JPH032254B2 - - Google Patents
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- JPH032254B2 JPH032254B2 JP8613482A JP8613482A JPH032254B2 JP H032254 B2 JPH032254 B2 JP H032254B2 JP 8613482 A JP8613482 A JP 8613482A JP 8613482 A JP8613482 A JP 8613482A JP H032254 B2 JPH032254 B2 JP H032254B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 8
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
本発明は、棒状又は管状の被検査体外表面を検
査する方法及び装置に関し、更に詳しくは、楕円
ミラーを用いることによつて被検査体を回転させ
なくても高速度で検査できるような方法及び装置
に関するものである。 集束した光線（レーザ光線）で被検査体の表面
を走査し、該被検査体からの反射光を観測して表
面欠陥の有無を検査する方法や装置は従来公知で
あり、集束光線の走査方法としては、多面体回転
ミラー、振動ミラー等の可動ミラーによる直線走
査が採用されている。しかし、このような走査方
法は、被検査体が平板状のものであればよいので
あるが、本発明が対象としているような棒状ある
いは管状の被検査体を大量かつ高速で検査したい
ような場合には、著しく不利であることが判明し
た。 すなわち、従来技術により、例えば高速増殖炉
用の燃料被覆管のような管状体の表面検査を行な
うには、第１図、第２図に示すような構成が採ら
れる。レーザ発振器１０からのレーザ光はコリメ
ータ１２により集束され、多面体回転ミラー１４
によつて管状被検査体１６の表面を水平走査す
る。被検査体１６からの反射光は、例えば拡散反
射板１８によつて再び反射され、その再反射光を
光電変換器２０で検出するようにし、前記再反射
光量の変化から欠陥の有無等を検知するのであ
る。しかし、このままでは、レーザ光は被検査体
表面の同一線上を走査するだけであるので、管状
被検査体１６の全外表面を走査するためには、被
検査体１６を回転させ、かつその長手方向にも搬
送せねばならない。検査速度を向上させるために
は、被検査体１６の送りピツチが制限となるの
で、該被検査体１６を高速回転させて全表面走査
を確保しなければならないが、高速回転させると
被検査体のブレ（振動）が急激に大きくなるため
自ら限界があつた。このような理由のため従来技
術では、棒状あるいは管状の被検査体を大量に検
査することは極めて困難だつたのである。 本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、核燃料被覆管のように長大な管状被検
査体の全外表面を高速で検査できるような方法及
びその装置を提供することにある。 かかる目的を達成するため案出された本発明
は、楕円ミラーを使用し、それによつて被検査体
を回転させずともその外表面を検査できるように
工夫されている。 以下、図面に基づき本発明について詳述する。
本発明は、楕円ミラーの特質、すなわち一方の焦
点から発した光は鏡面で反射されて他方の焦点に
集まり、しかもその光路長は光路によらず一定で
あるという性質を巧みに利用したものである。第
３図及び第４図に本発明方法の一例を示す。図示
されているように、本発明は、楕円ミラー２４を
用い、該楕円ミラー２４の一方の焦点を含む直線
ｒ上に被検査体２６を設け、他方の焦点を含む直
線ｓ上に反射中心が位置するように振動ミラー２
８を設け、集束したレーザ光線を前記振動ミラー
２８及び楕円ミラー２４で反射させて前記被検査
体２６に入射させ、周方向に走査させるととも
に、該被検査体２６をその長手方向に相対的に移
動させるよう構成されている。 振動ミラー２８に供給される集束したレーザ光
線は、一般に、レーザ発振器３０の出力をコリメ
ータ３２や全反射鏡３４等からなる光学系で細く
絞られ所定の角度で入射するよう調整されたもの
である。振動ミラー２８の代りに多面体回転ミラ
ーを用いてもよい。 このような構成であるから、振動ミラー２８の
振動により被検査体２６の中心に向う走査光束を
発生させることができる。そして、この光束の光
