JP2023531887A - 改善されたロボットインラインパイプ検査システムおよび装置 - Google Patents
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Abstract
自律ロボットの能動的なガス輸送パイプライン試験システムが、パイプライン内を流れるガスのストリーム内で移動可能である遠隔制御ロボット組立体であって、上記ガス流れが動的流れエネルギーを呈する、遠隔制御ロボット組立体と、ガス流れに反応する小型回転タービンと、タービンに反応する発電機と、発電機に反応するバッテリーと、組立体を移動させるための、発電機に反応する駆動牽引手段と、を有し、システムが、バッテリーを充電することおよび／または駆動牽引手段を動作させることの一方または両方のために上記動的流れエネルギーを抽出することができる。【選択図】図１
Description
[0001]本出願は、天然ガスパイプラインなどの内壁の検査のための遠隔制御ロボットに関する。
[0002]天然ガスパイプラインなどの内壁の検査のための遠隔制御ロボットは１つまたは複数のバッテリーを利用し、１つまたは複数のバッテリーの有限であるバッテリー寿命は再充電を定期的に要求するのを必要とする。ロボット組立体またはロボット組立体の一部分は取り外されなければならないかまたはアクセスされなければならず、それにより、バッテリーにアクセスするのにガスパイプラインの一部分を開けることを必要とする。
[0003]この点に関して、署名された本発明者らにより本発明が作り出されるまで、この事実が、このようなロボットをより広範囲におよびより効率的に使用することを妨げてきた。バッテリーをより頻繁に再充電するために必要である中断時間は、検査時間および効率の損失につながる。
[0004]天然ガスパイプラインなどでは、パイプの中を流れるガスまたは流体が自然の動的エネルギーを伴う。本発明の目的は、ガスの流れに付随するこのような動的エネルギーを抽出すること、ならびに、ロボット組立体全体の運動および／またはバッテリーの充電のためにこの動的エネルギーを使用すること、である。この目的が、関連付けられた発電機を自律的に駆動するために比較的小さいｐｓｉ圧力差を必要とする少なくとも１つの圧力降下反応タービンによって達成される。相対的に有意に実用的である時間にわたって、ロボットバッテリーを取り外すかまたはロボットバッテリーにアクセスすることが一切必要ない。さらに、完全に自律的に達成される。
[0005]本発明の別の目的および／または特徴は、バリアにわたる圧力降下を自律的に制御することができる展開可能・折り畳み可能であるバリアとして本明細書では称されることになるものを提供することである。バリアの先端部が自動的にかつ自律的に調整可能であり、その結果、バリアの先端部が実質的に抵抗のない手法で内側パイプ壁に接触することができるようになるかまたはバリア先端部と内側パイプ壁との間の隙間を大きくすることができるようになる。バッテリー、バリア、エネルギー抽出タービン、および、関連付けられたその発電機が、動的ガス流エネルギーを抽出するために、および、パイプ内の牽引力（ｔｏｗｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を用いてロボットを駆動することを目的として抽出エネルギーを使用するために、ならびに／あるいは、必要である場合に、バッテリーを充電するために、互いに協働して機能する。本発明は、バッテリーからエネルギーを引き出すことを必要とすることなく、ロボット組立体を駆動するために、抽出したガス流エネルギーを使用することができる。
[0006]本発明の追加の特徴および目的が、とりわけ、内側パイプの障害物検出、湾曲部検出、Ｔ字管検出、ならびに、他の所定および非所定の特徴の存在、を含む新規の自動のコンピュータ駆動特徴認識能力を提供することを伴う。
[0007]本発明の範囲は、天然ガスおよび他のガスさらには他の流体および可能性として液体を輸送するパイプを検査するのに使用されるための本主題のテクノロジーを企図するものである。カメラなどの１つまたは複数の種類の感知手段を利用することも企図される。
[0008]本発明の目的および目標のうちの１つが、限定しないが天然ガスのデリバリーのためのパイプなどのあらゆる種類のパイプをインライン検査するのにロボットを使用するための従来技術の手段に付随する動作複雑性を低減するための新規の改善されたシステムおよび装置を提供することであることを、本特許明細書の読者が認識することを期待する。これが、本発明による新規の方法および装置を使用して達成される。
[0009]本発明を使用して達成される目標のうちの１つが、ロボット範囲の拡大、配備コストの削減、現場の人員の必要性の低減、入手可能である評価パイプラインデータの品質の改善、および、使用されるロボットのロバストネスの強化、を実現することである。
[0010]さらに、本発明は、必須ではないが好適な実施形態で、より長距離の無線通信を強化するのを可能にするために、エネルギー抽出サブシステムおよび装置を使用することを組み込む。
[0011]本明細書で開示される発明の中でもとりわけ、本発明は、多様なサイズの単に例として「ピグ洗浄不可」である天然ガスパイプライン検査のための、新規の新しいロボットインライン検査システムおよび装置を教示する。本出願のために必須ではないが好適には、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、１５．２ｃｍ（６インチ）から９１．４ｃｍ（３６インチ）のパイプ径に焦点を当てる。
[0012]本発明は、本環境で成功裏に実施することができるロボットの開発の現在進行形の進化の最新のものを表す。例えば、これに関してのＩｎｖｏＤａｎｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇおよびｔｈｅ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｇａｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの多大な努力をここでは認識しなければならない。
[0013]本発明者らは本明細書で「ピグ洗浄不可」という用語を使用することを選択するが、この用語およびその使用が議論の余地がないものではないことは認識されている。Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃｉｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（ＰＲＣＩ）はその使用を認めないことを決定している。本発明が、インライン検査のために設計されておらずしたがって１つまたは複数の種類の問題または未知の要素を有する経年劣化したパイプラインの中で完全に機能することができる、と言えば十分であろう。このような古いパイプラインは多くの箇所で侵食および腐食を受けている。
[0014]本発明は、アクセスの困難ささらには損傷機構の再発を含めた課題をまさに示すような性質を有するピグ洗浄不可であるパイプラインと共に使用されるための安全なパイプライン完全性管理システムを提供することを促進する。これが、パイプライン構成の変更を一切必要とすることなく、達成される。本システムは、本質的に、安全で容易であるロボットのローンチおよびシームレスな実行を実現するものである。
[0015]本発明は、当技術分野で知られているものよりも長距離にわたってパイプ内に滞在することができ、操作者の制御または入力を低減してより遠くまで移動することができる、長距離ロボットを提供する。これにより、高価値であるパイプライン情報を良好に収集することが可能となる。
[0016]本発明の有意に好適である実施形態が、本明細書でエネルギー抽出システムと呼ばれるものを提供することを含む。この実施形態は、ロボットを牽引することおよびロボットを充電することの両方のためにパイプライン内の例えば天然ガスの流れをロボットが実際に利用するのを可能にする。この流れの例として天然ガスが提示されるが、本発明は、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、任意の数のガスおよび／または流体と共にこのエネルギー抽出を使用することを企図する。
[0017]加えて、本発明は、パイプライン内にロボットが存在する時間量を増大させるために、エンドポイントに対してプリプログラムされ得るロボットをパイプラインの中に配置することを教示する。これが、検査距離を伸ばすこと、採掘を低減すること、および人件費を削減すること、を可能にする。
[0018]本発明の別の有意な特徴および焦点は、ロボットの自律動作を拡大するのを実現することである。これが、高度に訓練された人員の「操縦」の役割を低減することを可能にし、このような「操縦」の役割は、ロボットの制御の非一貫性および効率の低下につながることが知られている。この特徴はさらに、完全なロボットの監視さらには無線通信の容量（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を低減または排除するのを可能にする。さらに、訓練を行うことおよび訓練を受けた人員を「多数」で維持することのために必要となる時間および労力が、実質的に、低減されるかまたは排除される。
[0019]さらに、本発明により、コンピュータオートメーション、特徴認識、駆動支援、パイプラインのマッピング、およびシステム全体の試験および評価、を実現することが企図される。
[0062]エネルギー抽出構造部：
[0063]本発明の主要な対象のうちの１つの対象は、エネルギー抽出能力を有するモジュールをロボットに提供することである。本明細書で使用される「エネルギー抽出」という用語は、検査されるべきパイプラインの中のまさにガス流れからのエネルギーの抽出を含むことを意図される。このようなモジュールはロボットに一体化されるように設計されるものであり、ロボットが、限定しないが例えば、５０．８ｃｍ（２０インチ）および６６ｃｍ（２６インチ）の内径のパイプラインの中で動作する。
[0063]本発明の主要な対象のうちの１つの対象は、エネルギー抽出能力を有するモジュールをロボットに提供することである。本明細書で使用される「エネルギー抽出」という用語は、検査されるべきパイプラインの中のまさにガス流れからのエネルギーの抽出を含むことを意図される。このようなモジュールはロボットに一体化されるように設計されるものであり、ロボットが、限定しないが例えば、５０．８ｃｍ（２０インチ）および６６ｃｍ（２６インチ）の内径のパイプラインの中で動作する。
[0064]本アプローチは、ロボットにわたる圧力差を作り出すことに部分的に依存するものである。この圧力差を作り出すために、ロボットが、ロボットの周りのガス流れを制限および調節する能力を有する。この圧力差を大きくすることが、（エラー！）に示されるように、流れ方向の牽引力を発生させる。ロボットがガス流れの方向に移動するとき、牽引力により駆動装置モジュールの消費電力が低減される。バッテリー消費をさらに低減するためにおよびガス流れを使用してロボットバッテリーを充電するのを可能にするために、電力（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）を生成することが必要となる。これが、図２に示されるように、発電機に取り付けられるタービンを追加することによって促進される。
[0065]目標必要条件（Ｔａｒｇｅｔ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）：以下の表１が目標必要条件および見込まれる動作範囲を明記する。
[0066]表１：
[0066]表１：
[0067]エネルギー抽出モジュールが、本質的に、それに追加される以下の構造部を備える駆動装置モジュールである：（ａ）圧力差を大きくすることを目的として流れを制限するための機構（バリア）；（ｂ）圧力差を安全に調節するための機構；および（ｃ）ガス流れから電力（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）を発生させるための機構（タービン）。
[0068]加えて、エネルギー抽出モジュールが、（ａ）すべての動作モードでロボットの移動速度を把握しておくように、（ｂ）追加の安全装置を組み込むように、（ｃ）追加の重量を補償するために駆動力を増大させるように、（ｄ）保守・整備の高信頼性および容易さを呈するように、および（ｅ）折り畳まれるのを必要とすることなくおよびそれによりエネルギー抽出モジュールを折り畳まなくて済むように、例えばＭＦＬ感知セクションが湾曲部を横切ることができる場合などで、運用上の影響を最小にするように、設計される。
[0069]エネルギー抽出モジュールのデザイン：本発明は、エネルギー抽出のために必要である機構を収容することができるカスタム駆動装置モジュールを企図する。図３Ａおよび３Ｂがこのようなモジュールの実施形態を示す。駆動装置モジュールに追加されるシステムが、流れの妨害を増大させるために拡大され得るかまたは流れの妨害を低減するために引っ込められ得るバリアを提供する。タービンモジュールが電力（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）生成のためにエネルギー抽出モジュールの一方側に取り付けられ、圧力レギュレータモジュールが圧力差を微調整するためにさらには過圧を解放するために反対側に取り付けられる。
[0070]フェーズＩのアプローチとしてここで説明されるものでは、本発明の実施形態によると、圧力差および電力の粗い調節のためのバリアシステムと、電力の微調整のための電気負荷装置（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｌｏａｄ）と、過渡現象の管理（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）のための受動圧力解放システムとが提供される。最適化により、モジュールを備えるロボットにモジュールを備え付けるのを可能にするための小型化が実現する。フェーズＩＩのアプローチでは、システムの最適化が制御アプローチを修正するのを可能にする。
[0071]より具体的には、フェーズＩのアプローチの場合、圧力差制御が、バリアを使用して達成される。バリアの起動が比較的低速であり、バリアは、その調節において、特に正確というわけではなく、特に線形的というわけでもなく、また、特に一定というわけでもない。
[0072]圧力差の粗い調節のために、調整可能である圧力レギュレータバルブが使用される。圧力レギュレータがその流量能力の限界で動作する場合、レギュレータのためのより好ましい流れ状態を作り出すためにバリア位置が調整される。
[0073]さらに、圧力レギュレータが、流れの過渡現象のための受動圧力解放装置として機能する。さらに、圧力レギュレータが、流れの過渡現象のための受動圧力解放装置として機能する。さらに、圧力差が設定点を超える場合、圧力差が設定点に戻るまで開口面積を増大させることになる。
[0074]電力の調節では、熱としての余剰電力を捨てることの代わりに、必要となる電力のみが発電機から取られる。このことが分流器のサイズを有意に低減する働きをし、さらには、発電機に対しての機械的応力および熱応力を低減する。
[0075]移動速度の管理が、ロボットの設定移動速度を監視する「クルーズコントロール」システムを介して、達成される。移動速度の管理を利用することにより、ロボットが非常に低速で移動している場合に制御ループにより圧力差を増大させてそれにより牽引力を増大させることになる。逆に、ロボットが過度に迅速に移動している場合、圧力差を低減してそれにより牽引力を低減することになる。
[0076]図４がフェーズＩからのフェーズＩの制御アプローチを示し、対して、図５が修正したフェーズＩＩのアプローチを示す。
[0077]フェーズＩのアプローチでは、バリアが圧力差およびもたらされる電力出力を粗く制御するのに使用された。大型の抵抗器バンク（分流器）が、ロボットによって必要とされるレベルまで低下させるように電力を調節するのを支援するために余剰電力（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）を放散する。
