JPH0692942B2 - ポリエチレンサンプル検査装置 - Google Patents
ポリエチレンサンプル検査装置Info
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- JPH0692942B2 JPH0692942B2 JP1321242A JP32124289A JPH0692942B2 JP H0692942 B2 JPH0692942 B2 JP H0692942B2 JP 1321242 A JP1321242 A JP 1321242A JP 32124289 A JP32124289 A JP 32124289A JP H0692942 B2 JPH0692942 B2 JP H0692942B2
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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
-
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- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエチレン外被ケーブルを検査するための検
査システムおよび該システムの操作方法に関する。
査システムおよび該システムの操作方法に関する。
［従来の技術］ 絶縁ケーブルの製造分野では、金属導体を含有する電気
ケーブルおよび光ファイバを含有する通信ケーブルは一
般的に、ポリエチレンの外被に包まれている。これらの
ケーブルの多くは、極めて高い電圧の電気エネルギーを
伝送するか、または多湿雰囲気中に装架される。高電圧
および多湿雰囲気の両方とも、欠陥の可能性に関して著
しい懸念を生起するか、または、ケーブル外被中に傷を
生じ、ケーブルの使用が開始された後にケーブルの設備
に重大な破損を生じる。物理的修理を行うための実際的
費用の点、およびサービスの中断により歳入欠陥の点の
両方の点から、このような破損は高価なものになる。
ケーブルおよび光ファイバを含有する通信ケーブルは一
般的に、ポリエチレンの外被に包まれている。これらの
ケーブルの多くは、極めて高い電圧の電気エネルギーを
伝送するか、または多湿雰囲気中に装架される。高電圧
および多湿雰囲気の両方とも、欠陥の可能性に関して著
しい懸念を生起するか、または、ケーブル外被中に傷を
生じ、ケーブルの使用が開始された後にケーブルの設備
に重大な破損を生じる。物理的修理を行うための実際的
費用の点、およびサービスの中断により歳入欠陥の点の
両方の点から、このような破損は高価なものになる。
必要なサービスに共用されている絶縁ケーブルの予定外
の破損を防ぐための工程として、電気ケーブルおよび光
ファイバケーブルの製造者らはポリエチレンケーブル外
被の欠陥または傷を検査するための装置および方法を開
発した。
の破損を防ぐための工程として、電気ケーブルおよび光
ファイバケーブルの製造者らはポリエチレンケーブル外
被の欠陥または傷を検査するための装置および方法を開
発した。
このような検査システムの一例は、ビー・ダブリュ・ラ
ーチ（B. W. Lerch）らにより“ベル システム テク
ニカル ジャーナル",153巻,4号のパート1,1225〜1229
頁に開示されている。このシステムはポリエチレンジャ
ケットのキャパシタンスを測定する。欠陥または傷のな
い検査済ポリエチレンジャケットは全て一定の値のキャ
パシタンスを有する。キャパシタンスの値が変動すれ
ば、ポリエチレンジャケット中の欠陥がある所、または
ポリエチレンの存在しない所がケーブルに沿って全て発
見される。
ーチ（B. W. Lerch）らにより“ベル システム テク
ニカル ジャーナル",153巻,4号のパート1,1225〜1229
頁に開示されている。このシステムはポリエチレンジャ
ケットのキャパシタンスを測定する。欠陥または傷のな
い検査済ポリエチレンジャケットは全て一定の値のキャ
パシタンスを有する。キャパシタンスの値が変動すれ
ば、ポリエチレンジャケット中の欠陥がある所、または
ポリエチレンの存在しない所がケーブルに沿って全て発
見される。
別の検査システムは電力研究所（Electric Power Resea
rch Institute）により、次の一連の報告書に開示され
ている。(1)“高電圧ケーブル検査用遠赤外レーザスキ
ャナ",1982年10月；(2)“ケーブル絶縁の遠赤外検査",1
978年４月；(3)“ポリエチレン絶縁電力ケーブル中のボ
イドおよび汚染物質のレーザ検出",1979年12月。このシ
ステムでは、遠赤外光はポリエチレン外被ケーブルに直