路長は、前述の如く楕円の性質上、被検査体表面
のどこにおいても等しくなるため、振動ミラーの
外側に集光系を置くことができる。楕円ミラー２
４と振動ミラー２８の組合せにより得られた走査
光束は、被検査体２６に入射され、その反射光
は、例えば半円形の拡散反射板３６で再び反射さ
れ、それを光電変換器３８で検出すること、すな
わち、反射光量の変化を測定することによつて、
被検査体２６の表面欠陥を検出することができ
る。なお、拡散反射板３６は、その反射面が比較
的荒くなつており、反射光成分を平均化して再度
反射する機能を果す。かかる拡散反射板を用いる
欠陥検出原理は、従来公知（特開昭54−51554号
参照）であるから、それについての詳しい説明は
省略する。 本発明で用いる楕円ミラーは、一般に高価であ
るが、扱う光が集束性の良好なレーザ光であるた
め、必要とする楕円ミラーの幅は相当小さくても
充分使用できるので、楕円ミラーの幅を小さくす
ることでコストダウンを図ることができる。 以上が本発明方法の一例である。しかし、上記
の説明からも明らかなように、このままでは被検
査体の上半面についてしか走査することはできな
い。したがつて、全周走査にあたつては、前記の
ような走査部を２組用い、上半分と下半分とを分
けて走査すればよい。 ２組の走査部を用いた場合の具体的構成例を第
５図以下に示す。第５図は本装置の正面図、第６
図はその平面図、第７図及び第８図は走査部の説
明図である。これらの図面から明らかなように本
装置は、共通焦点を有し、非共通焦点が180゜ずれ
るように組合わせた２個の楕円ミラー２４ａ，２
４ｂと、該共通焦点を含む直線ｒ上に保持された
管状の被検査体２６をその長手方向に移動させる
被検査体保持搬送機構４０と、前記各楕円ミラー
２４ａ，２４ｂの非共通焦点を含む各直線ｓ上に
それぞれ配設される振動ミラー２８ａ，２８ｂ
と、各振動ミラー２８ａ，２８ｂに集束レージ光
線を供給するレーザ発振器３０及び光学系４２
と、被検査体２６からの反射光を拡散反射する半
円形状の拡散反射板３６ａ，３６ｂと、その拡散
反射光を検出する光電変換器３８ａ，３８ｂとを
備えている。 光学系４２は、コリメータ３２、ビームスプリ
ツタ４４、全反射鏡３４等からなり、単一レーザ
発振器３０からの出力を細く絞り、それぞれの振
動ミラー２８ａ，２８ｂに所定角度で供給する機
能を果す。レーザ発振器３０からの出力は、ビー
ムスプリツタ４４で分けられ、一方は全反射鏡３
４で反射されるなどして振動ミラー２８ａに供給
され、楕円ミラー２４ａで反射されて被検査体２
６の上半面に入射する。ビームスプリツタ４４で
分けられた他の光は、他方の振動ミラー２８ｂに
供給され、楕円ミラー２４ｂで反射されて被検査
体２６の下半面に入射する。それ故、被検査体２
６を搬送装置４０で一方に搬送するだけで、被検
査体２６の全表面を走査でき、欠陥の有無を検知
することができる。 拡散反射板３６ａ，３６ｂは半楕円形であつて
もよいが、半円形でも充分実用できる。これは、
本発明の場合、欠陥による反射パターンには注目
せず、欠陥の存在による反射光量の変化を測定す
るよう構成されており、それ故、反射パターンを
正確に再現する必要がなく、また、拡散反射板は
極めて融通性に富むので、光が楕円形に移動する
場合でも半円形の反射板で充分集光できるからで
ある。また、これに伴つて、光電変換器３８ａ，
３８ｂとして小型センサを採用する必要がないの
で、例えば光電子増倍管のような応答速度の高い
センサを用いることができる。 なお、上記実施例では、２個の楕円ミラーをず
らして並設した構造となつているが、２個の楕円
反射面を同一平面内に相対向するよう組合わせた
楕円ミラーを用いてもよい。 本発明と従来技術との比較結果の一例を次表に
示す。この表は、高速増殖原型炉「もんじゆ」用
の燃料被覆管（外径6.5mmφ、長さ3000mm）の外
表面検査の一例である。
査する方法及び装置に関し、更に詳しくは、楕円
ミラーを用いることによつて被検査体を回転させ
なくても高速度で検査できるような方法及び装置
に関するものである。 集束した光線（レーザ光線）で被検査体の表面
を走査し、該被検査体からの反射光を観測して表
面欠陥の有無を検査する方法や装置は従来公知で
あり、集束光線の走査方法としては、多面体回転
ミラー、振動ミラー等の可動ミラーによる直線走
査が採用されている。しかし、このような走査方
法は、被検査体が平板状のものであればよいので
