(57)【要約】  表面に沿って伝送される複数の超音波を用いて物体の表面をモデル化する方法は、・これらの超音波を表面に沿った複数の経路に沿って伝送させるステップと、・これらの経路に沿った各超音波の伝播時間を求めるステップと、を含む。これらの超音波の少なくとも一部は、Ｓ０モードを示し、周波数に依存した速度を有する。この速度（ｃ）は第１の屈曲点（ＢＰ１）までの周波数では相対的に高く、第１の屈曲点（ＢＰ１）と第２の屈曲点（ＢＰ２）との間の周波数では相対的に急速に低下し、第２の屈曲点（ＢＰ２）を超えた周波数では相対的に低い。これらの超音波は、第１の屈曲点（ＢＰ１）またはそれ以下にある周波数範囲を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体（２）の表面（３）に沿って伝送される複数の超音波を用いて前記表面（３）をモデル化する方法であって、
前記表面（３）に沿った複数の経路に沿って前記複数の超音波を伝送させるステップと、
前記複数の経路に沿った前記複数の超音波の伝播時間を求めるステップと、
を含み、前記複数の超音波の少なくとも一部は、Ｓ０モードを示し、周波数に依存した速度を有し、前記速度（ｃ）は第１の屈曲点（ＢＰ１）までの周波数では相対的に高く、前記第１の屈曲点（ＢＰ１）と第２の屈曲点（ＢＰ２）との間の周波数では相対的に急速に低下し、前記第２の屈曲点（ＢＰ２）を超えた周波数では相対的に低く、
前記複数の超音波は、前記第１の屈曲点（ＢＰ１）またはそれ以下にある周波数範囲を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記周波数範囲は、前記周波数範囲内の肉厚と周波数との積が２．０ＭＨｚ．ｍｍ以下になるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周波数範囲は、１５０ｋＨｚ未満、好ましくは１２０ｋＨｚ未満、の帯域幅を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記超音波はパルス波である、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項５】
前記超音波はガイド波またはレイリー波である、先行請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記物体（２）は円周を有し、一部の経路は前記円周を少なくとも一回りする、先行請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記物体（２）は液体、好ましくは油または水、を輸送するためのパイプである、先行請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記物体（２）は液体、好ましくは油または水、を貯蔵するための容器である、先行請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
先行請求項の何れか１項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
物体（２）の表面（３）に沿って伝送される複数の超音波を用いて前記表面（３）をモデル化するための装置（１）であって、
第１の振動子（４）および少なくとも１つの第２の振動子（５）であって、前記第１の振動子（４）と各第２の振動子（５）とは前記表面（３）に沿った経路を画定する、第１の振動子および少なくとも１つの第２の振動子と、
前記超音波を前記第１の振動子（４）から各第２の振動子（５）まで前記経路に沿って伝送させるための送信ユニット（１２）と、
前記複数の経路に沿った前記複数の超音波の伝播時間を求めるように構成された処理ユニット（１０）と、
を備え、前記複数の超音波の少なくとも一部は、Ｓ０モードを示し、周波数に依存した速度を有し、前記速度（ｃ）は第１の屈曲点（ＢＰ１）までの周波数では相対的に高く、前記第１の屈曲点（ＢＰ１）と第２の屈曲点（ＢＰ２）との間の周波数では相対的に急速に低下し、前記第２の屈曲点（ＢＰ２）を超えた周波数では相対的に低く、