[0078]フェーズＩＩのアプローチでは、圧力レギュレータバルブがバリアの代わりに圧力差を微調整するのに使用され、電力調節が主として、必要とされる分のみを発電機から取ることによって達成され、それにより、分流器のサイズを低減することが可能となる。
[0079]モジュール式の駆動装置部分：
[0080]モジュールの駆動装置部分が、６１ｃｍ（２４インチ）から６６ｃｍ（２６インチ）のパイプを適合させるように設計される。配備力が追加のモジュールの重量を補償するように設計されている。図６が、本発明による駆動トラック配備機構を断面図で示す。
[0080]モジュールの駆動装置部分が、６１ｃｍ（２４インチ）から６６ｃｍ（２６インチ）のパイプを適合させるように設計される。配備力が追加のモジュールの重量を補償するように設計されている。図６が、本発明による駆動トラック配備機構を断面図で示す。
[0081]図７では、本発明によって提示される完全なエネルギー抽出モジュールが、折り畳みモードおよび展開モードの両方で見られ得る（駆動トラックおよびバリア）。図８が、タービンのための流れ出口と、圧力レギュレータバルブが描かれている、モジュールの「正面」図を示す。
[0082]容易に保守・整備するのを可能にするために、エネルギー抽出モジュール自体が実質的にモジュールになるように設計されている。タービンモジュール、圧力レギュレータモジュール、およびバリアモジュールが、保守・整備のために取り換えられ得るかまたは多様なパイプライン径に合うように適合され得る（図９を参照）。
[0083]モジュールが、モジュールが設置されるときに自動で電気接続を確立するコネクタを有するように設計される。これが、保守・整備中にコネクタおよびケーブルを管理する必要性を排除し、さらには、ワイヤの損傷またはコネクタの紛失のリスクを有意に低減する。
[0084]レギュレータモジュール：
[0085]レギュレータモジュールが、エネルギー抽出モジュールにわたる圧力差を制御および制限するように設計される。枢動点を基準としたダンパーにわたる面積差が（図１０を参照）、バルブ開口面積を決定するための枢動点に適用されるトルクと釣り合う。設定点より大きい圧力差はバルブをさらに開けることになり、対して、設定点より小さい圧力はバルブを閉じることになる。本機構は、３．４ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）から１７ｋＰａ（２．５ｐｓｉ）で動作するように設計される。入口のところの圧力が設定点を超える場合、ダンパープレートが回転し、このような増大した圧力を逃すのを可能にする。
[0085]レギュレータモジュールが、エネルギー抽出モジュールにわたる圧力差を制御および制限するように設計される。枢動点を基準としたダンパーにわたる面積差が（図１０を参照）、バルブ開口面積を決定するための枢動点に適用されるトルクと釣り合う。設定点より大きい圧力差はバルブをさらに開けることになり、対して、設定点より小さい圧力はバルブを閉じることになる。本機構は、３．４ｋＰａ（０．５ｐｓｉ）から１７ｋＰａ（２．５ｐｓｉ）で動作するように設計される。入口のところの圧力が設定点を超える場合、ダンパープレートが回転し、このような増大した圧力を逃すのを可能にする。
[0086]図１１（側面図）および図１２（３Ｄ図）に示される、圧力レギュレータの部分を対象とする以前の設計努力は、定荷重ばねを備えるダンパーを有することに基づくものであった。この機構が過度に摩擦の影響を受けやすく、動かなくなる傾向があることが発見された後で、これらの設計努力は差し替えられた。
[0087]その現在のデザインの圧力レギュレータ機構は、迂回量を微調整するために、摺動アームを備えるばねの代わりに、モータを使用する。この機構（図１３および１４に示される）は、有益に、より少ない可動部品を備える単純なものである。以前のデザインと同じ解決策の空間に適合することも可能である。ダンパープレートを定位置で保持するために電力が必要となる。これは、停電中にフェイルセーフ状態になり、流れがダンパープレートを押して開位置にする、ことを意味する。この電力消費が、最小圧力差目標では約０．６Ｗで、および最大圧力差目標では１５Ｗで、エネルギー抽出効率をわずかに低減する。しかし、このような効率損失は、生成電力全体と比較すると無視できるものとみなされる。
[0088]図１５が、好適な実施形態の圧力レギュレータバルブの動作を示す。
[0088]図１５が、好適な実施形態の圧力レギュレータバルブの動作を示す。
[0089]タービンモジュール：
[0090]本発明によるタービンモジュールが図１６に示され、本発明によるタービンモジュールが、タービンおよび発電機から構成され、タービンおよび発電機がシャフトによって相互接続され、玉軸受によって支持される。タービンが、インレットカウリングおよびディフューザ出口を備える、１組の固定羽根および回転羽根から構成される。タービンモジュールがロボットのエネルギー抽出モジュールの上に装着されるとき、電気接続が自動で形成される。図１７が、タービンモジュールの断面図である。
[0090]本発明によるタービンモジュールが図１６に示され、本発明によるタービンモジュールが、タービンおよび発電機から構成され、タービンおよび発電機がシャフトによって相互接続され、玉軸受によって支持される。タービンが、インレットカウリングおよびディフューザ出口を備える、１組の固定羽根および回転羽根から構成される。タービンモジュールがロボットのエネルギー抽出モジュールの上に装着されるとき、電気接続が自動で形成される。図１７が、タービンモジュールの断面図である。
[0091]バリアモジュール：
[0092]バリアモジュールの目的は、モジュールを迂回する流れを制限することであり、それにより、タービンを通る流れを増大させる。このモジュールは２つの半体から構成され、各半体が、１組のペタルを駆動するモータを備える。ペタルが、パイプ表面に接触するために形状を変化させる可撓性外側シールと、駆動変速機（ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｇｅａｒｂｏｘ）に取り付けられた剛体部分とを含む。モータが回転すると、歯車が同時にこのモーションを駆動変速機に伝達し、それにより、図１８に示されるように、ペタルを折り畳み位置から展開位置まで回転させる。
[0092]バリアモジュールの目的は、モジュールを迂回する流れを制限することであり、それにより、タービンを通る流れを増大させる。このモジュールは２つの半体から構成され、各半体が、１組のペタルを駆動するモータを備える。ペタルが、パイプ表面に接触するために形状を変化させる可撓性外側シールと、駆動変速機（ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｇｅａｒｂｏｘ）に取り付けられた剛体部分とを含む。モータが回転すると、歯車が同時にこのモーションを駆動変速機に伝達し、それにより、図１８に示されるように、ペタルを折り畳み位置から展開位置まで回転させる。
[0093]コンピュータオートメーション：
[0094]ロボットオートメーションのためには比較的複雑であるデータ処理が必要であることが認識されている。これに留意して、本発明は、オートメーションを可能にする処理能力を増大させるのを可能にするロボット搭載「メイン」コンピュータを提供する。
[0094]ロボットオートメーションのためには比較的複雑であるデータ処理が必要であることが認識されている。これに留意して、本発明は、オートメーションを可能にする処理能力を増大させるのを可能にするロボット搭載「メイン」コンピュータを提供する。
[0095]本明細書でオートメーションコンピュータおよびロボット電力・通信バスと称されるものの間で、特許権を保護される電子機器が相互接続される。コンピュータさらにはその付随のアクティブヒートシンクが制御モジュールによって支持される。
[0096]本発明によるオートメーションコンピュータシステムが、ステレオカメラからのさらにはロボットセンサからのビデオ信号およびデータを処理することができる。ステレオカメラに関しては、読者は、特徴認識を対象とする以下の考察を参照されたい。ロボットセンサに関しては、これらのセンサは、限定しないが例えば、関節角度およびホイール速度からの信号を感知するのを可能にする。オートメーションコンピュータがさらに、支援型の駆動装置（ａｓｓｉｓｔｅｄ ｄｒｉｖｅ）に関連して後で参照される多数の特徴および能力を通してロボット（全体として）に指示を出すのを可能にする。
[0097]特徴認識：
[0098]特徴認識は、本発明によって企図される種類のロボットで強く望まれる特徴である。従来技術のロボットカメラシステムは、有効な特徴認識のために必要である有意に高品質であり正確である出力を提供することができない。
[0098]特徴認識は、本発明によって企図される種類のロボットで強く望まれる特徴である。従来技術のロボットカメラシステムは、有効な特徴認識のために必要である有意に高品質であり正確である出力を提供することができない。
[0099]本発明は、制御モジュールに支持されてロボットの長手方向軸から中心をわずかに外されて位置する３次元（３Ｄ）ステレオカメラを提供する（図１９を参照）。
[0100]好適な実施形態では、本発明のステレオカメラが、互いから５０ｍｍ分離されたカメラセンサから２つの独立したイメージを取得する。強度図が計算から作り出され、ここでは、これらの２つのイメージがピクセルごとに互いに比較される。強度図がさらに、２つのイメージに付随する各ピクセルの見掛けのモーションを示すことができる視差を提供する。低コントラストであるような、パイプライン内などの環境では、人間の目にとって不可視である赤外（ＩＲ）パターンがステレオカメラによって投影される。
[0101]カメラセンサのジオメトリさらにはカメラレンズの視界を知ることにより、作り出された上記視差マップ自体が、撮影されているパイプラインの３次元クラウドまたは３Ｄ表現に変換される。図２０が、ロボットが湾曲部に接近するときのパイプライン内の９０度の湾曲部のスキャンのために、左側に視差マップを示し、右側にポイントクラウドを示す。
[0102]本発明は、入力データの供給源として、上で言及したポイントクラウドを利用することができる特徴検出アルゴリズムを企図する。処理ステップで利用する前にポイントクラウドノイズを最小にするかまたは排除するために、時間・空間タイプのフィルターが利用される。
[0103]パイプライン検出：
[0104]特徴検出データを入手することにおける第１のステップが、パイプラインのジオメトリに対してのロボットカメラの向きを決定することである。これが、頭上投影（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）および側面投影（ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を行って利用することによって達成される。パイプ端の位置が突き止められる。パイプライン表現からカメラピッチを取り除くために、後で、上で言及したポイントクラウドが回転され、その結果、比較上、パイプラインとより同軸になる。これにより、約１度の精度が実現することになる。
[0104]特徴検出データを入手することにおける第１のステップが、パイプラインのジオメトリに対してのロボットカメラの向きを決定することである。これが、頭上投影（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）および側面投影（ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を行って利用することによって達成される。パイプ端の位置が突き止められる。パイプライン表現からカメラピッチを取り除くために、後で、上で言及したポイントクラウドが回転され、その結果、比較上、パイプラインとより同軸になる。これにより、約１度の精度が実現することになる。
[0105]ポイントクラウドがパイプラインと同軸に位置合わせされると、一連の投影が最小パイプ径および最大パイプ径の計算を可能にする。このアライメントがさらに、パイプラインの任意の楕円率を計算するのを可能にする。最後のステップで、位置合わせされたパイプラインを円Ｔに合わせるために、軸方向の投影が実施される。
[0106]障害物検出：
[0107]本発明は、パイプライン内で障害物を検出する新規の能力および方法を含む。これが、上述したポイントクラウドを利用することによって達成される。本障害物検出方法は、好適には、円をポイントクラウドの軸方向の投影に合わせることから開始される。デカルト座標を使用して行われるプロッティングの代わりに、円の頂部のところを切断して広げることにより、極変化が開始される。図２１の左側を参照されたい。閾値を超えて延在するすべての突出部を障害物として分類するように、ノイズ閾値が確立される。図２１の右側を参照されたい。
[0107]本発明は、パイプライン内で障害物を検出する新規の能力および方法を含む。これが、上述したポイントクラウドを利用することによって達成される。本障害物検出方法は、好適には、円をポイントクラウドの軸方向の投影に合わせることから開始される。デカルト座標を使用して行われるプロッティングの代わりに、円の頂部のところを切断して広げることにより、極変化が開始される。図２１の左側を参照されたい。閾値を超えて延在するすべての突出部を障害物として分類するように、ノイズ閾値が確立される。図２１の右側を参照されたい。
[0108]湾曲部検出：
[0109]パイプライン湾曲部を検出することは比較的複雑である。その理由は、湾曲部の存在を検出することが必要となることに加えて、ロボットを正確に位置合わせすることを目的として正確な湾曲部平面および中心経路を確立することが必要となるからである。
[0109]パイプライン湾曲部を検出することは比較的複雑である。その理由は、湾曲部の存在を検出することが必要となることに加えて、ロボットを正確に位置合わせすることを目的として正確な湾曲部平面および中心経路を確立することが必要となるからである。
[0110]湾曲部の存在および湾曲部平面の両方が決定されると、測定を通して中心点が確立されなければならない。湾曲部が水平（０度）に示されるようになるまで上で参照したポイントクラウドが回転され、頭上投影が行われる。本発明は、パイプの外側縁部を検出するために線追跡イメージ処理アルゴリズムを利用し、既知の半径が内側に投影される。ナビゲーションのために必要である３次元の中心点が生成される。ナビゲーションを可能にするために、前のステップで見出された角度を利用して、２次元の点が３次元空間内で回転される。図２２を参照されたい。
[0111]Ｔ字管検出：
[0112]本発明による、ロボットを利用するパイプライン検査は、パイプラインＴ字管を扱うことを必要とする。Ｔ字管検査が、軸方向に位置合わせされたポイントクラウドを用いて開始される。このクラウドが、図２３の左上で見られるように、切断されて広げられる。ポイントクラウド内の穴が、図２３の左下に示されるように、特定されてサイズ決定される。
[0112]本発明による、ロボットを利用するパイプライン検査は、パイプラインＴ字管を扱うことを必要とする。Ｔ字管検査が、軸方向に位置合わせされたポイントクラウドを用いて開始される。このクラウドが、図２３の左上で見られるように、切断されて広げられる。ポイントクラウド内の穴が、図２３の左下に示されるように、特定されてサイズ決定される。
[0113]支援型の駆動装置：
[0114]本発明は、本明細書で支援型の駆動装置の方法および装置と称されるものを組み込む。既存の駆動装置支援ソフトウェアに対しての新規の改良が、現実世界の条件に基づいて、組み込まれる。これには、後で説明されるように、ソフトウェア制御手段、さらには、新規のナビゲーション制御モジュールの使用が含まれる。
[0114]本発明は、本明細書で支援型の駆動装置の方法および装置と称されるものを組み込む。既存の駆動装置支援ソフトウェアに対しての新規の改良が、現実世界の条件に基づいて、組み込まれる。これには、後で説明されるように、ソフトウェア制御手段、さらには、新規のナビゲーション制御モジュールの使用が含まれる。
