28的部分，其构造成用于传感器单元14相对于中心主体12的纵向轴线径向的移动，该移动例如在第一径向位置与第二径向位置之间，响应于当悬挂滚轮27抵靠管壁起反作用时内孔直径的变化。联动装置28包括载体30，载体30布置成用于随所述第一悬挂部件24和第二悬挂部件26移动。传感器单元14安装于所述载体30上。载体30安装于第一悬挂部件24与第二悬挂部件26之间，且载体30布置成在传感器单元14的移动期间保持与中心主体12的纵向 轴线平行。如在图2和图3中清楚可见地，载体30包括枢轴点29以连接到第一悬挂部件24和第二悬挂部件26。如在图3中最清楚可见地，载体30偏置呈叶片弹簧32形式的元件，其布置于传感器单元14的下方。偏置元件提供传感器单元14相对于中心主体12的纵向轴线的局部偏置，例如沿管壁方向。装有弹簧的机构22确保了传感器16邻近管壁部署，甚至在弯管中(其中常规系统做不到或非常不可靠)。此外，在载体30上传感器单元14的局部偏置辅助提供滑动件18抵靠管壁的正确方位和夹持力。如图4所示，壳体运载器11可具备多个传感器单元14，其中的每一个以上文所述的方式可移动地安装于所述中心主体12上。在图4的示范性实施例中，壳体运载器11包括在绕纵向轴线X的环中彼此成90度布置的四个传感器单元(其中仅3个能如在图4中可视地看到)。设备10适用于检查管道，该管道具有带有第一内孔直径的第一区段和带有第二内孔直径(即，小于或大于第一内孔直径)的第二区段。设备10能被派遣通过管道的所述第一区段和第二区段连续运行。机构22用于在管道的所述第一区段与第二区段之间的内孔直径变化时，使传感器单元14抵靠第一区段的内表面偏置且自动地使传感器单元14抵靠第二区段的内表面偏置。实例在图5中示出。设备10允许将维持滑动件18与管壁接触所要求的偏置力准确地建模，从而提供优于常规滑动件设计的显著改进。设备10为有利的，至少就如下范围而言通过允许在设计过程中在早期阶段计算所要求的力，减小或消除对于优化循环和其它试错行为的要求，将减小为给定直径的管设计滑动件所要求的时间。此外，联动装置28允许将设备用于在一定范围的管道直径，包括对管内孔改进的跟踪，特别是在弯管中和通过诸如锥形，阀等的约束性管道特征。每个联动装置28能相对于壳体运载器11上的其它联动装置28独立地移动。这使设备能经过并检查急弯直径和较难或限制性管道特征，诸如锥形、阀等。展望示范性实施例将能够实现通过ID弯管和斜接弯管的检查。在图I的示范性实施例中，联动装置28呈4杆联动装置的形式，包括主体12、悬挂部件24、26和载体30。其它形式的可折叠的联动装置可为适用的，例如包括所述悬挂部件24,26的5杆联动装置，其构造成确保传感器单元14跟踪管壁，而不论内清管器主体12在管道内的高度如何。在图示实施例中，超声传感器16保持在传感器保持器40上的行和列的紧密阵列中。如从图6和图7中清楚可见，传感器40密封地嵌入传感器保持器40内。每个传感器16具有上表面42，上表面42从传感器保持器40的上表面46突出预定量。每个传感器16具有输出端48，其从传感器保持器40的底侧50突出。传感器16的上表面42限定拱形检查平面，其意图相对于传感器保持器40安装于其上的壳体运载器11的纵向轴线X沿周向延伸。如从图I看见，传感器16的上表面42布置于距滑动件18的外表面20预定距离处。实际上，传感器16布置于传感器单兀14上的凹口 65中，凹口 65例如由滑动件18和传感器保持器40的上表面46限定。当滑动件18抵靠管壁向上推时凹口 65被围住。传感器单元14包括用于从凹口冲洗碎屑的冲洗系统，其包括用于管道流体进入凹口 65的冲洗入口 52和在滑动件抵靠管壁向上推时用于管道流体从凹口 65流出的冲洗出口 54。冲洗出口 54在下游与所述冲洗入口 52间隔开。此外，冲洗入口 52在传感器16上游且冲洗出口在传感器16下游。

例如图8所示的类型的冲洗收集器58可装配于冲洗入口 52中或形成冲洗入口 52的部分。冲洗收集器58包括导管60 (其中的一个在图I中可见)，其在传感器保持器40下方延伸且具有面对上游方向的入口。导管构造成将流体从管道内经由冲洗入口 52导引到凹口 65内。如果滑动件18的外表面20抵靠设备10行进所沿的管的内表面偏置，则从所述冲洗入口 52进入所述凹口 65的流体将在传感器16顶部上流动，穿过传感器保持器40的上表面46，且通过冲洗出口 54向下。以此方式的流体流意图去除并带走保持器40上可能已收集或可另外试图收集的碎屑等。图8所示类型的冲洗收集器58易于安装且偏置机构22的供应和/或滑动件18抵靠管壁的局部偏置提供了特别有效的冲洗系统。尽管图I用具有可枢转臂或支柱的形式的装有弹簧的的悬挂部件进行了描述，但是可采用其它类型的悬挂件。尽管图3用用于在载体上使传感器单元局部偏置的叶片弹簧进行了描述，但是可合并其它形式的弹性偏置元件。尽管图4示出了具有四个传感器单元的环的实施例，但是其它实施例可每个环包括三个或更多个传感器单元。每个壳体运载器11可包括多个传感器单元的环。