接照射される。ポリエチレンの表面から、または、ポリ
エチレン中の欠陥部分の表面から反射された遠赤外光の
少なくとも一部分は光学装置により検出される。この一
連の報告書に開示された検査システムの概要説明は、ジ
ェー・エッチ・オウスベル（J. H. Ausubel）らにより
“レーザの発明から応用まで”（Lasers Invention to
Application）（ナショナル アカデミー出版,1978年発
行）40〜44頁に記載されている。
rch Institute）により、次の一連の報告書に開示され
ている。(1)“高電圧ケーブル検査用遠赤外レーザスキ
ャナ",1982年10月；(2)“ケーブル絶縁の遠赤外検査",1
978年４月；(3)“ポリエチレン絶縁電力ケーブル中のボ
イドおよび汚染物質のレーザ検出",1979年12月。このシ
ステムでは、遠赤外光はポリエチレン外被ケーブルに直
接照射される。ポリエチレンの表面から、または、ポリ
エチレン中の欠陥部分の表面から反射された遠赤外光の
少なくとも一部分は光学装置により検出される。この一
連の報告書に開示された検査システムの概要説明は、ジ
ェー・エッチ・オウスベル（J. H. Ausubel）らにより
“レーザの発明から応用まで”（Lasers Invention to
Application）（ナショナル アカデミー出版,1978年発
行）40〜44頁に記載されている。
［発明が解決しようとする課題］ 前記の集成装置は両方とも、ポリエチレンケーブルジャ
ケット中に存在する欠陥に関する検出および正確で明確
なデータの表示に問題がある。検査システムの装置およ
び検査の操作のコストが高すぎ、あるいは、広範に使用
することを躊躇わせるほどの不正確性を有する。従っ
て、殆どのポリエチレン外被高電圧ケーブルおよび光フ
ァイバケーブルはポリエチレン表面の目視観察または何
らかの簡単な安価な検査装置で検査しながら製造されて
いる。
ケット中に存在する欠陥に関する検出および正確で明確
なデータの表示に問題がある。検査システムの装置およ
び検査の操作のコストが高すぎ、あるいは、広範に使用
することを躊躇わせるほどの不正確性を有する。従っ
て、殆どのポリエチレン外被高電圧ケーブルおよび光フ
ァイバケーブルはポリエチレン表面の目視観察または何
らかの簡単な安価な検査装置で検査しながら製造されて
いる。
従って、ポリエチレン外被ケーブルの完全な検査のため
の正確で低コストのシステムの開発が求められている。
の正確で低コストのシステムの開発が求められている。
［課題を解決するための手段］ 前記の問題は、内包された欠陥または傷を有するサンプ
ルおよび近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラを組
み込んだサンプル検査集成装置により解決される。近赤
外光のビームがサンプルの少なくとも一部分を透過する
か、または、ケーブルの無欠陥部分および内包欠陥に関
するデータを収集するカメラにサンプルから反射される
ように、近赤外光の光源をサンプルに向ける。
ルおよび近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラを組
み込んだサンプル検査集成装置により解決される。近赤
外光のビームがサンプルの少なくとも一部分を透過する
か、または、ケーブルの無欠陥部分および内包欠陥に関
するデータを収集するカメラにサンプルから反射される
ように、近赤外光の光源をサンプルに向ける。
欠陥または傷について未着色ポリエチレンのサンプルの
内部の非破壊検査方法は、サンプルの少なくとも一部分
を通して近赤外光ビームを近赤外光の波長範囲内の検出
器に透過させ、サンプルから透出してくる近赤外光ビー
ムからデータを収集することからなる。このデータは、
サンプル中のポリエチレンの無欠陥部分を示す比較的均
一な値と、サンプルのポリエチレン中の少なくとも１個
の欠陥または傷を示す大幅な変動値とを含む。
内部の非破壊検査方法は、サンプルの少なくとも一部分
を通して近赤外光ビームを近赤外光の波長範囲内の検出
器に透過させ、サンプルから透出してくる近赤外光ビー
ムからデータを収集することからなる。このデータは、
サンプル中のポリエチレンの無欠陥部分を示す比較的均
一な値と、サンプルのポリエチレン中の少なくとも１個
の欠陥または傷を示す大幅な変動値とを含む。
［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
第１図を参照する。ここには、ケーブル20を被覆する未
着色ポリエチレンジャケットの内部を光学的に検査する
ための近赤外光検査集成装置18の概略図が示されてい
る。ケーブル20は貯蔵リールまたはケーブルパン21から
