(57)【要約】本体、（12 ; 112）、前記本体（12 ; 112）上の圧電材料を含むフィルム（22 ; 50 ; 51 ; 113）、前記フィルム上の複数の超音波変換器（20 ; 110）、からなる管（P）を試験するためのシュー装置（10 ; 100）。
2010522878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体上の圧電材料を含んだフィルムと、
前記フィルム上の複数の超音波変換器と、
を含む、管を検査するためのシュー装置。
【請求項２】
制御システムをさらに含み、
前記複数の超音波変換器の各々が前記制御システムと通信する、
請求項1記載のシュー装置。
【請求項３】
前記制御システムが、使用されるときに、任意の個々の超音波変換器、隣接する超音波変換器の組、もしくは隣接する超音波変換器の複数の組、を制御することを特徴とする、請求項2記載のシュー装置。
【請求項４】
超音波を、超音波変換器から検査される管に伝播するための伝播剤をさらに含み、
前記伝播剤は、前記本体と検査される管の間に収まるように適合されることを特徴とする、
請求項1、2、3のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項５】
前記本体はほぼ円筒形であり、前記本体を貫いて走り検査される管が通過することができるチャネルを含む、
請求項１から4のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項６】
使用されるときに、検査される管が通過することができるチャネルを形成する、複数の分かれた本体をさらに含む、
請求項1から4のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項７】
分かれた本体の各々を、前記チャネルが形成される位置に向かって、および前記チャネルが形成される位置から離すように、動かすための作動装置をさらに含む、
請求項6記載のシュー装置。
【請求項８】
各本体が検査される管の上に周囲を覆う部分を提供し、
前記複数の分かれた本体が配置されて、隣接する周囲を覆う部分が重複することを特徴とする、
請求項6または7記載のシュー装置。
【請求項９】
前記複数の超音波変換器は、前記本体から間隔を離して、もしくは前記本体のそれぞれから間隔を離して配置されることを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項１０】
前記本体に取り付けられた回路基板をさらに含み、
超音波変換器の各々が前記回路基板に接続される、
前述の請求項のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項１１】
前記本体はほぼ円筒形であり、且つ、前記複数の超音波変換器は前記ほぼ円筒形の本体の周囲に間隔を離して配置されることを特徴とする、
請求項10記載のシュー装置。
【請求項１２】
超音波変換器の各々は、上面の前記フィルムの一部分、下面、前記上面上の上面電極、
前記下面上の下面電極、を含み、各電極は、前記回路基板に接続されることを特徴とする、
請求項10または11記載のシュー装置。
【請求項１３】
前記上面電極と前記下面電極のうちの一方が接続されている第一の回路基板と、
前記上面電極と前記下面電極のうちの他方が接続されている第二の回路基板と、
をさらに含む、請求項12記載のシュー装置。
【請求項１４】
前記フィルムは、使用されるときに検査される管に対面する前記本体の検査部分に取り付けられ、
前記フィルムは、前記検査部分の外側に露出した端部と、前記回路基板上の信号トレースに接続できる前記本体の片側に露出した端部と、前記回路基板の接地面に接続できる前記本体の他の側に露出した端部と、を有することを特徴とする、
請求項10、11、12、13のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項１５】
前記露出した端部は、前記本体の両側の縁部を覆って折りたたまれることを特徴とする、
請求項14記載のシュー装置。
【請求項１６】
前記フィルムは、使用されるときに管に近い側にある上面電極と、前記管から前記上面電極より遠い側にある下面電極とを含み、