前記複数の超音波は、前記第１の屈曲点（ＢＰ１）またはそれ以下にある周波数範囲を有することを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記周波数範囲は、前記周波数範囲内の肉厚と周波数との積が２．０ＭＨｚ．ｍｍ以下になるように選択される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
好ましくは１５０ｋＨｚ未満、より好ましくは１２０ｋＨｚ未満、の帯域幅を有する、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記超音波はパルス波、好ましくはガイド波またはレイリー波、である、請求項１０、１１、または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記表面のモデルを表示するための表示ユニット（１３）をさらに備える、請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記表面（３）のモデルを記憶するためのメモリユニット（１１）をさらに備える、請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の装置。
【請求項１６】
物体を監視するためのシステムであって、前記システムは請求項１乃至１５の何れか１項に記載の装置（１）を備え、前記物体は好ましくはパイプラインであり、より好ましくは液体を輸送するためのパイプラインである、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食の監視に関する。特に、本発明は、金属パイプなどの物体の状態を調べるための、また必要であればトモグラフィ法を用いて当該物体の表現を作成するための、単一経路または複数経路の超音波測定を用いた腐食の監視に関する。
【背景技術】
【０００２】
トモグラフィ法を用いた腐食の監視方法および装置は、２００８年８月２０日に欧州特許出願公開第１９５９２２９号として公開され、また２００８年８月２８日に国際公開第２００８／１０３０３６号として公開された欧州特許出願第０７１０２６５３号（ＴＮＯ）明細書に記載されている。
【０００３】
上記の欧州特許出願においては、超音波信号が送信ユニットから受信ユニットまで物体の表面に沿って送られ、直接信号のみが分析される。直接信号とは、（円筒状または球形の）物体の周囲を一回りせずに、少なくとも３６０度未満で、受信ユニットに到達する信号である。ただし、複数経路または間接信号、すなわち物体の周囲を３６０度を超えて伝播する信号、を用いることも可能である。これは、受信ユニットが複数の信号、その一部は（円筒状）物体の長さに対して鋭角でその物体の周囲を一回り以上してきた信号、を受信するという現象をもたらす。この角度により、劣化の幅（周方向）ばかりでなく長さ（縦方向）も推定できるので、いくつかの劣化をより詳細に調べることができる。
【０００４】
特開第２００７−３５３７号（日立製作所）は、直接および間接の両音波を用いて配管を監視する方法を開示している。この日本特許出願明細書の図７は、さまざまな角度で伝播する波を如何に利用できるかを示している。同特許出願明細書の図３は、波（この特定の例においてはラム波）のさまざまなモード、すなわちＡ０およびＳ０、での肉厚と周波数との積に対する相対速度（縦軸）の図を示している。周知のように、Ｓ０モードを表す曲線は２つの屈曲点（または「変曲点」）、すなわち、相対的に低い周波数（言及した例においては、肉厚と周波数との積が２にほぼ等しい）における第１の屈曲点と、相対的に高い周波数（言及した例においては、肉厚と周波数との積が３ほぼ等しい）における第２の屈曲点、を示すことが分かる。非分散波が用いられているので、これは一様な速度を有するＳＨ０モード（図１０）にする必要がある。ただし、分散の補正も用いられている。これは、Ｓ０モードの速度がＳＨ０モードの速度に等しいことを意味する。
【０００５】
