專利名稱：用于檢查管子的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查管子的管鞋設(shè)備(shoe apparatus)， 一種包括所述管鞋設(shè)備的設(shè)備以及一種檢查管子的方法。
在某些方面，本發(fā)明針對管子的無損檢測，在某些特別方面，涉及用于這種檢測的系統(tǒng)和方法，所述檢測使用包括聚偏二氟乙烯壓電薄膜的超聲傳感器。
背景技術(shù)：
管子的無損檢測可以指出管子中的缺陷。現(xiàn)有技術(shù)包括用于管子無損檢測的各種系統(tǒng)和方法；例如但不限于在美國專利5,063,776;5，616，009; 5,975,129; 7,055,623; S，715，861; 4,638,978和提交于2005年4月4日的美國申請No.ll/098，166 (與本發(fā)明擁有共同的申請人)中公開的系統(tǒng)和方法，所列出的全部專利和申請在此全文引入作為參考。
在某些現(xiàn)有技術(shù)的方法中，傳感器產(chǎn)生的超聲波束不能覆蓋在測管子的整體；在其它現(xiàn)有技術(shù)的方法中，所有傳感器產(chǎn)生的超聲波束可以覆蓋在測管子的整體，但必須促使掃描頭或管子機械旋轉(zhuǎn)，或者使用大量單獨封裝的傳感器，這會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜、成本高和操作困難。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于檢查管子的管鞋設(shè)備，所述管鞋設(shè)備包括
主體；
位于主體上的薄膜，所述薄膜包括壓電材料；和包括所述薄膜的多個超聲傳感器。在一些實施例中，薄膜包括電活化聚合物，例如鐵電聚合物(比如聚偏二氟乙烯或其共聚物)。使用電活化聚合物的一個優(yōu)點是，管鞋設(shè)備更可靠并且可用與使用壓電陶瓷傳感器相比相對低的成本制造。另一個優(yōu)點是，管鞋設(shè)備可設(shè)計成使得為了實現(xiàn)對整個管子的檢查不需要旋轉(zhuǎn)管或任何管鞋。
其它特征參照權(quán)利要求2到22的闡述。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢查管子的設(shè)備，所述設(shè)備包括如前述的一個或多個管鞋設(shè)備，所述一個或多個管鞋設(shè)備布置成使得在使用中可以大體上檢查整個管子，而不需要管子和所述一個或多個管鞋設(shè)備之間的相對旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于檢查管子的方法，所述方法包4舌
(1)將管子引入如上所述的設(shè)備；和
(2 )使用控制系統(tǒng)致動所述超聲傳感器從而產(chǎn)生導(dǎo)向所述管子的超聲波以檢查所述管子。
該方法的其它步驟參照權(quán)利要求24到29的闡述。
本發(fā)明在至少某些實施例中公開了利用多個間隔開的超聲傳感器來測量管子壁厚和/或檢測缺陷的系統(tǒng)和方法，該多個間隔開的超聲傳感器由聚偏二氟乙烯("PVDF")(及其共聚物)制成。
在具有該傳感器的根據(jù)本發(fā)明的檢查系統(tǒng)的某些方面，穿過檢查系統(tǒng)的管子不旋轉(zhuǎn)并且傳感器不旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)機械應(yīng)力(例如由超聲波產(chǎn)生的應(yīng)力)施加于電活化薄膜(如PVDF薄膜)上時，所述薄膜具有兩個電極，每一個電極位于薄膜的不同表面上，則接收超聲波的薄膜在位于兩個表面上的電極之間產(chǎn)生可測量的電壓。當(dāng)電壓通過電極施加給薄膜時，由于形成超聲波而產(chǎn)生機械應(yīng)變。這兩種作用被結(jié)合到對根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法有用的PVDF超聲波發(fā)射-接收器("傳感器")中。具有電極的PVDF薄膜和具有PVDF薄膜的超聲傳感器可從市場上獲得。