前記上面電極を備える前記露出した端部は、前記本体の片側の前記回路基板上のトレースに対して折りたたまれ、前記本体の他の側上では前記下面電極を備える前記露出した端部が前記本体に対して折りたたまれ、前記下面電極は前記回路基板の接地面に導電性の板を介して接続されることを特徴とする、
請求項14記載のシュー装置。
【請求項１７】
制御システムをさらに含み、
超音波変換器の各々が前記制御システムと前記回路基板を介して通信する、
請求項10から16記載のシュー装置。
【請求項１８】
前記フィルムは電気活性重合体を含む、
前述の請求項のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項１９】
前記電気活性重合体はフッ化ポリビニリデンもしくはそれらの共重合体を含む、
請求項17記載のシュー装置。
【請求項２０】
前記フィルムは約9 μmから110 μmの間の厚さを持つ、
前述の請求項のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項２１】
各変換器は検査される管の周囲の寸法に対応する幅を有し、前記幅は約6 mmである、
前述の請求項のいずれかに記載のシュー装置。
【請求項２２】
請求項1から21のいずれかに記載の一つ以上のシュー装置を含み、
前記一つ以上のシュー装置が配置されて、使用されるときに、前記管と前記一つ以上のシュー装置の間で相対的に回転をすることなく、ほぼ前記管全体が検査されうることを特徴とする、
管を検査するための装置。
【請求項２３】
(1) 請求項22記載の装置に管を差し込むステップと、
(2) 前記管を検査するために、制御システムを用いて、前記超音波変換器を作動させて、前記管に対して直接超音波を発生させるステップと、
を含む、管を検査するための方法。
【請求項２４】
前記制御システムが、前記管を検査するために個々の超音波変換器と通信するステップをさらに含む、
請求項23記載の方法。
【請求項２５】
前記制御システムが、前記管を検査するための合成波を形成するために、複数の超音波変換器と通信するステップをさらに含む、
請求項23記載の方法。
【請求項２６】
前記複数の超音波変換器の各々を、ほぼ同時に作動させるステップをさらに含む、
請求項25記載の方法。
【請求項２７】
前記複数の超音波変換器の各々を、画定された遅延パターンにしたがって順番に作動させるステップをさらに含む、
請求項25記載の方法。
【請求項２８】
複数の隣接する超音波変換器群を、前記管全体を検査するように前記管の周囲に複数の多重合成波を形成するために作動させるステップをさらに含む、
請求項25から27いずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記管もしくは前記シュー装置をお互いに関して回転することなく、前記管全体を実質的に検査するステップをさらに含む、
請求項23から28いずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管を検査するためのシュー装置に関し、シュー装置を含む装置および管を検査するための方法に関する。
【０００２】
本発明は、ある態様においては管の非破壊試験に注目し、ある具体的な態様においては、フッ化ポリビニリデン圧電フィルムを含む超音波変換器（transducer）を用いるそのような試験に関するシステムと方法に注目する。
【背景技術】
【０００３】
管の非破壊試験により、管内部の欠陥が示されうる。先行技術には、管の非破壊試験に関する多様なシステムおよび方法が含まれる。例えば、U.S. Patent 5,063,776、U.S. Patent 5,616,009、U.S. Patent 5,975,129、U.S. Patent 7,055,623、U.S. Patent 5,715,861、U.S. Patent 4,638,978および、2005年4月4日出願のU.S. Application Ser. No. 11/098,166（本発明と共有）に開示されるが、これらに限定されず、列挙された全ての特許および出願は、全ての目的において全体として本明細書に組み込まれる。
【０００４】
