внутритрубный дефектоскоп (варианты) и способ его применения

Формула изобретения

1. Внутритрубный дефектоскоп для контроля состояния стенки трубопровода, содержащий корпус с осевой симметрией, в котором расположены средства измерений и обработки данных измерений, установленные на корпусе датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, а также модули, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один колебательный контур, указанные датчики и колебательные контуры подключены к средствам измерения и обработки данных измерений, а каждый колебательный контур содержит индуктивную сборку, которая содержит, по меньшей мере, одну индуктивную катушку, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, один набор из последовательно соединенных между собой выпрямителя и интегратора, при этом вход выпрямителя подключен, по меньшей мере, к одному колебательному контуру.

2. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также усилитель и аналого-цифровой преобразователь, при этом выход интегратора подключен к входу усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя.

3. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, один генератор электрических импульсов, при этом выход генератора электрических импульсов подключен, по меньшей мере, к одному колебательному контуру.

4. Дефектоскоп по п.3, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также контроллер и подключенный к нему накопитель цифровых данных, при этом выход аналого-цифрового преобразователя подключен к контроллеру.

5. Дефектоскоп по п.4, отличающийся тем, что управляющие входы генератора электрических импульсов, интегратора и аналого-цифрового преобразователя подключены к выходам контроллера.

6. Дефектоскоп по п.5, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, один мультиплексор, выход указанного интегратора подключен к входу указанного усилителя через указанный мультиплексор, а выходы, по меньшей мере, части датчиков подключены к этому же усилителю через тот же или другой мультиплексор, при этом управляющий вход мультиплексора подключен к указанному контроллеру.

7. Дефектоскоп по п.6, отличающийся тем, что указанные генератор электрических импульсов, выпрямитель, интегратор, мультиплексор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и контроллер установлены в каждом из указанных модулей.

8. Дефектоскоп по п.6, отличающийся тем, что каждый модуль содержит, по меньшей мере, один набор из указанных генератора электрических импульсов, выпрямителя, интегратора, мультиплексора, усилителя, аналого-цифрового преобразователя и контроллера.

9. Дефектоскоп по п.7 или 8, отличающийся тем, что к входам мультиплексора подключены указанные датчики, установленные в том же модуле.

10. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что ось каждой индуктивной катушки перпендикулярна оси корпуса дефектоскопа, индуктивные катушки выполнены плоскими, а витки каждой индуктивной катушки выполнены прямоугольными и образуют спираль, при этом стороны каждого витка спирали параллельны или перпендикулярны оси корпуса дефектоскопа, а резонансная частота колебательного контура составляет от 100 до 500 кГц.

11. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что индуктивная катушка выполнена на многослойной печатной плате и состоит из нескольких последовательно соединенных слоев, при этом каждый слой катушки выполнен в виде токопроводящей дорожки в форме спирали, а спираль каждого слоя катушки соединена с помощью металлизированных переходных отверстий со спиралями соседних слоев, так что центральные концы спиралей соединены только с центральными концами соседних спиралей, а внешние концы спиралей внутренних слоев соединены с внешними концами соседних спиралей, при этом колебательный контур содержит также конденсатор, и у верхнего и нижнего слоев внешние концы спиралей соединены с конденсатором колебательного контура.

12. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что на корпусе дефектоскопа установлены также средства намагничивания стенки трубопровода, содержащие пары магнитов, при этом магниты в каждой паре обращены к внутренней поверхности трубопровода полюсами противоположной полярности, а указанные датчики выполнены в виде датчиков магнитного поля, и указанные датчики установлены между указанными полюсами магнитов.

13. Дефектоскоп по п.12, отличающийся тем, что указанные модули установлены между указанными полюсами магнитов.

14. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что указанные модули образуют, по меньшей мере, один пояс вокруг оси корпуса дефектоскопа и выполнены с возможностью прижима к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа внутри трубопровода.

15. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что указанные датчики установлены в указанных модулях, а датчики в каждом модуле расположены вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

16. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что указанный модуль содержит, по меньшей мере, одну пару колебательных контуров и сумматор, при этом колебательные контуры подключены к входам сумматора, а выход сумматора подключен к входу указанного выпрямителя.

17. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что индуктивные катушки в каждой паре колебательных контуров расположены вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

18. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что в каждой паре колебательных контуров индуктивные катушки одного колебательного контура имеют суммарную площадь сечения витков, равную суммарной площади сечения витков индуктивных катушек второго колебательного контура.

19. Дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что индуктивные катушки в паре колебательных контуров находятся в одной плоскости и подключены так, что наводимые в них во внешнем переменном магнитном поле электрические напряжения, имеющие одинаковую амплитуду, но разные полярности, взаимно компенсируются в сумматоре.

