Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung und/oder Kommunikation mit einem in einem hohlen und langgestreckten Objekt, vorzugsweise einer Pipeline, be findlichen Molch sowie eine zugehörige Vorrichtung.

Es ist derzeit bekannt, niedrig-frequente elektromagnetische Wellen zu verwenden, um Informationen von einem in einer Pipeline befindlichen Molch zu einer außen an der Pipeline vorhandenen Empfangsstelle zu übermitteln. Je nach Wanddicke der Pipeline können hierbei Distanzen von bis zu 10 m überwunden werden. Höhere Wandstärken führen zu in der Pipeline unpraktikabel großen Sendern und entspre chend voluminösen Empfängern. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei den verwende ten Frequenzen im zweistelligen Hertz-Bereich nur sehr geringe Transferraten er reicht werden.

Aufgrund einer Vielzahl von zunehmend reparaturbedürftigen älteren Pipelines ist darüber hinaus der Bedarf gewachsen, Reparaturen in der Pipeline gezielt von au ßen steuern zu können. Hierfür werden höhere Transferraten und eine genaue Posi tionierung des Tools und damit einhergehend eine verbesserte Steuerung etwaig notwendiger Maßnahmen benötigt. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 sowie durch einen Gegenstand nach Anspruch 1 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind den hierauf rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist zumindest ein innerer Wandler an der Innenseite einer Wand des Objekts angeordnet, wobei zumindest ein äußerer Wand ler an einer Außenseite einer Wand des Objekts angeordnet ist und mindestens ein Ultraschallsignal in der Wand erzeugt wird. Weiterhin wird mittels einer Auswerte- und/oder Kommunikationsvorrichtung aus der Amplitude des vorzugsweise von dem inneren Wandler erzeugten Ultraschallsignals, insbesondere aus oder aufgrund ei ner Änderung der Amplitude, eine Relativposition und/oder ein Abstand zwischen den beiden Wandlern abgeleitet und/oder eine Kommunikation über die Wandler ein geleitet. So können ohnehin auf einem z.B. als Inspektionsmolch ausgebildeten Molch vorhandene Wandler nicht nur zur Inspektion sondern auch dazu verwendet werden, um den Molch zu positionieren. Gleichzeitig ermöglicht die Verwendung der im Vergleich zu den bislang im Stand der Technik eingesetzten Verfahren hochfre quenten Ultraschallwellen eine verbesserte, redundantere und genauere Auswer tung sowie deutlich höhere Transferraten in einer Kommunikation.

Ebenfalls wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren, welches insbesondere auch die vorbezeichneten Merkmale aufweisen kann, dahingehend, dass zumindest zwei äußere Wandler an einer Außenseite der Wand des Objekts in einer Längsrichtung des Objekts voneinander beabstandet angeordnet sind und ein Ultraschallsignal in der Wand erzeugt wird, wobei mittels einer Auswerte- und/oder Kommunikationsvor richtung aus zumindest einem Laufzeitunterschied des vorzugsweise von dem inne ren Wandler erzeugten Ultraschallsignals eine Relativposition und/oder ein Abstand des inneren Wandlers zu den äußeren Wandlern abgeleitet und/oder eine Kommuni kation über die Wandler eingeleitet wird. Der Laufzeitunterschied ist die Zeit, die zwi schen der Ankunftszeit des Signals bei dem ersten, nicht sendenden Wandler und dem zweiten, nicht sendenden Wandler vergeht. Insbesondere wird somit der Lauf zeitunterschied zwischen dem Signal, welches von dem inneren Wandler zu einem ersten in einer Rohrleitungsrichtung vorderen und einem zweiten in Rohrleitungsrich tung hinteren äußeren Wandler (oder umgekehrt) ankommenden Signal gemessen. Sofern keine Differenz zwischen den Laufzeiten der Signale gemessen wird, befin det sich der Molch unter Berücksichtigung der entsprechenden Messungenauigkei ten genau zwischen den beiden äußeren Wandlern.

Vorzugsweise kann in dem von dem inneren Wandler ausgesendeten bzw. erzeug ten Ultraschallsignal ein Zeitstempel enthalten sein, der von einer Auswerteeinheit auf der Außenseite der Rohrwand bzw. Pipeline aus dem Signal herausgelesen wird. Bei einander abgeglichenen Zeitgebern von Molch und äußerer Auswertevor richtung wird hierdurch die Laufzeitenmessung insbesondere bei kontinuierlich ge sendeten oder kurz nacheinander gesendeten Signalen bzw. in der Wand erzeugten

Ultraschallwellen verbessert. Allgemein wird unter einer Anordnung an der Innen- oder Außenseite der Wand eine Anordnung (des Wandlers) dicht an der Wand verstanden, wobei diese dichte An ordnung eine die Wand berührende oder auch mit einem geringfügigen Abstand, ins besondere für ein Koppelmedium, versehene Anordnung sein kann. Die Wandler können als Sender, Empfänger oder als Sender/Empfänger (auch Sende-, Emp fangs- oder Sende-/Empfangswandler) ausgebildet sein.

