NO163252B - Hjulsonde for ultrasonisk undersoekelse. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hjulsonde for å undersøke en komponent ultrasonisk, slik som f. eks veggen av en rørledning.

Et eksempel på en sådan hjulsonde er beskrevet i britisk patentskrift nr. 2.055.201A (europeisk .patentansøkning, pub-likasjonsnr. 0023115A1) og omfatter et hermetisk avtettet hult hjul som danner et kammer med innhold av en akustisk koblingsvæske, samt er fritt - dreibart om stillestående monteringsutstyr, som også er anordnet for å bære en ultralydomformer anordnet for å sende ut og motta ultralydsignaler gjennom hjulets felg.

En ulempe ved hjulsonder av denne art er funnet å være dannelse av tilfeldige forstyrrelsessignaler når uønsket ultralyd når omformeren. Disse forstyrrelsessignaler opptrer som støy som kan medføre flertydige tolkninger av de ønskede signaler som reflekteres fra feilsteder i den komponent som undersøkes og kan maskere disse signaler. Den uønskede ultralyd omfatter komponenter av de ultralydsignaler som sendes ut fra omformeren og reflekteres fra slike grenseflater som f. eks innsiden av hjulfelgen, grenseflatene mellom felg og hjuldekk samt overgangen mellom hjuldekket og vedkommende komponent. Sådan reflektert ultralyd har en tendens til å forplantes langs forskjellige forplantningsbaner i det indre av hjulsonden og herunder utsettes for ytterligere reflek-sjoner, avbøyninger og modusvekslinger ved andre indre grenseflater, samt eventuelt til slutt å vende tilbake til omformeren.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å frem-bringe en hjulsonde av forbedret utførelse og som i mindre grad er gjenstand for den ovenfor nevnte ulempe.

Oppfinnelsen gjelder således en hjulsonde for ultrasonisk undersøkelse av en komponent, hvor sonden omfatter et innhult hjul med en felg og endestykker som sammen danner et kammer, samt et stillestående bærestykke som strekker seg gjennom et av endestykkene og bærer et stillestående monteringsstykke, som utfyller nevnte kammer i så høy grad som det er mulig uten at hjulets sammenstilling og fri rotasjon forstyrres, idet monteringsstykket er utstyrt med en uttagning hvor det er anordnet en omformer for å motta ultralyd gjennom hjulets felg, og akustisk koblingsvæske fyller det gjenværende gap mellom monteringsstykket og felgens innside.

På denne bakgrunn av prinsippielt kjent teknikk fra DE 3.244.776 har så hjulsonden i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at hjulets felg og endestykker samt monteringsstykket omfatter lydsvekkende material for å hindre uønsket ultralyd å nå frem til omformeren.

Fortrinnsvis danner felgen og det ene endestykket et begerformet legeme som lukkes av det annet endestykke for

derved å danne et indre kammer. Det annet endestykke kan da ha et innragende parti utført for å anbringes på innsiden av hjulfelgen, mens tetningsmidler kan være anbragt mellom hjulfelgen og det innragende parti av endestykket.

Hjulets felg kan ha et innsvingt parti for å nedsette kontaktbredden mellom felgen og komponenten, mens et hjuldekk av elastomer-materiale omkring felgen strekker seg langs det innsvingte parti for å svekke uønsket ultralyd.

Et inspeksjonskjøretøy for å undersøke veggen i en rør-ledning, kan være utstyrt med flere hjulsonder av ovenfor angitt art og anordnet omkring kjøretøyet.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et ut-førelseseksempel samt under henvisning til den vedføyde tegning, hvis eneste figur viser et mediansnitt gjennom en hjulsonde.

På figuren er det vist at hjulsonden omfatter et hjul 10 av sirkulær form i diametralt snitt og med et begerformet nylon-legeme bestående av en felg 15 samt et venstre endestykke 17, idet felgen 15 har et innsvingt område ved 16 for å nedsette dens effektive bredde. Et forholdsvis tykt pluggformet endestykke 18 av polykarbonat har en O-ring anbragt for tetning 21 i et omkretsspor 22, samt anordnet for tettende anlegg på innsiden av felgen 15 med en skulder 23 på pluggstykket 18 i anlegg mot kanten 15, således at det avgrenses et kammer 25 inne i hjulet 10. Et massivt hjuldekk 19 av polyuretan er anbragt omkring felgen 15 og strekker seg også over det innsvingte parti 16. Hjulet er montert for dreining om monteringsutstyr som omfatter et bærelegeme i form av en av-trappet aksel 40.

Pluggstykket 18 er montert på et kombinert nåle- og kuletrykklager 35 som rager inn i et lagerhus 37 i pluggstykket 18. Lageret 35 er montert på den aksel 40 som strekker seg gjen-nom pluggstykket 18 og danner ved sin ene ende en montering for et kombinert glide og kuletrykklager 42 som er anbragt i et fremspring 43 fra endestykket 17. Lageret 42 er klemt fast på akselen 40 ved hjelp av en mutter 44 og en skive 45, som derved klemmer sammen det begerformede legeme og pluggstykket 18. Radiale oljepakninger 46 og 48 er anordnet i hver sin sirkulære uttagning 50, 52 i henholdsvis fremspringet 43 og pluggstykket 18, samt ligger an mot om-kretsen av akselen 44 for å holde tilbake en akustisk koblingsvæske, slik som en blanding av glycerol og vann i kammeret 25. Den annen ende av akselen 40 kan være tilpasset en montering (ikke vist) for å anbringe hjulsonden i et inspeksjonskjøretøy (ikke vist), f.eks. av den art som beskrevet i det tidligere nevnte britiske patentskrift.