[0115]本発明による駆動装置支援ソフトウェアが、ローカルコントローラまたは遠隔コントローラのいずれかから送信される信号またはメッセージによって制御され得る。駆動装置支援ソフトウェアが、上で参照したオートメーションコンピュータ上で作動するようにコンパイルされる。
[0116]ナビゲーションモジュールが、ロボットセンサおよび特徴認識モジュールからのフィードバックにより、上述の駆動装置支援を介してロボットを制御する。ナビゲーションモジュールは、ロボットの制御においては、ルールベースの包括的な機械である。ナビゲーションモジュールはデスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータ上で作動することができるか、Ｅｘｐｌｏｒｅｒシミュレータを制御することができるか、または、上述した種類のオートメーションコンピュータ上で作動することができる。
[0117]本発明の目標は、従来のシステムよりも大幅に単純な制御を可能にするナビゲーションモジュールを提供することである。個別の関節を作動させること、スロットルを調整すること、近づいてくる特徴を特定するためにビデオを見ること、および、これらに反応することの代わりに、本発明を使用することで、所望の速度を入力することができる。本発明のソフトウェアは、ロボットおよび特徴認識モジュールからのすべてのフィードバックが正しいことを実証することにより、前進することが安全であることを自律的に保証する。
[0118]ロボットフィードバックの信頼性が低いかまたは何か不都合があると思われる場合に（単に例として、その時点の速度設定点に対してスロットルが高すぎる場合、または、その時点の半径から離れすぎて関節が展開されている場合、など、本発明のソフトウェアがロボットを停止することになり、操作者からの別の命令を待つことになる。
[0119]特徴が特徴認識モジュールによって検出される場合、ナビゲーションモジュールがそれらに適切に反応することができる。特徴がユーザー入力を必要としない事例では（例えば、湾曲部の中など）、このソフトウェアが、湾曲部の平面に対してロボットが正確に位置合わせされていることを保証することになり、３次元中心点を追跡することにより湾曲部を通って前進することになる。
[0120]Ｔ字管に出くわす場合などにおいて、ユーザーの決定を必要とする特徴が存在する。このような事例では、別の命令が受信されるまで、本発明のソフトウェアがロボットを停止することになる。
[0121]危険な状態は、本発明の特徴認識能力によって検出され得る。このような状態には、単に例として、比較的大きい障害物または閉塞物が存在すること、あるいは、認識可能であるパイプラインが存在しないこと、が含まれてよい。このような例では、制御がシステムのユーザーに伝達される。
[0122]パイプラインマッピング：
[0123]パイプラインマッピング能力が本発明によって提供される。これが、少なくとも部分的に、ロボットによって支持される慣性測定ユニット（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）を提供することにより、達成される。正確なマッピングのために、調査データを使用してＩＭＵデータを後処理するためのテクニックが提供される。
[0123]パイプラインマッピング能力が本発明によって提供される。これが、少なくとも部分的に、ロボットによって支持される慣性測定ユニット（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）を提供することにより、達成される。正確なマッピングのために、調査データを使用してＩＭＵデータを後処理するためのテクニックが提供される。
[0124]データがＩＭＵから比較的高い速度で収集される（１ｋＨｚなど）。ロボットによって支持される電子機器がバス上で通信を行い、その結果、メモリへのデータおよびアップロードの記録が取られ、それにより、処理が可能となる。ＩＭＵデータのこのような処理はカルマンフィルターに依存する。カルマンフィルタリングは、未知の変数の推定値を提供することができるアルゴリズムとして定義され得る。本発明では、本アルゴリズムは、各々の１回の測定を行うよりも良好である傾向のある推定値を作り出すために、仮定の統計ノズルモデルを用いて経時的に観測される一連の測定値を使用する。このフィルターが、位置、速度、向き、多様なＩＭＵ測定のスケールおよびバイアスなどの、次の状態を予測するのに使用される。ＧＰＳの更新またはオドメータなどを介して、新しいデータが入手されると、これらの予測が更新される。
[0125]現実世界のパイプラインマッピングでは、ＧＰＳの更新が地上マーカー（ＡＧＭ：ａｂｏｖｅ ｇｒｏｕｎｄ ｍａｒｋｅｒ）を用いて実現され、地上マーカーが所定のロケーションにある地下パイプラインの上方に配置される。ＡＧＭが、検査ツールの通過によって作り出される磁気擾乱を監視し、これが、記録を取られる正確なタイムスタンプに合わせられる。正確なタイムスタンプに依存することにより、これらの両方が後で相互に関連付けられ得、ＩＭＵデータを後処理するためにＧＰＳの更新が適用され得る。
[0126]現実世界の適用を模倣するために、試験中、ＧＰＳの更新が、ＡＧＭの配置から利用可能となるような、または例えば１５２．４ｍ（５００フィート）から３０４．８ｍ（１０００フィート）ごとに利用可能となるような、周波数と同等の周波数のみに限定される。
[0127]試験カートの上に設置されたオドメータホイールが、従来技術のパイプライン検査ロボット上で利用可能であったオドメータのシミュレーションを実現する。１％までの精度である連続的な１０Ｈｚの更新が実現される。オドメータが絶対的情報を提供しないことから、推定速度の補正として機能するためにカルマンフィルターに送られる。
[0128]ＧＰＳの更新の間で絶対測定が行われないことから、さらには、ＩＭＵおよびオドメータ読取値の固有の不正確さおよびノイズのために、図２５に示されるように、推定位置が経時的により大きい値になる。ＩＭＵ処理が実時間で行われないことから、位置的誤差を低減するのを支援するために、将来のＧＰＳの更新が使用される。これを達成するために、本発明はＩＭＵ／オドメータ測定を１８０度回転させる。データが、最後のサンプルから第１のサンプルまでの、反転時間で、フィルターに掛けられる。フィルターが位置に加えて位置の変化も推定する。こうすることで、順方向および逆方向でフィルターを通過することは推定される変化による重み付けを可能にし、また、最適に組み合わされ得る。
[0129]方位誤差（ｈｅａｄｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）の補正を利用することにより、追加の任意選択の精度が得られる。静止状態では、ＩＭＵは地球の回転および重力による加速度のみを検出する。地球の回転に対して重力ベクトルを回転させることにより、推定緯円が入手される。図２６を参照されたい。地球の回転方向および重力ベクトルを知ることにより、デバイスの方位（北からの角度）が計算される。この計算の精度は、静止状態の継続時間によって決定される。例えば２０分のデータからは、約２％の精度が達成され得る。ここでは、方位誤差を補正するためのその周期的な使用を示すために、「ジャイロコンパシング」という用語が採用される。
[0130]ロボットへの設置
[0131]本発明は、上述のＩＭＵ、ロギング電子機器、および、ロボットの駆動装置モジュールのバッテリーコンパートメント内に位置する比較的小型である予備バッテリーを受け入れるための、ロボットによって支持されるマウントを提供することを含む。ロボット上に設置されたＩＭＵを示す図２７を参照されたい。
[0131]本発明は、上述のＩＭＵ、ロギング電子機器、および、ロボットの駆動装置モジュールのバッテリーコンパートメント内に位置する比較的小型である予備バッテリーを受け入れるための、ロボットによって支持されるマウントを提供することを含む。ロボット上に設置されたＩＭＵを示す図２７を参照されたい。
[0132]マッピングプロセス
[0133]基本的には、ロボット検査の開始前に、ローンチ場所のロケーションおよび方位が調査される。ロボットが配備され、ＩＭＵデータの記録が取られる。所定の距離の後で、または湾曲部の後で、ロボットがジャイロコンパシングを可能にするために停止される。精度を向上させるために必要に応じて地上マーカー（ＡＧＭ）が配置される。図２８が、このパイプラインの概観を概略的形態で示す試みを示す。
[0133]基本的には、ロボット検査の開始前に、ローンチ場所のロケーションおよび方位が調査される。ロボットが配備され、ＩＭＵデータの記録が取られる。所定の距離の後で、または湾曲部の後で、ロボットがジャイロコンパシングを可能にするために停止される。精度を向上させるために必要に応じて地上マーカー（ＡＧＭ）が配置される。図２８が、このパイプラインの概観を概略的形態で示す試みを示す。
[0134]プラグバルブナビゲーションおよび機能性：
[0135]その中でのガスの流れを停止したり可能にしたりすることができるプラグバルブを有するパイプライン環境内でロボットが動作することになり、さらにはこのようなパイプライン環境で動作しなければならない、ことが知られている。大まかに言うと、このようなプラグバルブは、操作ハンドルに対しての１つまたは複数の取付具を介してバルブステムに固定されたそこを通るポートを備えるように形成されたプラグを有することができる。プラグがガスの流れの中に配設され、その結果、バルブハンドルを回転させることにより、プラグのポートが、ガスの流れを停止することができるか、ガスの流れを可能にすることができるか、またはガスの流れを制御することができる。もちろん、プラグおよびそのポートが存在することでも、ロボットの所望の経路内に小径ポート障害物を作り出す。ポート径または開口部は、プラグバルブをその中に装着したところであるパイプラインの内径より必ず小さい。図２９が、必ずしもガスパイプラインと共に使用されるわけではない、細長いポートをそのプラグ内に有する、従来の種類のプラグバルブを部分概略断面図で示す。
[0135]その中でのガスの流れを停止したり可能にしたりすることができるプラグバルブを有するパイプライン環境内でロボットが動作することになり、さらにはこのようなパイプライン環境で動作しなければならない、ことが知られている。大まかに言うと、このようなプラグバルブは、操作ハンドルに対しての１つまたは複数の取付具を介してバルブステムに固定されたそこを通るポートを備えるように形成されたプラグを有することができる。プラグがガスの流れの中に配設され、その結果、バルブハンドルを回転させることにより、プラグのポートが、ガスの流れを停止することができるか、ガスの流れを可能にすることができるか、またはガスの流れを制御することができる。もちろん、プラグおよびそのポートが存在することでも、ロボットの所望の経路内に小径ポート障害物を作り出す。ポート径または開口部は、プラグバルブをその中に装着したところであるパイプラインの内径より必ず小さい。図２９が、必ずしもガスパイプラインと共に使用されるわけではない、細長いポートをそのプラグ内に有する、従来の種類のプラグバルブを部分概略断面図で示す。
[0136]本発明は、図３０～３３で、中央ボディの周りで拡大可能になるように配置構成された複数のマグネットバーを装備する、ロボットプラグ構成モジュールを提供する。図３０に示される初期状態では、これらのマグネットバーが停止状態であり、その結果、中央ボディが、ロボットを輸送するパイプラインの中心の比較的近くにまたはその中心のところに位置決めされ得る。図３１では、マグネットバーが折り畳まれており、パイプラインの内径の約７５％である。中央ボディの端部に位置するラッチが係合されている。
[0137]図３２では、ラッチが解除されており、その結果、ロボットが前方に駆動される。摺動部材に摺動可能に設置されたマグネットバーの斜面がモジュールの前方および後方に外側に延在することが可能となり、それにより、モジュールの全長を約２５０％伸ばす。
[0138]図３２が摺動部材の端部にあるマグネットバーの軸方向のロケーションを示しており、その結果、このポイントではマグネットバーが中央ボディの端部を中心としたヒンジ運動を実現することができ、それにより、モジュールの全径を縮小し、その結果、モジュールがプラグバルブ内のプラグのポートを通って引かれたりまたは移動させられたりされ得るようになる。図３３が、その縮小した直径の構成にあるモジュールを軸方向図で示す。
[0139]好適な駆動装置システムの実施形態：
[0140]図３４が、単に例として７６．２ｃｍ（３０インチ）～９１．４ｃｍ（３６インチ）の直径の、パイプライン測定を介してロボットを移動させるために提供された駆動装置モジュールを、本発明の好適な実施形態において、示す。牽引力が水平断面および垂直断面の両方に提供される。駆動装置モジュールが、比較的重いロボットを引くために、パイプ内径面に対してその駆動ホイールの十分な摩擦圧力を発生させるように設計される。
[0140]図３４が、単に例として７６．２ｃｍ（３０インチ）～９１．４ｃｍ（３６インチ）の直径の、パイプライン測定を介してロボットを移動させるために提供された駆動装置モジュールを、本発明の好適な実施形態において、示す。牽引力が水平断面および垂直断面の両方に提供される。駆動装置モジュールが、比較的重いロボットを引くために、パイプ内径面に対してその駆動ホイールの十分な摩擦圧力を発生させるように設計される。
[0141]この駆動装置モジュールが、好適には、メインボディ、アクチュエータ、バッテリーストレージ、オドメータ、自動接続ポイント、および制御回路を含めた、構造部を有する。以下でこれらの各々を見ていく：
[0142]メインボディが両側にある２つの駆動トラックを有する（図３５では一方側が示される）。これらの駆動トラックが２つの被駆動ホイール（各側に）を含み、被駆動ホイールには、上で言及した必要な牽引力を発生させるために十分な摩擦を提供することができるウレタンが押し嵌められている。
[0143]アクチュエータがホイールをパイプ壁の上に配備する。多様なパイプラインのジオメトリにおいて一定の摩擦を維持するために、ロボットがパイプを通って移動するときに配備力が調整される。駆動装置モジュールがパイプライン径（最小で５７．２ｃｍ（２２．５インチ））の７５％まで折り畳まれる。
[0144]バッテリーストレージが再充電可能なバッテリーパックを受け入れる。バッテリーがロボット上で直接に充電され得るかまたは交換され得る。バッテリーの交換のために、迅速に取り外し可能であるカバーが提供される。
[0145]図３６に１つ示されているオドメータが各駆動トラック上に装着され、パイプ内での移動した距離を測定する。各オドメータホイールが、具体的には、パイプ壁上のデブリを切り抜けるようにおよび滑りを排除するように設計される。
[0146]嵩張るワイヤ間コネクタの必要性を排除するために、自動接続ポイントがモジュールに隣接して位置する。
[0147]ロボットノーズに対しての通信を可能にするために、および、さらにホイールを配備して駆動するすべてのアクチュエータを動作させるために、制御回路が提供される。
[0148]図３５が、配備アクチュエータおよび駆動トラックを支持する主駆動装置モジュールボディを示す。矢印が相対的な移動の大きさを描写している。可動連結部が駆動装置モジュール中央ボディを駆動ホイールに接続する。
[0149]図３６が駆動トラック上にあるオドメータホイールを描いており、さらに、オドメータセンサを特定している。駆動トラックを内側パイプ壁に対して押圧する配備アクチュエータが図３７に示される。配備アクチュエータが駆動モータを含み、駆動モータが平歯車を介して送りねじに接続される。送りねじがアクチュエータの反対側の端部に接続され、ストローク全体を通して適切な力を提供する。接続ポイントがばねにより緩衝性を与えられ、その結果、パイプ壁内の小さいずれが吸収され得る。撓みセンサがこのばねの圧縮を監視し、その情報を操作者に送り返す。
[0150]駆動ホイールの動力伝達が図３８に示される。モータが２つの駆動ホイールの間の中央に収容される。モータが中空シャフトを駆動し、中空シャフトが変速機に連結される。さらに、ハブが別のシャフトに接続され、この別のシャフトが、変速機から歯車／モータの組み合わせに戻してさらにこの歯車／モータの組み合わせを通すかたちで、トルクを組立体のもう一方側に伝える。ここでは、シャフトが別のハブに接続される。さらに、ホイールがこのハブに接続される。