Für eine Duplex-Verbindung, bei der gleichzeitig sowohl in Richtung von innen nach außen, als auch von außen nach innen über die Wand kommuniziert werden kann, kann der Molch auch einen Sender und einen zusätzlichen Empfangswandler auf weisen. Entsprechend sind auf der Außenseite dann ebenfalls ein Paar von Sende- und Empfangswandler vorhanden. Für eine Variante, bei der es auf die Messung der Laufzeitunterschiede ankommt, sind entsprechend dann ebenfalls zumindest ein Paar von Sende- und Empfangswandler an einer ersten Position und in Längsrich tung des Objektes versetzt hierzu zumindest ein weiterer Empfangswandler oder auch ein Sende- und ein Empfangswandler vorhanden.

Neben piezo-elektrischen Wandlern, die allerdings ein Koppelmedium benötigen und die insofern vorzugsweise für flüssigkeitsgefüllte Leitungen oder Off-Shore im Meer verwendet werden können, ist insbesondere für gasgefüllte Leitungen die Verwen dung von elektromagnetischen Ultraschall-Wandlern vorteilhaft (nachfolgend EMUS- Wandler, EMAT-Wandler oder EMAT-Transducer). Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Ultra schallsignal, ein weiteres Ultraschallsignal und/oder ein nieder-frequentes elektro magnetisches Signal von außen in die Wand eingebracht, dieses von dem inneren Wandler empfangen, entsprechend von und auf dem Molch ausgewertet, woraufhin der Molch in eine Langsamfahrt oder einen Halt übergeht. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Molch sich dem Bereich nähert, der von Interesse ist und zunächst aus seiner mit hoher Dynamik einhergehenden Fahrt mit dem in der Rohr leitung vorhandenen Fluss herausgebracht werden muss. Unter einer Langsamfahrt wird hierbei eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise weniger als 10 cm/s verstanden.

Für die Langsamfahrt bzw. das Halten und ein Positionieren in der Rohrleitung sind aus dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten bekannt. Insbesondere kann ein Bypass durch den Molch geöffnet oder geschlossen werden, so dass der Vortrieb sich verlangsamt oder beschleunigt oder eine Bremse betätigt werden. Ebenfalls ist es möglich, durch Einschalten aktiver Antriebsmittel, wie beispielsweise von Rädern, Flügelrädern, Impellern oder Propellern, die dann mit dem oder gegen den Strom im Medium arbeiten, den Molch zu verlangsamen bzw. zum Halten zu bringen und/oder voranzubringen.

Der Übergang vom passiven Antrieb durch das Medium hin zu einem Halt bzw. zu einer Langsamfahrt stellt einen Übergang in einen Positioniermodus dar und ist vor teilhaft, um den Molch kontrolliert und einfacher in seine zu erreichende Position zu bringen. Zur Kommunikation insbesondere während dieses Positioniermodus bzw. der Lang samfahrt wird vorzugsweise die Frequenz und/oder die Phase des Ultraschallsignals oder mehrerer weiterer Ultraschallsignale zur Übermittlung von Informationen zwi schen dem zumindest einen äußeren und dem zumindest einen inneren Wandler va riiert. Mit einer Frequenzumtastung und/oder Phasenumtastung der Ultraschallwel len können deutlich höhere Übertragungsraten im Bereich von Kilobyte pro Sekunde erreicht werden, so dass in dem Positioniermodus, in dem der Molch z.B.„Stop-&- Go“-mäßig bewegt werden kann, die eigentliche Kommunikation zwischen den innen und außen vorhandenen Wandlern bzw. den angeschlossenen Auswerte-, Steue- rungs- und etwaigen weiteren zur Kontrolle vorgesehenen Einheiten erfolgt. Zusätz lich erfolgt vorzugsweise der Beginn der Kommunikation und die Kommunikation selbst, d.h. die Übermittlung von Informationen über den Zustand des Molches und der Pipeline in Abhängigkeit der Amplitude und/oder des Laufzeitunterschieds des Signals um etwaige Kommunikationsfehler zu vermeiden. Bereits in der Phase der Langsamfahrt können Informationen in Form von Sensordaten, beispielsweise Druck-, Differenzdruck-, Odometer- und/oder Kameradaten aus dem Inneren des Objekts nach außen übermittelt werden, so dass eine optimale Steuerung des Mol ches in der gewünschten Region des Objektes verbessert von außen überwacht und gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Allgemein kann ein Laufzeitunterschied auch "Null" betragen, d.h. es ergibt sich eine Differenz, die unter Berücksichtigung etwaiger Messungenauigkeiten gleich ist hin sichtlich eines stromauf- und eines stromabwärts gelegenen Transducers. Vorzugsweise wird aufgrund einer Amplitude des Ultraschallsignals, deren bzw. des sen Änderung, dessen Maximum und/oder einer Abweichung davon ein Positionier signal für den Molch oder eine den zumindest einen äußeren Wandler aufweisende, an dem Objekt entlang bewegbare Fahreinheit erzeugt. Die Erzeugung des Positio niersignals kann sowohl auf Seiten des Molches als auch vorzugsweise auf der Au ßenseite des Objekts vorgenommen werden. So ist beispielsweise bei einer Amplitu denerfassung des Ultraschallsignals davon auszugehen, dass, wenn sich die Amplitude des von einem inneren Wandler erzeugten Ultraschallsignals wieder ver ringert, der dichteste Abstand zwischen den Wandlern erreicht und wieder verlassen worden ist. Es kann im Vorfeld über Versuche in Abhängigkeit beispielsweise der Gradienten des Signals abgeschätzt werden, was für eine Verringerung der