在某些特定方面，本發(fā)明提供了利用多個PVDF超聲傳感器來測量管子壁厚和檢測缺陷的系統(tǒng)和方法，所述多個超聲傳感器連接到主體(例如，中空圓柱形主體或中空錐形主體，例如具有至少一個、兩
6個、三個或更多個PVDF薄膜)上并且圍繞該主體間隔開，管子(例如但不限于油田用管子；例如但不限于隔水管、套管、油管、管狀物、鉆桿、機械油管、鍋爐管道和鉆鋌)可運動穿過主體，所述管子沿其整個長度的壁厚將被測量或者管子的整個主體將被掃描以檢查缺陷。每一個單獨的PVDF超聲傳感器利用電子控制設(shè)備或電路板電連接到計算機控制系統(tǒng)上，所述電子控制設(shè)備或電路板與所述控制系統(tǒng)連通。在某些方面，耦合器(例如超聲波耦合器，如水)位于PVDF傳感器和管子外表面之間。PVDF傳感器被通過控制系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓脈沖激勵以產(chǎn)生超聲波，該超聲波通過耦合器傳播到管子。在中空圓柱形主體的情況下，超聲波的傳播方向與管子的內(nèi)外表面垂直。超聲波被兩個表面反射并返回PVDF傳感器。來自外表面的反射通常稱作界面回波。來自內(nèi)表面的反射通常稱作后壁回波。在管壁內(nèi)部，超聲波在其能量逐漸消失之前還可能來回反射多次，從而產(chǎn)生多個后壁回波。由于兩個相鄰回波之間的時間與管壁厚度成正比，因此界面回波和一個或多個后壁回波用于測量管壁厚度。在中空錐形主體的情況下，超聲波的傳播方向與管子內(nèi)外壁的法線成一定角度。超聲波由于管壁中的缺陷(例如，裂縫)被反射而回到PVDF傳感器。該返回波用于檢測該缺陷?？刂葡到y(tǒng)與傳感器連通(用于控制，致動或激勵；和/或檢測返回信號)。
主體(例如中空圓柱形主體或錐形主體)是整體件或者是兩個或更多個分離件。每一個PVDF薄膜上可有一個或多個PVDF超聲傳感器。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的某些特別方面，彼此鄰近定位的多個PVDF超聲傳感器經(jīng)由控制系統(tǒng)彼此連通并同時被激勵，或者每一個超聲波傳感器以明確限定的延時方式依次連通和激勵以形成合成波，相當(dāng)于由與多個傳感器占據(jù)區(qū)域相同的單個PVDF傳感器產(chǎn)生的波。合成波用于進行壁厚測量。隨后，下一組傳感器(即上述的一個或多個傳感器和挨著它們的一個或多個傳感器)以同樣的方式被激勵以形成另外的第二合成波，該第二合成波與第一合成波部分重疊并且第二合成波用于再次測量壁厚。還可以在管子的不同圓周位置處同時形成多個合
7成波。通過圍繞管子形成合成波，系統(tǒng)實現(xiàn)了壁厚測量和對管子的整個表面的缺陷檢測，不存在任何間隙，也無需使管子或傳感器機械旋轉(zhuǎn)。
因此，本發(fā)明在至少某些實施例中提供了一種用于檢查管子的管
鞋設(shè)備，所述管鞋設(shè)備包括主體；位于所述主體上的薄膜，所述薄膜由壓電材料制成；和位于所述薄膜上的多個超聲傳感器。