巻取リールまたはケーブルパン22にまで移動しながら検
査される。ハロゲン石英ランプ25はケーブルの所定部分
に光26の入射ビームを照射する。ケーブル20は内部に銅
管のような不透明材料28を含む。この不透明材料は全て
の入射光ビームを反射する。銅は高電圧の電力を送るた
めの媒体として機能する。銅の周囲を取り囲む保護絶縁
ジャケット29は未着色ポリエチレンから構成されてい
る。
着色ポリエチレンジャケットの内部を光学的に検査する
ための近赤外光検査集成装置18の概略図が示されてい
る。ケーブル20は貯蔵リールまたはケーブルパン21から
巻取リールまたはケーブルパン22にまで移動しながら検
査される。ハロゲン石英ランプ25はケーブルの所定部分
に光26の入射ビームを照射する。ケーブル20は内部に銅
管のような不透明材料28を含む。この不透明材料は全て
の入射光ビームを反射する。銅は高電圧の電力を送るた
めの媒体として機能する。銅の周囲を取り囲む保護絶縁
ジャケット29は未着色ポリエチレンから構成されてい
る。
銅の表面およびポリエチレンジャケット29の表面の両方
から反射された反射光30は光偏光子32、拡大レンズ系33
およびロングパスフィルタ34を経て長波長ビデオカメラ
36に入射される。ビデオカメラ36で受信された信号はケ
ーブル38により可視像を形成するための高解像度ビデオ
モニタ40と、別のケーブル42により可視像をプリントア
ウトするためのペーパーコピープリンタ44に再伝送され
る。ポラロイド スクリーン シューター カメラ45に
より写真コピーを作ることもできる。
から反射された反射光30は光偏光子32、拡大レンズ系33
およびロングパスフィルタ34を経て長波長ビデオカメラ
36に入射される。ビデオカメラ36で受信された信号はケ
ーブル38により可視像を形成するための高解像度ビデオ
モニタ40と、別のケーブル42により可視像をプリントア
ウトするためのペーパーコピープリンタ44に再伝送され
る。ポラロイド スクリーン シューター カメラ45に
より写真コピーを作ることもできる。
第２図は第１図に示したハロゲン石英ランプまたは白色
光源25の動作特性を示すグラフ図である。光源25からの
エネルギーの光学またはスペクトル放射は800〜1600nm
の波長帯におけるその最大スペクトル放射の百分率とし
て示されている。最大放射は1000nmの波長付近で起こ
る。このような白色光源は市販されており、極めて長い
寿命を有し、また、発光ダイオードおよびレーザよりも
低コストである。
光源25の動作特性を示すグラフ図である。光源25からの
エネルギーの光学またはスペクトル放射は800〜1600nm
の波長帯におけるその最大スペクトル放射の百分率とし
て示されている。最大放射は1000nmの波長付近で起こ
る。このような白色光源は市販されており、極めて長い
寿命を有し、また、発光ダイオードおよびレーザよりも
低コストである。
第３図は、第１図における保護絶縁ケーブルジャケット
29を形成する中密度未着色ポリエチレン（ユニオンカー
バイド者製，品番DHDA1184）のサンプルの光学またはス
ペクトル透過率の近似特性52を示すグラフ図である。こ
の未着色ポリエチレンジャケット29は、銅管28およびそ
の内容物（図示されていない）などのケーブルの内部素
子を機械的に保護する。更に、未着色ポリエチレンジャ
ケット29は銅管28に印加される超高電圧に対して絶縁性
を発揮する。数千ボルトのような電圧は絶縁破壊を起こ
し、その結果、ケーブルシステムの破壊を起こすほどの
高電圧である。第３図に示されるような未着色ポリエチ
レンの透過率は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯に
おける最大スペクトル透過率の百分率として示される。
未着色ポリエチレンのスペクトル透過率のピークは110
0,1300および1500nm付近に生じる。
29を形成する中密度未着色ポリエチレン（ユニオンカー
バイド者製，品番DHDA1184）のサンプルの光学またはス
ペクトル透過率の近似特性52を示すグラフ図である。こ
の未着色ポリエチレンジャケット29は、銅管28およびそ
の内容物（図示されていない）などのケーブルの内部素
子を機械的に保護する。更に、未着色ポリエチレンジャ
ケット29は銅管28に印加される超高電圧に対して絶縁性
を発揮する。数千ボルトのような電圧は絶縁破壊を起こ
し、その結果、ケーブルシステムの破壊を起こすほどの
高電圧である。第３図に示されるような未着色ポリエチ
レンの透過率は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯に
おける最大スペクトル透過率の百分率として示される。