Amplitude mit welchem Abstand der Wandler einhergeht, so dass der Molch im An wendungsfall entsprechend positionierbar ist. So ist beispielsweise für eine genaue Positionierung des Molches an einer gewünschten Stelle der Abstand zwischen die ser zu inspizierenden, zu wartenden oder zu reparierenden Pipelinestelle in Relation zu dem Wandler festzulegen und der entsprechende Offset durch Verringerung der Amplitude und deren Auswertung mit zu berücksichtigen.

Alternativ oder ergänzend wird aufgrund des Laufzeitunterschieds, eines minimalen und/oder eines nicht mehr messbaren Laufzeitunterschieds ein Positioniersignal nicht nur für den Molch sondern auch für eine den zumindest einen äußeren Wand ler aufweisende, an dem Objekt entlang bewegbare Fahreinheit erzeugt. Sofern die Laufzeitunterschiede wieder zunehmen, wird der Molch entsprechend aus seiner Mittelposition stromabwärts, oder bei aktiven Antriebsmitteln stromaufwärts bewegt worden sein. Mittels dieser Informationen ist eine Steuerung von außen an die ge wünschte Position ebenfalls möglich.

Entsprechend ist der Molch dazu ausgebildet, dass aufgrund des Positioniersignals aktive oder passive Antriebsmittel des Molches betätigt werden, um mit oder gegen einem in dem Objekt vorhandenen Fluidstrom bewegt zu werden bzw. sich zu bewe gen.

Um eine Vielzahl von Daten während einer Molchfahrt zu erfassen und den Molch gezielt auch während längerer Distanzen zu steuern, ist es von Vorteil, wenn die Amplitude und/oder der Laufzeitunterschied zum Positionieren zumindest einer au ßen auf der Pipeline insbesondere mit dem Molch mit zu bewegenden, vorzugs weise robotischen Fahreinheit insbesondere auf dieser, insbesondere auch unter Verwendung von satellitengestützten Navigationsdaten ausgewertet wird. Flierdurch wird insbesondere die Übermittlung von Kamerainformationen, die dann außen über Funk beispielsweise weiter übertragen werden können, verbessert. Insbesondere wird der Molch mittels der Positioniersignale zu einer gewünschten Position geführt, an der die Wand untersucht, gereinigt, gewartet und/oder repariert wird. So ist es beispielsweise möglich, insbesondere bei der Verwendung zweier äußerer und in ei nem Abstand von z.B. 10 oder 20 m voneinander positionierter Wandler mittig einen Reparaturmolch zu positionieren, der die Pipeline durch Öffnen eines Bypasses wei ter im Betrieb halten kann. Ein solcher Reparaturmolch kann Mittel zum Leerpumpen eines vorzugsweise radial vom Bypass befindlichen äußeren (in der Pipeline befindli chen) innenwandseitigen Bereiches aufweisen, um dort die Möglichkeit der Bearbei tung der Pipeline zu schaffen. Hierbei kann der Innendruck in der Pipeline bzw. die Druckdifferenz über den Bypass des in der Pipeline angeordneten Reparturmolches zur Unterstüzung des Leerpumpens verwendet werden. Hierzu kann insbesondere eine Venturidüse im Bypass verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Molch auch Mittel aufweisen, mit der die kinetische Energie eines in der Pipeline auf grund der Druckdifferenz strömenden Fluides genutzt werden kann, wie eine Turbine oder einen Propeller, insbesondere als im Bypass angeordneter Impeller. Durch diese Mittel kann die kinetische Energie des strömenden Fluids in mechanische und/oder elektrische Energie umgewandelt und für den Betrieb des Reparaturmol ches, insbesondere für den Betrieb eine Pumpe zum Leerpumpen eines vorzugs weise radial vom Bypass befindlichen äußeren (in der Pipeline befindlichen) innen wandseitigen Bereiches der Pipeline, bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätz lich kann der Molch einen Behälter mit einem Spülfluid aufweisen, mit dem der Be reich nach dem Leerpumpen oder zum Fluidaustausch gefüllt werden kann. Hier durch kann in dem Bereich eine für nachfolgend durchzuführenden Reparaturarbei ten vorteilhafte Umgebung geschaffen werden.

