(57)【要約】【課題】  パルス渦電流パイプライン検査装置を提供する。【解決手段】  該パルス渦電流パイプライン検査装置は、互いに長手方向に離間配置され、縮小位置と拡大位置との間で移動するように適応された複数の段と、該縮小位置にある該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置された複数のセンサであって、該拡大位置にある該複数の段の各々のセンサ間に少なくとも１つの間隔を有しており、該複数の段の１つ目の該少なくとも１つの間隔がその上にセンサが配置された該複数の段の２つ目の一部と並ぶように配列される該複数のセンサとからなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに長手方向に離間配置され、縮小位置と拡大位置との間で移動するように適応された複数の段と、
該縮小位置にある該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置された複数のセンサであって、該拡大位置にある該複数の段の各々のセンサ間に少なくとも１つの間隔を有しており、該複数の段の１つ目の該少なくとも１つの間隔がその上にセンサが配置された該複数の段の２つ目の一部と並ぶように配列される該複数のセンサとからなる、
パルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項２】
該複数の段の各々が複数のセンサ領域からなる、請求項１に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項３】
該複数のセンサの一部が該複数のセンサ領域の各々の上に直線配列で配置される、請求項２に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項４】
パルサがパルス渦電流入力を駆動コイルに送るように信号を供給して、該複数のセンサの少なくとも一部を励起する制御モジュールを有する、請求項１に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項５】
該駆動コイルが該複数のセンサの少なくとも一部に隣接して位置決めされる、請求項４に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項６】
該複数のセンサからのデータを受信し、該データのフィルタ処理と振幅制限を行うように適応された前処理回路を有する、請求項１に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項７】
該複数のセンサによって得られたデータを受信し、該受信データに対応する波形に近似する多項式の少なくとも１つの係数を計算するように適応された多項式適合モジュールを有する、請求項１に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項８】
該少なくとも１つの係数を記憶するように適応されるデータ収集システムを有する、請求項７に記載のパルス渦電流パイプライン検査装置。
【請求項９】
互いに長手方向に離間配置され、縮小位置と拡大位置との間で移動するように適応された複数の段と、
該縮小位置にある該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置された複数のセンサであって、該拡大位置にある該複数の段の各々のセンサ間に少なくとも１つの間隔を有しており、該複数の段の１つ目の該少なくとも１つの間隔がその上にセンサが配置された該複数の段の２つ目の一部と並ぶように配列される該複数のセンサと、
該複数のセンサからパイプラインの状態に対応するデータを受信するように適応されるデータ収集モジュールと、
該データ収集モジュールに電力を供給するように適応される電源とからなる、
パイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）。
【請求項１０】
該パイプライン内の該ＰＩＧの位置を決定するように適応された位置決め要素を有する、請求項９に記載のＰＩＧ。
【請求項１１】
該複数の段の各々が複数のセンサ領域からなる、請求項９に記載のＰＩＧ。
【請求項１２】
該複数のセンサの一部が該複数のセンサ領域の各々の上に直線配列で配置される、請求項１１に記載のＰＩＧ。
【請求項１３】
パルサがパルス渦電流入力を駆動コイルに送るように信号を供給して、該複数のセンサの少なくとも一部を励起する制御モジュールを有する、請求項９に記載のＰＩＧ。
【請求項１４】
該駆動コイルが該複数のセンサの少なくとも一部に隣接して位置決めされる、請求項１３に記載のＰＩＧ。
【請求項１５】