這種管鞋設(shè)備可以具有下列中的一個或一些特征(以任何可能的方式組合)其中，所述主體為大致圓柱形并且具有貫穿主體的通道，要檢查的管子可穿過所述通道；控制系統(tǒng)，每一個超聲傳感器與所述控制系統(tǒng)連通；其中，所述控制系統(tǒng)控制任一單個的超聲傳感器、 一系列相鄰的超聲傳感器、或者多個系列的相鄰超聲傳感器；用于將超聲波從超聲傳感器傳播到待檢查管子的耦合器，所述耦合器與主體相鄰以介于所述主體和待檢查管子之間；所述管鞋設(shè)備是多個單獨的管鞋，它們可一起運動以形成待檢查管子可穿過的通道；用于使每一個單個的管鞋段運動的運動設(shè)備；每一個單個的管鞋段與相鄰的管鞋段重疊；其中，所述多個超聲傳感器圍繞所述通道間隔開；連接到所述主體上的電路板，并且每一個超聲傳感器均連接到所述電路板上；其中，所述主體為大致圓柱形，并且所述多個超聲傳感器圍繞所述大致圓柱形的主體間隔開；其中，每一個超聲傳感器包括一部分薄膜，其具有頂表面、底表面、位于所述頂表面上的頂部電極、位于所述底表面上的底部電極，每一個電極連接到所述電路板上；和/或控制系統(tǒng)，每一個超聲傳感器經(jīng)由電路板與所述控制系統(tǒng)連通。
因此，本發(fā)明在至少某些實施例中提供了一種用于檢查管子的方法，所述方法包括將所述管子引入用于檢查管子的管鞋設(shè)備，所述管鞋設(shè)備為根據(jù)本發(fā)明在此公開的任 一種管鞋設(shè)備；利用所述管鞋設(shè)備的控制系統(tǒng)來控制超聲傳感器；和使用控制系統(tǒng)致動所述管鞋設(shè)備的超聲傳感器從而產(chǎn)生導(dǎo)向所述管子的超聲波以檢查所述管子。該方法可以具有下列中的一個或一些特征(以任一種可能的方式組合)其中，管鞋設(shè)備的主體為大致圓柱形的并且具有使所述管子穿過的貫穿通道，其中具有圍繞所述大致圓柱形主體間隔開的多個超聲傳感器，
所述方法還包括控制系統(tǒng)，其與單個超聲傳感器連通以檢測管子；其中，管鞋設(shè)備的主體為大致圓柱形的并且具有使所述管子穿過其中的貫穿通道，其中多個超聲傳感器圍繞所述大致圓柱形主體間隔開，所述方法還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與多個超聲傳感器連通從而形成合成波以檢查管子；其中，所述多個超聲傳感器中的每一個同時使用；其中，所述多個超聲傳感器中的每一個根據(jù)限定的延時方式依次使用；其中，管子具有圓周和大致圓柱形主體并且具有貫穿主體的通道以用于管子穿過，其中多個超聲傳感器圍繞所述大致圓柱形主體間隔開，所述方法還包括致動多個相鄰超聲傳感器從而圍繞管子圓周形成多個多次合成波以檢查整個管子；和/或在不使管子旋轉(zhuǎn)和/或不使超聲傳感器旋轉(zhuǎn)的情況下利用管鞋設(shè)備檢查管子。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖僅以舉例方式進行描述，其中
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實施例在使用中的示意性透視
圖1B是圖1A所示設(shè)備的一部分的示意性主視圖；圖1C是圖1A所示設(shè)備的示意性剖視圖2A是在圖1A所示設(shè)備中使用的PVDF薄膜的第一實施例的示意性透視圖2B是圖2A所示薄膜的一部分的示意性端視圖，所述薄膜處于壓扁狀態(tài)；
圖2C是圖2A所示薄膜的一角的示意性俯視放大圖；圖2D是在圖1A所示系統(tǒng)中使用的PVDF薄膜的第二實施例的示意性透視圖2E是圖1A所示設(shè)備的一部分的示意性端視圖；圖2F是圖2E的一部分的放大圖2G是顯示了圖2E所示設(shè)備的一部分連接到控制系統(tǒng)上的示意圖3A是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例在使用中的示意性透視
圖3B是圖3A所示設(shè)備的一部分的示意性透視圖3C是圖3B所示部件在使用中的示意性側(cè)視圖3D是安裝到框架上的圖3A所示設(shè)備的示意性透視圖；和
圖3E是圖3D所示系統(tǒng)的示意性端視圖。
具體實施例方式