あるが、本発明が対象としているような棒状ある
いは管状の被検査体を大量かつ高速で検査したい
ような場合には、著しく不利であることが判明し
た。 すなわち、従来技術により、例えば高速増殖炉
用の燃料被覆管のような管状体の表面検査を行な
うには、第１図、第２図に示すような構成が採ら
れる。レーザ発振器１０からのレーザ光はコリメ
ータ１２により集束され、多面体回転ミラー１４
によつて管状被検査体１６の表面を水平走査す
る。被検査体１６からの反射光は、例えば拡散反
射板１８によつて再び反射され、その再反射光を
光電変換器２０で検出するようにし、前記再反射
光量の変化から欠陥の有無等を検知するのであ
る。しかし、このままでは、レーザ光は被検査体
表面の同一線上を走査するだけであるので、管状
被検査体１６の全外表面を走査するためには、被
検査体１６を回転させ、かつその長手方向にも搬
送せねばならない。検査速度を向上させるために
は、被検査体１６の送りピツチが制限となるの
で、該被検査体１６を高速回転させて全表面走査
を確保しなければならないが、高速回転させると
被検査体のブレ（振動）が急激に大きくなるため
自ら限界があつた。このような理由のため従来技
術では、棒状あるいは管状の被検査体を大量に検
査することは極めて困難だつたのである。 本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、核燃料被覆管のように長大な管状被検
査体の全外表面を高速で検査できるような方法及
びその装置を提供することにある。 かかる目的を達成するため案出された本発明
は、楕円ミラーを使用し、それによつて被検査体
を回転させずともその外表面を検査できるように
工夫されている。 以下、図面に基づき本発明について詳述する。
本発明は、楕円ミラーの特質、すなわち一方の焦
点から発した光は鏡面で反射されて他方の焦点に
集まり、しかもその光路長は光路によらず一定で
あるという性質を巧みに利用したものである。第
３図及び第４図に本発明方法の一例を示す。図示
されているように、本発明は、楕円ミラー２４を
用い、該楕円ミラー２４の一方の焦点を含む直線
ｒ上に被検査体２６を設け、他方の焦点を含む直
線ｓ上に反射中心が位置するように振動ミラー２
８を設け、集束したレーザ光線を前記振動ミラー
２８及び楕円ミラー２４で反射させて前記被検査
体２６に入射させ、周方向に走査させるととも
に、該被検査体２６をその長手方向に相対的に移
動させるよう構成されている。 振動ミラー２８に供給される集束したレーザ光
線は、一般に、レーザ発振器３０の出力をコリメ
ータ３２や全反射鏡３４等からなる光学系で細く
絞られ所定の角度で入射するよう調整されたもの
である。振動ミラー２８の代りに多面体回転ミラ
ーを用いてもよい。 このような構成であるから、振動ミラー２８の
振動により被検査体２６の中心に向う走査光束を
発生させることができる。そして、この光束の光
路長は、前述の如く楕円の性質上、被検査体表面
のどこにおいても等しくなるため、振動ミラーの
外側に集光系を置くことができる。楕円ミラー２
４と振動ミラー２８の組合せにより得られた走査
光束は、被検査体２６に入射され、その反射光
は、例えば半円形の拡散反射板３６で再び反射さ
れ、それを光電変換器３８で検出すること、すな
わち、反射光量の変化を測定することによつて、
被検査体２６の表面欠陥を検出することができ
る。なお、拡散反射板３６は、その反射面が比較
的荒くなつており、反射光成分を平均化して再度
反射する機能を果す。かかる拡散反射板を用いる
欠陥検出原理は、従来公知（特開昭54−51554号
参照）であるから、それについての詳しい説明は
省略する。 本発明で用いる楕円ミラーは、一般に高価であ
るが、扱う光が集束性の良好なレーザ光であるた
め、必要とする楕円ミラーの幅は相当小さくても
充分使用できるので、楕円ミラーの幅を小さくす
ることでコストダウンを図ることができる。 以上が本発明方法の一例である。しかし、上記
の説明からも明らかなように、このままでは被検
査体の上半面についてしか走査することはできな
い。したがつて、全周走査にあたつては、前記の
ような走査部を２組用い、上半分と下半分とを分
けて走査すればよい。 ２組の走査部を用いた場合の具体的構成例を第
５図以下に示す。第５図は本装置の正面図、第６
図はその平面図、第７図及び第８図は走査部の説
明図である。これらの図面から明らかなように本