該複数のセンサからのデータを受信し、該データのフィルタ処理と振幅制限を行うように適応された前処理回路を有する、請求項９に記載のＰＩＧ。
【請求項１６】
該複数のセンサによって得られたデータを受信し、該受信データに対応する波形に近似する多項式の少なくとも１つの係数を計算するように適応された多項式適合モジュールを有する、請求項９に記載のＰＩＧ。
【請求項１７】
該データ収集システムが少なくとも１つの係数を記憶するように適応される、請求項１６に記載のＰＩＧ。
【請求項１８】
パイプラインを評価する方法であって、
該パイプライン中でパルス渦電流測定装置を駆動する段階を有しており、該パルス渦電流測定装置は複数の段からなっており、該複数の段の各々は、複数のセンサが間に間隔を有さない該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置される縮小位置と、該複数の段の各々の上に配置されたセンサ間に少なくとも１つの間隔が存在する拡大位置との間で移動するように適応されており、該複数のセンサは、該拡大位置にある該複数の段の１つ目の周囲に配置されたセンサ間の該間隔が、該複数の段の少なくとも２つ目の周囲の該複数のセンサの少なくとも一部の位置と一致し、そこから長手方向に離間配置されるように配列されており、
さらに該パルス渦電流測定装置を該縮小位置に配置して該パイプラインの狭窄部分を探査する段階を有する方法。
【請求項１９】
パルサがパルス渦電流入力を駆動コイルに送るように信号を供給して、該複数のセンサの少なくとも一部を励起する段階を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
該複数のセンサからのデータを受信する段階と、
該受信データにフィルタ処理作業を行う段階と、
該受信データに振幅制限作業を行う段階とを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
該複数のセンサから受信したデータの多項式適合作業を行う段階と、
該受信データに対応する波形に近似する多項式の少なくとも１つの係数を計算する段階とを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
データ収集モジュールに該少なくとも１つの係数を記憶する段階を有する、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してパイプラインの非破壊評価に関し、より詳細には、パルス渦電流を用いて導電性構造を検査する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインはさまざまな産業において広く使用されており、大量の物質をある場所から他の場所へ輸送することができる。石油および／またはガス等のさまざまな流体が、パイプラインを使用して安価に効率よく輸送される。流体中に浮遊する粒子状物質や他の小さな固体が、パイプラインを通して輸送されることもある。地下および海面下（深海）のパイプラインは一般的に、エネルギー関連産業に重要な莫大な量の石油およびガス製品を、高圧、極端な温度、高流量率で運ぶことが多い。
【０００３】
パイプラインの基礎構造が古くなるにつれて、構成する管の傷によってパイプラインの完全性が劣化する可能性がある。パイプラインの腐食は、小さな箇所の欠点、土壌の沈下、地域の建設計画、地震活動、天候、通常使用による単純な損耗などによって起こり得ることであり、パイプラインの欠陥や異常を招く可能性がある。したがって、傷または欠陥や異常は、腐食、機械的損傷、疲労、割れ、応力、腐食割れ、水素誘起割れ、へこみやしわに起因する歪みなどの形でパイプラインの表面に現れ得る。
【０００４】
既存のパイプライン網の維持と保護は難題となっている。現行の現状技術のインライン検査システムは、パイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）として知られる装置を利用しており、現場の管断面を横移動して、構造欠陥を確認するために評価されるデータを提供する。そのようなＰＩＧは、パイプラインの内部を移動しながら多数のセンサからデータを取得する。ＰＩＧの一般的な１回の行程は、１００ｋｍ以上の長さになり得る。ＰＩＧの使用によって、外壁に接近してパイプライン断面の非破壊検査を実施するための費用のかかる掘削や絶縁除去を行わずに、パイプライン断面の完全性を評価することが可能になる。
【０００５】