ある先行技術の方法では、変換器により発生する超音波ビームは、試験されている管の全体に及ぶことはできない。且つ、全ての変換器により発生する超音波ビームが、試験されている管全体に及ぶことができる他の先行技術の方法においては、走査ヘッドか管かのいずれかを機械的に回転させやすくしなくてはならなかったり、もしくは個々にパッケージされた変換器が多数使用されたりする。このようなことは、複雑なシステム設計、高コスト、および動作の困難性につながりうる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明にしたがって管を検査するためのシュー装置が提供され、前記シュー装置は、
本体、
前記本体の上の圧電材料を含んだフィルム、および
前記フィルムを含んだ複数の超音波変換器
を含む。いくつかの実施形態では、フィルムは、例えばPVDFもしくはそれらの共重合体などの強誘電性重合体などの電気活性重合体を含む。電気活性重合体を用いる利点は、シュー装置がより信頼でき、しかも圧電セラミック変換器を用いるよりも比較的低コストで作ることができる点である。他の利点は、管全体の検査を行ううえでパイプについても、もしくはいずれのシューについても回転をしなくてよいように、シュー装置が設計されうる点である。
【０００６】
さらなる特徴は、請求項2から22を参照して示される。
【０００７】
本発明の他の態様にしたがって、管を検査するための装置が提供される。この装置は、一つ以上の上述のシュー装置を含み、このシュー装置の配置により、使用においては、管と前記一つ以上のシュー装置とが相対的に回転することなく、ほぼ管全体が検査されうる。
【０００８】
本発明のさらに他の態様にしたがって、管を検査する方法が提供され、この方法は、
（1）管を上述の装置に差し込むことと、
（2）管を検査するために管に向けて超音波を発生させるための制御システムを用いて、前記超音波変換器を作動させることと、を含む。
【０００９】
この方法のさらなるステップは、請求項24から29を参照して示される。
【００１０】
少なくともある実施形態においては、本発明は、間隔を離して設置した複数の超音波変換器を使用するシステムおよび方法を開示する。超音波変換器は、管壁の厚さを測定し、および／または欠陥を検出するフッ化ポリビニリデン（“PVDF”）（およびその共重合体）圧電フィルム製である。
【００１１】
そのような変換器を備える、本発明にしたがった検査システムのある態様においては、検査システムを通過する管は回転されず、且つ、変換器も回転しない。
【００１２】
機械的（力学的）な応力（stress）、例えば超音波による応力が、それぞれがフィルムの異なる表面にある二つの電極を有するPVDFフィルムなどの電気活性フィルムにはたらく場合、超音波を受信するこのフィルムは、二つの表面上にある電極間に測定可能な電圧を発生させる。電圧が電極を介してフィルムに印加されると、機械的な圧力が発生し、結果として超音波が発生する。これら二つの効果は、PVDF超音波送受信器（“変換器”）内で組み合わされ、本発明にしたがったシステムおよび方法において有効である。電極の付いたPVDFフィルムとPVDFを用いた超音波変換器は市販されている。
【００１３】
ある具体的な態様では、本発明は、本体（例えば、少なくとも一つか、二つか、三つか、あるいはそれ以上のPVDFフィルムを使用した中空円筒形本体もしくは中空円錐形本体など）の周囲に間隔を離して設置された複数のPVDF超音波変換器を用いて、管壁の厚さを測定し、欠陥を検出するためのシステムおよび方法を提供する。管（例えば油田用管、立ち上がり管、外管、配管、パイプ、ドリルパイプ、機械配管、ボイラー配管、ドリルカラーなどであるが、これらに限定されない）が可動するので、その全長の端から端の壁の厚さを測定することができ、また、それらの全体にわたって欠陥を走査することができる。独立したPVDF超音波変換器のそれぞれが、コンピュータによる制御システムであって、そのような制御システムと通信する制御エレクトロニクスや回路基板を備えた制御システムと電気的に接続している。
【００１４】