装置は、共通焦点を有し、非共通焦点が180゜ずれ
るように組合わせた２個の楕円ミラー２４ａ，２
４ｂと、該共通焦点を含む直線ｒ上に保持された
管状の被検査体２６をその長手方向に移動させる
被検査体保持搬送機構４０と、前記各楕円ミラー
２４ａ，２４ｂの非共通焦点を含む各直線ｓ上に
それぞれ配設される振動ミラー２８ａ，２８ｂ
と、各振動ミラー２８ａ，２８ｂに集束レージ光
線を供給するレーザ発振器３０及び光学系４２
と、被検査体２６からの反射光を拡散反射する半
円形状の拡散反射板３６ａ，３６ｂと、その拡散
反射光を検出する光電変換器３８ａ，３８ｂとを
備えている。 光学系４２は、コリメータ３２、ビームスプリ
ツタ４４、全反射鏡３４等からなり、単一レーザ
発振器３０からの出力を細く絞り、それぞれの振
動ミラー２８ａ，２８ｂに所定角度で供給する機
能を果す。レーザ発振器３０からの出力は、ビー
ムスプリツタ４４で分けられ、一方は全反射鏡３
４で反射されるなどして振動ミラー２８ａに供給
され、楕円ミラー２４ａで反射されて被検査体２
６の上半面に入射する。ビームスプリツタ４４で
分けられた他の光は、他方の振動ミラー２８ｂに
供給され、楕円ミラー２４ｂで反射されて被検査
体２６の下半面に入射する。それ故、被検査体２
６を搬送装置４０で一方に搬送するだけで、被検
査体２６の全表面を走査でき、欠陥の有無を検知
することができる。 拡散反射板３６ａ，３６ｂは半楕円形であつて
もよいが、半円形でも充分実用できる。これは、
本発明の場合、欠陥による反射パターンには注目
せず、欠陥の存在による反射光量の変化を測定す
るよう構成されており、それ故、反射パターンを
正確に再現する必要がなく、また、拡散反射板は
極めて融通性に富むので、光が楕円形に移動する
場合でも半円形の反射板で充分集光できるからで
ある。また、これに伴つて、光電変換器３８ａ，
３８ｂとして小型センサを採用する必要がないの
で、例えば光電子増倍管のような応答速度の高い
センサを用いることができる。 なお、上記実施例では、２個の楕円ミラーをず
らして並設した構造となつているが、２個の楕円
反射面を同一平面内に相対向するよう組合わせた
楕円ミラーを用いてもよい。 本発明と従来技術との比較結果の一例を次表に
示す。この表は、高速増殖原型炉「もんじゆ」用
の燃料被覆管（外径6.5mmφ、長さ3000mm）の外
表面検査の一例である。
【表】
なお、レーザビーム径は、いずれの場合も
50μmである。上記の表から、特に振動ミラーを
用いた場合には、全面走査時間を40倍以上に高速
化できることが判る。 本発明は、上記のように、棒状もしくは管状の
被検査体を回転させずとも単に一方向に搬送する
だけでその全外表面を検査できるため、被検査体
の回転に基因するブレにより検査速度が制限され
ることはなく、それ故、検査能力の大幅な向上を
実現することができ、核燃料被覆管のような長大
な管状被検査体を多数、それらの外表面全面を検
査するような場合には、特にすぐれた効果を奏し
うるものである。
50μmである。上記の表から、特に振動ミラーを
用いた場合には、全面走査時間を40倍以上に高速
化できることが判る。 本発明は、上記のように、棒状もしくは管状の
被検査体を回転させずとも単に一方向に搬送する
だけでその全外表面を検査できるため、被検査体
の回転に基因するブレにより検査速度が制限され
ることはなく、それ故、検査能力の大幅な向上を
実現することができ、核燃料被覆管のような長大
な管状被検査体を多数、それらの外表面全面を検
査するような場合には、特にすぐれた効果を奏し
うるものである。
第１図及び第２図は従来技術の説明図、第３図
及び第４図は本発明方法の一例を示す説明図、第
５図は本発明に係る装置の一実施例を示す正面
図、第６図はその平面図、第７図及び第８図はそ
の要部説明図である。 ２４……楕円ミラー、２６……被検査体、２８
……振動ミラー、３０……レーザ発振器、３２…
…コリメータ、３４……全反射鏡、３６……拡散
反射板、３８……光電変換器。
及び第４図は本発明方法の一例を示す説明図、第
５図は本発明に係る装置の一実施例を示す正面
図、第６図はその平面図、第７図及び第８図はそ
の要部説明図である。 ２４……楕円ミラー、２６……被検査体、２８
……振動ミラー、３０……レーザ発振器、３２…
…コリメータ、３４……全反射鏡、３６……拡散