したがって、上記の日本特許出願明細書から結論付けうることは、提案された動作範囲は、第２の屈曲点またはその付近であり、Ｓ０モードの曲線（図３）とＳＨ０モードを表す（ほぼ水平な）線（図１０）との交点によって与えられるということである。これは、この日本特許出願明細書には周波数が５００ｋＨｚ（＝０．５ＭＨｚ）であり、肉厚が６ｍｍであると言及されていることから、周波数を肉厚に掛けた値は３ＭＨｚ．ｍｍになり、第２の屈曲点に正確に一致するという事実によって確認される。
【０００６】
ただし、一部の用途においては第２の屈曲点の周波数は極めて高い減衰を受けるため、この従来技術の監視方法はこのような用途においては実質的に役に立たないことが明らかである。これは、特に、液体が充填されたパイプまたは容器を監視する場合に当てはまる。液体は圧縮に抵抗するため、極めて高い減衰を引き起こすからである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の上記および他の問題を克服し、液体が充填されたパイプまたは容器に用いられた場合であっても、その動作範囲において高い減衰がない超音波による監視および／またはモデル化の方法およびシステムを提供することである。
【０００８】
したがって、本発明は、表面に沿って伝送される超音波を用いて物体の表面をモデル化する方法を提供する。この方法は、
・  複数の超音波を表面に沿った複数の経路に沿って伝送させるステップと、
・  各経路に沿った超音波の伝播時間を求めるステップと、
を含み、これらの超音波の少なくとも一部はＳ０モードを示し、周波数に依存した速度を有し、この速度は、第１の屈曲点までの周波数では相対的に高く、第１の屈曲点と第２の屈曲点との間の周波数では相対的に急速に低下し、第２の屈曲点を超えた周波数では相対的に低く、これらの超音波は第１の屈曲点またはそれ以下の周波数範囲を有することを特徴とする。
【０００９】
第１の屈曲点またはそれ以下の周波数範囲を用いることによって、従来技術の方法の利点を保持しながら、減衰の大幅な低減が達成される。したがって、従来技術の極めて高い減衰が回避されるため、本方法は、パイプおよび容器など、液体が充填された物体に用いることができる。さらに、第１の屈曲点またはそれ以下の動作範囲を用いることによって、屈曲点間の曲線の急勾配部分が用いられるため、物体（一般にはパイプまたは容器であるが、これだけに限定されない）の肉厚のばらつきに対して最大の感度が達成される。
【００１０】
なお、上記の周波数範囲は、相対的に狭い帯域幅を有しうるため、周波数帯域というより、むしろ周波数と称されうることに留意されたい。実際には、複数の周波数を含む周波数範囲が一般に用いられるであろう。周波数範囲の帯域幅は、好ましくは１５０ｋＨｚ未満であり、より好ましくは１２０ｋＨｚ未満であるが、帯域幅が１００ｋＨｚ未満、例えば５０ｋＨｚ、の周波数範囲を用いることもできる。
【００１１】
本発明により用いられる周波数（範囲）はパイプまたは容器の肉厚に応じて異なるが、周波数と肉厚との積はほぼ２ＭＨｚ．ｍｍ（またはｋＨｚ．ｍ）未満、すなわち肉厚が６ｍｍであれば周波数範囲はほぼ０．３３ＭＨｚ未満、であることが好ましい。したがって、周波数範囲は、この周波数範囲における肉厚と周波数との積が２．０ＭＨｚ．ｍｍ以下になるように選択される。
【００１２】
超音波はパルス波を含むことが好ましい。超音波はガイド波および／またはレイリー波を含むことがさらに好ましい。
【００１３】
本発明の方法は、一部の信号経路が物体の周囲を少なくとも一回りし、これにより複数の超音波がいくつかの振動子ユニットに到達する場合に特に好都合である。
【００１４】
これらの超音波信号を監視および／またはモデル化、例えばトモグラフィ法を用いたモデル化、に用いることができる。
【００１５】
本発明は、上記の方法を実行するためのコンピュータプログラム製品をさらに提供する。コンピュータプログラム製品は、ＣＤまたはＤＶＤなどのデータ担体に格納されたコンピュータ実行可能命令セットを含みうる。このコンピュータ実行可能命令セットは、プログラム可能なコンピュータに上記方法を実行させるものであり、遠隔サーバから、例えばインターネット経由で、ダウンロードするためにも利用できる。
【００１６】
本発明は、Ｓ０曲線の第１の屈曲点またはそれ以下で動作する装置をさらに提供する。より具体的には、本発明は、表面に沿って伝送される複数の超音波を用いて物体の表面をモデル化する装置を提供する。この装置は、