[0151]このデザインは、モータを駆動トラックの両側で等しい大きいトルクで駆動するのを可能にする。
[0152]ロボットバッテリー配電：
[0153]本発明は、複数のモジュール内でのおよび複数のモジュール間でのバッテリーの配電を企図する。これが図３９に概略的に示される。本発明のロボット全体にわたってエネルギー貯蔵のために利用可能となる容量を十分に活用するために、バッテリーがロボットの全体に分布する。このアプローチは、中央電力モジュールを有するものではなく、ロボット上でのエネルギー貯蔵を分散化するものである。したがって、各モジュールが、ロボット全体にわたって電力のバランスをとることを目的として、および、充電のために、電力バスに接続される。各モジュール内の各々の個別の電力構成要素が、ロボット全体の要求に応じて、電力バスに定電圧を供給するように構成される。電力バスが充電のためのエネルギーを供給される場合、各電力セクションが、充電モードに切り替えることにより、このエネルギーを保存する。このアプローチはバッテリーを取り外すことなくロボットを充電するのを可能にし、さらには、必要となるエネルギー貯蔵の最大量の範囲を拡大するのを可能にする。これによりさらに、１つのモジュールが何らかの理由で電力を提供しないかまたはオフラインにされる場合に、ロボットの残りの部分を機能させるのを可能にする。
[0153]本発明は、複数のモジュール内でのおよび複数のモジュール間でのバッテリーの配電を企図する。これが図３９に概略的に示される。本発明のロボット全体にわたってエネルギー貯蔵のために利用可能となる容量を十分に活用するために、バッテリーがロボットの全体に分布する。このアプローチは、中央電力モジュールを有するものではなく、ロボット上でのエネルギー貯蔵を分散化するものである。したがって、各モジュールが、ロボット全体にわたって電力のバランスをとることを目的として、および、充電のために、電力バスに接続される。各モジュール内の各々の個別の電力構成要素が、ロボット全体の要求に応じて、電力バスに定電圧を供給するように構成される。電力バスが充電のためのエネルギーを供給される場合、各電力セクションが、充電モードに切り替えることにより、このエネルギーを保存する。このアプローチはバッテリーを取り外すことなくロボットを充電するのを可能にし、さらには、必要となるエネルギー貯蔵の最大量の範囲を拡大するのを可能にする。これによりさらに、１つのモジュールが何らかの理由で電力を提供しないかまたはオフラインにされる場合に、ロボットの残りの部分を機能させるのを可能にする。
[0154]本発明の別の態様：
[0155]図４０から４４が、本発明の範囲内にあるロボットを概略的に示す。より具体的には、図４０～４１が、概して、本発明のロボットデザインの構成を表す。図４２が、２０．３ｃｍ（８インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。図４３が、２５．４ｃｍ（１０インチ）から３５．６ｃｍ（１４インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。図４４が、４０．６ｃｍ（１６インチ）から９１．４ｃｍ（３６インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。
[0155]図４０から４４が、本発明の範囲内にあるロボットを概略的に示す。より具体的には、図４０～４１が、概して、本発明のロボットデザインの構成を表す。図４２が、２０．３ｃｍ（８インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。図４３が、２５．４ｃｍ（１０インチ）から３５．６ｃｍ（１４インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。図４４が、４０．６ｃｍ（１６インチ）から９１．４ｃｍ（３６インチ）の直径のパイプラインを検査するのに適するロボット構成を示す。
[0156]結論：
[0157]本明細書および添付の特許請求の範囲は、本発明の広範な範囲および意味を妥協したりまたはそこから逸脱したりすることなく、本発明の実施例および種々の実施形態を表す。本発明はここでの文字通りの考察および本明細書に記載される実施例のみに限定されない。本発明の他の態様および均等物が当業者には示唆されることになり、このような本発明の他の態様および均等物も本発明の意味および範囲に包含されることになる。
[0157]本明細書および添付の特許請求の範囲は、本発明の広範な範囲および意味を妥協したりまたはそこから逸脱したりすることなく、本発明の実施例および種々の実施形態を表す。本発明はここでの文字通りの考察および本明細書に記載される実施例のみに限定されない。本発明の他の態様および均等物が当業者には示唆されることになり、このような本発明の他の態様および均等物も本発明の意味および範囲に包含されることになる。
[0158]硬さ試験システム：本発明は以下の硬さ試験能力を含む。
[0159]アプローチ：
[0160]述べたように、ロボット試験システムは試験されて、Ｉｎｖｏｄａｎｅ社により「Ｅｘｐｌｏｒｅｒ」という名称および商標で成功裏に市販されている。本特許出願明細書を通しての他の箇所と同様に、Ｅｘｐｌｏｒｅｒロボットシステムを不必要に参照することなく、本発明の説明のみを読者に提示することを試みる。しかし、本発明の硬さ試験機の場合、可能な限り多くの既存のロボット構成要素を使用するのを可能にするために、硬さ試験機モジュール（ＨＴＭ：ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）をＥｘｐｌｏｒｅｒシステムの上に配置するアプローチを採用した。
[0159]アプローチ：
[0160]述べたように、ロボット試験システムは試験されて、Ｉｎｖｏｄａｎｅ社により「Ｅｘｐｌｏｒｅｒ」という名称および商標で成功裏に市販されている。本特許出願明細書を通しての他の箇所と同様に、Ｅｘｐｌｏｒｅｒロボットシステムを不必要に参照することなく、本発明の説明のみを読者に提示することを試みる。しかし、本発明の硬さ試験機の場合、可能な限り多くの既存のロボット構成要素を使用するのを可能にするために、硬さ試験機モジュール（ＨＴＭ：ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）をＥｘｐｌｏｒｅｒシステムの上に配置するアプローチを採用した。
[0161]最終的に採用されたＨＴＭの構成が図４５に示される。インパイプ硬さ試験機モジュールの概念は、表面下処理台車および硬さ試験機台車である、２つのユニット（サブモジュール）を必要とする。表面下処理ツールは微粒子をガス流れ中に排出することから、２つの機能を互いから実質的に隔離して維持する設計努力が行われた。両方のユニットが、非使用時に蓄積するデブリから保護される。
[0162]表面下処理台車（エラー！）は以下の特徴を有するように設計された：
[0163]Ｅｘｐｌｏｒｅｒの７５％の制約要求を満たすために引っ込められ得る、パイプ壁に配備された台車。台車は、ラインの清浄度、特徴などに応じて、実行の持続時間にわたってパイプ壁上に配備された状態を維持することができる。
[0163]Ｅｘｐｌｏｒｅｒの７５％の制約要求を満たすために引っ込められ得る、パイプ壁に配備された台車。台車は、ラインの清浄度、特徴などに応じて、実行の持続時間にわたってパイプ壁上に配備された状態を維持することができる。
[0164]選択した領域（試験が実行されることになる場所）から遊離デブリを除去する機能を実施するためのばね式スクレーパが台車の前方部分に存在する。
[0165]表面の下処理は２つのステップで実行される：第１のステップが表面の粗い洗浄を実現するためのワイヤブラシを使用し、次いで、表面の細やかな洗浄を実現するための仕上げツール（サンディングのための）を使用する。
[0166]ワイヤブラシシステムは１５度の傾斜でパイプ壁に配備され得る。ワイヤブラシシステムは擦り動作と並行して動作することができる。
[0167]ワイヤブラシによる洗浄ステップの後で内側パイプ壁の表面を評価するために、カメラおよび光源が含まれる。操作者が、湾曲部、シーム溶接、または、良好な硬さの読取りを妨げる可能性がある他の表面特徴を視覚的に検出することができる。カメライメージが、表面下処理後のイメージとの比較を行うために、記録される。
[0168]表面仕上げツールは、所望の表面仕上げを達成することを目的として、軸方向モーションおよび圧力を制御するために、作動する摺動装置の上に設置される。
[0169]壁厚プローブまたは同様のデバイスが、サンダーを用いての物質除去の進捗を監視する。
[0170]硬さ測定台車（図４７）は以下の特徴を含むように設計された：
[0171]台車が、直接の（ｄｉｒｅｃｔ）ロックウェル試験（ロックウェルＢ）のために必要である９８１Ｎ（１００ｋｐ）より大きい力で壁に対して押圧されることを必要とする。
[0171]台車が、直接の（ｄｉｒｅｃｔ）ロックウェル試験（ロックウェルＢ）のために必要である９８１Ｎ（１００ｋｐ）より大きい力で壁に対して押圧されることを必要とする。
[0172]ポジショニングカメラが台車の前方部分に位置する。ポジショニングカメラが、下処理した表面に直接に一致させるように台車を位置決めする。ポジショニングカメラは、下処理した表面を操作者が見つけるのを支援するためにわずかに前方に傾斜されることになる。
[0173]高解像度を有するマクロカメラが、下処理した表面の全体を検査するのに使用される。この一連のイメージが記録される。視界は約１２．７ｃｍ（５”）であるべきであり、可能な限り高い解像度を有するべきである。
[0174]マクロカメラおよび直接のロックウェル測定器が摺動装置に取り付けられる。
[0175]硬さ試験機が連動され、自動で連続する１０回の測定を行い、各測定の間で約３ｍｍ移動する。窪みのイメージが自動で撮られる。
[0175]硬さ試験機が連動され、自動で連続する１０回の測定を行い、各測定の間で約３ｍｍ移動する。窪みのイメージが自動で撮られる。
[0176]開発：以下は、硬さ試験モジュールを開発するために取り組まれたプロセスの概説さらには本発明によるモジュールの特徴の説明の両方の役割をすることを意図される。図４８～４９を参照されたい。
[0177]モジュールが、標準的なＭＦＬ感知セクションの代わりに、Ｅｘｐｌｏｒｅｒロボット上の中央に位置する。
[0178]モジュールがパイプラインの特徴を通過するように操作され、ロボット上にある既存のモジュールを介してパイプ壁の側に位置決めされ得る。
[0179]モジュールが、感知セクションをパイプ壁に対して押し付けるためのアクチュエータを含む。このアクチュエータはクランプアクチュエータと呼ばれる。
[0180]モジュールが、パイプの軸に平行に作動され得（送りアクチュエータ）、さらには、回転させられ得る（ドラムロールアクチュエータ）、ドラムを含む。
[0181]ドラムが、硬さ測定を実行することを目的として定位置まで移動させられる表面下処理構造部および窪み生成構造部（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ）（または、上述したような台車）を含む。
[0182]硬さ試験ドラム：硬さ試験ドラム（図５０）が５つのポジションを有する。これらのポジションが、パイプの硬さ測定を実行するための以下の構成要素を含む：
[0183]ワイヤブラシホイール：ワイヤブラシホイールがパイプ壁から遊離デブリを除去し、遊離デブリがパイプの底部まで落下するかまたはモジュールの周りのガス流れによって輸送されて除かれる。ワイヤブラシホイールの軸方向の移動はロボット駆動装置モジュールによって実現される。その理由は、必要となる下処理エリアが総送り移動量を超えるからである。
[0184]サンディングホイール＃１：ワイヤブラシと同様に、ドラムが２つのサンディングホイールを含む。サンディングステーションの目的は、パイプの内部から最大０．０２５４ｃｍ（０．０１０”）の物質を正確に除去して、硬さ試験のために適切な表面仕上げを残す、ことである。サンディングステーションが送りアクチュエータによって軸方向に移動させられる。各サンディングホイールには、動作中のサンディングプロセスを監視するためのカメラおよび深さセンサが据え付けられている。
[0185]サンディングホイール＃１：ワイヤブラシと同様に、ドラムが好適には２つのサンディングホイールを含む。サンディングステーションの目的は、パイプの内部から最大０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）の物質を正確に除去して、硬さ試験のために適切な表面仕上げを残す、ことである。サンディングステーションが送りアクチュエータによって軸方向に移動させられる。各サンディングホイールには、動作中のサンディングプロセスを監視するためのカメラおよび深さセンサが据え付けられている。
[0186]ワイヤブラシホイールに加えて、ワイヤブラシプロセスの前においておよびその後において、パイプ表面の高さの監視および測定の両方を行うためのカメラおよび深さセンサが装着される。
[0187]サンディングホイール＃２：サンディングホイール＃１と等しく、サンディングホイール＃２のポジションには、試験条件に応じて、等しい粗さの研磨紙またはより細かい粗さの研磨紙が据え付けられ得る。
[0188]直接のロックウェル圧子：直接のロックウェル圧子が、送りアクチュエータを移動させることにより、パイプ軸に平行な列で、下処理した表面上での硬さ測定を実施する。さらに、直接のロックウェル圧子には、測定セット内の各窪みの拡大イメージを撮るための副カメラが据え付けられている。
[0189]ホームポジション：すべての測定機能のための制御電子機器を含む。モジュールが測定を行わないとき、ドラムがこのポジションまで回転させられる。
[0190]この仕様ではスクレーパが提供されないが、本発明はスクレーパを任意選択で含むことも企図する。
[0191]システム全体の提示：以下は、システムが、ワイヤブラシ、サンディングホイール、および圧子を含むことをより詳細に説明するものである：
[0192]ワイヤブラシ：
[0193]ワイヤブラシポジションが、パイプ壁に弱く付着するすべてのデブリを除去するのに使用される。このワイヤブラシポジションは、一般的である非常に汚れたパイプライン環境においてサンディングホイールおよび圧子を比較的綺麗な状態で維持するようにするものである。ＨＴＭに搭載されるワイヤブラシが約４．４５ｃｍ（１．７５”）の幅を洗浄する。圧子が、約１０．２ｃｍ（４”）の幅であるパイプの一部分に接触する。したがって、通常はワイヤブラシを３回通過させることが必要となる（往復で）。
[0193]ワイヤブラシポジションが、パイプ壁に弱く付着するすべてのデブリを除去するのに使用される。このワイヤブラシポジションは、一般的である非常に汚れたパイプライン環境においてサンディングホイールおよび圧子を比較的綺麗な状態で維持するようにするものである。ＨＴＭに搭載されるワイヤブラシが約４．４５ｃｍ（１．７５”）の幅を洗浄する。圧子が、約１０．２ｃｍ（４”）の幅であるパイプの一部分に接触する。したがって、通常はワイヤブラシを３回通過させることが必要となる（往復で）。
[0194]ワイヤブラシによるパイプ表面の下処理のための作動が、ロボットを移動させることによって達成される。ワイヤブラシモータを連動させた状態で、ロボットが前後に駆動される。ワイヤブラシで擦られる表面の全幅を１０．８ｃｍ（４．２５”）にするのを達成するために、モジュール全体が±１０度で回転させられる。
[0195]パイプ壁からデブリを除去するのに使用されるワイヤブラシは、既製の１１．４ｃｍ（４．５インチ）の直径のストリンガビードブラシであってよい。鋼表面の積極的な洗浄のために、０．０５０８ｃｍ（０．０２０”）の剛毛が撚り合わされている。このユニットは、卓上研削盤、ＣＮＣ機械、および／または角度研削盤で使用されることを意図されたものである。用途に応じて、直径が１１．４ｃｍ（４．５インチ）であることを条件として、ホイールがモジュール上で容易に交換され得る。ホイールが約１０００ＲＰＭでスピンする。これは、一般には定格である１５，０００ＲＰＭより大幅に低い。ワイヤブラシホイールポジションが、初期のパイプ壁洗浄プロセスを監視するカメラを含む。さらに通過させることが必要となる場合、操作者の決定でより多く通過させることが実施され得る。ワイヤブラシで擦られたエリアの寸法が図５１によって示される。使用されることを意図される種類のワイヤブラシが図５２に示される。ドラム上にあるワイヤブラシ下処理ホイールが図５３に示される。