ある態様においては、PVDF変換器と外側の管表面の間は、例えば超音波伝播剤（coupling agent）（例えば水）などの伝播物（coupler）である。PVDF変換器は、伝播剤を介して管に伝播する超音波を発生させるために、制御システムにより生じる高圧パルスによって励起される。中空円筒形の本体の場合、超音波の伝播方向は管の内表面および外表面に垂直である。超音波は両表面に反射され、PVDF変換器に戻る。外表面からの反射は、通常境界面エコー（interface echo）と呼ばれる。内表面からの反射は、通常底面エコー（back wall echo）と呼ばれる。超音波は、そのエネルギーが消耗する前に、多数の底面エコーを生じつつ、管壁内側で何度も前後に反射されうる。二つの隣接したエコー間の時間が厚さに比例するので、境界面エコー、（単数または複数の）底面エコーが、管壁の厚さを測定するために使用される。中空円錐形の本体の場合、超音波の伝播方向は管の内表面および外表面の垂線に対して角度がついている。超音波は、管壁内のひびなどの欠陥によってPVDF変換器に反射し戻される。戻ってきた超音波はそのような欠陥を検出するために使用される。制御システムは変換器と通信する（制御システムは変換器を制御、作動、もしくは励起し、および／または戻ってきた信号を検出する）。
【００１５】
本体、例えば中空円筒形または中空円錐形の本体は、全体で完全な一部品であるか、もしくは二つ以上の独立した部品である。各PVDFフィルム上には一つ以上のPVDF超音波変換器が存在しうる。本発明にしたがったシステムの具体的な一態様においては、合成波を形成するために、互いに隣接して配置される多数のPVDF超音波変換器が、制御システムを介して通信し、同時に励起するか、または変換器のそれぞれが、明確に定義された遅延パターンと通信して、順番に励起する。合成波は、多数の超音波変換器が占める面積と同じ面積を占める単独のPVDF変換器により生じる超音波に等しい。合成波は壁厚の測定値を得るために使用される。その後、変換器の次のグループ、すなわち、上から一つ以上の変換器とそれらの直後の一つ以上の変換器、が、第二の合成波を形成するために同様の方法で励起される。第二の合成波は、第一の合成波と部分的に重なり、この第二の合成波は管壁を測定するために再度使用される。多重合成波が管の周囲の異なる位置で同時に形成されうる。管の周囲で合成波を形成することによって、このシステムは、とぎれなく、且つ、管と変換器いずれの機械的な回転をすることもなく、管の表面全体に関する壁厚の測定値を得て欠陥検出ができる。
【００１６】
それゆえ本発明は、少なくともある実施形態において、管検査用シュー装置を提供し、このシュー装置は、本体、本体上の圧電材料からなるフィルム、およびフィルム上の複数の超音波変換器を含む。そのようなシュー装置は、（任意の実行可能な組み合わせで）一つもしくはいくつかの次に挙げる特徴を含んでもよい。：ここで、本体はほぼ円筒形であり、本体は、本体を貫いて走る、検査される管が通過できるチャネルを有する。；各超音波変換器と通信する制御システム；ここで、制御システムは任意の個々の超音波変換器、一連の隣接する超音波変換器、もしくは複数の一連の隣接する超音波変換器、を制御する。；超音波変換器から検査される管に超音波を伝播し、本体と検査される管の間に介在して本体に隣接する伝播物；シューは複数の個々のシューであり、検査される管が通過できるチャネルを形成するために共に動くことが可能である。：個々のシュー区分を動かすための作動装置；隣接するシュー区分と重複する各々の独立したシュー区分；ここで、複数の超音波変換器はチャネルの周囲に間隔を離して配置される。；本体に取り付けられ、各超音波変換器に接続される回路基板；ここで、本体はほぼ円筒形であり、複数の超音波変換器はほぼ円筒形の本体の周囲に間隔を離して設置される。；ここで各超音波変換器は、上面のフィルム部分、下面、上面の上面電極、下面の下面電極、回路基板に接続された各電極；および／または、制御システム、回路基板を介して制御システムと通信する各超音波変換器を含む。
【００１７】
それゆえ本発明は、少なくともある実施形態において、管を検査するための方法を提供する。この方法は、管を検査するためのシュー装置に管を組み込むことを含む。本明細書に開示されるように本発明にしたがったシュー装置は、シュー装置の制御システムで超音波変換器を制御し、管を検査するためにその管に向けて超音波を発生するための制御システムを用いて、シュー装置の超音波変換器を作動させる。そのような方法は、（任意の実行可能な組み合わせで）一つもしくはいくつかの次に挙げるものを含んでもよい。：ここで、本体はほぼ円筒形であり、本体は、本体を通り管が通過するチャネルを有する。ここで、ほぼ円筒形の本体の周囲に間隔を離して配置された複数の超音波変換器がある。