Insbesondere ist die Untersuchung, Reinigung, Wartung und/oder Reparatur auf grund von von dem inneren Wandler empfangenen Informationen von außen gere gelt und/oder gesteuert durchführbar. Die eingangs gestellte Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des vorbezeichneten Verfahrens gelöst, die einen in einem hohlen und langge streckten Objekt, vorzugsweise einer Pipeline anzuordnenden Molch aufweist, wobei die Vorrichtung zumindest einen an der Innenseite des Objekts anzuordnenden in neren Wandler und weiterhin zumindest einen äußeren Wandler zur Anordnung an einer Außenseite der Wand des Objekts umfasst und wobei die mehrteilige Vorrich tung zur Erzeugung zumindest eines Ultraschallsignals in der Wand ausgebildet ist und eine Auswerte- und/oder Kommunikationsvorrichtung zur Auswertung der Amplitude und/oder bei zumindest zwei äußeren Wandlern zur Bestimmung von Laufzeitunterschieden des vorzugsweise von dem inneren Wandler erzeugten Ultra schallsignals und zur Bestimmung eines Abstands und/oder einer Relativposition der Wandler zueinander aufweist. Insbesondere wird aus der Amplitude und insbeson dere aus einer Änderung der Amplitude und/oder aus dem Laufzeitunterschied, bei Verwendung zweier äußerer Wandler, eine Relativposition und/oder einen Abstand zwischen den zumindest zwei Wandlern und daraufhin ein Positioniersignal für den Molch abgeleitet und/oder eine Kommunikation eingeleitet. Die Auswerte- und Kom munikationsvorrichtung ist insbesondere zur Erzeugung von Positioniersignalen für den Molch ausgebildet.

Die Auswerte- und/oder Kommunikationsvorrichtung kann Teil des Molches sowie ebenfalls auch alleine auf der Außenseite des Objekts, insbesondere der Pipeline, angeordnet sein. Insbesondere weisen sowohl der Molch als auch auf der Außen seite befindliche Teile der Vorrichtung Mittel zur Ansteuerung der Wandler als auch zur Erzeugung und zum Empfang von auf die Ultraschallwelle aufzuprägenden Fre quenz- und Phasenänderungen sowie deren Interpretation auf. Darüber hinaus wei sen der Molch und die außen angeordneten Teile der Vorrichtung entsprechende Wandlerelektroniken zur Ansteuerung der Wandler und zur Aufnahme entsprechen der Informationen von dem Wandler auf. Ebenfalls sind vorzugsweise außen befind liche Teile der Vorrichtung dazu ausgebildet, die vom Molch empfangenen Daten zu interpretieren, entsprechende Signale zur Positionierung des Molches in der Rohrlei tung zu erzeugen und insgesamt den Positioniervorgang des Molches in der Pipeline zu regeln, steuern und/oder zu überwachen, wobei dies in Interaktion mit einem z.B. einen zugehörigen PC bedienenden Bedienperson erfolgen kann.

Wie vorbeschrieben können sowohl der innere als auch der oder die äußeren Wand ler als Sender und/oder Empfänger ausgebildet werden. Vorzugsweise handelt es sich um als elektromagnetische Ultraschallwandler (EMUS-Wandler) oder als piezo elektrische Wandler ausgebildete Wandler.

Bei als EMAT-Transducern bzw. EMUS-Wandlern ausgebildeten Wandlern sind die Spulen vorzugsweise mäandrierend ausgebildet. Insbesondere eine Auslegung der Spulen und Elektronik zur Erzeugung von Lamb-Wellen hat den Vorteil, dass dies auch in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Wandler ermöglicht, da sich die Ult raschallwelle auch in Umfangsrichtung des Rohres ausbreitet. Der Molch weist ins besondere passive oder aktive Antriebsmittel auf, wobei zu den passiven Antriebs mitteln Bremsmittel, den Querschnitt und entsprechend dann den Vortrieb in der Pipeline beeinflussende Mittel, insbesondere zur Abstützung in der Kanalwand zäh len. Aktive Antriebsmittel sind beispielsweise Rollräder, Ketten oder andere sich ak tiv an der Wand abstützende und für einen Vortrieb sorgende Mittel sowie im Fluid bewegte Antriebsmittel wie Flügelräder, Propeller oder Impeller.

