Bezprzewodowy robot badający rury i nie tylko

Bezprzewodowy robot badający rury i nie tylko

Zespół naukowców ze Strathclyde University pracuje nad zrobotyzowaną nieinwazyjną technikę oceny stanu (NDE) instalacji. Ma ona pozwolić łatwiej i taniej zdalnie badać kilometry systemów gęsto ułożonych rur w poszukiwaniu wszelkich anomalii, jak choćby defekty spawania.

Roboty poruszać się będą wzdłuż rur wykorzystując magnetyczne koła, bądź podciśnienie. Każdy z nich będzie badać wyznaczony obszar wykorzystując ultradźwiękową nieinwazyjną technikę NDE, która wysyła ultradźwiękowe fale do materiału i określa jego spójność na podstawie odczytu fal odbitych przez rury.

Podczas, gdy większość ultradźwiękowych technik inspekcji wymaga pokrycia badanej powierzchni specjalnym płynem, technika opracowana na Strathclyde nie wymaga stosowania takiego płynu do przekazywania energii ultradźwiękowej pomiędzy przetwornikiem a próbką.

„Czyni to technikę znacznie bardziej zdatną do zdalnego badania, gdyż nie ma konieczności ciągłego nanoszenia na powierzchnię specjalnego płynu.” – stwierdził Gordon Dobie ze Strathclyde. „Można odciąć pępowinę i umożliwić robotowi bycie bezprzewodowym.” – dodał.

Każdy robot wyposażony jest w parę przetworników z piezoelektrycznego kompozytu i odbiornik. Przetworniki pokryte są krzemową powłoką minimalizującą straty sygnału spowodowane dużą różnicą impedancji pomiędzy przetwornikiem a powietrzem.

Przetworniki ustawione są pod kątem określonym dla każdej powierzchni po której porusza się robot. Kąt jest dobrany tak, by uzyskać optymalny transfer sygnału pomiędzy przetwornikiem a odbiornikiem.

Jeśli grubość ścianek rury odbiega od nominalnej, kąt ustawienia przetwornika zmieni się i robot straci sygnał. Podobnie rzecz się będzie miała w przypadku pęknięcia.

Sygnały zostaną przechwycone i przetworzone na pokładzie robota, a następnie przesłane bezprzewodowo do centralnego komputera.

Dobie otrzymał od Royal Society of Edinburgh roczne stypendium na zbadanie możliwości wprowadzenia wynalazku na rynek. Według niego, technologia jest już na tyle zaawansowana, że wkrótce będzie gotowa do pracy.

Równocześnie Zespół z Centrum Inżynierii Ultradźwiękowej Strathclyde skonstruował również robota pełzającego, który zaciska się wokół rury od jej zewnętrznej strony. Składa się on z dwóch sztywnych, półkolistych obręczy ułożonych względem rury osiowo i połączonych ze sobą trzema wspomagającymi drążkami. Druga obręcz wyposażona jest w trzy liniowe łożyska i ślizga się wzdłuż drążków wspomagających względem obręczy pierwszej.

Obie obręcze zawierają zestaw chowanych chwytaków zamocowanych na łożyskach tak, by mogły się zaciskać na rurze.

Nowa technika może posłużyć do rutynowego badania samolotów, instalacji w elektrowniach nuklearnych, ropo i gazociągów, oraz infrastruktury kolejowej i lądowej.

(lk)