ＰＩＧは、パイプラインに関する情報を収集するために広範囲にわたるセンサ技術を利用することができる。使用される技術の例には、漏洩磁束（ＭＦＬ）、超音波（ＵＴ）や渦電流（ＥＣ）が挙げられる。これらの方法には各々の限界がある。例えば、ＭＦＬシステムは強磁界の永久磁石に依存しており、嵩があって重く、大きな引きずり力を有する。そのため、ＭＦＬ技術を利用するＰＩＧは、比較的なだらかな屈曲部を有するパイプラインの検査に適している。ＵＴ法は管壁との機械的結合を必要とし、ガス管や汚染壁には適していない。既存のＥＣパイプライン検査ゲージは、一般的に非磁性金属配管を検査するために利用される。炭素鋼管では、透磁率のために渦電流の侵入深さが比較的小さく、透磁率の局所変化を防ぐために深く侵入して広範囲に組み込まれる大きな誘導コイルを用いた低周波解析が必要になる。深い磁気の侵入と広範囲の組み込みが必要なため、ＥＣパイプライン検査ゲージは比較的急な屈曲部を有する限定的なパイプライン環境には適していない。
【特許文献１】国際公開特許第１９９５／００８４０Ａ号
【特許文献２】独国公開特許第１９７４６５１１Ａ１号
【特許文献３】米国特許第３，２２５，２９３号
【特許文献４】英国公開特許第２２９１９７５Ａ号
【特許文献５】米国特許第３，４８３，４６６号
【特許文献６】米国特許第６，８４７，２０７Ｂ１号
【特許文献７】独国公開特許第１０３００３８３Ａ１号
【特許文献８】欧州公開特許第１２６７１６１Ａ２号
【特許文献９】米国特許第４，７６９，５９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の問題の一部を克服するために、リモートフィールドＥＣおよび過渡ＥＣ技術が開発されている。しかしながら、リモートフィールドＥＣおよび過渡ＥＣ技術は、高い空間分解能を有する大径の厚い炭素鋼パイプラインの検査で、移動するＰＩＧによって孔食の領域を検出することが容易になる訳ではない。リモートＥＣシステムは励磁素子と検出素子の間の空間分解能を利用するので、急な曲がりと弁に隣接した広い範囲が検査されないままになる。さらに、リモートフィールドＥＣおよび過渡ＥＣ技術は自動ＰＩＧの消費電力を低くする訳ではない。間隔の狭い急な曲がりと弁を有するパイプラインの内部検査を円滑にするように適応されたＰＩＧが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
手短に言えば、本発明の一実施形態によれば、パルス渦電流パイプライン検査装置が提供される。該パルス渦電流パイプライン検査装置は、互いに長手方向に離間配置され、縮小位置と拡大位置との間で移動するように適応された複数の段と、該縮小位置にある該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置された複数のセンサであって、該拡大位置にある該複数の段の各々のセンサ間に少なくとも１つの間隔を有しており、該複数の段の１つ目の該少なくとも１つの間隔がその上にセンサが配置された該複数の段の２つ目の一部と並ぶように配列される該複数のセンサとからなる。
【０００８】
パイプラインを評価する方法も開示される。該方法の例示的実施形態は、該パイプライン中でパルス渦電流測定装置を駆動する段階を有しており、該パルス渦電流測定装置は複数の段からなっており、該複数の段の各々は、複数のセンサが間に間隔を有さない該複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に配置される縮小位置と、該複数の段の各々の上に配置されたセンサ間に少なくとも１つの間隔が存在する拡大位置との間で移動するように適応されており、該複数のセンサは、該拡大位置にある該複数の段の１つ目の周囲に配置されたセンサ間の該間隔が、該複数の段の少なくとも２つ目の周囲の該複数のセンサの少なくとも一部の位置と一致し、そこから長手方向に離間配置されるように配列されており、さらに該パルス渦電流測定装置を該縮小位置に配置して該パイプラインの狭窄部分を探査する段階を有する。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の特徴、側面および利点は、同じ符号が図面を通して同じ部品を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の例示的実施形態はパイプラインの有効性の検査に関する。特に、パイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）は、各々が複数のセンサ領域からなる複数のセンサ段を有する。ＰＩＧは、センサからパイプラインの壁に起こり得る欠陥や劣化に関する情報を得るためにパルス渦電流（ＰＥＣ）技術を利用している。以下に説明するように、ＰＥＣ技術を用いることによって、ＰＩＧが縮小位置か拡大位置のどちらかに位置するようにセンサを配置することができる。縮小位置では、ＰＩＧはパイプラインの比較的急な屈曲部を横移動することが可能になる。
【００１１】