[0196]サンディングポジション１および２
[0197]ワイヤブラシポジションと同様に、ドラムが２つのサンディングホイールポジションを収容する。サンディングホイールの目的は、パイプ表面の０．０２５４ｃｍ（０．０１０”）を除去すること、および、再現可能である測定を行うのに寄与するような表面仕上げを残すことである。図５４に示されるように、このゾーンの長さは、ワイヤブラシで擦られる表面より大幅に小さい。サンディングされる表面の幅は約４．４５ｃｍ（１．７５”）であり、大部分の物質が中央部分で除去される。この領域の長さは約１０．２ｃｍ（４”）であり、これは、１５～２０回の間の適切な間隔の測定を受け入れるのに十分である（少なくとも１０回必要であり、これにより軸方向距離において測定を繰り返すことが可能となる）。一般に、適切な量の物質を除去するためには、６０番の粗さのサンディングヘッドを用いて、４回通過させることが必要となる（往復で）。
[0197]ワイヤブラシポジションと同様に、ドラムが２つのサンディングホイールポジションを収容する。サンディングホイールの目的は、パイプ表面の０．０２５４ｃｍ（０．０１０”）を除去すること、および、再現可能である測定を行うのに寄与するような表面仕上げを残すことである。図５４に示されるように、このゾーンの長さは、ワイヤブラシで擦られる表面より大幅に小さい。サンディングされる表面の幅は約４．４５ｃｍ（１．７５”）であり、大部分の物質が中央部分で除去される。この領域の長さは約１０．２ｃｍ（４”）であり、これは、１５～２０回の間の適切な間隔の測定を受け入れるのに十分である（少なくとも１０回必要であり、これにより軸方向距離において測定を繰り返すことが可能となる）。一般に、適切な量の物質を除去するためには、６０番の粗さのサンディングヘッドを用いて、４回通過させることが必要となる（往復で）。
[0198]使用されるサンディングホイールが、個別の裏布付き研磨紙を層状に重ねることによって作られた既製の１１．４ｃｍ（４．５インチ）の角度付きサンディングディスクであってよい。この標準的なディスクは、３６番から最大１２０番の粗さである種々の粗さで購入され得るものであり、実現可能性検討中に選択された。ディスクが一定の角度でドラムに設置され、その結果、４．４５ｃｍ（１．７５インチ）幅のエリアのみがサンディングされるようになる。図５５が、ドラム上にあるサンディングホイールを示す。
[0199]サンディングホイールに付随して、サンディングの進捗を監視するための距離センサ（図５６）およびカメラが存在する。距離センサが、ドラムと表面との間の距離を測定する。サンディングホイールが通過するたびに、距離センサが下処理の相対的深さを記録する（図５７を参照）。適切な深さが記録されると、下処理が停止される。現在のデザインに一体化する前に、パイプ内のサンディングモータおよびセンサを使用して、このプロセスを試験した（図５８を参照）。
[0200]ロックウェル圧子：
[0201]ドラム上にある第４の要素が圧子ユニットを収容する。このユニットが、設定した荷重条件に従って、パイプの下処理される表面に沿って、パイプを窪ませる。下処理されたゾーンの中心に沿って窪みが作られる（図５９を参照）。さらに図５９から分かるように、圧子要素の外形（赤線）が、上で説明したワイヤブラシで擦られるゾーンに適合する。
[0201]ドラム上にある第４の要素が圧子ユニットを収容する。このユニットが、設定した荷重条件に従って、パイプの下処理される表面に沿って、パイプを窪ませる。下処理されたゾーンの中心に沿って窪みが作られる（図５９を参照）。さらに図５９から分かるように、圧子要素の外形（赤線）が、上で説明したワイヤブラシで擦られるゾーンに適合する。
[0202]硬さ試験機のための試験規格が、可搬ユニットでロックウェル法を使用する測定のための以下の一般的なガイドラインを提供している（ＣＲＴＤ Ｖｏｌ．９１から）：
[0203]直接のロックウェルのための最小壁厚が０．６３５ｃｍ（０．２５０”）である。
[0204]隣の窪みの縁部（または物質の縁部）までの変形の中心が、窪みの直径より２．５倍以上でなければならない。軟鋼の場合、これは、窪みの中心の間で少なくとも２．５ｍｍを維持するべきことを意味する。
[0205]可搬の試験機を実験室の結果と同等であるとみなすためには、測定値が実験室の値の９６％～１０２％に入っているべきである。
[0206]変動係数（ＣＯＶ：ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が０．０７より大きくてはならない。これが計算されて、１０回の測定の平均に対しての標準偏差の比が得られる。
[0207]測定範囲は平均値の１０％を超えるべきではない。
[0207]測定範囲は平均値の１０％を超えるべきではない。
[0208]電磁石を備える圧子ユニットが図６０に示される。圧子ユニットが以下の構成要素から構成される：
[0209]直接のロックウェルのための最小壁厚が０．６３５ｃｍ（０．２５０”）である。
[0209]直接のロックウェルのための最小壁厚が０．６３５ｃｍ（０．２５０”）である。
[0210]パイプ壁上で組立体を保持するための電磁石：これは所望の精度を達成するのを可能にすることにおいて非常に重要であることが分かった。
[0211]線形アクチュエータの端部の上にある０．１５９ｃｍ（１／１６”）の直径のタングステン鋼球の圧子。
[0211]線形アクチュエータの端部の上にある０．１５９ｃｍ（１／１６”）の直径のタングステン鋼球の圧子。
[0212]６０～１２０μｍの窪みを測定することができるリニアエンコーダ（１μｍの分解能）。
[0213]０．１％の分解能を有する最大１００ｋｇｆのロードセル。
[0213]０．１％の分解能を有する最大１００ｋｇｆのロードセル。
[0214]制御回路基板。
[0215]ユニット自体が、ロックウェルＢスケール（ＡＳＴＭ Ｅ１８）のために指定される適切な大きさの荷重、一定の速度、およびドウェル時間を提供するように設計される。ロックウェルＢスケールを使用した。その理由は、ロックウェルＢスケールは、ＣＲＴＤ Ｖｏｌ５７で、強度値を得るために直接に変換され得るからである。このシナリオのための荷重は以下の表に記載される：
[0215]ユニット自体が、ロックウェルＢスケール（ＡＳＴＭ Ｅ１８）のために指定される適切な大きさの荷重、一定の速度、およびドウェル時間を提供するように設計される。ロックウェルＢスケールを使用した。その理由は、ロックウェルＢスケールは、ＣＲＴＤ Ｖｏｌ５７で、強度値を得るために直接に変換され得るからである。このシナリオのための荷重は以下の表に記載される：
[0216]このようにして開発された圧子ユニットを用いて直接のロックウェル測定値を入手するために行われるステップは以下の通りである：
[0217]ユニットを位置決めして磁石をオンにする
[0218]圧子に１０（Ｆ０）までの荷重をかけて、深さ読取値をゼロにする
[0219]圧子に最大１００（Ｆ１）までの荷重をかける
[0220]圧子の荷重を除去して（Ｆ０）に戻す。深さの測定を行い、ロックウェル硬さ値を得る。
[0217]ユニットを位置決めして磁石をオンにする
[0218]圧子に１０（Ｆ０）までの荷重をかけて、深さ読取値をゼロにする
[0219]圧子に最大１００（Ｆ１）までの荷重をかける
[0220]圧子の荷重を除去して（Ｆ０）に戻す。深さの測定を行い、ロックウェル硬さ値を得る。
[0221]横断磁束漏出（ＴＭＦＬ：Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｌｅａｋａｇｅ）：
[0222]Ｅｘｐｌｏｒｅｒロボット上にある既存のセンサは、損失に備えて、パイプの金属損失プロフィールを決定することができる。現在のＥｘｐｌｏｒｅｒツール上にある磁束漏出（ＭＦＬ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｌｅａｋａｇｅ）センサは、パイプ壁を軸方向に磁化する。この配置構成では、感度の低下するエリアのうちの１つのエリアとして、亀裂などの、軸方向に位置合わせされた異常箇所がある。図６１に示されるように磁化を９０度回転させることにより、横断磁束漏出（ＴＭＦＬ）としても知られているように、軸方向に位置合わせされた亀裂の検出が達成され得る。
[0222]Ｅｘｐｌｏｒｅｒロボット上にある既存のセンサは、損失に備えて、パイプの金属損失プロフィールを決定することができる。現在のＥｘｐｌｏｒｅｒツール上にある磁束漏出（ＭＦＬ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ Ｌｅａｋａｇｅ）センサは、パイプ壁を軸方向に磁化する。この配置構成では、感度の低下するエリアのうちの１つのエリアとして、亀裂などの、軸方向に位置合わせされた異常箇所がある。図６１に示されるように磁化を９０度回転させることにより、横断磁束漏出（ＴＭＦＬ）としても知られているように、軸方向に位置合わせされた亀裂の検出が達成され得る。
[0223]図６２に示される実験からのデータが、円周方向の磁界を使用しての亀裂の検出性を示す。０．２５０ＷＴプレート内の４２％の深さの欠陥箇所を跨るかたちでＮ極（赤色）およびＳ極（青色）が示されている。示される色プロットが、プレートの表面に沿う径方向の磁界ベクトルを直接に測定することによって入手される、亀裂の近傍の径方向ホールセンサの読取値を示す。亀裂の痕跡を明確に見ることができる。
[0224]ＴＭＦＬセンサのための好適なアプローチは、可能な限り短いモジュール長さにおいてパイプ周面を完全にカバーするのを達成することである。亀裂センサが２組の円周方向の棒を使用する。感知セクションが互いの近傍にあることにより電界強度がいくらか低下する可能性があるが、亀裂の検出においてはこれは許容され得る。図６２と同様の試験により、磁石の極の縁部の周りの領域においても亀裂の検出性が示される。
[0225]電磁超音波トランスデューサ（ＥＭＡＴ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）：
[0226]ＥＭＡＴ（電磁超音波トランスデューサ）は、トランスデューサと試験物との間で通常はゲルまたは水である音響伝達媒質を使用することができない用途において、超音波法を実施するものである。これはガスパイプラインに当てはまり、ガスパイプラインでは、パイプの内部に液体を適用することが望ましくない。ＥＭＡＴは、物質を通るように音響パルスを移動させるパルスコイルと共に、基材内に磁界を必要とする。
[0226]ＥＭＡＴ（電磁超音波トランスデューサ）は、トランスデューサと試験物との間で通常はゲルまたは水である音響伝達媒質を使用することができない用途において、超音波法を実施するものである。これはガスパイプラインに当てはまり、ガスパイプラインでは、パイプの内部に液体を適用することが望ましくない。ＥＭＡＴは、物質を通るように音響パルスを移動させるパルスコイルと共に、基材内に磁界を必要とする。
[0227]ＥＭＡＴセンサをＥｘｐｌｏｒｅｒの上に実装することには、パイプ周面の周りを移動する音響パルスを発生させることを目的として適切な磁界を確立することが伴われる。この磁界内にコイルまたは巻線が存在し、コイルまたは巻線がパイプ壁に可能な限り近づくように載置され、それにより、この電磁パルスを伝えたり受け取ったりする。これらの構成要素およびそれらの対応する電子機器は、パイプライン条件に適切な手法でパッケージ化される必要がある。ＥＭＡＴデータ取得のために必要である物理的構成要素は以下のようにまとめられる：
[0228]（１）磁界：磁界は電気巻線と併せて必要とされるものである。磁界が波の移動方向に対して実質的に垂直である。斜角が信号の大きさを改善することができる。
[0229]（２）送信機のパルサーおよびコイル：これは組み合わせのシステムであり、高電圧パルスが巻線に印加され、巻線が音響パルスを用いてパイプ壁を活性化（ｅｘｃｉｔｅ）する。このシステムで使用される高電圧パルスは、コイルのジオメトリに応じて、５００～６００ｋＨｚの範囲内にある。このパルスは高電圧（３００Ｖのピーク）であるが、全体のデューティサイクルは低い。その理由は、電圧が一気に印加されるからである。
[0230]（３）受信機のコイルおよび信号処理：巻線の直下のｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅが、固体を通過するときに、電気信号を生成する。見られる第１のパルスがダイレクトパルスであり、ダイレクトパルスは、移動するときにパイプを通って直接に受信コイルに達するパルスである。ダイレクトパルスの後のいかなる反応も、通常は、パイプ内で遭遇する縁部からの反射である。これらの縁部は、シーム溶接、金属損失、または亀裂特徴であってよい。データが、データ分析ソフトウェアへのダウンロードのための搭載フラッシュに保管される。
[0229]（２）送信機のパルサーおよびコイル：これは組み合わせのシステムであり、高電圧パルスが巻線に印加され、巻線が音響パルスを用いてパイプ壁を活性化（ｅｘｃｉｔｅ）する。このシステムで使用される高電圧パルスは、コイルのジオメトリに応じて、５００～６００ｋＨｚの範囲内にある。このパルスは高電圧（３００Ｖのピーク）であるが、全体のデューティサイクルは低い。その理由は、電圧が一気に印加されるからである。
[0230]（３）受信機のコイルおよび信号処理：巻線の直下のｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅが、固体を通過するときに、電気信号を生成する。見られる第１のパルスがダイレクトパルスであり、ダイレクトパルスは、移動するときにパイプを通って直接に受信コイルに達するパルスである。ダイレクトパルスの後のいかなる反応も、通常は、パイプ内で遭遇する縁部からの反射である。これらの縁部は、シーム溶接、金属損失、または亀裂特徴であってよい。データが、データ分析ソフトウェアへのダウンロードのための搭載フラッシュに保管される。
[0231]ＥＭＡＴコントローラ：複数の送信機の場合、次のパルスの生成の前にパルス振幅を減衰させるのを可能にするように、パルスが整理される必要がある。２つ以上のパルスが任意の所与の時間で円周状に移動する場合、反射経路が受信信号内で複数のピークを有することになる。したがって、複数の送信機によって生成されるパルス、および、反射を検出するのに使用される受信機が、正確にスケジューリングされる必要がある。これがＥＭＡＴコントローラによって実施され、ＥＭＡＴコントローラが、パイプの周りのすべての送信／受信ユニットのための同期およびスケジューリングを実現する。
[0232]送信機および受信機であるＥＭＡＴ構成要素が、図６４に示されるように、パイプ周面の周りに配列され得る。亀裂のＥＭＡＴ検出が図６５に示される。
[0233]システムデザイン：
[0234]亀裂センサ：ピグ洗浄不可であるパイプライン内で軸方向に位置合わせされた亀裂を検出するために、２つの異なるテクノロジーを組み合わせた。これらのテクノロジーはＥＭＡＴ（電磁超音波トランスデューサ）およびＴＭＦＬ（横断磁束漏出）であった。
[0234]亀裂センサ：ピグ洗浄不可であるパイプライン内で軸方向に位置合わせされた亀裂を検出するために、２つの異なるテクノロジーを組み合わせた。これらのテクノロジーはＥＭＡＴ（電磁超音波トランスデューサ）およびＴＭＦＬ（横断磁束漏出）であった。
[0235]感知セクションの重要な態様は、パイプ壁の周りで全円周の磁界を必要とすることである。この磁界は、開発中、多くの試験セットアップを必要とした。８～１２個の極から構成される感知セクションはモデルを分割し、その結果、ホールセンサが全円周をカバーすることになる。