・  第１の振動子および少なくとも１つの第２の振動子であって、第１の振動子と各第２の振動子とは上記表面に沿った経路を画定する、第１の振動子および少なくとも１つの第２の振動子と、
・  上記複数の超音波を上記第１の振動子から各第２の振動子まで上記経路に沿って伝送させるための送信ユニットと、
・  上記複数の経路に沿った上記複数の超音波の伝播時間を求めるように構成された処理ユニットと、
を備え、上記超音波の少なくとも一部は、Ｓ０モードを示し、周波数に依存した速度を有し、この速度は、第１の屈曲点までの周波数では相対的に高く、第１の屈曲点と第２の屈曲点との間の周波数では相対的に急速に低下し、第２の屈曲点を超えた周波数では相対的に低く、これらの超音波は、第１の屈曲点またはそれ以下にある周波数範囲を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、物体を監視するシステムをさらに提供する。このシステムは、上記の装置を備え、物体は好ましくはパイプラインであり、より好ましくは液体を輸送するためのパイプラインである。
【００１８】
以下に、添付図面に示されている例示的実施形態を参照しながら本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明により表面がモデル化される物体を模式的に示す。
【図２】本発明により生成されうる三次元物体モデルを模式的に示す
【図３】本発明により生成されうる二次元物体モデルを模式的に示す。
【図４】本発明において用いられるような超音波のいくつかのモードについて、周波数と肉厚との積と超音波の速度との間の関係を模式的に示す。
【図５】図４のＳ０モードの関係を減衰と共に周波数と肉厚との積の関数として模式的に示す。
【図６Ａ】本発明において用いられる超音波パルスを模式的に示す。
【図６Ｂ】本発明において用いられる超音波パルスを模式的に示す。
【図７】本発明による表面モデル化装置を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に単なる非限定例として示されているパイプ２は、モデル化対象の表面３を備えている。図示の例において、表面３は、例えば腐食に起因しうる、凹部６を有する。表面３を適切にモデル化することによって、凹部６の範囲と（相対的な）高さとを求めうる。
【００２１】
第１の振動子ユニット４と第２の振動子ユニット５とがパイプ２の表面３の両側に取り付けられている。第１および第２の振動子ユニットの両方が超音波を送受信できるようにしてもよいが、本発明においては第１の振動子ユニット４を超音波パルス波の送信に用い、第２の振動子ユニット５をこれらの波の受信に用いる。これらの振動子ユニットは、それ自体が公知のものでもよく、圧電ユニットでもよい。
【００２２】
第１の振動子４が発生させたパルス波またはパルスは、規定の持続時間、例えば数μｓ（マイクロ秒）、を有する。実際の持続時間は、特定の用途、例えば振動子ユニットの寸法および相互間の距離、に応じて変わりうる。振動子の数は可変である。少なくとも１つの第１の振動子４と少なくとも１つの第２の振動子５とを設ける必要があるが、第２の振動子５は複数、例えば２つ、３つ、４つ、８つ、またはそれ以上用いることが好ましい。第２の振動子５を複数用いると、パルス波が伝播される経路が複数になることから、表面のモデル化が向上される。同様に、第１の振動子４も複数用いることが好ましい。図２および図３の例においては、８つの第１の振動子４と８つの第２の振動子５とが用いられているが、本発明はこの特定の数に限定されるものではない。複数の第１および／または第２の振動子は、等間隔に配置されることが好ましいが、これは必須ではない。
【００２３】
例示的な三次元モデルが図２に示され、パルス波が伝播する複数の経路が二次元モデルとして図３に示されている。図２の三次元モデル７０は、図３の二次元モデル７２に基づいている。
【００２４】
図２のモデル７０は、パイプ、例えば図１のパイプ２、の（外）面を表す。ｘ軸およびｙ軸は、パイプ状モデルの断面に延在し、ｚ軸はその縦方向に延在する。この例の各寸法は、メートル（ｍ）単位である。図２の三次元モデルは、実は、図１の物体２の再構築である。三次元の再構築は、トモグラフィの分野では、それ自体が公知である。