この方法は、さらに制御システムを含み、管を検査するために個々の超音波変換器と通信する。；ここで、本体はほぼ円筒形であり、本体は、本体を貫いて走り管が通過するチャネルを有する。ここで、ほぼ円筒形の本体の周囲に複数の超音波変換器が間隔を離して配置される。この方法はさらに、制御システムを含み、管を検査するための合成波を形成するために複数の超音波変換器と通信する。；ここで、複数の超音波変換器の各々は同時に使用される。；ここで、複数の超音波変換器の各々は定義された遅延パターンに従って順番に使用される。；ここで、管は円周とほぼ円筒形の本体を有し、管を通過させるための本体を通るチャネルを有する。ここで、複数の超音波変換器はほぼ円筒形の本体の周囲に間隔を離して設置される。この方法はさらに、管全体を検査するために複数の多重合成波を管の周囲に形成するように、複数の隣接する超音波変換器を作動させること、；ならびに／あるいは、管を回転することなく、および／または超音波変換器を回転することなく、シュー装置で管を検査することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明をよりよく理解するために、付随する図面が例示とする目的でのみ参照される。
【図１Ａ】本発明にしたがって用いられる装置の第一の実施形態の概略的な斜視図である。
【図１Ｂ】図1Aの装置の一部分の概略的な正面図である。
【図１Ｃ】図1Aの装置を切った概略的な断面図である。
【図２Ａ】図1Aの装置で使用されるPVDFフィルムの第一の実施形態の概略的な斜視図である。
【図２Ｂ】図2Aのフィルムの一部分の概略的な端面図であり、フィルムは平らな状態にある。
【図２Ｃ】図2Aのフィルムの隅の部分の概略的な平面拡大図である。
【図２Ｄ】図1Aのシステムで使用されるPVDFフィルムの第二の実施形態の概略的な斜視図である。
【図２Ｅ】図1Aの装置の一部分の概略的な端面図である。
【図２Ｆ】図2Eの一部分の拡大図である。
【図２Ｇ】図2Eに示される装置の一部分の制御システムとの接続を示す、概略的なダイアグラムである。
【図３Ａ】本発明にしたがって用いられる装置の第二の実施形態の概略的な斜視図である。
【図３Ｂ】図3Aの装置の一部分の概略的な斜視図である。
【図３Ｃ】用いられている図3Bに示される一部分の概略的な側面図である。
【図３Ｄ】フレームに取り付けられた図3Aの装置の概略的な斜視図である。
【図３Ｅ】図3Dのシステムの概略的な端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図1Aは、本発明にしたがったシステム10を示し、システム10は、チャネル14を備えるほぼ円筒形の本体12（もしくは“シュー（shoe）”）を有し、試験されるパイプPがチャネル14を通って可動する。複数のPVDF超音波変換器20がチャネル14の周囲に間隔を離して配置される。PVDFフィルム22はチャネル14の内側を覆い、各変換器20はこのフィルムの小板もしくは指形小片を含む。PVDFフィルム22は一つ以上の部品であってよく、その部品の各々が多数の変換器を形成するために、フィルムの上面および下面上にパターンされた電極を有する。例えばそのパターンは、間に小溝のある方形の電極の列であってよいが、これに限定されない。上面電極と下面電極が完全に重なる領域は、変換器20各々の作動領域を画定する。“上面”電極は接地電極として使用されてもよく、すると“下面”電極は信号電極であり、あるいはその逆もありうる。本体12に隣接し、変換器と検査される管の間に入る伝播物（不図示）は、変換器に伝播を与え、管が本体12を通って動く間、管と変換器との間に距離をあけた支持（stand off）を維持する。
【００２０】
各変換器20は本体12の一部分15に相当し、制御電極に直接接続されるか、もしくは示されるように、例えばプリント回路基板（“PCB”）30に接続される。ある態様では、各変換器は本体の円周の周囲に、約0.25インチ（〜6 mm）の幅を有し、このようにすることで、よく機能することが見いだされている。各変換器の接地電極はPCB30の接地面に接続され、各変換器の信号電極はPCB30上の信号トレース（trace）に接続される（図2E、2Fのトレース15、図3Bのトレース115）。“トレース（trace）”は、基板表面上に導電材料の薄膜を堆積もしくは“プリント（printing）”することにより回路基板上に形成されて、個々の電極構成部品を接続する。各基板30の外側の金属板40はボルト42で固定され、ボルト42は本体12を貫通している。ある態様では板40はアルミニウム製である（しかし、例えば鋼鉄または銅、もしくは任意の非導電性材料で作られても良い）。本体12はLUCITE (商標) 材料、もしくは任意の適切なプラスティック、金属、ゴム、もしくはポリエステルで作られてもよい。