20. Внутритрубный дефектоскоп для контроля состояния стенки трубопровода, содержащий корпус с осевой симметрией, в котором расположены средства измерений и обработки данных измерений, установленные на корпусе датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, а также модули, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один колебательный контур, указанные датчики и колебательные контуры подключены к средствам измерения и обработки данных измерений, каждый колебательный контур содержит индуктивную сборку, которая содержит, по меньшей мере, одну индуктивную катушку, отличающийся тем, что индуктивная сборка содержит, по меньшей мере, одну пару индуктивных катушек, которые соединены между собой последовательно и находятся в одной плоскости.

21. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что индуктивные катушки в паре подключены навстречу друг другу так, что индукционный ток одной индуктивной катушки во внешнем переменном магнитном поле компенсируется встречным индукционным током второй индуктивной катушки.

22. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что ось каждой индуктивной катушки перпендикулярна оси корпуса дефектоскопа.

23. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что катушки индуктивности выполнены плоскими, а витки каждой катушки индуктивности выполнены прямоугольными и образуют спираль, при этом стороны каждого витка спирали параллельны или перпендикулярны оси корпуса дефектоскопа, а резонансная частота колебательного контура составляет от 100 до 500 кГц.

24. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что в каждой паре индуктивные катушки имеют одинаковую суммарную площадь сечения витков.

25. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что индуктивные катушки в каждой паре расположены относительно друг друга вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

26. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что каждая индуктивная катушка выполнена на многослойной печатной плате и состоит из нескольких последовательно соединенных слоев, при этом каждый слой катушки выполнен в виде токопроводящей дорожки в форме спирали, а спираль каждого слоя катушки соединена с помощью металлизированных переходных отверстий со спиралями соседних слоев, так что центральные концы спиралей соединены только с центральными концами соседних спиралей, внешние концы спиралей внутренних слоев соединены с внешними концами соседних спиралей, а колебательный контур содержит конденсатор, и у верхнего и нижнего слоев внешние концы спиралей соединены с конденсатором колебательного контура.

27. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, один набор из последовательно соединенных между собой выпрямителя и интегратора, при этом вход выпрямителя подключен, по меньшей мере, к одному колебательному контуру.

28. Дефектоскоп по п.27, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, один генератор электрических импульсов, при этом выход генератора электрических импульсов подключен, по меньшей мере, к одному колебательному контуру.

29. Дефектоскоп по п.28, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также усилитель и аналого-цифровой преобразователь, при этом выход интегратора подключен к входу усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя.

30. Дефектоскоп по п.29, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также контроллер и подключенный к нему накопитель цифровых данных, при этом выход аналого-цифрового преобразователя подключен к контроллеру.

31. Дефектоскоп по п.30, отличающийся тем, что управляющие входы генератора электрических импульсов, интегратора и аналого-цифрового преобразователя подключены к выходам контроллера.

32. Дефектоскоп по п.31, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, один мультиплексор, при этом выход указанного интегратора подключен к входу указанного усилителя через указанный мультиплексор, а выходы, по меньшей мере, части указанных датчиков подключены к этому же усилителю через тот же или другой мультиплексор, и управляющий вход мультиплексора подключен к указанному контроллеру.

33. Дефектоскоп по п.32, отличающийся тем, что указанные генератор электрических импульсов, выпрямитель, интегратор, мультиплексор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и контроллер установлены в каждом из указанных модулей.

34. Дефектоскоп по п.32, отличающийся тем, что каждый модуль содержит, по меньшей мере, один набор из последовательно соединенных выпрямителя, интегратора, мультиплексора, дифференциального усилителя, аналого-цифрового преобразователя и контроллера, а также генератора электрических импульсов.

35. Дефектоскоп по п.33 или 34, отличающийся тем, что к входам мультиплексора подключены указанные датчики, установленные в том же модуле.

36. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что на корпусе дефектоскопа установлены также средства намагничивания стенки трубопровода, содержащие пары магнитов, при этом магниты в каждой паре обращены к внутренней поверхности трубопровода полюсами противоположной полярности, а указанные датчики выполнены в виде датчиков магнитного поля, при этом указанные датчики установлены между указанными полюсами магнитов.

37. Дефектоскоп по п.36, отличающийся тем, что указанные модули установлены между указанными полюсами магнитов.

38. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что указанные модули образуют, по меньшей мере, один пояс вокруг оси корпуса и выполнены с возможностью прижима к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа внутри трубопровода.

