JPH01308906A - 高耐熱深部型ボアホールスキャナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はボアホールスキャナ装置、特に高熱環境下にあ
るばかりでなく、深さの深いポーリング孔の孔壁面調査
に有用なボアホールスキャナ装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 地盤調査の手段として岩盤に掘削したポーリング孔の孔
壁面を、ボアホールスキャナ装置により観察する方法は
を効である。しかし地熱発電用の噴気を得るための地盤
調査のように、ポーリング孔の深さが１０００〜３００
０ｍ、孔内温度が１００〜３００°Ｃにも達する場合に
は、従来のボアホールスキャナ装置による調査は困難で
ある。

即ち従来のボアホールスキャナ装置は例えば第１図に示
すように、テレビカメラ（ａ）とミラー０））とを孔路
方向の移動速度と同期をとりながら回転させるようにし
て孔壁面（Ｃ）を螺旋状に走査し、これにより得られた
画像信号を地上に送って画像処理を行い、これによりポ
ーリング孔全長に亘る展開画像をテレビ受像装置に表示
したり、ビデオテープに収録し再生して調査に使用する
ものである。

しかしこのようにテレビカメラを用いて、得られた孔壁
面像を電気信号に変換して地上に送る方式では、一般に
６０″Ｃ以上の使用環境では熱的破損や動作の不良を招
き易い複雑な電子機器よりなる回路をプローブ内に持つ
。従ってこの方式はポーリング孔が深い場合であっても
減衰少なく信号を地上に伝達しうる利点を有するが、前
記のような高温環境下における使用を可能とするために
は、プローブ内収容機器の熱防禦が必要となる。このた
めプローブの巨大化を招くばかりでなく、経験によれば
従来技術による熱防禦では１００°Ｃにおける１時間の
使用が限度である。従って、調査を間欠的に行わざるを
得なくなるため、作業能率を極めて悪くシ調査コストを
著しく高くする欠点がある。また孔壁面画像を電気信号
に変換して地上に送る方法では、外来雑音の影響を受は
易く画質の低下を招くおそれがある。

（発明の目的） 本発明は従来のものより高い耐熱性能をもち、しかも深
いボーリン°グ孔であっても調査が可能なポアホールス
キャナ装置を提供して、地熱発電用噴気孔の調査、高い
温度の各種配管の内壁調査などに寄与するようにしたも
のである。

（問題点を解決するための本発明の手段）本発明の特徴
とするところは、■地上において発光させた光を光ファ
イバによりプローブ内に伝送して孔壁に当て、その反射
光を電気信号に変換することなく再び光ファイバにより
地上に送って画像処理したのちテレビ受像機に展開画像
として映し出すようにして、高温に弱いテレビカメラな
どの複雑な回路装置のプローブ内からの追放を図った点
にある。また■地上からの送出光として長距離において
も減衰を著しく少な（でき、しかも外来雑音信号による
影響を受けにくいレーザ光を用いることにより、安定か
つ良質な孔壁面の展開画像を映し出せるようにし、以上
により、従来のものに比べて耐熱性能にすぐれるばかり
でなく、深いポーリング孔の場合にも調査が可能なボア
ホールスキャナ装置を提供できるようにしたのものであ
る。次に本発明を一実施例により詳細に説明する。

（実施例） 第２図は本発明の一実施例構成図、第３図はプローブの
構成を示す断面図である。第２図においてＡはプローブ
、Ｂは光フアイバケーブル、Ｃは制御卓であって、プロ
ーブＡは第３図の如き構成をもつ。第３図において（１
）は円筒状の主ケース、（２）は上部端栓であって、光
フアイバケーブルを水密を保ってプローブ内に引込むた
めの防水ブッシングを有し、防水用Ｏリングを介してケ
ース（１）に螺合される。（３）は断面が円環状の透明
覗き窓体、（４）は下部端栓であって、覗き窓体（３）
は防水用ＯＵングを介してケース（１）の下端に螺合さ
れ、下部端栓（４）は防水用０リングを介して覗き窓体
（３）の下端に螺合されてプローブケースを形成する。