【００２５】
図２のモデル化された表面は、第１の振動子４のセットと第２の振動子５のセットとの間に延在する。第１の振動子４の各々と第２の振動子５の各々との間に経路７１が延在する。これらの経路に沿ったパルスの伝播時間は、これらの経路の長さに比例する。滑らかで平坦な面に沿って延在する経路は、図１の凹部６を横切る経路より短くなる。したがって、これらの経路に沿った伝播時間は異なり、パルスはそれぞれ異なる時刻に到着することになる。
【００２６】
このモデルは、さまざまな経路に沿ったパルスの到着時刻を算出する。このモデルのすべての経路は等しい長さを有すると最初に想定されている場合、凹部６を横切る経路では測定された伝播時間と計算された伝播時間との間に差異が発生する。この差異は、モデルを調整することによって打ち消すことができる。モデルの各初期値は、実際の物体（パイプなど）の各測定値および／または理論的考察に基づくものでもよい。
【００２７】
図３の二次元例において、横軸はパイプ状モデルの円周Ｒに沿って延在し、ｚ軸はその縦方向に延在する。これらの寸法は、メートル（ｍ）単位である。
【００２８】
図３から分かるように、複数の第１の振動子４と複数の第２の振動子５とがモデルの円周に沿って等間隔に配置されている。第１の振動子が発生させたパルスは、第２の振動子によって検出される。到着時刻、ひいては伝播時間、は、第１の振動子４の各々と第２の振動子５の各々との間に延在する経路セット７１に少なくともほぼ対応する。図面を明確にするために、図３にはこのような経路セット７１が１つだけ示されている。
【００２９】
上で説明したように、このモデルは、物体の表面（図１の３）に関する情報を含んでいる。この情報は、いくつかの点における表面の（相対的または絶対的）高さを表す値セットを含みうる。図１に示されているように、凹部６の表面の高さは、第１の振動子４がある位置の表面の高さより低い。この表面を正確にモデル化するには、多数の、例えば数百または数千もの、表面点が必要とされる。
【００３０】
測定伝播時間は、各パルスの到着時刻からそれぞれの送信時刻を引くことによって求められる。送信時刻は、一般には、起動信号が第１の振動子ユニットに送信された時点を記録することによって求められ、到着時刻は、一般には、検出信号が第２の振動子ユニットから受信された時点を記録することによって求められる。
【００３１】
次に、計算された伝播時間と測定された伝播時間とが比較され、差異があれば如何なるものでも記録される。次に、これら差異がなくなるようにモデルを最適化するために、最適化手順が用いられる。この最適化手順は、それ自体が公知である手順でもよい。適切な公知の最適化手順は、レーベンバーグ−マルカート手順およびガウス−ニュートン手順である。
【００３２】
本発明の方法には、表面波が用いられることが好ましい。表面波は、各パルスによって、単なる点の情報ではなく、経路の情報が得られるという利点がある。レイリー波は、表面に追従するため、極めて適切な表面波であることが分かっている。結果として、レイリー波の伝播時間は、表面構造に関して極めて正確な情報をもたらす。
【００３３】
ただし、特に表面に関する情報ばかりでなく、物体の肉厚に関する情報も必要な場合は、ガイド波も極めて適切である。特に、所与の周波数において波の伝搬速度は肉厚に応じて決まるというガイド波の好都合な分散挙動が利用される。したがって、測定された速度変化は何れも肉厚のばらつきを示す。レイリー（パルス）波と表面（パルス）波との組み合わせも使用しうる。
【００３４】
図３には、一部の超音波経路７１が振動子ユニット４から振動子ユニット５に直接延在し、これらの振動子ユニット間の最短ルートを取っていることも示されている。他の経路は、振動子ユニット５に到達する前に、物体の周囲を、時には３６０度を超えて、回っている。図３において、これは経路７１’によって示されている。経路７１’は、経路７１”として続き、物体の周囲に３６０度を超えて延在している（図３の二次元表面モデル７２は、ほぼ円筒状の表面を表す、図２の三次元表面モデル７０の表現であることに注目されたい）。この（間接）経路７１”は、（直接）経路７１と同じ振動子ユニット５に到達する。すなわち、振動子５は、超音波を複数の経路から受信することが分かる。
