СИСТЕМА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В СТЕНКЕ ТРУБЫ

1. Способ обнаружения дефектов в стенке (1) трубы, содержащий:
излучение ультразвуковых сигналов из внутренней части трубы в направлении ее стенки (1);
прием сигналов обратного рассеяния от стенки, при этом излучается и принимается множество сигналов, имеющих свои основные направления, распределенные в плоскости (4), перпендикулярной оси трубы;
обработку множества излученных и принятых сигналов, используя процесс формирования изображений на основе времен передачи между излучением и приемом излученных сигналов и сигналов обратного рассеяния.
2. Способ по п.1, в котором изображение стенки трубы формируют путем комбинирования сигналов обратного рассеяния, полученных для различных комбинаций положений излучения и приема, используя времена передачи для назначения интенсивности обратного рассеяния для комбинаций местам в изображении.
3. Способ по п.1 или 2, в котором ультразвуковые сигналы передают через выходное отверстие, и ультразвуковые сигналы принимают через входное отверстие, причем диаметр упомянутого выходного отверстия и/или упомянутого входного отверстия преимущественно имеет величину длины волны ультразвуковых сигналов.
4. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая обработка содержит формирование изображения стенки трубы, ее внутренней и ее внешней поверхности, и особенностей, подобных дефектам в стенке трубы, применяя принцип Ферма к пучкам соседних путей передачи звука.
5. Способ по п.4, содержащий:
а. задание сетки из точек сетки в стенке трубы;
b. вычисление для каждой точки сетки и для каждой пары из положения излучающего элемента и положения принимающего элемента времени передачи звука по пути звука от положения излучающего элемента в паре до положения принимающего элемента в паре, посредством отражения от упомянутой точки сетки, путем выбора набора соседних путей передачи звука из положения излучающего элемента в положение принимающего элемента пары через упомянутую точку сетки, вычисление времен передачи звука путей передачи звука и выбор пути передачи звука с кратчайшим временем прохождения для комбинации из точки сетки и пары;
с. определение для каждой точки сетки суммы откликов обратного рассеяния, определенных с помощью разных, одних из пар при вычисленных временах передачи звука для пары и точки сетки.
6. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая обработка содержит:
а. обработку комбинации излученных и принятых сигналов для формирования первого изображения обратного рассеяния с использованием модели скорости звука, которая включает в себя только скорость звука, соответствующую скорости звука в жидкости в трубе;
b. нахождение внутренней поверхности трубы из первого изображения обратного рассеяния;
с. обновление модели скорости звука, включая в модель скорость звука в стенке трубы, ограниченной внутренней поверхностью трубы, которая была найдена из первого изображения обратного рассеяния;
d. обработку комбинации излученных и принятых сигналов для формирования второго изображения обратного рассеяния с использованием обновленной модели скорости звука.
7. Способ по п.6, содержащий задание сетки из точек сетки в стенке трубы, ограниченной внутренней поверхностью трубы, которая была найдена из первого изображения обратного рассеяния; вычисление для каждой точки сетки и для каждой пары из положения излучающего элемента и положения принимающего элемента, времени передачи звука по пути звука от положения излучающего элемента в паре до положения принимающего элемента в паре посредством отражения от упомянутой точки сетки, путем выбора набора соседних путей передачи звука из положения излучающего элемента в положение принимающего элемента пары через упомянутую точку сетки; вычисление времен передачи звука путей передачи звука и выбор пути передачи звука с кратчайшим временем прохождения для комбинации точки сетки и пары.
8. Система для обнаружения дефектов в стенке трубы (1) из внутренней части трубы, причем система содержит:
по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь, имеющий выходное отверстие для излучения ультразвуковых сигналов и входное отверстие для приема сигналов обратного рассеяния, причем упомянутый по меньшей мере один преобразователь сконфигурирован для излучения и приема множества сигналов, имеющих свои основные направления, распределенные в плоскости (4), перпендикулярной оси;
процессор (5), сконфигурированный для обработки комбинаций излученных сигналов и сигналов обратного рассеяния с использованием процесса формирования изображений на основе времени передачи между излучением и приемом излученных сигналов и сигналов обратного рассеяния.
9. Система по п.8, в которой ультразвуковой преобразователь имеет выходное отверстие и/или входное отверстие, причем диаметр упомянутого выходного отверстия и/или упомянутого входного отверстия преобразователя имеет величину не более чем дважды длины волны ультразвука на частоте передачи преобразователя.
10. Система по п.9, содержащая трубу, причем ультразвуковой преобразователь имеет выходное отверстие во внутренней части трубы, приспособленное для излучения ультразвуковых сигналов к стенке трубы, и входное отверстие, приспособленное для приема ультразвуковых сигналов, сигналов обратного рассеяния от стенки трубы.
11. Система по любому из пп.8-10, содержащая круговую матрицу (3) ультразвуковых преобразователей, расположенных в упомянутой плоскости.
12. Система по любому из пп.8-10, содержащая направляющее средство (6), приспособленное для обеспечения того, чтобы сигналы излучались и импульсы обратного рассеяния принимались со всех направлений в перпендикулярной плоскости посредством преобразователя.
13. Система по п.8, в которой упомянутый процессор (5) сконфигурирован:
а. формировать изображение данных с помощью модели, которая включает в себя только скорость жидкости с учетом скорости звука в жидкости в трубе;
b. находить внутреннюю поверхность трубы;
с. обновлять модель скорости, включая в модель скорость звука в стенке трубы;
d. формировать изображение стенки трубы, ее внутренней и ее внешней поверхности и особенностей, подобных дефектам стенки трубы, с применением принципа Ферма к пучкам соседних путей передачи звука.
14. Система по п.8, в которой упомянутый процессор (5) сконфигурирован:
а. задавать сетку из точек сетки в стенке трубы;
b. вычислять для каждой точки сетки и для каждой пары из положения излучающего элемента и положения принимающего элемента, время передачи звука по пути звука от положения излучающего элемента в паре до положения принимающего элемента в паре, посредством отражения от упомянутой точки сетки, путем выбора набора соседних путей передачи звука из положения излучающего элемента в положение принимающего элемента пары через упомянутую точку сетки для вычисления времен передачи звука, путей передачи звука и выбора пути передачи звука с кратчайшим временем прохождения для комбинации точки сетки и пары;
с. определять для каждой точки сетки сумму откликов обратного рассеяния, определенных с помощью различных, одних из пар при вычисленных временах передачи звука для пары и точки сетки.