（５）は画像用光ファイバであって、その下端先端面が
ケース（１）の中心軸と一致するようにケース（１）に
設けた固定台（１ａ）により保持される。（６）は集光
レンズであって、光ファイバの先端露呈面に接して設け
られる。（７）は反射鏡、（８）は反射鏡支持体であっ
て円筒状をなし、ミラーの中心軸が光ファイバ（５）の
先端面の中心と一致すると共に先端面に対して４５゛の
角度をもち、しかも覗き窓体（３）に位置するように反
射鏡（７）を支持し、図示しない軸受により両端を支承
されて回転する。（９）はモータ例えば永久磁石モータ
であって、ミラー支持体（８）を回転軸として同軸的に
設けた永久磁石回転子（９ａ）と、これに対向するよう
にケース（１）に固定された固定子（９ｂ）とからなる
。（ｌＯ）は回転角度検出円板であって、その板面の半
径方向には１乃至複数本の永久磁石を内蔵したスリット
を有し、ミラー支持体（８）の上端に同軸的に固定され
る。（１１）は回転角度検出用光ファイバ、（１２）は
集光レンズであって、上記角度検出用円板（１０）に正
対するように固定台（１ａ）によってケース（１）に固
定され、前記光ファイバ（５）、モータ（９）の電源線
、吊下用テンションワイヤなどと共に第２図のケーブル
Ｂを形成してプローブＡを制御卓Ｃに接続する。

次に第２図に戻って（１３）はプローブ昇降用のローラ
、（１４）はケーブルドラム、　（１４ａ）はその回転
駆動モータであって、ドラム（１４）の回転によりケー
ブルＢを上下してプローブＡをポーリング孔り内に上下
降させる。（１５）は深度検出装置、（１５ａ）は案内
ローラ、（１５ｂ）は計測ローラ、（１５ｃ）は計測ロ
ーラと同軸の深度信号を送出するエンコーダである。Ｃ
は制御卓であって次の各部を備える。

（１６）はレーザ光の発光部、（１７）　（１Ｂ）は送
受光分離部例えばプリズムやハーフミラ−１（１９）は
画像用レンズ、（２０）は角度検出用レンズであって、
送受光分離部（１７）は発光部（１６）からのレーザ光
を画像用光ファイバ（５）内に送りこみ、返って来た反
射レーザ光を分離して画像用レンズ（１９）に投射し、
また分離部（１８）は発光部（１６）からのレーザ光を
角度検出用光ファイバ（１１）内に送り込み、返って来
た反射レーザ光を分離して角度検出用レンズ（２０）に
投射する。（２１）　（２２）は受光部であって、レン
ズ（１９）　（２０）からの反射レーザ光信号を電気信
号に変換する。（２３）　（２４）はそれぞれ増幅器、
（２５）　（２６）はアナログ・デジタル変換器、（２
７）はカウンタであって、前記角度検出用円板（１０）
のスリット毎に発生する信号をスタートストップ信号と
してクロックパルスを計数して反射鏡（７）の回転角度
、即ちモータ（９）の回転角度を検出する。（２８）は
同期回路であって、ここにはアナログ・デジタル変換器
（２５）（２６）によってデジタル化された上記反射鏡
（７）の回転角度信号、および孔壁像の信号および深度
検出装置（１５）のエンコーダ（１５ｃ）からのデジタ
ル化深度信号が加えられる。（２９）は入出力回路、（
３０）は中央処理装置、（３１）は主メモリ装置、（３
２）はデータセレクタ、（３３）はデジタル・アナログ
変換器、（３４）はディスプレイ装置である。そして同
期回路（２８）に人力された孔壁像信号は中央処理装置
（３０）により回転角度信号と深度信号をアドレス指定
信号として主メモリ装置（３１）内に一旦書込まれる。

一方探度検出装置（１５）の深度信号とプローブＡから
の回転角度信号は、同期回路（２８）においてプローブ
Ａの降下速度信号と反射鏡（７）の回転速度信号に変換
されて、降下速度と回転速度の同期が行われる。そして
これを同期信号としてデジタル・アナログ変換器（３３
）はデータセレクタ（３２）から読出された主メモリ装
置（３１）からのデジタル信号を、アナログ信号に変換
して輝度信号としてディスプレイ装置（３４）に順次入
力し、孔壁面を展開画像として表示する。