反射板、３８……光電変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 集束したレーザ光線を棒状又は管状の被検査
体外表面に入射し、かつ走査し、その反射光量を
測定することによつて表面欠陥を検知する方法に
おいて、楕円ミラーの一方の焦点を含む直線上に
設置された可動ミラーに集束したレーザ光線を入
射し、該可動ミラーからの反射光を前記楕円ミラ
ーに入射し、該楕円ミラーからの反射光を該楕円
ミラーの他方の焦点を含む直線上にその軸中心が
一致するように保持された被検査体の外表面に入
射し、かつ前記可動ミラーの動きによつて集束し
たレーザ光線を被検査体外表面の周方向に走査す
ることを特徴とする棒状又は管状体の外表面検査
方法。 ２ 共通焦点を有するように組合わされた複数の
楕円ミラーと、該共通焦点を含む直線上に、その
軸中心がくるように棒状又は管状の被検査体を保
持し、かつ検査装置に対して被検査体をその長手
方向に相対的に移動させる被検査体保持・移動機
構と、前記各楕円ミラーの非共通焦点を含む各直
線上にそれぞれ配設された可動ミラーと、各可動
ミラーに集束レーザ光線を入射するレーザ発振器
及び光学系と、被検査体外表面からの反射光をそ
れぞれ拡散反射する拡散反射板と、それら拡散反
射光の光量を測定する光電検出器とを備えている
ことを特徴とする棒状又は管状体の外表面検査装
置。 ３ 楕円ミラーが２個組合されている特許請求の
範囲第２項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613482A JPS58202862A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 表面検査方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8613482A JPS58202862A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 表面検査方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202862A JPS58202862A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH032254B2 true JPH032254B2 (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=13878236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8613482A Granted JPS58202862A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 表面検査方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202862A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02195601A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 照明方法および照明装置ならびに物体の外観検査方法 |
| DE102014212633B4 (de) * | 2014-06-30 | 2017-03-09 | Inoex Gmbh | Messvorrichtung und Verfahren zur Vermessung von Prüfobjekten |
| DE102015108190A1 (de) * | 2015-05-22 | 2016-11-24 | Inoex Gmbh | Terahertz-Messvorrichtung und Verfahren zur Vermessung von Prüfobjekten mittels Terahertz-Strahlung |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP8613482A patent/JPS58202862A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202862A (ja) | 1983-11-26 |
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