Et ringformet monteringsstykke 54 av polykarbonat er festet til akselen 40 inne i kammeret 25, og dette monteringsstykke bærer en ultralydomformer 56 i en sylinderformet uttagning 58, mens en ledning (ikke vist) er ført fra omformeren 56 gjennom et hull 60 i akselen 40 til en koblingsforbindelse på utsiden av hjulsonden. Monteringsstykket 54 er utformet slik at det hovedsakelig fyller hele kammeret 25 og hindrer uønsket ultralyd fra å nå frem til omformeren 56.

I bruk beveges hjulsonden langs en komponent som skal under-søkes, f.eks. veggen av en rørledning, idet omformeren 56 ut-løses til å sende en ultralydpuls inn i komponenten, og hjuldekket 19 kobler ultralyden ut og inn i vedkommende komponent. Omformeren 5 6 lytter så for å oppfange ultralydsignaler som reflekteres fra feilsteder i komponenten, mens den ut-videde del av hjuldekket 19 over det innsvingte parti 16 av felgen 15, samt pluggstykket 18 av polykarbonat og monteringsstykket 54 svekker uønsket ultralyd i hjulsonden. De signaler som mottas av omformeren 56 frembringer et utgangssignal fra denne og som derpå forsterkes og analyseres på vanlig måte.

Hjulsonden i henhold til oppfinnelsen gir således mer effek-tiv lydsvekking og tillater også en mer kompakt hjulsonde enn det som hittil har forekommet, hvilket kan være en vesentlig fordel i anvendelser hvor flere sådanne hjulsonder skal sam-menstilles i et inspeksjonskjøretøy, f.eks. kjøretøyet i ovenfor nevnte patentskrift.

Forsterkningen av utgangssignalet fra omformeren 56 kan ut-føres ved hjelp av en forsterker (ikke vist) som er anbragt i selve sonden og nær omformeren 56, med det formål å forbedre signal/støy-forholdet i det forsterkede utgangssignal.

Hvis imidlertid begrenset plass hindrer anbringelse av forsterkeren i hjulsonden, kan forsterkeren være montering uten-for sonden samt koblet til en ledning fra omformeren 56.

Skjønt anvendelse av polykarbonat-material i pluggstykket 18 og monteringsstykket 54 er å foretrekke på grunn av dette materials mekaniske styrke og evne til å dempe ultralyd, kan imidlertid også alternative materialer benyttes, slik som f.eks. nylon eller polyten i monteringsstykket 54, eller nylon i ende- eller pluggstykket 18.

Det vil også forstås at forskjellige særtrekk ved kjente hjulsonder, f.eks. hjulsonden i henhold til det ovenfor nevnte britiske patentskrift nr. 2.055.201A kan inngå etter ønske i hjulsonden i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Claims (7)

1. Hjulsonde for ultrasonisk undersøkelse av en komponent, hvor sonden omfatter et innhult hjul (10) med en felg (15) og endestykker (17, 18) som sammen danner et kammer (25), samt et stillestående bærestykke (40) som strekker seg gjennom et av endestykkene (18) og bærer et stillestående monteringsstykke (54), som utfyller nevnte kammer i så høy grad som det er mulig uten at hjulets sammenstilling og fri rotasjon forstyrres, idet monteringsstykket er utstyrt med en uttagning (58) hvor det er anordnet en omformer (56) for å motta ultralyd gjennom hjulets felg (15), og akustisk koblingsvæske fyller det gjénværende gap mellom monteringsstykket (54) og felgens innside, karakterisert ved at hjulets felg (15) og endestykker (17, 18) samt monteringsstykket (54) omfatter lydsvekkende material for å hindre uønsket ultralyd å nå frem til omformeren (56).

2. Hjulsonde som angitt i krav 1, karakterisert ved at hjulets felg (15) og ene endestykke (17) sammen danner et begerformet legeme.

3. Hjulsonde som angitt i krav 2, karakterisert ved at det annet endestykke (18) har et innragende parti som er anordnet innenfor felgen (15).

4. Hjulsonde som angitt i krav 3, karakterisert ved at pakningsorganer (21) er anordnet mellom hjulfelgen (15) og det innragende parti av det annet endestykke (18).

5. Hjulsonde som angitt i krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at det begerformede legeme omfatter nylonmaterial, mens det annet endestykke (18) omfatter nylon- eller polykarbonatmaterial og monteringsstykket (54) omfatter nylon- eller polyetylenmaterial.

6. Hjulsonde som angitt i et forutgående krav, karakterisert ved at felgen (15) har et innsvingt parti (16) for å nedsette kontaktbredden mellom felgen og vedkommende komponent, mens et hjuldekk (19) av elastomermaterial omkring felgen også strekker seg over det innsvingte parti for å svekke uønsket ultralyd.

7. Hjulsonde som angitt i et forutgående krav, karakterisert ved at hjulet omfatter for-sterkningsutstyr for forsterkning av et utgangssignal fra omformeren (56).