（発明の効果） 以上のように本発明では■従来装置のようにテレビカメ
ラを用いて孔壁面像を電気信号に変換して地上に伝送す
ることなく、レーザ光によって直接孔壁面像を地上に伝
送する。従って従来装置のように信号処理のための高温
に弱い複雑な電子機器を用いた回路をプローブから追放
でき、電子機器に比べて遥かに高い耐熱性能を持たせる
ことが可能な反射鏡回転角のモータ、光ファイバの耐熱
温度によって定まり、従来より高い温度の環境での使用
が可能となる。また信号処理のための電子回路の追放に
より、プローブ内は光ファイバ、反射鏡の回転機構など
の筒車なもののみとなるのでプローブ全体の小型化が可
能となる。■本発明ではテレビカメラを用いないので反
射鏡のみを回転させればよい。従って回転駆動用のモー
タを小型に形成できる。しかもモータの負荷が少なくな
るので反射鏡の高速回転が可能となり、それだけ計測速
度を向上して能率的な作業が可能となる。

■　本発明では孔壁面の照射光としてレーザ光を用いる
ので長い距離を減衰少なく伝送でき、しかも従来の電気
信号に変換して伝送するもののように外来雑音信号の影
響を受けにくい。従って、深部の計測であっても安定か
つ良質な画像を得ることができる。従って本発明によれ
ば従来装置より高い温度環境しかも深部での計測が可能
なボアホールスキャナ装置を提供できる。

（他の実施例） 以上では１本の光ファイバを送受光に兼用した場合を例
にとって説明したが、送受光にそれぞれ独立の光ファイ
バを用いても実施できる。また反射鏡に代えてプリズム
を用いることができる。第４図はその例を示すもので、
図において（３５）は受光用光ファイバであって、プロ
ーブケース（１）の中心に先端面が位置するように固定
される。（３６）は送光用光ファイバであって、受光用
光ファイバ（３５）の外側に固定される。（３７）は筒
状のプリズム支持体で、モータにより回転する。（３８
）はプリズム、（３９）　（４０）はそれぞれ円環状の
反射鏡である。

そしてこれらは送光用光ファイバ（３６）とがらのレー
ザ光を（反射鏡（３９）１反射鏡（４０）→プリズム（
３８）　）の経路で孔壁面に当て、これからの反射光を
プリズム（３８）とプリズム支持体（３７）の中空部を
経て受光用光ファイバ（３５）に入力するようにプロー
ブケース（］）内に配置されるもので、この場合地上側
の制御卓に送受光の分離部を設ける必要のないことは云
うまでもない。

また従来と同様にプローブ内に方位計を設けて、その検
出信号を画像と同期してディスプレイ装置に表示するこ
ともできる。この場合方位計としては耐熱性の高いもの
を使用する。

また角度検出用円板と深度検出装置による回転速度情報
、降下速度情報を用いて、反射鏡駆動用モータの回転速
度やケーブルドラムの駆動用モータの回転数を、電源の
変動などにかかわらず設定された値に一定になるように
フィードバック制御することもできる。また反射鏡の回
転速度またはプローブの降下速度の何れか一方の設定値
を変えた場合、この情報を用いて回転速度または降下速
度に適合した速度となるように制御することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の原理図、第２図および第３図は本発
明の一実施例を示す図およびプローブの断面構成図、第
４図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 特許出願人　財団法人　電力中央研究所間　　　株式会
社　キュー　・アイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地上に設けた発光部からのレーザ光をプローブ内
   に導き、調査壁面からの反射レーザ光を地上の制御卓に
   導く画像用光ファイバと、前記プローブ内に導かれたレ
   ーザ光を調査壁面に投射し、その反射レーザ光を画像用
   光ファイバに投射する回転駆動源を有する光屈折機構と
   、地上に設けた発光部よりのレーザ光を前記光屈折機構
   と同一速度で回転する回転角度検出円板に投射し、その
   スリットからの反射光を地上の制御卓に導く回転角度検
   出用光ファイバとを備えたプローブ、および前記光ファ
   イバによる調査壁面からの反射レーザ光、回転角度検出
   用レーザ光を電気信号に変換した信号と深度検出信号と
   からディスプレイ装置の展開画像用輝度信号を作って表
   示を行う制御卓とを備えたことを特徴とする高耐熱深部
   型ボアホールスキャナ装置。