【００２１】
図2Aは、PVDF製の基部52、電極の間隔を離して配置された行55の上層54、および電極の
間隔を離して配置された行57の下層56を有する（図2B参照）PVDF圧電フィルムを示す。上面電極55と下面電極57は部分的に重なる。重なった領域（例えば領域OA、図2B）は、変換器の作動領域を画定し、重ならない領域（例えば各電極の端部）は電気的接続に使用される。例えば、フィルム50の重なっていない端部をPCB30に機械的に押しつけることにより電極がPCBのトレースに直接接触するようにして、もしくは、コネクタまたはワイヤをフィルム50の重なっていない領域に直接取り付けることによって、電気的接続を達成しうるが、これらに限定されない（図2E、2Fのトレース15、および図3Bのトレース115参照）。市販PVDFフィルムの典型的な厚さとしては、9 μm、25μm 、52μm、および110 μmが含まれるが、他の厚さも使用されうる。ある態様では、電極は導電性のインク、塗料、テープ、もしくは真空蒸着された金属から作られる。
【００２２】
図2Cに示されるように、フィルム50は行55と57（端部から端部までか、端部でのみ）の間で切断され（線53）、電気的接続を達成するために基板30の間隔を離して配置されたトレースの上に折りたたまれた小板もしくは指形小片58を形成する（同じく図2E参照）。示された配置において、PCB30上のトレース15は本体12の一方の側面にある、“下面”電極54に接続される（すなわち、それらは図2Dのフィルム50の外側表面上にある）。“上面”電極54（すなわち、それらは図2Dのフィルム50の内側表面上にある）が本体12の外側に折りたたまれた場合、電極はどこにも接触できない。金属板40（図1C参照）が本体12の端部にボルトで固定される場合、これらの電極の露出した部分は、その板と接触する。金属板40はその後、PCB30の接地面と接続され、それによって上面電極を接地に接続する。上面電極および下面電極をこの方向で一周して接続することによる一つの効果は、信号電極（すなわち下面電極）が外側の電磁干渉からよりいっそう保護されることである。しかしながら、電極は反対の方向に一周して接続される、すなわち上面電極がトレース15に接続され下面電極が回路基板の接地面に接続されることが可能である。
【００２３】
図2Dは、小板58aを備える一つのPVDF圧電フィルム51を示す（一定の拡大率ではない）。小板58aは、チャネル14と同様のチャネルへ挿入し、接着剤を用いてチャネルの壁への付属部品内に接続するために、シリンダー内に形成される。切断線53はシリンダーの軸に平行である。各小板58aはPVDF超音波変換器20であり、その上面接地電極はPCB30の接地面に接続され、その下面信号電極はPCB30の信号トレースに接続される。フィルム51の後ろの試験本体12は、変換器の裏打ち材料として機能する。フィルム51の上面は、アクリル樹脂、接着剤、合成ゴム樹脂、エポキシ樹脂、および／またはシアノアクリレートなどでコートされ、電極の腐食および酸化を防止する。
【００２４】
図2Eに示されるように、フィルム51は試験本体12内に配置され、小板58aの端部がPCB30上を覆って折りたたまれるとき、小板58aはPCB30の信号トレース15で裏打ちするようになる。図2Fに示されるように、小板58aはPCB30の信号トレース15を覆うように折りたたまれる。
【００２５】