圖1A顯示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)10，所述系統(tǒng)具有帶有通道14的大致圓柱形主體12(或"管鞋")，待檢測的管P可運動穿過所述通道。多個PVDF超聲傳感器20圍繞通道14的圓周間隔開。PVDF薄膜22覆蓋通道14的內(nèi)部，每一個傳感器20包括由該薄膜制成的條狀物或指狀物。PVDF薄膜22可以是一個或多個部件，其中的每一個部件在其頂部和底部表面上具有圖案化的電極以形成多個傳感器。例如但不限于，所述圖案可以是其間具有很小間隙的矩形電極陣列。頂部電極和底部電極完全重疊的區(qū)域限定了每一個傳感器20的活性區(qū)域。"頂部"電極可用作接地電極，"底部，，電極是信號電極，或者反之亦然。在管子穿過主體12時，鄰近主體12并介于傳感器和待檢查管子之間的耦合器(未顯示)為傳感器提供了耦合并且保持管子和傳感器之間的隔離。
每一個傳感器20對應(yīng)于主體12的部分15并且直接連接到電子控制設(shè)備上，或者例如，如圖所示的連接到印刷電路板("PCB，， )30上。在某些方面，每一個傳感器圍繞主體圓周具有大約0.25"( ~6mm)的寬度，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在該情況下工作良好。每一個傳感器的接地電極連接到PCB30的接地面上，并且它的信號電極連接到位于PCB30上的信號布線(track)上(參見圖2E、 3F的布線15，和圖3B的布線115)。"布線"通過將導(dǎo)電材料薄層沉積或"印刷"在電路板表面上從而形成在電路板上以連接單個的電子部件。位于每一塊板30外面的金屬板40利用穿過主體12的螺栓42連接在一起。在一個方面，板40由鋁制成(但是可由例如鋼或銅或任何不導(dǎo)電材料制成)。主體12由例如LUCITE (商標(biāo))材料或任何適當(dāng)?shù)乃芰?、金屬、橡膠或聚脂制成。
圖2A顯示了 PVDF壓電薄膜50，其具有由PVDF制成的基部52;由間隔開的電極排55構(gòu)成的頂層54;和由間隔開的電極排57構(gòu)成的底層56 (參見圖2B)。頂部電極55和底部電極57部分重疊。重疊區(qū)域(例如圖2B中的區(qū)域OA)限定了傳感器的活性區(qū)域，未重疊區(qū)域(例如，在每一個電極的端部)用于電連接，這可以通過以下方式實現(xiàn)，例如但不限于將薄膜50的未重疊端部機械按壓在PCB 30上以使得電極與PCB的布線(參見圖2E、 2F中的布線15，和圖3B中的布線115)直接接觸，或者將連接器或電線直接連接到薄膜50的未重疊端部上。從市場上可獲得的PVDF薄膜的一般厚度包括9nm、25nm、52nm和110nm，然而也可以使用其它厚度。在某些方面，電極由導(dǎo)電墨、油漆、帶或真空淀積金屬制成。
如圖2C所示，薄膜50在排55、 57之間(從端部到端部或者只在端部)被切開(線53)以形成在板30的間隔開的布線上方折疊的條狀物或指狀物58從而實現(xiàn)電連接(也參見圖2E)。在所示的結(jié)構(gòu)中，PCB 30上的布線連接到位于主體12 —側(cè)上的"底部"電極54(即，在圖2D中位于薄膜50的外表面上的那些電極)上。當(dāng)"頂部"電極54 (即，在圖2D中位于薄膜50內(nèi)表面上的那些電極)向外折疊到主體12上時，電極不與任何東西接觸。當(dāng)金屬板40 (參見圖1C)通過螺栓連接到主體12的端部上時，這些電極的露出部分與所述金屬板接觸。金屬板40隨后連接到PCB 30的接地面上，從而使頂部電極接地。將頂部和底部電極以這種方式連接成一周的一個優(yōu)點是可以使信號電極(即，底部電極)更好地屏蔽外部電磁干擾。然而，可能使電極以相反方式連接成一周，即，將頂部電極連接到布線15上，將底部電極連接到電路板的接地面上。
圖2D顯示了一塊形成為圓筒狀的、帶有條狀物58a的PVDF壓電薄膜51 (不按比例)，用于插入類似于通道14的通道中并且利用