[0236]本感知セクションの概念は、６つの螺旋セクションに分離される合計８４個の個別の極を有し、各々の螺旋セクションが１０個の極を有していた。これらのセクションは、図６５に示されるようにＭＦＬセンサを用いて完全にカバーするのを可能にするように、螺旋状にされた。図６６の螺旋センサの例示的な断面で示されるように、各々の極がロボットの中心から上下に作動され、それにより折り畳み性が得られる。裏当て棒の中に径方向に挿入された回転磁気ロータを介して、磁石がオンおよびオフにされる。図６６がさらに、パイプ壁内の磁界の方向が円周方向であることを示す。
[0237]この構成は、牽引力特性を低減するのに、さらには、パイプ壁内の磁界強度を増大させるのに、必要であった。極が多数であることにより、センサが円周溶接（溶接がパイプセグメントを一体に接続する）などの特徴の上を移動するときに、極全体が移動することが必要となることの代わりに、各極がこの特徴の上方に載置される。このアプローチが図６７に示される。このアプローチにより、感知セクションにおいて牽引力の下側ピークが得られる。
[0238]開発中、この構成のための磁束をシミュレートした。磁束が図６８に示される。各極が、ホールセンサが位置することになる、適切な磁束の大きさの領域を有する。これらが図６８では赤色の四角で示される。この図で見ることができるように、これらのセンサが、セクションの間において軸方向に互いに重複する（垂直に）。このようなセンサのレイアウトを実装するために、センサをグループ化して４つのセンサ要素にし、図６９に示されるように各斜面に沿って互い違いにした。図６９では、センサが、全円周において重複する紫色で示される。磁界方向が灰色の矢印で示される。
[0239]ＥＭＡＴセンサが極の各端部に位置し、極の各端部では、磁界が軸方向において分散する（図７０）。これは円周方向の横波を発生させるのに必要である。横波方向（ピンク色の矢印）がパイプの周りの円周方向である。極のところの磁界（灰色の矢印）がパイプの軸方向において外側に分散する。
[0240]ＥＭＡＴセンサが、好適には、パイプ内を移動する音波のための送信・感知機能を取り扱う３つのコントローラを有する。送信機がパルス制御モジュールおよびパルスドライバモジュールを有する。パルス制御モジュールが２４Ｖを高電圧源に変換し、さらには、パルスドライバモジュールの制御ラインを切り替える。パルスドライバモジュールが、電圧源および制御ラインにより、所望の周波数およびデューティサイクルでコイルを駆動する。空間的制約により、パルスドライバモジュールおよびパルス制御モジュールがロボットの各端部に位置する。センサの上に２つのＥＭＡＴ送信機（制御モジュールとドライバモジュールとのペア）が存在する。ＥＭＡＴ受信機モジュールが、ＥＭＡＴ信号を増幅し、ＥＭＡＴ信号をフィルタリングし、ＥＭＡＴ信号を記録する、デジタル・アナログ部分を有する。好適には、センサの上に４つのＥＭＡＴ受信機が存在する。
[0241]極がロボットの最小径まで引っ込められ得、その結果、センサが、パイプ内のコーナー周りで、ならびに、ローンチおよび採収のために使用されるホットタップ部分に入るところで、回転され得る（図６６を参照）。極を移動させる前に、磁石をオフにする必要がある。図７１に示されるロータの対の概念を使用することにより、磁界が制御される。ロータの対は固定磁石および回転磁石を有する（図７１を参照）。ロータが同じ方向を向くとき、磁石がオンである。一方のロータが１８０度回転されると、ブロック材から外に出る磁界が存在しない。
[0242]磁石の対が裏当て棒内に収容され、図７４の感知セクションの長さに沿って螺旋状になっている。ロータが各端部から作動され、それにより磁石をオンおよびオフにする。さらに、裏当て棒が、採収および展開中に磁石の極のための摺動面を形成する。
[0243]システム全体を図７３で見ることができる。１組の極および１組の裏当て棒が示される。極が、亀裂センサボディの中央にある中央変速機から作動される。極アクチュエータ変速機が、パイプ壁まで径方向外側に駆動するために３０個の極に接続される３０個のポイントを有する。残りの極が被駆動極に結合されている。分流機構が、合計１２個のモータのための６つの磁気セクションの各々により、各端部から駆動される。極展開モータおよび分流モータの両方が、感知セクションの各端部の上にある２つのモータコントローラから、制御される。さらに、電力制御、通信、およびＥＭＡＴ同期が、感知セクションの各端部から、制御される。すべてのコントロールボードが、感知セクションの各端部の上にある２つのコネクタボードに取り付けられる。モータ、センサ、および他の周辺装置がコネクタボードに取り付けられ、それにより、組立て、試験、およびデバッグ作業を単純化する。
[0244]亀裂センサの各端部に取り付けられた操縦モジュールが、検査中にセンサの重量を支持する支持ホイールを含む。この支持方法により、現在Ｅｘｐｌｏｒｅｒにより牽引される従来のアキシャルＭＦＬシステムに見合うレベルにまで、亀裂センサの牽引力がさらに低減される。実施試験での動作を保証するために、すべての新しい構成要素に個別に５．２ＭＰａ（７５０［ｐｓｉ］）までの圧力試験を行った。
[0245]全体として、新しい亀裂感知セクションが以下の構成要素から構成される：
[0246]パイプ壁に接触する６個の折り畳み可能である磁石極セクション。各極セクションが最大１０個の極を有することになる。
[0246]パイプ壁に接触する６個の折り畳み可能である磁石極セクション。各極セクションが最大１０個の極を有することになる。
[0247]各磁石極が、パイプ周面を完全にカバーするのを達成するために螺旋状にされている。
[0248]ホールセンサが、磁束漏出を測定するために極の間に配置される。
[0248]ホールセンサが、磁束漏出を測定するために極の間に配置される。
[0249]２つのＥＭＡＴ送信機および４つのＥＭＡＴ受信機が極の端部のところに位置決めされる。
[0250]磁気セクションが、各端部のところにある折り畳み可能であるローラーを用いて、パイプ内で支持される。
[0251]カスタマイズされた操縦モジュールが亀裂センサを適切に配置し、パイプを通して回転させる。
[0250]磁気セクションが、各端部のところにある折り畳み可能であるローラーを用いて、パイプ内で支持される。
[0251]カスタマイズされた操縦モジュールが亀裂センサを適切に配置し、パイプを通して回転させる。
[0252]これらの亀裂センサ分析ツールは、データ内で特定された異常箇所を見て最終的にサイズ決定するためのデータを体系化するのに使用される機能および方法である。視認ソフトウェア（ＤａｔａＴｅｌの名称で市販されている）で横に並べられて見られるようになるまで、データが収集されて個別に体系化される。亀裂センサを用いてのスキャン中にロボットによって収集されるデータには主として４つの種類が存在する。１つ目として、ロボットがパイプライン内にあるとき、ナビゲーション・ロボット構成が記録される。このデータから、分析専門家がロボットの位置、および、可能性として、パイプの内部のマーキングなどの、欠陥箇所の他の印を決定することができる。２つ目として、ロボットが、ロボットの後方部分上にある３つのカメラおよびレーザーリングを使用してＭＤＳ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）（機械損傷センサ）データを収集する。このプロセスは上の項で説明されている。３つ目として、亀裂センサが、パイプ壁の周りに配列された２４個の個別のセンサ要素上でＴＭＦＬデータを収集する。このデータがセンサ要素で直接に保存され、検査の終了時にダウンロードされる。４つ目として、ＥＭＡＴデータが、パイプ壁の周りに配列された４つの受信機の中で収集されて保存される。
[0253]ロボット構成：現在設計されている状態で、ロボットの全体にわたる角度センサおよび位置センサから収集されるロボットの全体の構成が、実行中、記録される。バッテリーレベル、電力状態、通信強度などと共に、実行後、ロボットの位置が再構成され得る。これが、ロボットログファイルから多様な変数を抽出してプロットするパーサを使用して、行われる。ログファイルがさらに、パイプ内のその位置をトラッキングする、ロボットのためのオドメータ情報を含む。この情報はスキャンを画定するのに使用され、こうすることで、生データが下処理のための複数のセグメントに細分化される。スキャンの画定には、すべてのデータをパイプ内の特定のロケーションに位置合わせしてマッピングする時間的・空間的同期ステップを含む。ロボット構成のデータの場合、スキャンが画定されると、ビデオおよびロボットの位置を自動で見ることを目的として、ログファイル内の特定のロケーションにアクセスするために、パラメータが視認ソフトウェアでセットアップされる。ロボット構成を用いてサイズ決定が明確には実施されないが、円周溶接、デブリ、変色、製造業者マーク、大きい湾曲部、およびさらには大きい腐食パッチを含めた、内部壁上の何らかの印を見ることができる。これらの入力が、ＭＤＳ、ＥＭＡＴ、およびＴＭＦＬセンサからの他のデータを確認するのに使用される。
[0254]横断磁束漏出：ＴＭＦＬデータハンドリングが、実装プロセス中、視認ソフトウェアに一体化される。ＴＭＦＬデータのデータハンドリングがアキシャルＭＦＬテクニックに整合する。ホールセンサデータが同じ手法で収集および保存され、同じスクリプトを使用してこれらのデータが空間的にサンプリングされ、それにより、ＤａｔａＴｅｌへの入力のための得られるデータファイルが同じになる。起動時に構成ロボットを使用してＴＭＦＬデータとアキシャルＭＦＬデータとを差別化するために、ＤａｔａＴｅｌをわずかに修正した。
[0255]ＴＭＦＬデータの反応とアキシャルＭＦＬデータとの間に主として３つの違いが存在する：
[0256]（１）ＴＭＦＬデータは、磁束漏出パターンの径方向成分のみを使用して、サンプリングされる。これは、信号の挙動が、従来のセンサよりパイプ壁から離れて持ち上げられるセンサに対してより高い感応性を有する、ということを意味する。この信号のパターンは軸方向の事例と同等となる。
[0257]（２）完全にカバーするように互い違いになっている４つのセンサ要素が各斜面内に存在する。これを理由として、センサ上でわずかに重複する。この重複は下処理中に考慮される必要がある。
[0258]（３）センサ要素がパイプ軸に沿って互いからオフセットされる。これは、これらのセンサ要素が、多様なスキャン位置において、パイプの多様なエリアを測定する、ことを意味する。これには、データを空間的に位置合わせするときに分析専門家が読取値を互いに対して変えることが必要となる。
[0256]（１）ＴＭＦＬデータは、磁束漏出パターンの径方向成分のみを使用して、サンプリングされる。これは、信号の挙動が、従来のセンサよりパイプ壁から離れて持ち上げられるセンサに対してより高い感応性を有する、ということを意味する。この信号のパターンは軸方向の事例と同等となる。
[0257]（２）完全にカバーするように互い違いになっている４つのセンサ要素が各斜面内に存在する。これを理由として、センサ上でわずかに重複する。この重複は下処理中に考慮される必要がある。
[0258]（３）センサ要素がパイプ軸に沿って互いからオフセットされる。これは、これらのセンサ要素が、多様なスキャン位置において、パイプの多様なエリアを測定する、ことを意味する。これには、データを空間的に位置合わせするときに分析専門家が読取値を互いに対して変えることが必要となる。
[0259]図７４が、亀裂センサおよびＭＤＳの取り扱いを概略的に示す。
[0260]ＴＭＦＬを用いる場合に遭遇する主要な障害は、センサの較正、および、検出した後で亀裂の深さを決定することができるサイジングアルゴリズムの開発である。
[0260]ＴＭＦＬを用いる場合に遭遇する主要な障害は、センサの較正、および、検出した後で亀裂の深さを決定することができるサイジングアルゴリズムの開発である。
[0261]電磁超音波トランスデューサ（ＥＭＡＴ）：
[0262]亀裂センサが、複数のパルサーによって生成されるパルスに反応して、パイプ壁の周りの複数の受信機からＥＭＡＴデータを収集する。このデータがＥＭＡＴレシーバの中でサンプルとして直接に保存される。各パルスが各受信機に１つのサンプルを生成する。試験のために使用される実験ユニットの見本が図７５に示される。この説明図は、パルサー（ピンク色で示される送信機）および金色で示される受信機を備えるパイプの断面を示す。任意の対のパルサーの間に２つの受信機が存在する。パイプの壁に沿う矢印が、発生する横波の方向を示す。受信機によって拾われる典型的な波が図７６および７７に示される。超音波検査産業では、これは振幅変調スキャン（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃａｎ）またはＡスキャンとして知られる。
[0262]亀裂センサが、複数のパルサーによって生成されるパルスに反応して、パイプ壁の周りの複数の受信機からＥＭＡＴデータを収集する。このデータがＥＭＡＴレシーバの中でサンプルとして直接に保存される。各パルスが各受信機に１つのサンプルを生成する。試験のために使用される実験ユニットの見本が図７５に示される。この説明図は、パルサー（ピンク色で示される送信機）および金色で示される受信機を備えるパイプの断面を示す。任意の対のパルサーの間に２つの受信機が存在する。パイプの壁に沿う矢印が、発生する横波の方向を示す。受信機によって拾われる典型的な波が図７６および７７に示される。超音波検査産業では、これは振幅変調スキャン（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃａｎ）またはＡスキャンとして知られる。
[0263]ダイレクトパルス－これは受信機がまさに最初に検出することができる波であり、振幅が最も大きい。送信機と受信機との間の経路が最も短い。このパルスは、壁厚の変化、シーム溶接、および／または欠陥箇所などの、特徴の存在によって減衰され得る。
[0264]特徴の反射－特徴からの波の反射はダイレクトパルスより後でセンサによって読み取られる。その理由は、より長い距離を移動することが必要であるからである。これらはダイレクトパルスの後の任意の時間に出現し得、通常は振幅がより小さい。
[0265]第１回目の移動－これらは、パイプ周りで完全に一周した後のダイレクトパルスに等しい。これらは対として出現する。その理由は、送信機がパルスを両方向に放射するからである。１つのパルスがより短い距離を移動する。その理由は、送信機および受信機が同じロケーションに存在するわけではないからである。
[0266]センサがパイプを通って移動させられて離散的ポイントでサンプリングされる場合、信号が互いに隣接するように重ねられ得る。距離がｘ軸上にプロットされ、時間がｙ軸上にプロットされる。振幅がｚ軸上にプロットされるかまたは等高線図の色を介してプロットされる。このプロットの見本が図７８に示される。ダイレクトパルスの値が最も大きく、ダイレクトパルスがプロットの底部上で一致する線として示される。この線は直線である。その理由は、パルサーと受信機との間の距離が試験装置によって固定されるからである。見られ得る隣の線がシーム溶接の反射である。その後、信号内で往復移動の二重ピークが見られ得るようになる。
[0267]検査中に操作者が信号の品質を評価するのを可能にするために、ＥＭＡＴ搭載Ｅｘｐｌｏｒｅｒのための実時間のデータ図が実装されている。
[0268]ここで説明される本発明の本実施形態では、センサ上のすべてのＥＭＡＴチャンネルからのデータを処理して、チャンネルの大きさの空間的サンプリングを行い、チャンネルの大きさを分析するための、能力が存在する。
[0269]パイプライン洗浄：
[0270]インライン検査ツールを用いて評価を行うためにパイプラインを下処理するのに多くの異なるテクノロジーおよびテクニックが使用される。これらのテクノロジーを適用することには、パイプライン壁に蓄積物およびデブリが存在しないことを保証するために複数回であることが多い洗浄を計画して実行することが伴われる。インライン検査のためにはパイプ壁が綺麗であることが重要である。その理由は、金属損失を測定するということは、通常、ポジショニングセンサがパイプ壁の内部の近くに存在するかまたはパイプ壁の内部に直接に存在するということを意味しているからである。さらに、パイプを洗浄するということは、通常、設備の信頼性および製品スループットの効率に付随する運転コストに関しての節約をパイプライン操作者にもたらすことを意味する。パイプラインが従来の手段によってピグ洗浄され得ない場合、パイプラインのナビゲーションを行うのに専用のロボットが使用される。パイプを通って移動するための手段は非常に多岐にわたるが、感知テクノロジーには、感度を最適にしてパイプ壁にアクセスすることが必要である。ピグ洗浄不可であるパイプラインを洗浄するためのこれらの既知のテクノロジーを組み合わせるための方法の評価がＩｎｖｏＤａｎｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＩＥ）によって行われた。