図2Gは、PCB基板30を制御システム72に接続する第一接合部70を図示する。PCB30上の全ての信号トレース15は第一接合部70に接続され、次に小板58aで画定される超音波変換器が制御システム72に接続される。制御システム72は、高電圧パルスを発生させ、変換器に伝達することにより、一つの変換器を励起することができる。続けて、それによって受信された信号から壁または欠陥の測定を行い、その後次の変換器に移動する。ある態様では、このことは二つの連続する測定の間に空白部分（gap）を残し、二つの隣接する変換器によって生じる超音波ビームの間に空白部分がある。制御システムは、同時にもしくは明確に画定された遅延パターンで、合成波を形成するために多数の隣接する変換器を励起することも可能である。合成波は、多数の超音波変換器が占める面積と同じ面積を占める単独のPVDF変換器により生じる超音波に等しい。そして、同じグループの変換器によって受信される合算された信号から壁または欠陥を測定し、その後、前の合成波と一部重複する新しい合成波を形成するために、隣接する変換器のグループに移動する。このことは、単独の変換器を一時に励起することによって引き起こされる空白部分を排除し、結果としてパイプの全周および全領域に完全に及ぶこととなる。
【００２６】
図3Aは、システム10に類似するが、複数の別個に分かれた試験シュー102（もしくは“シュー区分”）を備える本発明に従ったシステム100を示す。試験シュー102は、試験されるパイプPの全周に完全に及ぶように部分的に重なる（例えば図3Eに破線で示されるような重複部分）。図3Bは試験シュー102の内部構成部品を示す。PVDFフィルム113は、裏打ち材料112の内部円筒状表面に接着剤で取り付けられる。PVDFフィルム113はその上に複数の超音波変換器110を有する。各PVDFフィルムとその超音波変換器110は図2Aに示されるようにつくられる。各超音波変換器110の端部小片114は、切り離され、裏打ち材料112の側面に取り付けられるPCB118上の信号トレース115の上に折りたたまれる。端部小片114と信号トレース115は電気的に接続される。信号トレース115はPCB118上に取り付けられるコネクタ117に接続される。シュー102は、ケーブルCを介しコネクタ117を通って制御システムに電気的に接続される（図2Gの制御システム同様）。システム10と同様に、制御システムは、単一波もしくは合成波を形成するために、ならびに壁を測定するために、一つの変換器、もしくは隣接する変換器のグループを励起することができる。その後、次の変換器または次の変換器のグループに移動する。
【００２７】
図3Cは、内部があらわになった状態の、下にある試験パイプEの軸方向の、試験シュー102の側面図を示す。図ではパイプEと直接接触している試験シュー102を示しているが、パイプEから間隔を離されてもよい。試験シュー102はパイプEと直接接触しており、試験パイプEの外表面に位置し、外表面の形に沿っている。PVDFフィルムのすぐ下は、水区画116である。この水区画116は底から開いているか、もしくは音波を通す膜119で密封されている。水区画116は超音波変換器に水を介した伝播を与え、パイプが軸方向にシステムを通って移動する時、変換器とパイプの間での距離をとった支持を維持する。水区分116が密封されている場合、膜119とパイプE外表面との間の溝111のみが、流れる水で絶えず満たされる。
【００２８】
図3Dは、可動アーム121によりフレーム120に取り付けられた複数の試験シュー102、および作動機構122（例えばエアシリンダであるが、これに限定されない）を示す。アーム121はシューをパイプの方へ降ろし、もしくはシューを動かしてパイプRから離す。例えば、パイプRがシステム内に軸方向に入ると、作動したアーム121は試験を開始するためにシューをパイプに向かって動かし、試験が進行している間、シューをパイプの周辺に保持する。パイプがシステムから出ようとするとき、作動したアームがシューを動かしてパイプから離す。図3Eは図3Dの端面図である。
【００２９】
本発明の特有の利点の一つは、管の周囲の検査ヘッドを回転したり、検査ヘッドに関して管を回転したりする必要なしに、管が検査されうることである。このことは検査装置の構造と保守整備を非常に簡単にし、且つ、いくつかの状況では、回転を前提とした検査方法よりも高速に管が検査されうる。さらに本発明は、（例えば従来の圧電セラミック変換器を用いることと比較すると）比較的低コストで、マルチチャネル検査ヘッドを提供する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【国際調査報告】
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