Vorzugsweise weist der Molch ein Bremsmittel in Form einer spindelgetriebenen Klemmvorrichtung auf. Durch einen Spindelantrieb kann eine rotatorische Bewegung eines Motors auf einfache Weise in eine translatorische Bewegung eines Bremsele ments des Bremsmittels relativ zu einer Pipelinewand übersetzt werden. Zur Bewe gung des Bremselements kann das Bremsmittel insbesondere ein Scherengetriebe aufweisen. Besonders bevorzugt ist der Spindelantrieb selbsthemmend ausgeführt. Flierdurch wird ermöglich, dass ein einmal an die Pipelinewandung verbrachtes Bremselement an dieser verbleibt. Ein Motor wird nur zum Bewegen des Bremsele ments zum Festlegen oder Lösen des Molches benötigt. Flierdurch werden die Be lastung und der Energieverbrauch des Motors verringert.

Besonders bevorzugt weist das Bremsmittel eine vorzugsweise mechanisch wir kende Überlastsicherung auf. Während es im Normalbetrieb wünschenswert ist, den Molch sicher und bei geringem bzw. ohne Energieverbrauch abbremsen und insbe sondere an einer bestimmten Stelle in eine Pipeline festlegen zu können, ist dies bei einem Ausfall des das Bremselement bewegenden Motors, einer das Bremsmittel ansteuernden Steuerung und/oder der Kommunikationsmittel des Molches proble matisch. Ein in einer Pipeline dauerhaft feststeckender Molch stellt eine enorme Be- einträchtigung dar und kann ggf. nur unter sehr großem Aufwand geborgen oder um gangen werden. Durch eine Überlastsicherung kann die Bremse gelöst werden, in dem der Druck in der Pipeline solange erhöht wird, bis die Überlastsicherung das Bremsmittel freigibt bzw. von der Pipelinewandung entfernt. Anschließend kann der Molch mit dem in der Rohrleitung strömenden Fluid aus dieser ausgetragen werden.

Alternativ oder zusätzlich weist der Molch zumindest ein zur magnetischen Wechsel wirkung mit der Pipelinewand ausgebildetes und/oder magnetisch betätigbares Bremsmittel auf. Bei magnetisch betätigbaren Bremsmitteln wird ein Bremselement mittels eines schaltbaren Magneten in Kontakt mit der Wand einer Rohrleitung ge bracht. Bevorzugt bildet hierzu der Magnet das Bremselement zumindest teilweise mit aus, so dass beim Aktivieren des Magneten zum Bremsen das Bremselement an eine insbesondere aus einem ferromagnetischen Material gefertigte Pipelinewan dung bewegt wird. Durch die dann zwischen der Pipelinewand und dem Bremsele ment herrschenden Reibungskräfte wird der Molch gebremst und/oder an einer be stimmten Position in der Pipeline festgelegt. Der schaltbare Magnet kann als Elektro magnet ausgeführt sein. Der hohe Energiebedarf für den Betrieb eines Elektromag neten stellt jedoch einen signifikanten Nachteil für einen Einsatz auf einem Molch dar. Vorzugsweise ist der Magnet daher durch Permanentmagnete gebildet. Ein schaltbarer Magnet kann durch eine Anordnung von Permanentmagneten geschaf fen werden, in der zumindest ein Permanentmagnet beweglich, insbesondere dreh bar und/oder verschieblich angeordnet ist. Durch das Bewegen des zumindest einen beweglichen Permanentmagneten kann das Magnetfeld der Anordnung von Perma- nentmagneten unterschiedlich geformt werden. Durch eine unterschiedliche Ausrich tung der Pole der einzelnen Permanentmagneten kann das resultierende Magnetfeld der Anordnung derart verformt werden, dass die wesentlichen Anteile nahezu voll ständig innerhalb der Anordnung verlaufen oder einen signifikanter Anteil des Mag- entfelds sich durch die Pipelinewandung erstreckt. Somit kann auf einfach Weise ein magnetisch betätigbares Bremsmittel geschaffen werden, das einen geringen Ener giebedarf im Betrieb aufweist. Durch die Bewegung des Magnetfledes durch die Pipelinewand können aufgrund von Wirbelstromeffekten zusätzliche Bremskräfte er zeugt werden.

Die vorbeschriebenen Bremsmittel sind auch in anderen Molchen einsetzbar, insbe sondere auch mit Molchen, die nicht Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind.