ii粘合劑連接到通道壁上。切割線53與圓筒的軸線平行。每一個條狀物 58a是一個PVDF超聲傳感器20,其頂部接地電極連接到PCB 30的 接地面上，其底部信號電極連接到PCB 30的信號布線上。位于薄膜 51后面的檢測主體12用作傳感器的襯底材料。薄膜51的頂部可涂覆 有丙烯酸樹脂、粘合劑、合成橡膠樹脂、環(huán)氧樹脂和/或氰基丙烯酸鹽 粘合劑等以防止電極腐蝕和氧化。
如圖2E所示，薄膜51位于檢測主體12內(nèi)，使得當(dāng)條狀物58a 的端部在PCB 30上方折疊時，它們與PCB 30的信號布線15對齊。 如圖2F所示，條狀物58a在PCB30的信號布線15上方折疊。
圖2G說明了將PCB板30連接到控制系統(tǒng)72上的主連接件70。 PCB30上的所有信號布線15都連接到主連接件70上，因此，由條狀 物58a限定的所有超聲傳感器都連接到控制系統(tǒng)72上?？刂葡到y(tǒng)72 可通過產(chǎn)生高壓脈沖并將該高壓脈沖傳送給一個傳感器而激勵該傳感 器，并且隨后根據(jù)由該傳感器接收到的信號進行壁或缺陷測量，然后 移到下一個傳感器。在一個方面，在兩個連續(xù)的測量之間產(chǎn)生空隙， 這是因為在由兩個相鄰傳感器產(chǎn)生的超聲波束之間存在間隙。控制系 統(tǒng)還可以同時激勵多個相鄰傳感器或利用明確限定的延遲方式來激勵 多個相鄰傳感器以形成合成波，相當(dāng)于由與多個傳感器占據(jù)相同區(qū)域 的單個PVDF傳感器產(chǎn)生的波，并且根據(jù)由同 一組傳感器接收的累加 信號進行壁或缺陷測量，然后移到下一組相鄰傳感器以形成與之前的 合成波部分重疊的新的合成波。這消除了由每次激勵單個傳感器所引 起的間隙，從而使得完全覆蓋管子的整個圓周和區(qū)域。
圖3A顯示了類似于系統(tǒng)10的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)100，但是該系 統(tǒng)具有多個明顯偏置的檢測管鞋102 (或"管鞋段")。檢測管鞋102 部分重疊(例如，如圖3E中虛線所示的重疊)以完全覆蓋被測管P 的整個圓周。圖3B顯示了檢測管鞋102的內(nèi)部部件。PVDF薄膜113 通過粘合劑與襯底材料112的內(nèi)圓柱形表面連接。PVDF薄膜113具 有位于其上的多個超聲傳感器110。每一片PVDF薄膜113及其超聲 傳感器110制成如圖2A所示的那樣。每一個超聲傳感器110的端部條狀物114被切割并在PCB 118上的信號布線115上方折疊，所述 PCB安裝到襯底材料112的側(cè)面上。端部條狀物114和信號布線115 電連接。信號布線115連接到安裝在PCB118上的連接器117上。管 鞋102經(jīng)由電纜C通過連接器117電連接到控制系統(tǒng)(與圖2G所示 的控制系統(tǒng)類似)上。與系統(tǒng)10類似，控制系統(tǒng)可以激勵一個傳感器 或一組相鄰傳感器以形成單波或合成波并且進行壁測量，隨后移到下 一個傳感器或下一組傳感器。
圖3C顯示了檢測管鞋102沿著位于其下的檢測管E的軸線方向 的側(cè)視圖，所述檢測管鞋的內(nèi)部露出。盡管圖中顯示了檢測管鞋102 與管子E直接接觸，然而它可以與管子間隔開。在檢測管鞋102與管 子E直接接觸的情況下，檢測管鞋安置在管E的外表面上并與管E的 外表面相符。水隔室116直接位于PVDF薄膜下面。水隔室116從底 部敞開或者由透聲隔膜119密封。水隔室116為超聲傳感器提供了水 耦合，并且在管子沿軸向方向運動穿過所述系統(tǒng)時保持傳感器和管子 之間的隔離。如果水隔室116是敞開的，則它利用流動的水不斷地填 充。如果水隔室116是密封的，則只有在隔膜119和管子E的外表面 之間的間隙111利用流動的水不斷地填充。
圖3D顯示了通過可動臂121和致動機構(gòu)122(例如但不限于氣缸) 安裝到框架120上的多個檢測管鞋102。臂121將所述管鞋向下帶到 管子處或者使所述管鞋運動離開管子R。例如，當(dāng)管子R沿軸向方向 運動到系統(tǒng)中時，被致動的臂121帶動所述管鞋朝向管子運動，從而 開始檢測和在進行檢測時將所述管鞋保持在管子周圍。當(dāng)管子要離開 系統(tǒng)時，被致動的臂使所述管鞋運動遠(yuǎn)離管子。圖3E是圖3D所示系 統(tǒng)的端視圖。