未着色ポリエチレンのスペクトル透過率のピークは110
0,1300および1500nm付近に生じる。
第４図は、第１図のロングパスフィルタ32の光学または
スペクトル透過率特性を示す。フィルタ32のスペクトル
透過率は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯における
最大スペクトル透過率の百分率として示される。このフ
ィルタ32は検査用の近赤外波長を主に残し、可視光波長
を除去するように選択される。図示されているように、
スペクトル透過率は900nmで急速に上昇し始め、そし
て、約1100nm付近の屈曲部まで上昇し続ける。その後、
1600nm以下の長波長部分については横ばい状態になる。
スペクトル透過率特性を示す。フィルタ32のスペクトル
透過率は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯における
最大スペクトル透過率の百分率として示される。このフ
ィルタ32は検査用の近赤外波長を主に残し、可視光波長
を除去するように選択される。図示されているように、
スペクトル透過率は900nmで急速に上昇し始め、そし
て、約1100nm付近の屈曲部まで上昇し続ける。その後、
1600nm以下の長波長部分については横ばい状態になる。
第５図は様々な赤外線感応性電子ビデオカメラ装置の３
本の正規化スペクトル応答特性曲線60,62および64を示
す。応答曲線は各個のビデオカメラについて正規化され
ている。特性曲線60は速応答性CCDビデオ撮像カメラの
スペクトル応答を示す。このような速応答性CCDビデオ
撮像カメラはオンライン製造工程検査システムおよび第
１図のケーブル20に最高品質のポリエチレンジャケット
29を被着する押出制御システムで使用されている。この
カメラは長いケーブルを迅速に検査し、一層入念に検査
すべき箇所を明らかにすることができる。第５図の特性
曲線62は静止検査ステーションで使用されている遅応答
性ビデオカメラを示す曲線である。このような静止検査
は一層入念に検査する必要のあるケーブルの箇所の高解
像度画像をもたらす。最後の曲線64は試験的な開発目的
に使用される長波長ビデオカメラのスペクトル応答特性
曲線である。このカメラは、カメラ内に特別な特徴を有
するので、極めてゆっくりとした応答時間を必要とする
が、最も高い解像度の画像をもたらす。曲線60,62およ
び64は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯における正
規化スペクトル応答として示されている。
本の正規化スペクトル応答特性曲線60,62および64を示
す。応答曲線は各個のビデオカメラについて正規化され
ている。特性曲線60は速応答性CCDビデオ撮像カメラの
スペクトル応答を示す。このような速応答性CCDビデオ
撮像カメラはオンライン製造工程検査システムおよび第
１図のケーブル20に最高品質のポリエチレンジャケット
29を被着する押出制御システムで使用されている。この
カメラは長いケーブルを迅速に検査し、一層入念に検査
すべき箇所を明らかにすることができる。第５図の特性
曲線62は静止検査ステーションで使用されている遅応答
性ビデオカメラを示す曲線である。このような静止検査
は一層入念に検査する必要のあるケーブルの箇所の高解
像度画像をもたらす。最後の曲線64は試験的な開発目的
に使用される長波長ビデオカメラのスペクトル応答特性
曲線である。このカメラは、カメラ内に特別な特徴を有
するので、極めてゆっくりとした応答時間を必要とする
が、最も高い解像度の画像をもたらす。曲線60,62およ
び64は800〜1600nmの範囲内の近赤外波長帯における正
規化スペクトル応答として示されている。
光偏光子33および拡大レンズ系34は次のような光学効果
のために挿入されている。光偏光子33はケーブル表面か
らビデオカメラ36への反射量を低下させ、それにより、
ポリエチレンジャケット29の内部を明瞭に見ることがで
きる。拡大レンズ系34は画像を拡大し、それにより、ポ
リエチレンジャケット29内の極く小さな欠陥も検出する
ことができる。
のために挿入されている。光偏光子33はケーブル表面か
らビデオカメラ36への反射量を低下させ、それにより、
ポリエチレンジャケット29の内部を明瞭に見ることがで
きる。拡大レンズ系34は画像を拡大し、それにより、ポ
リエチレンジャケット29内の極く小さな欠陥も検出する
ことができる。
未着色ポリエチレンの内部を光学的に検査する通常の近
赤外波長帯で効率的な光学またはスペクトル特性を有す
る市販の装置があることが発見された。第２図，第３
図，第４図および第５図の曲線は600nm〜1600nmの範囲