[0270]インライン検査ツールを用いて評価を行うためにパイプラインを下処理するのに多くの異なるテクノロジーおよびテクニックが使用される。これらのテクノロジーを適用することには、パイプライン壁に蓄積物およびデブリが存在しないことを保証するために複数回であることが多い洗浄を計画して実行することが伴われる。インライン検査のためにはパイプ壁が綺麗であることが重要である。その理由は、金属損失を測定するということは、通常、ポジショニングセンサがパイプ壁の内部の近くに存在するかまたはパイプ壁の内部に直接に存在するということを意味しているからである。さらに、パイプを洗浄するということは、通常、設備の信頼性および製品スループットの効率に付随する運転コストに関しての節約をパイプライン操作者にもたらすことを意味する。パイプラインが従来の手段によってピグ洗浄され得ない場合、パイプラインのナビゲーションを行うのに専用のロボットが使用される。パイプを通って移動するための手段は非常に多岐にわたるが、感知テクノロジーには、感度を最適にしてパイプ壁にアクセスすることが必要である。ピグ洗浄不可であるパイプラインを洗浄するためのこれらの既知のテクノロジーを組み合わせるための方法の評価がＩｎｖｏＤａｎｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＩＥ）によって行われた。
[0271]ピグ洗浄不可であるパイプラインに対して洗浄テクニックを適用するための手法を理解するために、以下のアプローチを採用する：（ａ）インライン検査の前に使用される現在の洗浄方法を評価する；（ｂ）Ｅｘｐｌｏｒｅｒを使用してのピグ洗浄不可であるパイプラインのナビゲーションのための現在の能力を評価する；（ｃ）一般的な洗浄要求条件を作成する；（ｄ）ピグ洗浄不可での洗浄概念の構成を評価する。
[0272]パイプライン洗浄の背景：
[0273]パイプライン洗浄は、３つの基本的な機能ステップにカテゴライズされ得る（図７９を参照）。最初に、デブリまたは蓄積物がパイプ壁から除去される。これが、スクレーパ、ブラシ、および／またはプラウなどの、多様な手段によって行われ得、圧力ジェットまたは化学物質など他の手段によって支援され得る。次いで、パイプ壁からの粒子／デブリがパイプラインを通して移送される。最後に、粒子／デブリが、ピグトラップ、処理設備、または、いくつかの事例では吸引ポンプを介して、パイプライン環境から除去される。
[0273]パイプライン洗浄は、３つの基本的な機能ステップにカテゴライズされ得る（図７９を参照）。最初に、デブリまたは蓄積物がパイプ壁から除去される。これが、スクレーパ、ブラシ、および／またはプラウなどの、多様な手段によって行われ得、圧力ジェットまたは化学物質など他の手段によって支援され得る。次いで、パイプ壁からの粒子／デブリがパイプラインを通して移送される。最後に、粒子／デブリが、ピグトラップ、処理設備、または、いくつかの事例では吸引ポンプを介して、パイプライン環境から除去される。
[0274]ピグ洗浄不可の洗浄：
[0275]一般化された要求条件および利用可能である洗浄テクノロジーから、利用可能であるパイプライン洗浄のためのテクノロジーの範囲を評価すること、および、ピグ洗浄不可である洗浄に対していずれのテクノロジーが適するかを決定することが可能である。ピグ洗浄不可であるライン内でのパイプライン洗浄のために開発されるべきプラットフォームのためのベースとして、Ｅｘｐｌｏｒｅｒのテクノロジーが使用され得る。
[0275]一般化された要求条件および利用可能である洗浄テクノロジーから、利用可能であるパイプライン洗浄のためのテクノロジーの範囲を評価すること、および、ピグ洗浄不可である洗浄に対していずれのテクノロジーが適するかを決定することが可能である。ピグ洗浄不可であるライン内でのパイプライン洗浄のために開発されるべきプラットフォームのためのベースとして、Ｅｘｐｌｏｒｅｒのテクノロジーが使用され得る。
[0276]一般に、液相である製品を使用することを伴ういかなる方法も考察されない。その理由は、パイプラインの中に液体を加えることにより、液体が除去されることを保証するために「洗浄」を追跡調査することが必要になるからである。検査ツールの感知セクション（ＭＦＬセンサ）によって拾われることになり、問題を生じさせ得るような、磁気デブリは、必要である場合、別の１組の磁石を用いて除去され得る。これにより、利用可能であるテクノロジーとしてのブラシおよびスクレーパが、パイプライン洗浄のためのロボットプラットフォーム上で使用されることになる。
[0277]ピグ洗浄不可である洗浄で使用されるこの構成は、流れを有するパイプラインセクションおよび流れを有さないパイプラインセクションの両方に適用される。各構成の適用性の範囲は、試験を通して、個別のパイプラインのパラメータにより、決定される。
[0278]上に列記される制約を利用することにより、ピグ洗浄不可である洗浄を達成するために構築すべきテクノロジーとして、部分的に、現在のＥｘｐｌｏｒｅｒのテクノロジーが使用される。したがって、無線制御・自家動力の動作が維持される。
[0279]流れを用いるピグ洗浄不可である洗浄：この構成では、洗浄モジュール（壁からデブリを除去するための）が２つの駆動装置モジュールの間に配置される（図８０を参照）。洗浄モジュールが、パイプ壁からデブリを除去する役割を担う。多様なデブリのシナリオのために多様な洗浄セクションが採用される。洗浄の進捗を監視するための、および、洗浄プロセスに対しての所定の程度の制御を操作者にもたらすための、カメラが装着されている。折り畳み式の絞り機構がツール上に位置していてよく、絞り機構がツールにわたる圧力差を生じさせることになる。この絞り機構の主要な目的は、デブリを切り離すためにパイプの壁に向かうためのものではなく、ツールの前方部分においてデブリを浮遊させるための噴流を作り出すことである。このデバイスの開発においては注意が必要である。その理由は、圧力降下が小さいとツール上で大きい力が作り出されるからである。この圧力差は、流れを「活性化」するのに、および、デブリをツールの前方部分の方に推進するのに、使用されることになる。
[0280]流れを用いてツールが移動するときに、剛毛およびスクレーパによって洗浄が実施される。流れの噴流を作り出すのに使用される圧力差によって作り出される力はさらにツールに対しての推進力を提供することができ、それにより、パイプを通して洗浄モジュールを引くのに必要となるエネルギーを支援する。
[0281]使用されることになるテクノロジーは、デブリの蓄積およびその運用上の影響の文脈で、評価されることになる。可視性も考慮すべき事柄となる。洗浄ツールは、現在のＥｘｐｌｏｒｅｒと同様のローンチ構成を使用することができる。インライン充電などの他の補助的な機能性、および、救助ツールも、このシステムに適用され得る。
[0282]洗浄モジュールは、５０．８ｃｍ（２０インチ）～９１．４ｃｍ（３６インチ）のパイプサイズのためのプラグバルブのジオメトリを通り抜けるように構成される。したがって、エルボーおよびＴ字管を通るところでも洗浄が可能である。マイターベンドはツールの経路に沿って洗浄され、ツールが湾曲部の大部分に接触することになる。９０度のマイターの事例では、検査ロボットの場合と同様に、外側コーナーの一部分が接触されないままとなる可能性がある。
[0283]デブリがパイプ壁から除去されてガス流れ中を浮遊すると、デブリクラウドが形成され、継続してパイプに沿って動く。これの扱いはパイプラインの構成によって決定される。選択肢には以下のものが含まれる：（ａ）デブリが、検査エリアの外側で止まるかまたは従来の洗浄ピグを使用して払拭され得る場所で止まるまで、継続的にパイプラインに沿って動く：（ｂ）デブリが、標準的な受け取りチャンバまたは分離機に到達するまで、継続的にパイプラインに沿って動く。これは、ツールがガス固体分離機を完備する従来のピグ設備を用いて主ラインに入るところのＴ字管の分岐を洗浄する場合に、当てはまる；（ｃ）可搬のガス固体分離機ユニットが下流のホットタップのところでパイプライン上に装着される。流れが向きを変えられてタップに入れられ、分離機（図８１を参照）を通過させられ、下流に位置する第２のホットタップのところでパイプラインに戻されるかまたは同じホットタップ内で特別に向きを変えられる。より大型のパイプの場合、複数の分離機ユニットを装着することが必要となる可能性がある。図８２が、坑口装置で排出を行うための可搬分離機を示す。
[0284]正常な流れを用いるピグ洗浄不可である洗浄：
[0285]ツール構成のための適切な動作事例を作り出すために、ホットタップの数を最小にすることが必要となる。その理由は、ピグ洗浄不可であるパイプの場合、ホットタップのロケーションのために利用可能となる選択肢が限定されるからである。ホットタップの間の距離が、検査の事例と同様に、ツール範囲によって決定される。例示のピグ洗浄不可であるラインが図８３に示される。これは以下の事例を明示するものである：（ａ）ピグ洗浄不可である特徴を備える流動中のパイプライン（青色）、および（ｂ）ピグ洗浄不可である特徴を備える流れを有さないライン（赤色）。すべてのラインがパイプライン圧力まで加圧される。
[0285]ツール構成のための適切な動作事例を作り出すために、ホットタップの数を最小にすることが必要となる。その理由は、ピグ洗浄不可であるパイプの場合、ホットタップのロケーションのために利用可能となる選択肢が限定されるからである。ホットタップの間の距離が、検査の事例と同様に、ツール範囲によって決定される。例示のピグ洗浄不可であるラインが図８３に示される。これは以下の事例を明示するものである：（ａ）ピグ洗浄不可である特徴を備える流動中のパイプライン（青色）、および（ｂ）ピグ洗浄不可である特徴を備える流れを有さないライン（赤色）。すべてのラインがパイプライン圧力まで加圧される。
[0286]例示のピグ洗浄不可であるラインのために、２つのミッションプロフィール（動作条件）を考察する。正常な流れを用いるピグ洗浄不可である洗浄の事例では、ツール経路が橙色の矢印で示され、上流のホットタップから始まっている（ロケーション２）。ガス固体分離機が図の右側のロケーション１のところに装着される。洗浄されるべきセクションを通る流れが左側から右側に流れ、プラグバルブおよびマイタードベンドなどのピグ洗浄不可である特徴を通過する。ツールのための充電ポイントが上流のホットタップのところに存在し、さらには可能性として、洗浄されるべきセクションのいたるところにある中間ポイントのところに存在する（５ｂ）。パイプセクションを洗浄するためのステップを以下で説明する（各ステップのための図８４の参照符号を付されたロケーションを参照されたい）。
ａ．ガス固体分離機が、洗浄されるべきセクションの下流のホットタップ上に装着される。
ｂ．ツールが上流のホットタップを通してローンチされる。ツールがロケーション（１）からローンチされる場合、ガス固体分離機の上流で洗浄が行われることを条件として、検査のために１つのホットタップのみが必要となる可能性があることに留意されたい。
ｃ．（任意選択）ツールが上流側で駆動されて洗浄を行って元のホットタップに戻る。
ｄ．ツールが再充電される。
ｅ．洗浄ステップ：（ａ）ツールが移動して、ピグ洗浄不可である特徴を通って下流で洗浄を行う；（ｂ）インライン充電の仕様に従うと、上流のホットタップと下流のホットタップとの間に、ツーインホットタップを通る充電ロケーションが必要となる可能性がある。ツールが、端部のホットタップまたは充電ロケーションに到達するまで、移動することになる。必要である場合にツールが再充電される。
ｆ．必要に応じて洗浄ステップが繰り返される（５ａ～５ｃ）。
ｇ．ツールが移動して下流で洗浄を行い、最終的に出口ホットタップに到達する。このポイントで、ガス固体分離機がパイプラインから切り離され、デブリが除去されて廃棄される。
ｈ．ランチャーが装着され、ツールが外される（ｕｎｌａｕｎｃｈ）。
ａ．ガス固体分離機が、洗浄されるべきセクションの下流のホットタップ上に装着される。
ｂ．ツールが上流のホットタップを通してローンチされる。ツールがロケーション（１）からローンチされる場合、ガス固体分離機の上流で洗浄が行われることを条件として、検査のために１つのホットタップのみが必要となる可能性があることに留意されたい。
ｃ．（任意選択）ツールが上流側で駆動されて洗浄を行って元のホットタップに戻る。
ｄ．ツールが再充電される。
ｅ．洗浄ステップ：（ａ）ツールが移動して、ピグ洗浄不可である特徴を通って下流で洗浄を行う；（ｂ）インライン充電の仕様に従うと、上流のホットタップと下流のホットタップとの間に、ツーインホットタップを通る充電ロケーションが必要となる可能性がある。ツールが、端部のホットタップまたは充電ロケーションに到達するまで、移動することになる。必要である場合にツールが再充電される。
ｆ．必要に応じて洗浄ステップが繰り返される（５ａ～５ｃ）。
ｇ．ツールが移動して下流で洗浄を行い、最終的に出口ホットタップに到達する。このポイントで、ガス固体分離機がパイプラインから切り離され、デブリが除去されて廃棄される。
ｈ．ランチャーが装着され、ツールが外される（ｕｎｌａｕｎｃｈ）。
[0287]洗浄実行中、ツールが反転され得、追加の洗浄を必要とする任意のロケーションに戻ることができる。蓄積物が特に厚い場合、洗浄されるべきセクション全体のところを、洗浄ツールが複数回通過することができる。このような継続的な動作では、デブリが動作中にまたは動作後に分離機から除去され得る。
[0288]特許請求の範囲の例示：
[0289]自律ロボットのピグ洗浄不可であるパイプライン試験システムが以下のもののうちの１つまたは複数を組み合わせて備える：
[0290]従来のインラインパイプライン試験の動作複雑性を低減するための、および、パイプライン試験のための独自のかつ新規の手段を提供するための、手段であって、この手段が以下を含む：
[0291]新規のコンピュータ化された自律ロボットシステム；
[0292]タービン手段を動作させるために、ロボット牽引能力を機能させるために、および、バッテリーの充電を作動させるために、パイプライン内のガスの流れを利用するためのエネルギー利用手段；
[0293]新規の駆動装置手段；
[0294]新規のバリア手段；
[0295]オートメーションコンピュータ手段；
[0296]新規の特徴認識手段；
[0297]新規の障害物検出手段；
[0298]新規の湾曲部検出手段；
[0299]新規のＴ字管検出手段；
[0300]パイプラインマッピング手段；
[0301]新規のプラグバルブナビゲーション・機能性手段；
[0302]新規のロボットバッテリー配電；
[0303]新規の硬さ試験手段；
[0304]新規の横断磁束漏出感知手段；
[0305]新規の電磁超音波トランスデューサ手段；
[0306]新規の亀裂センサ分析手段；ならびに
[0307]新規のパイプライン洗浄手段
[0289]自律ロボットのピグ洗浄不可であるパイプライン試験システムが以下のもののうちの１つまたは複数を組み合わせて備える：
[0290]従来のインラインパイプライン試験の動作複雑性を低減するための、および、パイプライン試験のための独自のかつ新規の手段を提供するための、手段であって、この手段が以下を含む：
[0291]新規のコンピュータ化された自律ロボットシステム；
[0292]タービン手段を動作させるために、ロボット牽引能力を機能させるために、および、バッテリーの充電を作動させるために、パイプライン内のガスの流れを利用するためのエネルギー利用手段；
[0293]新規の駆動装置手段；
[0294]新規のバリア手段；
[0295]オートメーションコンピュータ手段；
[0296]新規の特徴認識手段；
[0297]新規の障害物検出手段；
[0298]新規の湾曲部検出手段；