本發(fā)明的一個特別優(yōu)點是，可以在不需要使檢查頭圍繞管子旋轉(zhuǎn) 或者使管子相對于檢查頭旋轉(zhuǎn)的情況下對管子進行檢查。這大大簡化 了檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)和維護，在一些情況下，與依賴旋轉(zhuǎn)的檢查方法相 比可以更快的速度檢查管子。此外，本發(fā)明提供了以較低成本(與例 如使用傳統(tǒng)的壓電陶瓷傳感器相比)制造的多通道檢查頭。
權(quán)利要求
1.一種用于檢查管子的管鞋設(shè)備，所述管鞋設(shè)備包括主體；位于所述主體上的薄膜，所述薄膜包括壓電材料；和位于所述薄膜上的多個超聲傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述的管鞋設(shè)備，還包括控制系統(tǒng)，所述多個超聲傳感器中的每一個與所述控制系統(tǒng)連通。
3. 如權(quán)利要求2所述的管鞋設(shè)備，其中，在使用中，所述控制系統(tǒng)控制任意單個的超聲傳感器、 一系列相鄰的超聲傳感器或者多個系列的相鄰超聲傳感器。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3所述的管鞋設(shè)備，還包括用于將超聲波從超聲傳感器傳播到待檢查管子的耦合器，所述耦合器適合在所述主體和待檢查管子之間配合。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的管鞋設(shè)備，其中，所述主體為大致圓柱形的并且包括貫穿主體的通道，待檢查的管子能穿過所述通道。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的管鞋設(shè)備，還包括多個分離的主體，所述主體在使用中形成待檢查的管子能穿過的通道。
7. 如權(quán)利要求6所述的管鞋設(shè)備，還包括運動設(shè)備，所述運動設(shè)備用于使每一個分離的主體朝向和遠(yuǎn)離形成所述通道的位置運動。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的管鞋設(shè)備，其中，每一個主體在待檢查管子上提供一圓周覆蓋部分，并且其中，所述多個分離的主體布置成使得相鄰的圓周覆蓋部分重疊。
9. 如前述任一項權(quán)利要求所述的管鞋設(shè)備，其中，所述多個超聲傳感器沿著所述主體或每一個主體間隔開。
10. 如前述任一項權(quán)利要求所述的管鞋設(shè)備，還包括連接到所述主體上的電路板，并且每一個超聲傳感器連接到所述電路板。
11. 如權(quán)利要求10所述的管鞋設(shè)備，其中，所述主體為大致圓柱形的，并且所述多個超聲傳感器圍繞所述大致圓柱形主體間隔開。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的管鞋設(shè)備，其中，每一個傳感器包括所述薄膜的一部分，其具有頂表面、底表面、位于所述頂表面上的頂部電極、位于所述底表面上的底部電極，每一個電極連接到所述電路板上。
13. 如權(quán)利要求12所述的管鞋設(shè)備，還包括第一電路板和第二電路板，所述頂部或底部電極中的一組連接到所述第一電路板上，所述頂部或底部電極中的另一組連接到所述第二電路板上。
14. 如權(quán)利要求10、 11、 12或13所述的管鞋設(shè)備，其中，所述薄膜連接到所述主體的檢查部分上，該檢查部分在使用中面向被檢查的管子，所述薄膜具有露出在所述檢查部分外的端部，在所述主體一側(cè)上露出的端部能連接到所述電路板的信號布線上，在所述主體另一側(cè)上露出的端部能連接到所述電路板的接地面上。