39. Дефектоскоп по п.20, отличающийся тем, что указанные датчики установлены в указанных модулях, при этом датчики в каждом модуле расположены вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

40. Способ внутритрубного контроля трубопроводов, при котором внутри трубопровода пропускают дефектоскоп, содержащий колебательные контуры и датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, в процессе пропуска дефектоскопа выполняют периодические измерения и обработку данных измерений, а в последующем идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон по измеренным значениям сигналов с каждого из указанных датчиков и определяют местоположение указанных дефектов на трубопроводе с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней ее стороны по измеренным данным от указанных колебательных контуров и определяют местоположение на трубопроводе дефектов, идентифицированных по данным от колебательных контуров, с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, затем сравнивают данные о наличии дефекта от колебательного контура с данными от одного или нескольких указанных датчиков, которые при прохождении дефектоскопа внутри трубопровода проходят вблизи того же участка трубопровода, вблизи которого проходит колебательный контур, и по признаку наличия или отсутствия совпадения данных о наличии дефектов от указанных датчиков и от колебательных контуров разделяют идентифицированные дефекты на расположенные с внутренней и внешней стороны стенки трубопровода соответственно, отличающийся тем, что каждый из колебательных контуров периодически возбуждают, по меньшей мере, одним электрическим импульсом, в течение заданного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура, отсчитываемого с момента начала указанного электрического импульса, измеряют характеристику затухания колебаний в колебательном контуре, а наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода идентифицируют по указанной характеристике затухания.

41. Способ по п.40, отличающийся тем, что указанные датчики и колебательные контуры располагают вблизи стенки трубопровода по окружности вокруг оси трубопровода, и используют дефектоскоп с установленными на нем средствами намагничивания стенки трубопровода, в качестве датчиков используют датчики магнитного поля, при этом в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода выполняют периодические измерения магнитного поля с помощью указанных датчиков магнитного поля, а последующую идентификацию дефектов с внутренней и внешней сторон стенки трубопровода выполняют по измеренным значениям амплитуды сигнала с каждого из датчиков магнитного поля.

42. Способ по п.40, отличающийся тем, что электрический сигнал от колебательного контура выпрямляют и интегрируют в течение указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура, при этом в качестве характеристики затухания колебаний в колебательном контуре используют амплитуду выпрямленного и проинтегрированного сигнала, а наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода идентифицируют по указанной амплитуде.

43. Способ по п.42, отличающийся тем, что для определения наличия дефекта анализируют зависимость выпрямленного и проинтегрированного сигнала от дистанции, пройденной дефектоскопом внутри трубопровода, а наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода определяют по наличию в указанной зависимости участка, по крайней мере, с одним пиком.

44. Способ по п.40, отличающийся тем, что колебательный контур возбуждают одиночным импульсом длительностью не менее 0,3 мкс и не более 5 мкс.

45. Способ по п.40, отличающийся тем, что длительность импульса составляет не более 0,1 указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура.

46. Способ по п.40, отличающийся тем, что в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода множество колебательных контуров размещают в виде, по меньшей мере, одного пояса по окружности вокруг оси трубопровода.

47. Способ по п.40, отличающийся тем, что колебательные контуры размещают вблизи стенки трубопровода попарно, электрические сигналы от пары колебательных контуров суммируют, выпрямляют и интегрируют в течение указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура, при этом наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода идентифицируют по амплитуде суммированного, выпрямленного и проинтегрированного сигнала.

48. Способ по п.47, отличающийся тем, что в каждой паре колебательных контуров индуктивные сборки пары колебательных контуров размещают вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

49. Способ по п.47, отличающийся тем, что в каждой паре колебательных контуров индуктивные сборки пары колебательных контуров ориентируют в одной плоскости так, что наводимые в них во внешнем переменном магнитном поле электрические напряжения имеют одинаковую амплитуду, но разные полярности, и взаимно компенсируются при суммировании.

50. Способ по п.47, отличающийся тем, что колебательные контуры пары колебательных контуров возбуждают одновременно.

51. Способ по п.47, отличающийся тем, что второй колебательный контур в паре колебательных контуров возбуждают по прошествии временной задержки с момента начала возбуждения первого колебательного контура в паре колебательных контуров.

52. Способ по п.51, отличающийся тем, что временная задержка составляет от 5 до 100 мкс, при этом временная задержка составляет не менее десяти длительностей импульса, возбуждающего колебательный контур, и не более 0,7 длительности указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура.