Die Vorrichtung kann auch zumindest eine außen auf der Pipeline bewegbare Fahreinheit aufweisen, welche den äußeren Wandler umfasst. Diese kann wie vor beschrieben zur kontinuierlichen Erfassung der von einem mit einer insbesondere vorgebbaren Geschwindigkeit bewegten Molch ausgesendeten Informationen, insbe sondere von Kamerabildern verwendet werden.

Darüber hinaus ist es bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung von Vor teil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die beispielsweise bei EMAT- Wandlern verwendeten Magnetfeldamplituden der für die Erzeugung der Wirbel ströme benötigten Magnetfelder hinsichtlich der Amplitude überwacht und dies er- gänzend oder alternativ zur Ultraschallsignalamplitude ebenfalls für die Abstandsbe stimmung und die genaue Positionierung des Molches verwendet wird. Darüber hin aus kann durch die Verwendung von Ultraschall und/oder die Erzeugung von Mag netfeldern und deren Variationen von außen in die Pipeline hinein an den entspre chenden innenseitigen Wandlern ein elektromagnetisches Feld erzeugt werden, das zum Laden einer Batterie des Molches oder für die Ansteuerung von Kommunikati onsmitteln verwendet werden kann.

Oftmals weist ein in einer Pipeline bewegter Molch eine Vielzahl von Wandlern in Umfangsrichtung mehr oder weniger nebeneinander auf. Entsprechend können um eine Pipeline herum eine Mehrzahl von entsprechenden Wandlern positioniert wer den, durch die dann eine verbesserte Kommunikation, insbesondere mit höheren Datenraten und/oder eine Übertragung größerer Energiemengen ermöglicht wird.

Auch ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise bei im Wasser liegenden, insbesondere unterseeischen Pipelines, außen auf der Pipeline piezoelektrische Wandler verwen det werden, die eines Kuppelmediums bedürfen bzw. das vorhandene Wasser ver wenden, während dann auf der Innenseite der Pipeline Sender oder Empfänger in Form von EMAT-Wandlern verwendet werden können. Auch insofern sind Mischfor men der angesprochenen Wandlerausbildungen möglich.Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen. In den sche matischen Figuren zeigt: Fig. 1 : einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Pipe line,

Fig. 2: eine weitere Ausbildung der Erfindung,

Fig. 3: eine weitere Ausbildung der Erfindung,

Fig. 4, 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 7 ein Anwendungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Bremsmittel

Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor richtung mit einem Bremsmittel in einer alternativen Ausbildung

Fig. 10 ein Bremsmittel zur Verwendung mit dem Molch einer erfindungs gemäßen Vorrichtung mit einer Anordnung von Permanentmage- neten

Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele kön nen auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfin dungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktio nal gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.