図１はパイプライン検査システムの概略図であり、全体的に参照番号１０で示される。パイプライン検査システム１０は、パイプライン１２を検査するように適応されており、パイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）１４からなっている。ＰＩＧ１４はパイプラインの内部に配置された走査装置であり、パイプライン１２の壁に関するデータを集めるために使用される。データを分析して、例えばパイプライン壁の弱点などの潜在的な傷を確認することができる。ＰＩＧ１４は、パイプライン内の流体の流れとともにパイプラインの全長にわたって輸送することができる。図１に示される例示的実施形態において、ＰＩＧ１４は、パイプライン１２の壁に関するデータを得るためにパルス渦電流（ＰＥＣ）センサまたは探触子を利用している。
【００１２】
ＰＩＧ１４は、第１センサ段１６と第２センサ段１８とを有する。第１センサ段１６および第２センサ段１８は、各々が拡大位置と縮小位置とを有するように構成される。縮小位置では、第１センサ段１６および第２センサ段１８の直径を十分に小さくすることによって、ＰＩＧ１４は、センサ段１６、１８が拡大位置にあるときに横移動されるパイプラインの障害と比べて、パイプライン１２内の比較的急な屈曲部を横移動できるようになる。
【００１３】
図１に示される実施形態において、ＰＩＧ１４はさらに、パイプライン１２内のＰＩＧ１４の位置と方向を決定する位置決め要素（ＰＯＣ）２０を有する。ＰＩＧ１４はさらに、第１センサ段１６および第２センサ段１８によって取得されたデータを受信するためのデータ収集システム（ＤＡＳ）２２を有する。電源（ＰＳ）２４は、第１センサ段１６、第２センサ段１８、ＰＯＣ２０およびＤＡＳ２２だけでなく、ＰＩＧ１４のその他の関連要素にも電力を供給する。ＰＩＧ１４がさらにＤＡＳ２２等によって取得された各々の記録をタイムサンプリングするための内部時計などの追加要素を有し得ることは、当業者には理解できるであろう。同様に、パイプライン検査システム１０は、位置やＰＩＧ１４が移動した全体の距離を記録するための磁力計、磁気計測器、距離計および外部時計などの追加要素を含み得る。
【００１４】
図２は、図１に示されたＰＩＧ１４の中心軸３６を通る断面図である。この図は、全体的に参照番号２６で表わされる。図２に示される断面図は、図１に示されたセンサ段の１つの動作を示している。説明のために、第１センサ段１６（図１）を図２に示す。第１センサ段１６は、複数のセンサ領域２８、３０、３２および３４からなっている。図２に仮想線で示されるセンサ領域２８、３０、３２および３４は、縮小位置にある。中心軸３６に対する拡大位置では、同じセンサ領域がそれぞれ１２８、１３０、１３２および１３４で表わされる。
【００１５】
複数のセンサ領域２８、３０、３２および３４の各々は、各センサ領域を縮小位置と拡大位置との間で駆動するための、スプリング、油圧システムなどからなる拡大機構３８に取り付けられている。縮小位置では、ＰＩＧ１４は拡大位置での数値に対して約６０％〜７０％の直径を有する。センサ段１６、１８を縮小位置に移動させることにより、ＰＩＧ１４は、パイプライン１２の比較的急な屈曲部やその他の障害の中を効率的に移動することが可能になる。
【００１６】
図３は、図１に示されたような多段ＰＩＧ１４のセンサ段１６、１８を示す図である。この図は、全体的に参照番号４０で表わされる。第１センサ段１６および第２センサ段１８は、図３に破線で示される。第１センサ段１６は、センサ領域３０、３２および３４からなっている。センサ領域３０、３２および３４の各々は、本明細書で受信機とも呼ばれる複数のセンサ４２からなる。同様に、第２センサ段１８は、センサ領域４４とセンサ領域４６とからなっている。センサ領域４４、４６の各々は、複数の受信機４２からなる。例示的実施形態では、センサは第１センサ段１６と第２センサ段１８のセンサ領域上に配置されていて、センサ段が拡大位置にあるときに、第１センサ段１６および第２センサ段１８の各々がパイプラインの完全な円周被覆率を有することができるようになっている。さらに、センサ領域３０、３２および３４に対するセンサ領域４４、４６の配置は、第２センサ段１８のセンサ領域４４および４６が、両センサ段が拡大位置にあるときに、第１センサ段１６のセンサ領域３０、３２および３４の間の間隔に対応する円周位置を覆うように行われる。このようにして、センサ段１６、１８が拡大位置にあるときに、パイプライン１２の完全な円周被覆率を得ることができる。
【００１７】