53. Внутритрубный дефектоскоп для контроля состояния стенки трубопровода, содержащий корпус с осевой симметрией, в котором расположены средства измерений и обработки данных измерений, установленные на корпусе датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, а также модули, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один колебательный контур, указанные датчики и колебательные контуры подключены к средствам измерения и обработки данных измерений, каждый колебательный контур содержит индуктивную сборку, которая содержит, по меньшей мере, одну индуктивную катушку, отличающийся тем, что каждый модуль содержит, по меньшей мере, одну пару колебательных контуров, подключенных к средствам измерения и обработки данных измерений, при этом индуктивные сборки указанной пары колебательных контуров расположены относительно друг друга вдоль оси, параллельной оси корпуса дефектоскопа.

54. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также генераторы электрических импульсов, при этом выходы генераторов электрических импульсов подключены к соответствующим колебательным контурам.

55. Дефектоскоп по п.54, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также выпрямители и интеграторы, при этом первый колебательный контур в паре колебательных контуров подключен к входу первого выпрямителя, выход которого подключен к входу первого интегратора, а второй колебательный контур в паре колебательных контуров подключен к входу второго выпрямителя, выход которого подключен к входу второго интегратора.

56. Дефектоскоп по п.55, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также дифференциальный усилитель, при этом выход первого интегратора подключен к первому дифференциальному входу дифференциального усилителя, а выход второго интегратора подключен ко второму дифференциальному входу дифференциального усилителя.

57. Дефектоскоп по п.56, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, контроллер и накопитель цифровых данных, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя.

58. Дефектоскоп по п.57, отличающийся тем, что управляющие входы генераторов электрических импульсов, интеграторов и аналого-цифрового преобразователя подключены к выходам контроллера.

59. Дефектоскоп по п.58, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, один мультиплексор, при этом выходы указанных интеграторов подключены к дифференциальным входам указанного дифференциального усилителя через указанный мультиплексор, выходы, по меньшей мере, части указанных датчиков подключены к тому же дифференциальному усилителю через тот же или другой мультиплексор, а управляющий вход мультиплексора подключен к указанному контроллеру.

60. Дефектоскоп по п.59, отличающийся тем, что указанные пары выпрямителей и интеграторов, а также мультиплексор, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, а также генератор электрических импульсов установлены в каждом из указанных модулей.

61. Дефектоскоп по п.59, отличающийся тем, что каждый модуль содержит, по меньшей мере, один набор, состоящий из пары выпрямителей, пары интеграторов, мультиплексора, дифференциального усилителя, аналого-цифрового преобразователя, контроллера и генератора электрических импульсов.

62. Дефектоскоп по п.60 или 61, отличающийся тем, что к входам мультиплексора подключены указанные датчики, установленные в том же модуле.

63. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что ось каждой индуктивной катушки перпендикулярна оси корпуса дефектоскопа, при этом катушки индуктивности выполнены плоскими, витки каждой катушки индуктивности выполнены прямоугольными и образуют спираль, стороны каждого витка параллельны или перпендикулярны оси корпуса дефектоскопа, а резонансная частота колебательного контура составляет от 100 до 500 кГц.

64. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что индуктивная катушка выполнена на многослойной печатной плате и состоит из нескольких последовательно соединенных слоев, при этом каждый слой катушки выполнен в виде токопроводящей дорожки в форме спирали, спираль каждого слоя катушки соединена с помощью металлизированных переходных отверстий со спиралями соседних слоев, так что центральные концы спиралей соединены только с центральными концами соседних спиралей, внешние концы спиралей внутренних слоев соединены с внешними концами соседних спиралей, при этом колебательный контур содержит также конденсатор, а у верхнего и нижнего слоев внешние концы спиралей соединены с конденсатором колебательного контура.

65. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что на корпусе дефектоскопа установлены также средства намагничивания стенки трубопровода, которые содержат пары магнитов, при этом магниты в каждой паре обращены к внутренней поверхности трубопровода полюсами противоположной полярности.

66. Дефектоскоп по п.65, отличающийся тем, что датчики выполнены в виде датчиков магнитного поля, при этом указанные датчики установлены между указанными полюсами магнитов.

67. Дефектоскоп по п.65, отличающийся тем, что указанные модули установлены между указанными полюсами магнитов.

68. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что указанные модули образуют, по меньшей мере, один пояс вокруг оси корпуса дефектоскопа и выполнены с возможностью прижима к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа внутри трубопровода.

69. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что указанные датчики установлены в указанных модулях, при этом датчики в каждом модуле расположены между индуктивными катушками пары колебательных контуров вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

70. Дефектоскоп по п.53, отличающийся тем, что индуктивная сборка содержит, по меньшей мере, одну пару последовательно соединенных индуктивных катушек, при этом индуктивные катушки в каждой паре расположены вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

71. Дефектоскоп по п.70, отличающийся тем, что в каждой паре индуктивные катушки имеют одинаковую суммарную площадь сечения витков, при этом колебательный контур содержит конденсатор, одни концы спиральных витков катушек в паре соединены между собой, а вторые концы витков подключены к установленному в модуле конденсатору.

72. Дефектоскоп по п.70, отличающийся тем, что индуктивные катушки в паре индуктивных катушек находятся в одной плоскости и подключены так, что наводимые в них во внешнем переменном магнитном поле электрические напряжения, имеющие одинаковую амплитуду, но разные полярности, взаимно компенсируются.

73. Способ внутритрубного контроля трубопроводов, при котором внутри трубопровода пропускают дефектоскоп, содержащий колебательные контуры и датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, в процессе пропуска дефектоскопа выполняют периодические измерения и обработку данных измерений, а в последующем идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон по измеренным значениям сигналов с каждого из указанных датчиков и определяют местоположение указанных дефектов на трубопроводе с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней ее стороны по измеренным данным от указанных колебательных контуров и определяют местоположение на трубопроводе дефектов, идентифицированных по данным от колебательных контуров, с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, затем сравнивают данные о наличии дефекта от колебательного контура с данными от одного или нескольких указанных датчиков, которые при прохождении дефектоскопа внутри трубопровода проходят вблизи того же участка трубопровода, вблизи которого проходит колебательный контур, по признаку наличия или отсутствия совпадения данных о наличии дефектов от указанных датчиков и от колебательных контуров разделяют идентифицированные дефекты на расположенные с внутренней стороны стенки трубопровода и расположенные с внешней стороны стенки трубопровода соответственно, отличающийся тем, что в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода колебательные контуры размещают вблизи стенки трубопровода попарно, так что в каждой паре колебательных контуров вблизи одного и того же участка трубопровода пропускают сначала первую индуктивную сборку из указанной пары колебательных контуров, а затем вторую индуктивную сборку из указанной пары колебательных контуров, в процессе пропуска каждый из колебательных контуров периодически возбуждают, по меньшей мере, одним электрическим импульсом, при этом в течение заданного промежутка времени измерения сигнала колебательного контура, который отсчитывают с момента начала возбуждения колебательного контура, измеряют характеристику затухания колебаний в каждом колебательном контуре в паре колебательных контуров, и для идентификации наличия дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода сравнивают измеренную характеристику затухания с одного колебательного контура в паре колебательных контуров с измеренной характеристикой затухания со второго колебательного контура из той же пары колебательных контуров.

74. Способ по п.73, отличающийся тем, что указанные датчики и колебательные контуры располагают вблизи стенки трубопровода по окружности вокруг оси трубопровода, используют дефектоскоп с установленными на нем средствами намагничивания стенки трубопровода, в качестве указанных датчиков используют датчики магнитного поля, при этом в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода выполняют периодические измерения магнитного поля с помощью указанных датчиков магнитного поля, а последующую идентификацию дефектов стенки трубопровода, расположенных с внутренней и внешней ее сторон, выполняют по измеренным значениям амплитуды сигнала с каждого из датчиков магнитного поля.

75. Способ по п.73, отличающийся тем, что указанные датчики и колебательные контуры располагают вблизи стенки трубопровода по окружности вокруг оси трубопровода в виде, по меньшей мере, одного пояса.

76. Способ по п.73, отличающийся тем, что колебательные контуры пары колебательных контуров возбуждают одновременно, идентифицируют наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода при наличии разницы в измеренных характеристиках затухания колебаний в колебательных контурах пары колебательных контуров.

77. Способ по п.73, отличающийся тем, что электрический сигнал для каждого колебательного контура из пары колебательных контуров выпрямляют и интегрируют в течение указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура, сравнивают амплитуды выпрямленных и проинтегрированных сигналов двух колебательных контуров в паре колебательных контуров, при этом наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода идентифицируют по наличию и знаку разности указанных амплитуд.

78. Способ по п.77, отличающийся тем, что выпрямленные и проинтегрированные сигналы двух колебательных контуров в паре колебательных контуров сравнивают и формируют разностный сигнал, который затем усиливают.

79. Способ по п.77, отличающийся тем, что выпрямленные и проинтегрированные сигналы двух колебательных контуров в паре колебательных контуров подают на дифференциальные входы дифференциального усилителя и усиливают разностный сигнал.

80. Способ по п.78 или 79, отличающийся тем, что для определения наличия дефекта анализируют зависимость усиленного разностного сигнала от дистанции, пройденной дефектоскопом внутри трубопровода, наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода определяют по наличию в указанной зависимости участка с двумя последовательными симметричными пиками противоположной относительно друг друга полярности.