Erfindungsgemäß ist ein innerer Wandler 1 auf der Innenseite einer Wand 2 des als Rohrleitung bzw. Pipeline ausgebildeten Objekts angeordnet. Radial nach innen zu einer Rohrleitungsmittelachse 4 befindet sich ein mit "N" und "S" gekennzeichneter Magnet 6, der für die Ausbildung eines Magnetfeldes in der Wand 2 verwendet wird (Fig.1 ). Der als EMUS-Wandler ausgebildete Wandler 1 ist mit einer mäandrieren- den Spule ausgestattet, die in dem Metall der Wand 2 Wirbelströme erzeugt, welche wiederum mit dem Magnetfeld wechselwirken und eine Ultraschallwelle, indiziert durch Striche 7 erzeugt. Dieses Ultraschallsignal 7 wird in der Rohrwand von einem äußeren EMUS-Wandler 8 detektiert. Auch diesem ist ein Magnet 9 zugeordnet, wie es für EMUS-Wandler üblich ist. Mittels einer dem äußeren EMUS-Wandler 8 zuge ordneten Auswerteelektronik wird die Amplitude des von dem inneren Wandler 1 er zeugten Ultraschallsignals detektiert und über eine Auswertevorrichtung (beide Vor richtungen sind nicht dargestellt) hinsichtlich der Amplitude und der Änderung der Amplitude zwecks Bestimmung eines Abstandes A zwischen den Wandlern ausge wertet. Anschließend wird ein weiteres Ultraschallsignal 1 1 vom äußeren Wandler 8 erzeugt, auf welches Informationen mittels Frequenzumtastung aufgeprägt sind. Diese Informationen bilden ein Positioniersignal aus, welches vom inneren Wand ler 1 empfangen wird, auf dem zugehörigen, jedoch nicht dargestellten Molch ausge wertet wird und zur Positionierung des Molches in der Pipeline verwendet wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein erfindungsge mäßes Verfahren dafür genutzt werden, einen in der Pipeline befindlichen Molch 12, der mit einer Kamera 13 eine Vielzahl von Daten erzeugt, diese über die Wand 2 zu übertragen (Fig. 2). Hierfür werden wieder EMAT-Wandler 1 verwendet und entspre chende Positioniersignale bzw. Informationen übertragen, wobei diesmal die Positio niersignale sowohl zur Steuerung des Molches 12 als auch zur Ansteuerung der auf der Pipeline mitbewegten Fahreinheit 14 dienen. Diese fährt mit dem Molch mit und greift mittels des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens die Kameradaten, die in der Pipeline erzeugt werden, ab.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Amplitude des von dem Wandler 1 erzeugten Ultraschallsignals ausgewertet wird, wird ggf. ergänzend hierzu bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 eine Laufzeitdifferenz bzw. ein Lauf zeitunterschied des von dem inneren Wandler 1 ausgesendeten und sowohl von ei nem ersten äußeren Wandler 8 sowie einem weiteren äußeren Wandler 16 emfan- genen Ultraschallsignals zur Positionierung des Molches 12, beispielsweise mittels dessen als Räder ausgebildeten Antriebsmitteln 17, und/oder der äußeren Molche 14 verwendet. Die Verwendung von vorzugsweise als Lambwellen ausgebildeten Ultraschallsignalen ermöglicht die Verwendung von im Abstand von bis zum 20 m hintereinander herfahrenden, vorzugsweise robotisch gesteuerten, auf der Pipeline befindlichen Fahreinheiten 14 (Fig. 3). Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können mit den in den Abschnitten C und D (Fig. 4) der Pipeline positionierten Wandlern Halb-Duplex oder Voll-Duplex-Kommu- nikation realisiert werden. Für die Halb-Duplex-Kommunikation gemäß Abschnitt C wird ein innerer Wandler 1 sowie ein äußerer Wandler 8 jeweils abwechselnd als Sender bzw. Empfänger verwendet. Im Setup gemäß Abschnitt D sind innere Wand ler 1 und äußere Wandler 8 fest als Sender oder als Empfänger ausgestaltet. So ist der im Abschnitt D linke äußere Wandler 8 kontinuierlich als Sender tätig, während der innere Wandler 1 im Abschnitt D links als Empfänger tätig ist. Die beiden im Ab schnitt D befindlichen rechten inneren und äußeren Wandler sind entsprechend an ders herum ausgebildet (Fig. 4).

Gemäß Fig. 5 kann bei ohnehin um einen Umfangsbereich herum vorhandenen Wandlern 1 eines Molches vorzugsweise eine Vielzahl von Wandlern 8 auch auf der Außenseite des Objekts angeordnet sein. Über diese ist ein entsprechend hoher Duplexbetrieb (Abschnitt D der Fig. 5 bzw. Halb-Duplexbetrieb in Abschnitt C mög lich). Über eine solche Anordnung einer Vielzahl von EMAT-Transducern 8 bzw. 1 kann darüber hinaus eine Aufladung einer Batterie im Innern der Pipeline am Molch erfolgen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist auch ein Mischbetrieb zwischen EMUS-Wandlern und piezoelektrischen Wandlern möglich. Auf der Außenseite sind vorliegend nun als piezoelektrische Wandler ausgebildete Wandler 19 mit einem Kopplungsmedium 17 in Form von Wasser beispielsweise offshore an einer Wand 2 angeordnet. Der im Abschnitt C befindliche piezoelektrische Wandler 19 ist als Sen der und Empfänger ausgebildet, genauso wie der Wandler 1 in Form eines EMUS- Wandlers auf der Innenseite der Rohrwand 2. Die im Abschnitt D vorhandenen bei den äußeren Transducer 13 sind als Sender (links) und Empfänger (rechts) ausge bildet, während entsprechend die innenseitig angeordneten Wandler 1 umgekehrt als Empfänger (links) und Sender (rechts) fungieren.

Ein Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Verfahren und einer erfindungsge mäße Vorrichtung ist in Fig. 7 illustriert. In dem Anwendungsfall steht ein in einer Pipeline befindlicher Molch 12 mit einem inneren Wandler 1 in einer Kommunikati onsverbindung mit einem äußeren Wandler 8, der an der Außenseite der Pipeline angeordnet ist. Die Pipeline ist hierbei eine Unterseepipeline. Der äußere Wandler 8 steht mit einem Remotely Operated Vehicle (ROV) 20 in einer Kommunikationsver bindung, die durch die Signale 21 , 22 angedeutet ist. Das ROV 20 ist über ein Ver sorgungskabel 23 mit einer Kontrollstation 24, vorliegend einem Schiff, verbunden. Somit kann auch bei dem Einsatz des Molchs 12 in einer Unterseepipeline von der Kontrollstation 24 über das ROV 20 und den äußeren Wandler 8 eine Kommunikati onsverbindung durch die Wand 2 der Unterseepipeline zu dem inneren Wandler 1 und somit dem Molch 12 realisiert werden. Der Einsatz des Molchs 12 in der Unter seepipeline kann so überwacht und/oder gesteuert werden.