内に限定されているが、少なくとも2400nm以下のその他
の波長も有用である。全ての部品は容易に入手でき、こ
れらを結合し、ポリエチレン中に存在する欠陥の明瞭な
画像またはポリエチレンが存在しない部分の明瞭な画像
を形成する好都合な装置に組み立てることができる。特
に、第２図に示されているように、第１図のハロゲン石
英光源25は1100nmの波長を有する光波についてほぼ最大
のスペクトル放射を発生する。第１図の未着色ポリエチ
レンジャケット29およびフィルタ32は、第３図および第
４図に比較的詳細に示されているように、1100nmの波長
を透過する。これら３種類のビデオカメラは全て1000〜
1100nmの範囲内の波長帯の波長に対して申し分なく応答
する。長波長カメラに関する特性曲線62および64の両方
とも800〜1200nmの範囲内の近赤外波長帯の全域を通し
て極めて高レベルで推移する。実際、未着色ポリエチレ
ンのスペクトル透過特性は、600〜240nmの近赤外波長範
囲内の全域で最適な特性を有するその他のシステム部品
を選択使用することを可能にする。
赤外波長帯で効率的な光学またはスペクトル特性を有す
る市販の装置があることが発見された。第２図，第３
図，第４図および第５図の曲線は600nm〜1600nmの範囲
内に限定されているが、少なくとも2400nm以下のその他
の波長も有用である。全ての部品は容易に入手でき、こ
れらを結合し、ポリエチレン中に存在する欠陥の明瞭な
画像またはポリエチレンが存在しない部分の明瞭な画像
を形成する好都合な装置に組み立てることができる。特
に、第２図に示されているように、第１図のハロゲン石
英光源25は1100nmの波長を有する光波についてほぼ最大
のスペクトル放射を発生する。第１図の未着色ポリエチ
レンジャケット29およびフィルタ32は、第３図および第
４図に比較的詳細に示されているように、1100nmの波長
を透過する。これら３種類のビデオカメラは全て1000〜
1100nmの範囲内の波長帯の波長に対して申し分なく応答
する。長波長カメラに関する特性曲線62および64の両方
とも800〜1200nmの範囲内の近赤外波長帯の全域を通し
て極めて高レベルで推移する。実際、未着色ポリエチレ
ンのスペクトル透過特性は、600〜240nmの近赤外波長範
囲内の全域で最適な特性を有するその他のシステム部品
を選択使用することを可能にする。
第２図〜第５図の様々な特性曲線の好都合な部分の偶然
の波長整合の結果として、一層低コストな検査システム
を設計した。このシステムでは、明瞭で極めて正確なビ
デオ画像を形成する。この画像はビデオモニタ40のスク
リーンに表示することができ、プリンタ44からペーパー
コピーとしてプリントアウトすることができ、または、
スクリーンシューターを用いて写真にとることもでき
る。
の波長整合の結果として、一層低コストな検査システム
を設計した。このシステムでは、明瞭で極めて正確なビ
デオ画像を形成する。この画像はビデオモニタ40のスク
リーンに表示することができ、プリンタ44からペーパー
コピーとしてプリントアウトすることができ、または、
スクリーンシューターを用いて写真にとることもでき
る。
第６図を参照する。ここには、第１図の検査システムに
より形成されるような、無欠陥ケーブルの明瞭な画像に
一例が示されている。第６図には重要な３種類の領域が
ある。黒点部分70はケーブルの未着色ポリエチレンジャ
ケット72を取り巻く空気の像である。画像のこの領域70
は、空気からカメラに光が全く反射されないので、暗灰
色である。ジャケット72は入射光を若干反射する未着色
ポリエチレンから生じる明灰色をしている。中間的な灰
色部分はケーブルの中心に存在する銅管74の不透明表面
を示す。銅74の部分は、入射光が銅の表面で若干反射さ
れるので、中間的な灰色を示す。第６図において、画像
は領域70,72および74の何れも均質である。
より形成されるような、無欠陥ケーブルの明瞭な画像に
一例が示されている。第６図には重要な３種類の領域が
ある。黒点部分70はケーブルの未着色ポリエチレンジャ
ケット72を取り巻く空気の像である。画像のこの領域70
は、空気からカメラに光が全く反射されないので、暗灰
色である。ジャケット72は入射光を若干反射する未着色
ポリエチレンから生じる明灰色をしている。中間的な灰
色部分はケーブルの中心に存在する銅管74の不透明表面
を示す。銅74の部分は、入射光が銅の表面で若干反射さ
れるので、中間的な灰色を示す。第６図において、画像
は領域70,72および74の何れも均質である。
第７図は欠陥に関する別の情報を示していること以外は
第６図の画像と同様な画像を示す。第１図の光源25はケ
ーブル20の片側を照射しているので、一部分の光はケー