81. Внутритрубный дефектоскоп для контроля состояния стенки трубопровода, содержащий корпус с осевой симметрией, в котором расположены средства измерений и обработки данных измерений, установленные на корпусе датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, а также модули, каждый из которых содержит, по меньшей мере, один колебательный контур, указанные датчики и колебательные контуры подключены к средствам измерения и обработки данных измерений, каждый колебательный контур содержит индуктивную сборку, которая содержит, по меньшей мере, одну индуктивную катушку, отличающийся тем, что каждый из указанных модулей содержит несколько колебательных контуров, подключенных к средствам измерения и обработки данных измерений, при этом количество колебательных контуров в модуле кратно четырем.

82. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что в каждой четверке колебательных контуров имеются две пары колебательных контуров, при этом индуктивные сборки одной пары колебательных контуров расположены относительно индуктивных сборок второй пары колебательных контуров вдоль оси, параллельной оси корпуса дефектоскопа.

83. Дефектоскоп по п.82, отличающийся тем, что в каждой паре колебательных контуров индуктивные сборки одного колебательного контура расположены относительно индуктивных сборок второго колебательного контура вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

84. Дефектоскоп по п.82, отличающийся тем, что в каждой паре колебательных контуров индуктивные катушки одного колебательного контура имеют суммарную площадь сечения витков, равную суммарной площади сечения витков индуктивных катушек второго колебательного контура.

85. Дефектоскоп по п.82, отличающийся тем, что указанные датчики установлены в указанных модулях, датчики в каждом модуле расположены вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа между индуктивными сборками, относящимися к разным парам колебательных контуров в каждой четверке колебательных контуров.

86. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что ось каждой индуктивной катушки перпендикулярна оси корпуса дефектоскопа, при этом, по меньшей мере, часть катушек индуктивности выполнены плоскими, витки катушки индуктивности выполнены прямоугольными и образуют спираль, стороны каждого витка спирали параллельны или перпендикулярны оси корпуса дефектоскопа, и резонансная частота колебательного контура составляет от 100 до 500 кГц.

87. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что индуктивные катушки всей четверки колебательных контуров расположены в одной плоскости.

88. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что каждая индуктивная катушка выполнена на многослойной печатной плате и состоит из нескольких последовательно соединенных слоев, каждый слой катушки выполнен в виде токопроводящей дорожки в форме спирали, спираль каждого слоя катушки соединена с помощью металлизированных переходных отверстий со спиралями соседних слоев, так что центральные концы спиралей соединены только с центральными концами соседних спиралей, при этом внешние концы спиралей внутренних слоев соединены с внешними концами соседних спиралей, а колебательный контур содержит также конденсатор, и у верхнего и нижнего слоев внешние концы спиралей соединены с конденсатором колебательного контура.

89. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что указанный модуль содержит, по меньшей мере, один указанный датчик, расположенный между индуктивными сборками, относящимися к разным парам колебательных контуров в каждой четверке колебательных контуров.

90. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что на корпусе дефектоскопа установлены также средства намагничивания стенки трубопровода, содержащие пары магнитов, при этом в каждой паре магниты обращены к внутренней поверхности трубопровода полюсами противоположной полярности, а указанные модули установлены между указанными полюсами магнитов.

91. Дефектоскоп по п.90, отличающийся тем, что указанные датчики выполнены в виде датчиков магнитного поля, которые установлены между указанными полюсами магнитов.

92. Дефектоскоп по п.90, отличающийся тем, что указанные модули установлены между указанными полюсами магнитов.

93. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что указанные модули образуют, по меньшей мере, один пояс вокруг оси корпуса дефектоскопа и выполнены с возможностью прижима к внутренней поверхности трубопровода при движении дефектоскопа внутри трубопровода.

94. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что индуктивная сборка содержит несколько последовательно соединенных индуктивных катушек.

95. Дефектоскоп по п.94, отличающийся тем, что индуктивные катушки в индуктивной сборке расположены относительно друг друга вдоль окружности вокруг оси корпуса дефектоскопа.

96. Дефектоскоп по п.94, отличающийся тем, что индуктивные катушки в индуктивной сборке расположены относительно друг друга вдоль оси, параллельной оси корпуса дефектоскопа.

97. Дефектоскоп по п.82, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также генераторы электрических импульсов, выходы которых подключены к колебательным контурам.