15. 如權(quán)利要求14所述的管鞋設(shè)備，其中，所述露出端部在位于所述主體的任一側(cè)上的邊緣上方折疊。
16. 如權(quán)利要求14所述的管鞋設(shè)備，其中，所述薄膜包括在使用中最靠近管子的頂部電極、和在使用中比所述頂部電極更遠(yuǎn)離所述管子的底部電極，帶有所述頂部電極的所述露出端部被折疊抵靠著所述主體一側(cè)的所述電路板上的布線，在所述主體的另一側(cè)上，帶有所述底部電極的所迷露出端部被折疊抵靠著所述主體，并且所述底部電極經(jīng)由導(dǎo)電板連接到所述電路板的接地面上。
17. 如權(quán)利要求10-16中任一項所述的管鞋設(shè)備，還包括控制系統(tǒng)，每一個超聲傳感器經(jīng)由所述電路板與所述控制系統(tǒng)連通。
18. 如前述任一項權(quán)利要求所述的管鞋設(shè)備，其中，所述薄膜包括電活化聚合物。
19. 如權(quán)利要求17所述的管鞋設(shè)備，其中，所述電活化聚合物包括聚偏二氟乙烯或其共聚物。
20. 如前述任一項所述的管鞋設(shè)備，其中，所述薄膜具有大約9nm到110pm的厚度。
21. 如前述任一項權(quán)利要求所述的管鞋設(shè)備，其中，每一個傳感器具有與待檢查管子的圓周尺寸相應(yīng)的寬度，所述寬度為大約6mm。
22. —種用于檢查管子的設(shè)備，所述設(shè)備包括一個或多個如權(quán)利要求1-21中任一項所述的管鞋設(shè)備，所述一個或多個管鞋設(shè)備布置成使得在使用中能大體上檢查整個管子，而不需要管子和所述一個或多個管鞋設(shè)備之間的相對旋轉(zhuǎn)。
23. —種用于檢查管子的方法，所述方法包括(1) 將管子引入如權(quán)利要求22所述的設(shè)備；和(2) 使用控制系統(tǒng)致動所述超聲傳感器，從而產(chǎn)生導(dǎo)向所述管子的超聲波以檢查所述管子。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，所述方法還包括使所述控制系統(tǒng)與單個超聲傳感器連通以檢查管子的步驟。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，所述方法還包括使所述控制系統(tǒng)與多個超聲傳感器連通以形成合成波來檢查管子的步驟。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，還包括基本上同時致動所述多個超聲傳感器中的每一個的步驟。
27. 如權(quán)利要求25所述的方法，還包括根據(jù)限定的延遲方式依次致動所述多個超聲傳感器中的每一個的步驟。
28. 如權(quán)利要求25-27中任一項所述的方法，還包括致動多個相鄰超聲傳感器以圍繞管子圓周形成多個多次合成波從而檢查整個管子的步驟。
29. 如權(quán)利要求23-28中任一項所述的方法，還包括在無需使所述管子或所述管鞋設(shè)備相對于彼此旋轉(zhuǎn)的情況下大體上檢查整個管子的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于檢查管子(P)的管鞋設(shè)備(10；100)，所述管鞋設(shè)備包括主體(12；112)；位于所述主體(12；112)上的薄膜(22；50；51；113)，所述薄膜包括壓電材料；和位于所述薄膜上的多個超聲傳感器(20；110)。
文檔編號G01N29/04GK101542278SQ200880000602
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者C·C·拉姆, Y·郭 申請人:國民油井華高有限合伙公司