ブルの表面に衝突すると、その表面から反射される。前
記に述べたように、光源の一部の波長はポリエチレン中
に進入し、そして、ポリエチレンを透過する。このよう
な光はポリエチレン中の欠陥の表面で反射される。第７
図において、未着色ポリエチレン72の中間部にトラップ
されたボイドまたは気泡75からの反射画像が示されてい
る。更に、銅管74の表面と第１図のカメラ36との間で未
着色ポリエチレン中にトラップされたその他の気泡76の
反射画像も示されている。また、第７図には、第１図の
カメラ36から銅管74の若干後ろの未着色ポリエチレン中
にトラップされた気泡78の反射画像も示されている。第
７図には示されていないが、含有物、汚染物質、核、ポ
リエチレンの塊および炭化ポリエチレンの片のようなそ
の他の欠陥も第１図のカメラ36により形成された画像と
して示される。塊および核は画像中のそのジオメトリー
により消去することもできる。その他の列挙した欠陥は
暗点として表示される。反射画像の分解能は、ビデオモ
ニタ40のスクリーン、プリンタ44からプリントアウトさ
れた紙または第１図の検査システムからの写真の何れか
の形の目視観察により極く小さな欠陥も容易に検出され
るほど良好である。
第６図の画像と同様な画像を示す。第１図の光源25はケ
ーブル20の片側を照射しているので、一部分の光はケー
ブルの表面に衝突すると、その表面から反射される。前
記に述べたように、光源の一部の波長はポリエチレン中
に進入し、そして、ポリエチレンを透過する。このよう
な光はポリエチレン中の欠陥の表面で反射される。第７
図において、未着色ポリエチレン72の中間部にトラップ
されたボイドまたは気泡75からの反射画像が示されてい
る。更に、銅管74の表面と第１図のカメラ36との間で未
着色ポリエチレン中にトラップされたその他の気泡76の
反射画像も示されている。また、第７図には、第１図の
カメラ36から銅管74の若干後ろの未着色ポリエチレン中
にトラップされた気泡78の反射画像も示されている。第
７図には示されていないが、含有物、汚染物質、核、ポ
リエチレンの塊および炭化ポリエチレンの片のようなそ
の他の欠陥も第１図のカメラ36により形成された画像と
して示される。塊および核は画像中のそのジオメトリー
により消去することもできる。その他の列挙した欠陥は
暗点として表示される。反射画像の分解能は、ビデオモ
ニタ40のスクリーン、プリンタ44からプリントアウトさ
れた紙または第１図の検査システムからの写真の何れか
の形の目視観察により極く小さな欠陥も容易に検出され
るほど良好である。
前記のような検査システムはケーブルのサンプルを静止
的に検査する目的にも、あるいは、ケーブルの製造ライ
ンに沿って配置された検査ステーションをケーブルが通
過する際か、または、一方のケーブルリールまたはパン
から他方のリールまたはパンにケーブルが移動されてい
る際に、ケーブルの未着色ポリエチレンジャケットを連
続的に検査する目的にも使用できる。
的に検査する目的にも、あるいは、ケーブルの製造ライ
ンに沿って配置された検査ステーションをケーブルが通
過する際か、または、一方のケーブルリールまたはパン
から他方のリールまたはパンにケーブルが移動されてい
る際に、ケーブルの未着色ポリエチレンジャケットを連
続的に検査する目的にも使用できる。
第８図は本発明により構成された別の検査システムの概
要図である。ケーブル20、光偏光子32、拡大レンズ系3
3、ロングパスフィルタ34およびビデオカメラ36は第１
図の集成装置におけるこれら部品の配置と同様に配置さ
れている。しかし、ハロゲン石英白色光源85はケーブル
ジャケットを通して光偏光子32、拡大レンズ38、ロング
パスフィルタ34およびビデオカメラ36に光を直接照射す
るように配置されている。ビデオカメラ36に衝突する光
は光源85から直接入射するので、第１図の集成装置にお
けるビデオカメラ36に到達する光よりも遥かに明るい。
第８図の集成装置の場合、カメラ虹彩に対する特別なフ
ィルタまたは調整が必要である。
要図である。ケーブル20、光偏光子32、拡大レンズ系3
3、ロングパスフィルタ34およびビデオカメラ36は第１
図の集成装置におけるこれら部品の配置と同様に配置さ
れている。しかし、ハロゲン石英白色光源85はケーブル
ジャケットを通して光偏光子32、拡大レンズ38、ロング
パスフィルタ34およびビデオカメラ36に光を直接照射す
るように配置されている。ビデオカメラ36に衝突する光
は光源85から直接入射するので、第１図の集成装置にお
けるビデオカメラ36に到達する光よりも遥かに明るい。
第８図の集成装置の場合、カメラ虹彩に対する特別なフ
ィルタまたは調整が必要である。
第９図および第10図に示されるように、第８図のビデオ