98. Дефектоскоп по п.97, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, одну пару сумматоров, при этом в каждой четверке колебательных контуров колебательные контуры первой пары колебательных контуров подключены к разным входам первого сумматора, а колебательные контуры второй пары колебательных контуров подключены к разным входам второго сумматора.

99. Дефектоскоп по п.98, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, одну пару выпрямителей и одну пару интеграторов, при этом выход первого сумматора подключен к входу первого выпрямителя, выход которого подключен к входу интегратора, а выход второго сумматора подключен к входу второго выпрямителя, выход которого подключен к входу второго интегратора.

100. Дефектоскоп по п.99, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, один дифференциальный усилитель, при этом выход первого интегратора подключен к первому дифференциальному входу дифференциального усилителя, а выход второго интегратора подключен ко второму дифференциальному входу дифференциального усилителя.

101. Дефектоскоп по п.100, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, контроллер и накопитель цифровых данных, при этом выход дифференциального усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к контроллеру, выход которого подключен к накопителю цифровых данных.

102. Дефектоскоп по п.101, отличающийся тем, что управляющие входы генераторов электрических импульсов, интеграторов и аналого-цифрового преобразователя подключены к выходам контроллера.

103. Дефектоскоп по п.102, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат также, по меньшей мере, один мультиплексор, при этом указанные выходы интеграторов подключены к дифференциальным входам дифференциального усилителя через указанный мультиплексор, выходы одного или нескольких указанных датчиков подключены к входам того же дифференциального усилителя через тот же или другой мультиплексор, а управляющий вход мультиплексора подключен к контроллеру.

104. Дефектоскоп по п.103, отличающийся тем, что указанные пары сумматоров, выпрямителей и интеграторов, а также мультиплексор, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, контроллер и генераторы электрических импульсов установлены в каждом из указанных модулей.

105. Дефектоскоп по п.103, отличающийся тем, что каждый модуль содержит, по меньшей мере, один набор, содержащий пару сумматоров, пару выпрямителей и пару интеграторов, а также мультиплексор, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, контроллер и четверку генераторов электрических импульсов.

106. Дефектоскоп по п.104 или 105, отличающийся тем, что к входам мультиплексора подключены указанные датчики, установленные в том же модуле.

107. Дефектоскоп по п.81, отличающийся тем, что средства измерений и обработки данных измерений содержат, по меньшей мере, одну четверку генераторов электрических импульсов, при этом выход первого генератора электрических импульсов подключен к первому колебательному контуру, выход второго генератора электрических импульсов подключен ко второму колебательному контуру, выход третьего генератора электрических импульсов подключен к третьему колебательному контуру, а выход четвертого генератора электрических импульсов подключен к четвертому колебательному контуру.

108. Способ внутритрубного контроля трубопроводов, при котором внутри трубопровода пропускают дефектоскоп, содержащий колебательные контуры и датчики, чувствительные к дефектам стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон, в процессе пропуска дефектоскопа выполняют периодические измерения и обработку данных измерений, а в последующем идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней и внешней ее сторон по измеренным значениям сигналов с каждого из указанных датчиков и определяют местоположение указанных дефектов на трубопроводе с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, идентифицируют дефекты стенки трубопровода с внутренней ее стороны по измеренным данным от указанных колебательных контуров и определяют местоположение на трубопроводе дефектов, идентифицированных по данным от колебательных контуров, с использованием результатов измерений пройденной внутри трубопровода дистанции, затем сравнивают данные о наличии дефекта от колебательного контура с данными от одного или нескольких указанных датчиков, которые при прохождении дефектоскопа внутри трубопровода проходят вблизи того же участка трубопровода, вблизи которого проходит колебательный контур, по признаку наличия или отсутствия совпадения данных о наличии дефектов от указанных датчиков и от колебательных контуров разделяют идентифицированные дефекты на расположенные с внутренней стороны стенки трубопровода и расположенные с внешней стороны стенки трубопровода соответственно, отличающийся тем, что в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода колебательные контуры размещают вблизи стенки трубопровода четверками колебательных контуров, так что в каждой четверке колебательных контуров по одному и тому же участку трубопровода последовательно пропускают сначала индуктивные сборки одной пары колебательных контуров, а затем индуктивные сборки второй пары колебательных контуров из той же четверки колебательных контуров, при этом каждый из колебательных контуров периодически возбуждают, по меньшей мере, одним электрическим импульсом, в течение заданного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура, который отсчитывают с момента начала возбуждения, по меньшей мере, одного колебательного контура, возбуждаемого первым, измеряют характеристику затухания колебаний в каждой паре из четверки колебательных контуров, и для идентификации наличия дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода сравнивают характеристику затухания колебаний с одной пары колебательных контуров из четверки колебательных контуров с характеристикой затухания колебаний со второй пары колебательных контуров из той же четверки колебательных контуров.

109. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанные датчики и колебательные контуры располагают вблизи стенки трубопровода по окружности вокруг оси трубопровода, используют дефектоскоп с установленными на нем средствами намагничивания стенки трубопровода, а в качестве указанных датчиков используют датчики магнитного поля, при этом в процессе пропуска дефектоскопа внутри трубопровода выполняют периодические измерения магнитного поля с помощью указанных датчиков магнитного поля, а последующую идентификацию дефектов стенки трубопровода выполняют по измеренным значениям амплитуды сигнала с каждого из датчиков магнитного поля.

110. Способ по п.108, отличающийся тем, что датчики и колебательные контуры располагают вблизи стенки трубопровода по окружности вокруг оси трубопровода в виде, по меньшей мере, одного пояса.

111. Способ по п.108, отличающийся тем, что в каждой паре из четверки колебательных контуров индуктивные сборки первого колебательного контура размещают относительно индуктивной сборки второго колебательного контура вдоль окружности вокруг оси трубопровода.

112. Способ по п.108, отличающийся тем, что индуктивную сборку первого колебательного контура первой пары колебательных контуров размещают относительно индуктивной сборки первого колебательного контура второй пары колебательных контуров вдоль оси, параллельной оси трубопровода, а индуктивную сборку второго колебательного контура первой пары колебательных контуров размещают относительно индуктивной сборки второго колебательного контура второй пары колебательных контуров вдоль оси, параллельной оси трубопровода.

113. Способ по п.108, отличающийся тем, что в каждой паре из четверки колебательных контуров индуктивные сборки ориентируют так, что индукционный ток, возникающий в переменном магнитном поле в индуктивной сборке первого колебательного контура, компенсирует индукционный ток, возникающий в том же переменном магнитном поле в индуктивной сборке второго колебательного контура в той же паре колебательных контуров.

114. Способ по п.108, отличающийся тем, что все индуктивные катушки, входящие в состав индуктивных сборок одной и той же четверки колебательных контуров, ориентируют в одной плоскости.

115. Способ по п.108, отличающийся тем, что все колебательные контуры четверки колебательных контуров возбуждают одновременно.

116. Способ по п.108, отличающийся тем, что в четверке колебательных контуров одновременно возбуждают первый колебательный контур первой пары колебательных контуров и первый колебательный контур второй пары колебательных контуров, при этом по прошествии временной задержки с момента начала возбуждения указанных колебательных контуров одновременно возбуждают второй колебательный контур первой пары колебательных контуров и второй колебательный контур второй пары колебательных контуров.

117. Способ по п.116, отличающийся тем, что указанная временная задержка составляет от 3 до 100 мкс, при этом временная задержка составляет не менее десяти длительностей импульса, возбуждающего колебательный контур, и не более 0,7 длительности указанного промежутка времени измерения сигнала от колебательного контура.

118. Способ по п.108, отличающийся тем, что электрические сигналы с обоих колебательных контуров в каждой паре колебательных контуров суммируют, идентифицируют наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода при наличии разницы между суммарным сигналом одной пары колебательных контуров в четверке колебательных контуров и суммарным сигналом второй пары колебательных контуров в этой же четверке колебательных контуров.

119. Способ по п.118, отличающийся тем, что суммарные электрические сигналы каждой пары колебательных контуров из четверки колебательных контуров выпрямляют и интегрируют, сравнивают амплитуду выпрямленного и проинтегрированного сигнала одной пары колебательных контуров в четверке колебательных контуров с выпрямленным и проинтегрированным сигналом второй пары колебательных контуров, а наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода идентифицируют по наличию и знаку разности указанных амплитуд.

120. Способ по п.118, отличающийся тем, что суммарные выпрямленные и проинтегрированные сигналы двух пар колебательных контуров в четверке колебательных контуров сравнивают и формируют разностный сигнал, который усиливают.

121. Способ по п.118, отличающийся тем, что суммарные выпрямленные и проинтегрированные сигналы двух пар колебательных контуров в четверке колебательных контуров подают на дифференциальные входы дифференциального усилителя и усиливают разностный сигнал.

122. Способ по п.120 или 121, отличающийся тем, что для определения наличия дефекта анализируют зависимость усиленного разностного сигнала от дистанции, пройденной дефектоскопом внутри трубопровода, при этом наличие дефекта с внутренней стороны стенки трубопровода определяют по наличию в указанной зависимости участка с двумя последовательными симметричными пиками противоположной относительно друг друга полярности.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.