[0299]新規のＴ字管検出手段；
[0300]パイプラインマッピング手段；
[0301]新規のプラグバルブナビゲーション・機能性手段；
[0302]新規のロボットバッテリー配電；
[0303]新規の硬さ試験手段；
[0304]新規の横断磁束漏出感知手段；
[0305]新規の電磁超音波トランスデューサ手段；
[0306]新規の亀裂センサ分析手段；ならびに
[0307]新規のパイプライン洗浄手段
Claims (3)
- パイプライン内を流れるガスのストリーム内で移動可能である遠隔制御ロボット組立体であって、前記ガスの流れが動的流れエネルギーを呈し、前記ロボット組立体が、前記ガスの流れに反応する回転タービンを有する、遠隔制御ロボット組立体と、
前記タービンに反応する発電機と、
前記発電機に反応するバッテリーと、
前記組立体を移動させるための、前記発電機に反応する駆動牽引手段と、
を備え、
前記システムが、前記駆動牽引手段を動作させることまたは前記バッテリーを充電することの一方または両方のために前記動的流れエネルギーを抽出することができる、
自律ロボットの能動的なガス輸送パイプライン試験システム。 - 複数のモジュールを備え、各モジュールが、システムの試験または観測を促進するための少なくとも１つの機能を実施することができる、請求項１に記載のロボットシステム。
- 従来のインラインパイプライン試験の動作複雑性を低減するための、および、パイプライン試験のための独自のかつ新規の手段を提供するための、手段であって、
コンピュータ化された自律ロボットシステム、
タービン手段を動作させるために、ロボット牽引能力を機能させるために、および、バッテリーの充電を作動させるために、パイプライン内のガスの流れを利用するためのエネルギー利用手段、
駆動装置手段、
バリア手段、
オートメーションコンピュータ手段、
特徴認識手段、
障害物検出手段、
湾曲部検出手段、
Ｔ字管検出手段、
パイプラインマッピング手段、
プラグバルブナビゲーション・機能性手段、
ロボットバッテリー配電、
硬さ試験手段、
横断磁束漏出感知手段、
電磁超音波トランスデューサ手段、
亀裂センサ分析手段、ならびに
パイプライン洗浄手段
を含む、手段の１つまたは複数を組み合わせで備える、自律ロボットのピグ洗浄不可であるパイプライン試験システム。
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| DE102023131536A1 (de) * | 2023-11-13 | 2025-05-15 | Westnetz Gmbh | Inspektionsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Inspektionsvorrichtung |
| CN117840150B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-31 | 中建安装集团黄河建设有限公司 | 一种管道翻转内衬内壁清理器 |
| CN118493419B (zh) * | 2024-05-08 | 2025-03-25 | 云南海钜地理信息技术有限公司 | 一种地质勘察测绘用电驱机器人 |
| CN118330042B (zh) * | 2024-06-14 | 2024-10-11 | 上海东海风力发电有限公司 | 一种海上风电叶片腐蚀检测装置及其检测方法 |
| CN118664605B (zh) * | 2024-08-21 | 2024-11-12 | 唐山市中宇科技发展有限公司 | 惯性测量管道机器人智能平衡系统及其应用方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222764A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 管内作業用カプセル |
| JPS62137546A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-20 | Osaka Gas Co Ltd | 管内走行装置 |
| US4945775A (en) * | 1988-12-30 | 1990-08-07 | Pulsearch Consolidated Technology Ltd. | Inertial based pipeline monitoring system |
| JPH10141008A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-26 | Tokyo Gas Co Ltd | 管内検査装置 |
| US20020190682A1 (en) * | 2001-03-07 | 2002-12-19 | Hagen Schempf | Gas main robotic inspection system |
| US20030089267A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-05-15 | William Marsh Rice University | Autonomous robotic crawler for in-pipe inspection |
| US6752175B1 (en) * | 1999-03-05 | 2004-06-22 | Klaus-Dieter Willschuetz | Auxiliary device for repairing a pipeline |
| JP2012082925A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Toshiba Corp | 管内移動装置 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1200896A (en) * | 1967-01-31 | 1970-08-05 | B I X Ltd | Radiographic examination of pipe joints |
| US3460028A (en) * | 1967-11-03 | 1969-08-05 | American Mach & Foundry | Pipeline inspection apparatus with means for correlating the recorded defect signals with the angular position within the pipeline at which they were generated |
| US3997020A (en) * | 1974-10-29 | 1976-12-14 | Busnel Rene Guy | Sound absorber |
| US4676310A (en) * | 1982-07-12 | 1987-06-30 | Scherbatskoy Serge Alexander | Apparatus for transporting measuring and/or logging equipment in a borehole |
| JPS6450903A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Nippon Kokan Kk | Measuring apparatus of shape of inside of tube |
| US5195392A (en) * | 1990-05-14 | 1993-03-23 | Niagara Mohawk Power Corporation | Internal pipe inspection system |
| EP0819480A1 (de) * | 1996-07-18 | 1998-01-21 | Transglobal Ltd. | Rohrreinigungsgerät für Erdöl- oder Gaspipelines |
| GB2326209B (en) * | 1997-06-12 | 2002-02-27 | British Gas Plc | Pipeline pigs |
| DE19820290A1 (de) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | Pipetronix Gmbh | Rohrleitungsfahrzeug |
| US6880195B1 (en) * | 1999-04-17 | 2005-04-19 | P.A.C.T. Engineering (Scotland) Limited | Pipe cleaning device |
| US7303010B2 (en) * | 2002-10-11 | 2007-12-04 | Intelligent Robotic Corporation | Apparatus and method for an autonomous robotic system for performing activities in a well |
| US7143659B2 (en) * | 2002-12-17 | 2006-12-05 | Pinnacle West Capital Corporation | Pipe-inspection system |
| US9254898B2 (en) * | 2008-11-21 | 2016-02-09 | Raytheon Company | Hull robot with rotatable turret |
| US9440717B2 (en) * | 2008-11-21 | 2016-09-13 | Raytheon Company | Hull robot |
| US8479345B2 (en) * | 2009-08-12 | 2013-07-09 | Tdw Delaware, Inc. | Speed control drive section with failsafe valve |
| NZ591933A (en) * | 2010-03-25 | 2013-08-30 | An Apparatus for Preventing Scaling and/or Removing Scale | |
| US8805579B2 (en) * | 2011-02-19 | 2014-08-12 | Richard Arthur Skrinde | Submersible robotically operable vehicle system for infrastructure maintenance and inspection |
| EP3970604A1 (en) * | 2013-03-15 | 2022-03-23 | Board of Regents of the University of Nebraska | Robotic surgical devices and systems |
| US9435123B2 (en) * | 2014-01-02 | 2016-09-06 | Mohammad R. Ehsani | Repair and strengthening of structures with electrically-cured resin-impregnated wrap |
| US9810365B2 (en) * | 2014-02-24 | 2017-11-07 | Saudi Arabian Oil Company | Variable speed pipeline pig with internal flow cavity |
| US10983514B2 (en) * | 2016-05-09 | 2021-04-20 | Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc | Methods and systems for equipment monitoring in an Internet of Things mining environment |
| US10343196B2 (en) * | 2016-11-03 | 2019-07-09 | International Business Machines Corporation | In-pipeline maintenance, delivery and management of sensors |
| BR102017027366B1 (pt) * | 2017-12-18 | 2024-01-09 | Insfor - Innovative Solutions For Robotics Ltda - Me | Sistema operacional de lançamento, gerenciamento e controle de unidade autônoma robotizada (rau) para trabalhos em poços de óleo e gás e método de perfilagem de poços com auxílio do dito sistema |
| GB2579865A (en) * | 2018-12-19 | 2020-07-08 | Cokebusters Ltd | Pig for inspecting a tubular object |
-
2021
- 2021-06-24 CA CA3186591A patent/CA3186591A1/en active Pending
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222764A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 管内作業用カプセル |
| JPS62137546A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-20 | Osaka Gas Co Ltd | 管内走行装置 |
| US4945775A (en) * | 1988-12-30 | 1990-08-07 | Pulsearch Consolidated Technology Ltd. | Inertial based pipeline monitoring system |
| JPH02226009A (ja) * | 1988-12-30 | 1990-09-07 | Pulsearch Consolidated Technol Ltd | パイプライン・モニタリング装置 |
| US4945775B1 (en) * | 1988-12-30 | 2000-05-02 | Nowsco Well Service Ltd | Inertial based pipeline monitoring system |
| JPH10141008A (ja) * | 1996-11-07 | 1998-05-26 | Tokyo Gas Co Ltd | 管内検査装置 |
| US6752175B1 (en) * | 1999-03-05 | 2004-06-22 | Klaus-Dieter Willschuetz | Auxiliary device for repairing a pipeline |
| US20020190682A1 (en) * | 2001-03-07 | 2002-12-19 | Hagen Schempf | Gas main robotic inspection system |
| US20030089267A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-05-15 | William Marsh Rice University | Autonomous robotic crawler for in-pipe inspection |
| JP2012082925A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Toshiba Corp | 管内移動装置 |
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