カメラ36により形成された画像は第１図の検査システム
により形成された画像と若干異なる。
カメラ36により形成された画像は第１図の検査システム
により形成された画像と若干異なる。
第９図は第８図の直接光源集成装置により生成された、
ケーブルの無欠陥部分の画像を示す。第９図において、
空気90の領域は、光が光源85から空気を通してカメラに
直接透過されるので、極めて明るい。未着色ポリエチレ
ンジャケット92の領域は無欠陥領域については均一な明
灰色である。光は光源85から未着色ポリエチレンを通し
てビデオカメラに直接透過される。銅管の領域94は、光
源85からの光が不透明銅材料により遮断されるので、暗
灰色の影である。
ケーブルの無欠陥部分の画像を示す。第９図において、
空気90の領域は、光が光源85から空気を通してカメラに
直接透過されるので、極めて明るい。未着色ポリエチレ
ンジャケット92の領域は無欠陥領域については均一な明
灰色である。光は光源85から未着色ポリエチレンを通し
てビデオカメラに直接透過される。銅管の領域94は、光
源85からの光が不透明銅材料により遮断されるので、暗
灰色の影である。
第10図には、欠陥を有するケーブルの断片の直接光画像
が示されている。このケーブルは空気90により取り囲ま
れている。銅は不透明なので、銅94の何れの側の欠陥も
カメラで目視することはできない。銅管の影はこのよう
な欠陥を全て覆い隠してしまう。未着色ポリエチレンジ
ャケット92中に存在するその他の欠陥96は容易に検出さ
れる。このような位置では、適当な波長の光はジャケッ
トを通して欠陥およびカメラまで照射する。このような
欠陥は、第８図のカメラ36により形成される場合、第10
図の画像のように目視できる。
が示されている。このケーブルは空気90により取り囲ま
れている。銅は不透明なので、銅94の何れの側の欠陥も
カメラで目視することはできない。銅管の影はこのよう
な欠陥を全て覆い隠してしまう。未着色ポリエチレンジ
ャケット92中に存在するその他の欠陥96は容易に検出さ
れる。このような位置では、適当な波長の光はジャケッ
トを通して欠陥およびカメラまで照射する。このような
欠陥は、第８図のカメラ36により形成される場合、第10
図の画像のように目視できる。
第11図は未着色ポリエチレンジャケットで被覆された移
動中のケーブル105を動的に検査するための近赤外光検
査システム100の概要図である。第１図の検査装置の部
品と同様なシステム100の部品には同じ符号が付けられ
ている。第11図のケーブル105が左から右へ移動するに
つれて、１個以上の光源25とカメラ36を有する光検出ス
テーション110を通過する。２個以上の光源とカメラ
は、ケーブルが検出ステーション110を通過する際に、
未着色ポリエチレンの内部を全部観察するのに有用であ
る。互いに120°の角度からケーブルを観察するように
配置された３個の光源とカメラは、ケーブルジャケット
の内部全部を観察することができる。
動中のケーブル105を動的に検査するための近赤外光検
査システム100の概要図である。第１図の検査装置の部
品と同様なシステム100の部品には同じ符号が付けられ
ている。第11図のケーブル105が左から右へ移動するに
つれて、１個以上の光源25とカメラ36を有する光検出ス
テーション110を通過する。２個以上の光源とカメラ
は、ケーブルが検出ステーション110を通過する際に、
未着色ポリエチレンの内部を全部観察するのに有用であ
る。互いに120°の角度からケーブルを観察するように
配置された３個の光源とカメラは、ケーブルジャケット
の内部全部を観察することができる。
各ビデオカメラ36は動作検出回路112を具備する。動作
検出回路112はケーブルが検査ステーション110を通過す
る際に、ケーブルジャケット中に欠陥が存在するか否か
決定する。スクリーン上に画像として表示された欠陥
は、関連カメラ36から付随動作検出回路112に伝送され
た信号に変動を生じる。
検出回路112はケーブルが検査ステーション110を通過す
る際に、ケーブルジャケット中に欠陥が存在するか否か
決定する。スクリーン上に画像として表示された欠陥
は、関連カメラ36から付随動作検出回路112に伝送され
た信号に変動を生じる。
第12図は第11図のビデオカメラ36のうちの一つにより発
生されたビデオ信号の大きさをアナログ表示した波形図
である。ビデオカメラが無欠陥ポリエチレンジャケット
および銅管を有するケーブルの均一な灰色部分を走査し
ている間は、ビデオ信号の大きさは一定である。未着色
ポリエチレン中に欠陥が発生すると、様々なピーク82で
示されるように、ビデオ信号の大きさが変化する。動作
検出回路112はこのようなビデオ信号の変動を検出す