Gemäß Fig. 8 kann der Molch 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Bremsmit tel in Form einer spindelgetriebenen Klemmvorrichtung 30 auf. Diese weist einen Spindelantrieb 31 auf, über den Bremselemente 32 in Richtung der Wand 2 einer Pipeline verlagerbar sind. In der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind die Bremsele mente 32 an Stangen 33 angeordnet, die zum einen an einem Teil des Spindelan triebs 31 und zum anderen über eine Drehschubgelenk 34 an einem Körper des Molchs 12 festgelegt sind. Wenn die Bremselemente 32 in Kontakt mit der Wand der Pipeline gebracht werden, sind diese durch die Anordnung gemäß Fig. 8 selbsthem mend ausgeführt. Der Molch 12 wird durch ein in der Rohrleitung strömendes Fluid in Richtung des Pfeils P durch die Rohrleitung bewegt. Bei mit der Wand in Kontakt stehenden Bremselemente 32 wird bei einer Erhöhung des Druckdifferenz über den Molch 12 die Kraft der Bremselemente 32 auf die Wand der Pipeline und in der Folge die Bremskraft erhöht. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 kann das Brem selement mit einer Überlastsicherung versehen sein. Bei Überschreiten eines be stimmten, einstellbaren oder vorher festgelegten Differenzdrucks schlagen die Stan gen 33 um. Flierdurch werden die Bremselemente 32 von der Wand gelöst. Dies kann selbststätig aufgrund der geometrischen Auslegung des Bremsmittels und/oder unterstützt durch den Spindelantrieb 31 erfolgen, wobei der Molch 12 hierfür zumin dest einen Sensor, der den Differenzdruck erfasst, und eine Steuereinheit, die den Sen so rauswertet und den Spindelantrieb 31 auswertet, aufweist.

In einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 9 weist der Molch ein Bremsmittel in Form einer spindelgetriebenen Klemmvorrichtung 30 mit einem Spindelantrieb 31 auf, über den Bremselemente 32 in Richtung der Wand 2 einer Pipeline verlagerbar sind. Hierbei ist das Bremsmittel über ein Scherengetriebe 35 bewegbar. Das Brem selement 32 kann hierbei parallel zu der Wand 2 der Pipeline verlagert werden. Hier durch wird eine große Kontaktfläche zwischen dem Bremselement 32 und der Wand 2 ermöglich, wodurch der Anpressdruck des Bremselements 32 auf die Pipeline wand bei gleicher Bremswirkung geringer ist.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines magnetisch betätigbaren Bremsmittels für einen Molch 12 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 10 a zeigt das Brems mittel in einer Bremsposition, in der das Bremsmittel an einer Wand 2 einer Pipeline anliegt. Fig. 10 b zeigt das Bremsmittel in einer Transportposition. Das Bremsmittel weist eine Magnetanordnung 36 mit zwei Polplatten 37 auf, die permanent magneti siert sind. Zwischen den Polplatten 37 ist ein Permanentmagnet 38 drehbar ange ordnet. Durch Drehung des Permanentmagneten 37 ist das Magnetfeld der Mag netanordnung veränderbar. In Fig. 10b sind die Magneten der Magnetanordnung mit ihren Polen jeweils wechselweise ausgerichtet. In der Folge verläuft das Magnetfeld im Wesentlichen innerhalb der Magnetanordnung. In Fig. 10a ist der Permanent magnet 38 um 180“gedreht. Wesentliche Teile des resultierenden Magnetfelds der Magnetanordnung erstrecken sich auch außerhalb der Magnetanordnung in die Wand 2 der Pipeline. In der Folge werden die Bremselemente des Bremsmittels an die Wand 2 der Pipeline gezogen, wodurch ein mit dem Bremsmittel versehener Molch abgebremst und/oder in der Pipeline festgelegt wird. Zum Lösen wird der Per manentmagnet 38 erneut um vorzugsweise 180“gedreht. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetanordnung auch durch das Bewegen einer oder mehrerer Polplat ten 37 geschaltet werden.

Die in Fig. 8 bis Fig. 10 im Zusammenhang mit dem Molch 12 einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung gezeigten Bremsmittel sind nicht auf die Verwendung mit einem Molch einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt. Diese können auch auf bwz. in anderen Molchen Verwendung finden, die in einer Pipeline zu bremsen und/oder festzulegen sind. Diese Molche können über alternative Mittel und/oder gar nicht von außerhalb der Pipeline ansteuerbar sein.