ＰＩＧ１４（図１）は、センサを介してパイプライン１２に関するデータを得るために、パルス渦電流（ＰＥＣ）技術を利用するように適応されていることが望ましい。ＰＥＣシステムでは、ＰＥＣ信号がパイプライン１２の壁に向かって送信され、反射された信号が受信されて測定される。ＰＥＣ技術は、リモート渦電流技術とは異なるものである。リモート渦電流システムでは、駆動コイルが正弦波電流入力によって励起される。効果的な結果を得るためには、駆動コイルを比較的大きな距離をあけてセンサから物理的に引き離して、検査中のパイプラインからの帰還信号を受信し易くする必要がある。
【００１８】
対照的に、ＰＥＣシステムは正弦入力波形を一連のパルス電流励起波形と切り替える。駆動コイルは、送信パルス中に励起される。その後、電流を安定化させることができる。帰還信号は、安定期間にセンサに到達する。このようにして、パイプライン１２の潜在的な損傷に関連する比較的小さな変化を観測することができる。さらに、ＰＩＧ１４は、駆動コイルを受信センサにより接近させて配置することができるので、ＰＥＣシステム内でよりコンパクトにすることができる。例示的実施形態では、駆動コイルは１つ以上の受信センサに隣接して配置することができる。
【００１９】
明確にするために、第１センサ段１６に関しては３つのセンサ領域のみが図３に示されており、第２センサ段１８に関しては２つのセンサ領域が示されている。センサ段ごとのセンサ領域の具体的な数が本発明の重要な側面でないことは、当業者には明らかであろう。さらに、センサ領域の数はさまざまな設計の検討に基づいて選択することができ、例えば、センサ段が拡大位置にあるときに、第２センサ段のセンサ領域を第１センサ段のセンサ領域間の間隔数に対応する十分な数にすることができる。
【００２０】
パイプラインの検査中、上述したセンサの配列は均一な表面被覆率をもたらす。例えば、ＰＩＧの各段に４つの領域がある場合、直径はセンサ領域間の円周方向に４つのピッチに分けられると考えられる。３００ｍｍの内径のパイプラインは、円周方向に４．９ｍｍのピッチを有するパイプラインの壁からの過渡応答を得るために、合計で１９２のピックアップセンサまたは振動子を必要とする。引き続き２つのセンサ段と段ごとに４つのセンサ領域があると仮定すると、各領域は６個のセンサが４列の直線配列で配列された２４個のセンサを有しており、１９．６ｍｍのステップを有する空間格子状に配置されている。直線配列は４．９ｍｍずつ円周方向に順次ずれて、４．９ｍｍの格子を有するパイプライン１２の完全な表面被覆率をもたらす。
【００２１】
大きな面積の駆動コイルと比較的小さなピックアップセンサの組み合わせにより、パイプライン１２の壁の高解像度の渦電流画像化が可能になる。説明した例では、システムはすべての８つの駆動コイルを同時に励起するために１つの駆動パルスのみを必要とする。センサはできるだけ駆動コイル巻線の近くに配置されて、隣接する駆動コイルによってのみ誘導された渦電流に対する過渡応答の測定を円滑にすることができる。
【００２２】
図４は、本発明の例示的実施形態にしたがった多段ＰＩＧのセンサ領域の図である。この図は、全体的に参照番号４８によって表される。図４は、図３に示された各々のセンサ領域に採用することのできる例示的実施形態を表している。説明のために、第１センサ段１６のセンサ領域３０を図４に示す。センサ領域３０は、各センサを励起するために駆動コイル７４を利用している。駆動コイルは、パイプライン１２の壁に過渡磁束を導入するために使用される。図５を参照して以下に説明するように、パルサ（図６参照）からの電流の方形波を利用するのが望ましい。
【００２３】
センサ領域３０は、図４に示されるように、垂直直線配列で配列された複数の振動子５０、５２、５４、５６、５８および６０からなっている。振動子５０、５２、５４、５６、５８および６０の各々は図４で個々の参照番号を与えられているが、概して図３に示されたセンサ４２に対応するものである。例えば、センサ領域３０が図４に示されているが、所定のセンサ段の他のセンサ領域を同様の方法で配列することもできる。振動子５０、５２、５４、５６および５８によって形成された直線配列は、振動子の直径の４分の１ずつ互いにずれていく。説明のために、振動子は、（左から２番目の直線配列の）振動子５０を通る中心線６４が（左から４番目で最後の直線配列の）振動子５８を振動子５８の頂部から直径の約４分の１の位置で通り抜けるように配置されている。（左から１番目の直線配列の）振動子５２に対して引かれた中心線６８は、振動子５８を振動子５８の底部から約４分の１の方向の位置で通り抜けている。（左から３番目の直線配列の）振動子６０を通る中心線７０は、振動子５８と振動子６２の間を通っている。最後に、振動子５４の中心を通る中心線７２は、振動子６２の頂部から約４分の１の位置でセンサ６２に突き当たっている。図４に示された例示的なセンサ（振動子）配列は、パイプライン１２と重複する被覆率をもたらす。
【００２４】