本书面描述使用所公开的主题的实例来使本领域技术人员能实践本发明，包括做出和使用任何装置或系统并执行任何合并的方法。本主题的专利保护范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员所想到的其它实例。这些其它实例意图且应理解为在权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用于管道检查的设备，所述设备包括具有纵向轴线的主体和与所述主体相关联的传感器单元， 其中，所述传感器单元包括用于检查管壁的超声传感器的阵列，且还包括滑动件，所述滑动件具有意图邻近或接触管壁运行的外表面， 其中，所述传感器单元包括凹口且所述传感器在距所述滑动件的外表面的预定偏距处布置于所述凹口中， 且进一步其中，所述传感器单元包括冲洗系统，所述冲洗系统用于在所述滑动件的外表面与管壁接触时引导管道流体通过所述凹口以从所述凹口冲洗碎屑。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述滑动件的外表面限定所述凹口的外围且所述凹口布置成当所述凹口的外围与管壁接触时由管壁围住。
3.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述传感器密封地安装于传感器保持器上，且进一步其中，所述传感器保持器的上表面限定凹口壁用于冲洗流体在所述上表面上通过。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，包括在所述传感器保持器中提供冲洗入口用于管道流体进入所述凹口。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，包括在下游与所述冲洗入口间隔开的冲洗出口，其用于管道流体从所述凹口流出。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述冲洗出口形成于所述传感器保持器中。
7.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述冲洗系统包括冲洗收集器，其具有一个或多个引导件，所述引导件带有面朝上游方向的入口且构造成用于将流体从所述管道内导引到所述凹口内。
8.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述设备包括布置成周向间隔开的阵列的多个所述传感器单元，其中，所述传感器单元布置成响应于管直径的变化在第一径向位置与第二径向位置之间移动，且朝向延伸位置偏置用于在所述第一径向位置和第二径向位置中使所述滑动件的外表面偏置成与管壁接触。
9.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于使所述滑动件的外壁偏置成与管壁接触的机构。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述机构构造成用于允许所述传感器单元响应于管直径的变化相对于所述纵向轴线在第一位置与第二位置之间移动。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述机构包括用于邻近管壁部署所述传感器单元的至少一个臂或支柱。
12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述机构包括相对于所述主体的纵向轴线彼此轴向偏移的第一悬挂部件和第二悬挂部件，且所述第一悬挂部件和第二悬挂部件构造成相对于所述主体的纵向轴线枢转。
13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述机构限定可折叠的联动装置，其布置成允许所述传感器单元响应于管直径的减小而相对于所述主体的纵向轴线朝内移动。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述联动装置包括用于所述传感器单元的载体，其中，所述联动装置构造成用于通过管直径的变化使所述载体沿管壁方向偏置。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述传感器单元安装于所述载体上且在所述载体上沿朝外方向局部地偏置。
全文摘要
用于管道检查的设备包括传感器单元，其具有用于检查管壁的超声传感器阵列。传感器单元包括滑动件，其具有意图邻近或接触管壁运行的外表面。传感器布置于距滑动件的外表面的预定偏距处的凹口中，且传感器单元包括冲洗系统，其用于引导管道流体通过凹口，用于在滑动件抵靠管壁向上推时从凹口内移除碎屑。
文档编号G01N29/04GK102798664SQ20121016572
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月26日
发明者R.帕尔马, W.赫伦 申请人:Pii有限公司