【００３５】
物体の表面上を伝播する超音波の速度は、さまざまな要因に依存する。すなわち、波の周波数、物体の肉厚（表面が物体の壁面である場合、速度は肉厚に依存する）、および波の特定のモード、すなわち対称（Ｓ）モードおよび非対称（Ａ）モードなど、に依存する。図４には、さまざまなモード、すなわち対称モードＳ０およびＳ１、非対称モードＡ０およびＡ１、およびシアモードＳＨ０、について、速度ｃが周波数ｆと（壁の）肉厚ｄとの積（ＭＨｚ．ｍｍ単位）の関数として（ｍ／ｓ単位で）表されている。他のモードも存在するが、本発明にはあまり関係ないので、図４から省かれている。
【００３６】
Ｓ０モードのグラフは、３つの区間、すなわち（本例において）ｆ×ｄ＝０とｆ×ｄ＝２のほぼ間にあり、速度ｃが相対的に高い第１の区間と、（本例において）ｆ×ｄ＝２とｆ×ｄ＝３のほぼ間にあり、速度が相対的に急速に低下する第２の区間と、（本例において）ｆ×ｄ＝３のほぼ上方にある第３の区間と、を含むと言えることが分かる。これらの区間を分ける点は、図４に屈曲点ＢＰ１およびＢＰ２として示されている。第１の屈曲点ＢＰ１の下方では速度が相対的に高く（図示の例でほぼ５８００ｍ／ｓ）、屈曲点ＢＰ１およびＢＰ２の間では速度が相対的に急速に低下し、第２の屈曲点ＢＰ２の上方では速度が相対的に低い（図示の例ではほぼ３０００ｍ／ｓ）。上記のように、特開第２００７−３５３７号の従来技術の方法は、第２の屈曲点または変曲点ＢＰ２における周波数を用いている。本発明者らは、この周波数の選択は、油または水を収容したパイプまたは容器など、液体を収容した物体には適切でないことを見出した。その理由は、この周波数では減衰が大きすぎて本方法が有効ではないからである。これについて、図５を参照して説明する。
【００３７】
図５は、Ｓ０モードのグラフを減衰α（ｄＢ／ｍ単位）のグラフと共に模式的に示す。見て分かるように、減衰αは、第２の屈曲点ＢＰ２において７５ｄＢ／ｍにほぼ等しい。実際に、これは、各振動子ユニット５に到達する各超音波のパワーが極めて小さいため、その検出は不可能ではないにしても極めて困難であることを意味する。
【００３８】
これに対して、本発明は、第１の屈曲点ＢＰ１またはそれ以下の周波数（または周波数範囲）の使用を提案する。このような周波数における減衰αは１８ｄＢ／ｍ未満であり、５７ｄＢ／ｍの向上をもたらすことが図５から明らかである。したがって、本発明による方法および装置は、液体が充填された物体にも使用できる。
【００３９】
なお、用語「屈曲点」および「変曲点」は、本明細書では区別なく用いられていることに留意されたい。厳密な数学的意味では、図５におけるＳ０曲線の屈曲点ＢＰ１およびＢＰ２は変曲点ではない。すなわち、図示のＳ０曲線は、屈曲点ＢＰ１およびＢＰ２の間の中間に位置する単一の変曲点を有する。この（数学的）変曲点は、曲線の勾配が増加から減少に変わる点である。ただし、屈曲点ＢＰ１およびＢＰ２は「変曲点」とも称しうる。その理由は、これらの屈曲点において曲線が屈曲または変曲するからである。実際に、Ｓ０曲線は、これらの屈曲点において最大の曲率を示す。
【００４０】
図５から分かるように、第１の屈曲点ＢＰ１は、ｆ×ｄ＝２（ＭＨｚ．ｍｍ）の位置にある。図５のグラフは６ｍｍの肉厚ｄに基づいているので、対応する周波数は０．３３ＭＨｚ＝３３０ｋＨｚである。したがって、本発明は（肉厚が６ｍｍのとき）最大でほぼ３３０ｋＨｚの周波数、例えば３３０ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、または２５０ｋＨｚの周波数、を用いると言えるが、これより低い周波数を用いることもできる。このような周波数を用いることによって、流体が充填された物体に起因する減衰は大幅に低減される。
【００４１】
物体のモデル化をさらに向上させるために、波形補正を用いて分散波を補正することもできる。これは、図６Ａおよび図６Ｂに模式的に示されている。図６Ａは、元のパルス８１（太線）とその歪んだパルス波形８２（細線）とを示し、図６Ｂは再構築されたパルス８３を示す。