図５は、ＰＩＧ１４（図１）で利用されたＰＥＣ技術の動作を説明するのに役立つグラフ図である。このグラフは、全体的に参照番号７６によって表される。グラフ７６の上部部分に位置するｘ軸７８は、ミリ秒時間に対応する。グラフ７６の上部部分に位置するｙ軸８０は、駆動コイル７４（図４）等の駆動コイル内の誘導電流に対応する。ＰＥＣ誘導電流波形８２は、ｘ軸７８およびｙ軸８０に関してグラフを用いて表される。図５に示されるように、表示された誘導電流は約０．１ｍｓで急速に上昇して、比較的安定したレベルが約０．１ｍｓから約５０ｍｓの間持続する。その後、電流は急激に降下する。
【００２５】
図５の下部部分は、図４に示された振動子５２、５４、５６、５８、６０および６２等のピックアップセンサに誘導された対応の電圧信号を示している。グラフの下部部分に関して、ｘ軸８６はミリ秒時間に対応する。ｙ軸８８は信号電圧に対応する。センサ電圧波形９０は、図５に示されたグラフの上部部分の誘導電流波形に対する対応のセンサ電圧を示している。図示のように、センサ電圧波形９０の電圧レベルは、誘導電流８２が急速に増加するのにつれて比較的高くなる。その後、電圧信号９０の値がゆっくりと減少するのに対して、ＰＥＣ誘導電流波形８２によって示された電流は安定したままである。振動子によって受信された信号はパイプラインの損傷部の影響を受けるので、さまざまな時間のセンサ電圧波形９０の値はパイプライン１２の損傷に対応している。さまざまな時間でセンサ電圧波形９０の値を測定することによって、パイプライン１２等のパイプラインの有効性の数学的モデルを作成することができる。図５に示されるように、センサ電圧波形９０の測定に基づいてパラメータ化曲線適合式を作成することができる。センサ電圧波形９０に対応する複数のパラメータ係数９２は、測定作業中に決定して記憶することができる。さらに、ＰＩＧ１４の内部メモリに係数のみを記憶することによって、パイプライン１２の拡大部分の表示に対応するデータを後の評価のために経済的に保存することができる。パラメータ係数９２は後にセンサ電圧波形９０を再構築するために用いられて、パイプライン１２の表面の潜在的な異常を確認することができる。
【００２６】
パイプラインの状態を表すパラメータ係数９２を決定するために、センサ電圧波形９０に関して得られた実際の値に圧縮ルーチンを適用することができる。このパラメータ化の形態は、目的の作業に対するパルス渦電流センサの通常動作中に予期される典型的な範囲のセンサのリフトオフ、サンプルの透磁率、導電率および厚さ状態のもとで、パイプライン１２の壁の十分な評価の基礎をなすと考えられている。
【００２７】
図６は、ＰＩＧ１４によって得られたデータの処理に使用される回路構成の例示的実施形態を示すブロック図である。この図は、全体的に参照番号１１０で表わされる。制御モジュール１１２は、ＰＥＣ信号を例示的なセンサ領域３０に提供するパルサ１１４を制御するように適応されている。図６に示される実施形態では、センサ領域３０上の４列のセンサ直線配列の各々からのデータが各前処理回路１１６、１１８、１２０または１２２に送られる。前処理回路１１６、１１８、１２０および１２２は、データの予備フィルタ処理および振幅制限を行う。前処理回路によって処理された後、データは多項式適合回路１２４、１２６、１２８または１３０に送られる。多項式適合回路１２４、１２６、１２８および１３０によって利用された処理アルゴリズムは、多項式曲線をパルス渦電流応答に適合させるように動作して、図５を参照して上記で説明された多項式係数を決定することを可能にする。得られた係数は、各測定点におけるすべてのセンサに関してデータ収集システム２２等の内部データ記憶装置に記録される。多項式係数のみを記憶することによって、内部記憶装置に記憶されるデータ量は５０〜１００倍減らすことができる。データ収集中のさらなる多重化を利用して、データ収集チャネルの数を減らすことができる。最終的に、説明したアルゴリズムは曲線適合ルーチンの一部として低域フィルタ処理機能を含む。
【００２８】
パイプラインの検査の完了後、データ収集システム２２はコンピュータに接続されて収集データを検索することができる。データが上述したようなパラメータ係数に対応する場合、伝達関数を多項式係数に適用して任意の検査地点の壁厚の値を計算する。得られた波形の係数を用いて、適合係数に関する非線形伝達関数を応答が測定された試験片の厚さ、透磁率、導電率およびリフトオフに適合させる。未知の物理的パラメータを用いて引き続きパイプラインの検査をする際は、測定されたパルス渦電流応答をパラメータ化し、予め計算された伝達関数を用いて適合係数を解釈して物理的パラメータとセンサのリフトオフを推定する。センサ領域やセンサ段における位置にしたがって各センサに関する適切な伝達係数を得るために、カスタムソフトウェアを開発することができる。検査したパイプライン表面の二次元渦電流画像を構築し、解析することができる。従来方法の画像処理および解析を用いて、望ましくない壁の薄化を有する地点を検出することができる。これらの地点には、修復手順が適用される。
【００２９】
図７は、本発明の例示的実施形態にしたがったＰＥＣセンサを作動させるための例示的段階を示すフローチャートである。このフローチャートは、全体的に参照番号１３２で表わされる。ブロック１３４において、プロセスが始まる。ブロック１３６において、図１に示されたＰＩＧ等のパルス渦電流測定装置がパイプラインを介して駆動される。上述したように、パルス渦電流測定装置は複数の段からなっている。複数の段の各々は、複数のセンサが複数の段の各々の円周の少なくとも一部の周囲に隙間なく配置されている縮小位置と、複数の段の各々の上に配置されたセンサ間に少なくとも１つの間隔が存在する拡大位置との間で移動するように適応されている。複数のセンサは、拡大位置にある複数の段の１つ目の周囲に配置されたセンサ間の間隔が、複数の段の少なくとも２つ目の周囲の複数のセンサの少なくとも一部の位置と一致し、それから長手方向に離間配置されるように配列される。
【００３０】
ブロック１３８において、パルス渦電流測定装置は縮小位置に配置されて、パイプラインの狭窄位置の探査を円滑にする。ブロック１４０において、プロセスは終わる。
【００３１】
本発明の特定の特徴のみが本明細書で例示され説明されたが、多くの修正および変更が当業者には考えられるであろう。したがって、添付の請求項は本発明の真の精神の範囲内にあるそのようなすべての修正および変更を含むことを目的としていることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の例示的実施形態にしたがったパイプライン検査システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の例示的実施形態にしたがったパイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）の断面図である。
【図３】本発明の例示的実施形態にしたがった多段ＰＩＧの図である。
【図４】本発明の例示的実施形態にしたがった多段ＰＩＧのセンサ領域の図である。
【図５】本発明の例示的実施形態にしたがったＰＩＧの動作を説明するのに役立つパルス渦電流（ＰＥＣ）信号のグラフ図である。
【図６】本発明の例示的実施形態にしたがったＰＩＧによって得られたデータの処理に使用される回路構成の例示的実施形態のブロック図である。
【図７】本発明の例示的実施形態にしたがったＰＥＣセンサを作動させる例示的段階を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  パイプライン検査システム
１２  パイプライン
１４  パイプライン検査ゲージ（ＰＩＧ）
１６  第１センサ段
１８  第２センサ段
２０  位置決め要素（ＰＯＣ）
２２  データ収集システム（ＤＡＳ）
２４  電源（ＰＳ）
２６  図２
２８（１２８）  センサ領域
３０（１３０）  センサ領域
３２（１３２）  センサ領域
３４（１３４）  センサ領域
３６  中心軸
３８  拡張機構
４０  図３
４２  センサ（受信機）
４４  センサ領域
４６  センサ領域
４８  図４
５０  振動子
５２  振動子
５４  振動子
５６  振動子
５８  振動子
６０  振動子
６２  振動子
６４  中心線
６６  中心線
６８  中心線
７０  中心線
７２  中心線
７４  駆動コイル
７６  グラフ（図５）
７８  ｘ軸
８０  ｙ軸
８２  ＰＥＣ誘導電流波形
８６  ｘ軸
８８  ｙ軸
９０  センサ電圧波形
９２  パラメータ係数
１１０  図６
１１２  制御モジュール
１１４  パルサ
１１６  前処理回路
１１８  前処理回路
１２０  前処理回路
１２２  前処理回路
１２４  多項式適合回路
１２６  多項式適合回路
１２８  多項式適合回路
１３０  多項式適合回路
１３２  図７
１３４  ブロック
１３６  ブロック
１３８  ブロック
１４０  ブロック
【図１】
2009517694.tif 000003
【図２】
2009517694.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009517694.tif 000009
【国際調査報告】
2009517694.tif 000010
2009517694.tif 000011
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