【００４２】
図６Ａには、分散により歪んだパルス８２が示されている。すなわち、元のパルス８１に比べると、パルスの元の位相関係が失われ、パルスが時間的に広がっている。これは、パルスの到着時刻、ひいてはその伝播時間、の判定をより不正確にする。これは、図３に示されているように複数の経路が用いられる場合に、特に問題となる。
【００４３】
分散による精度低下は、場合によっては波形補正を適用することによって回避しうる。国際公開第２００８／１０３０３６号（ＴＮＯ）において、この波形補正（位相補正）は、歪んだパルスの周波数スペクトルに周波数領域補正係数を掛けることによって実現されている。補正後、パルスの位相ひいては形状は、図６Ｂに示されているように復元される。この復元されたパルス波８３は、その伝播時間の正確な検出を可能にする。
【００４４】
物体の表面をモデル化する装置が図７に示されている。装置１は、処理ユニット（ＰＵ）１０と、メモリユニット（１１）と、送信ユニット（ＴＵ）１２と、表示ユニット（ＤＵ）１３とを備える。処理ユニット１０は、本発明の方法を具現化するソフトウェアプログラムの命令を実行可能なマイクロプロセッサを備えることが好ましい。メモリユニット１１は、このソフトウェアプログラムのほか、表面点値セットを含む、モデルのパラメータを記憶しうる。表示ユニット１３は、モデル、特に図２に示されている種類の再構築、を表示可能な表示画面を備えることが好ましい。送信ユニット１２は、処理ユニット１０の制御下で、第１の振動子（単数または複数）４に供給されるパルス送信信号を生成できる。さらに、送信ユニット１２は、第２の振動子（単数または複数）５によって生成されたパルス検出信号を受信し、適切なパルス検出情報を処理ユニット１０に供給することができる。
【００４５】
送信ユニット１２は、例えば無線周波数（ＲＦ）通信または赤外線通信を用いて、振動子４および５と無線通信を行うように構成しうる。処理ユニット１０は、さらに波形補正（スミア除去）を適用するように構成しうる。波形補正のための適切なプログラムステップをメモリユニット１１に記憶させうる。
【００４６】
本発明によると、送信ユニット１２と振動子ユニット４および５とは、Ｓ０グラフの第１の屈曲点（図４および図５のＢＰ１）またはそれ以下の周波数で動作するように構成される。
【００４７】
本発明は、パイプまたはチューブに限定されず、他の物体、例えば船体、飛行機胴体、車体、装甲車両の甲板（の部分）の表面または壁、または他の表面または壁構造、例えば貯蔵タンク、ロッド、鋼橋、および建造物内の金属構造物、にも適用しうることを理解されるであろう。
【００４８】
本発明は、Ｓ０モード曲線の第１の屈曲点（「第１の変曲点」）またはそれ以下の周波数は、第２の屈曲点（「第２の変曲点」）の周波数より減衰が著しく小さく、測定にはるかに適しているという洞察に基づく。本発明は、特に複数経路の用途に適しているが、勿論これだけに限定されるものではない。言い換えると、本発明は、単一経路の用途にも使用しうる。
【００４９】
なお、本明細書で用いられている用語は何れも本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことに留意されたい。特に、単語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ）」および「備えた／含んだ（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、明記されていない何れかの要素を排除しようと意図されているものではない。単一の要素は、複数の要素またはその均等物に置換可能である。
【００５０】
本発明は上記の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱することなく多くの修正および追加を行いうることを当業者は理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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