る。リード線115は、ポリエチレンジャケットが欠陥を
含有し、そして、検査で落とされる時に、動作検出回路
112で発生された信号を伝送する。
生されたビデオ信号の大きさをアナログ表示した波形図
である。ビデオカメラが無欠陥ポリエチレンジャケット
および銅管を有するケーブルの均一な灰色部分を走査し
ている間は、ビデオ信号の大きさは一定である。未着色
ポリエチレン中に欠陥が発生すると、様々なピーク82で
示されるように、ビデオ信号の大きさが変化する。動作
検出回路112はこのようなビデオ信号の変動を検出す
る。リード線115は、ポリエチレンジャケットが欠陥を
含有し、そして、検査で落とされる時に、動作検出回路
112で発生された信号を伝送する。
タイマーおよび制御回路116はリード線115からの信号に
応答し、ポリエチレンジャケット中の欠陥の存在を示す
時間遅延信号を発生する。遅延時間はケーブルの速度お
よび検出ステーション110と記録検査ステーション120の
間の距離により決定される。時間および制御回路116か
らの時間遅延信号は、ケーブルの欠陥部分が記録検査ス
テーション120により検査するために配置された時に、
発生するように指定されている。
応答し、ポリエチレンジャケット中の欠陥の存在を示す
時間遅延信号を発生する。遅延時間はケーブルの速度お
よび検出ステーション110と記録検査ステーション120の
間の距離により決定される。時間および制御回路116か
らの時間遅延信号は、ケーブルの欠陥部分が記録検査ス
テーション120により検査するために配置された時に、
発生するように指定されている。
記録検査ステーションの光源およびカメラの光学的構成
は検出ステーション110のものと同様である。記録検査
ステーション120では、欠陥を検出する代わりに、ポリ
エチレンジャケットの欠陥部分の画像を示すビデオ信号
をケーブル122によりカッド結合系124からビデオ記録系
126に伝送する。カッド結合系124は４個以下のビデオカ
メラ源からの信号をその出力端で４個のビデオ信号ウイ
ンドウに結合する。この出力信号はビデオ記録系126ま
たはビデオモニター系（図示されていない）の何れか、
若しくは、両方に伝達される。ケーブルの欠陥部分の画
像を示すビデオデータは可視スペクトルビデオカメラ12
8の出力と一緒に電気的に記録される。ビデオカメラ128
はディスプレーパネル130から様々な情報を集める。こ
のような情報は例えば、ケーブルの速度、文書で証明さ
れたケーブル領域の位置、ケーブル同定番号などであ
る。ビデオ記録から、画像はビデオモニタまたは紙打ち
出しあるいは写真の何れかの形で形成される。
は検出ステーション110のものと同様である。記録検査
ステーション120では、欠陥を検出する代わりに、ポリ
エチレンジャケットの欠陥部分の画像を示すビデオ信号
をケーブル122によりカッド結合系124からビデオ記録系
126に伝送する。カッド結合系124は４個以下のビデオカ
メラ源からの信号をその出力端で４個のビデオ信号ウイ
ンドウに結合する。この出力信号はビデオ記録系126ま
たはビデオモニター系（図示されていない）の何れか、
若しくは、両方に伝達される。ケーブルの欠陥部分の画
像を示すビデオデータは可視スペクトルビデオカメラ12
8の出力と一緒に電気的に記録される。ビデオカメラ128
はディスプレーパネル130から様々な情報を集める。こ
のような情報は例えば、ケーブルの速度、文書で証明さ
れたケーブル領域の位置、ケーブル同定番号などであ
る。ビデオ記録から、画像はビデオモニタまたは紙打ち
出しあるいは写真の何れかの形で形成される。
動的検査用の近赤外光検査システム100は公知の検査装
置よりも幾つかの利点を有する。本発明のシステム100
は従来のキャパシタス測定システムにより得られるデー
タよりも遥かに明確で、しかも、遥かに正確な検査デー
タをもたらす。また、本発明のシステム100は、従来の
遠赤外検査システムにより得られるデータと少なくとも
同等の明確で、しかも正確な検査データを提供する。重
要なことは、本発明のシステム100が従来の遠赤外検査
システムよりも遥かに安価なことである。操作上では、
本発明のシステム100はケーブルに沿った特定の位置に
付随して画像を形成する。これらの画像は目視により、
あるいは、精密な検査のために何本かのケーブルの配置
を除去する目的のために画像処理の何れかの形で評価す
ることができる。
置よりも幾つかの利点を有する。本発明のシステム100
は従来のキャパシタス測定システムにより得られるデー
タよりも遥かに明確で、しかも、遥かに正確な検査デー
タをもたらす。また、本発明のシステム100は、従来の
遠赤外検査システムにより得られるデータと少なくとも
同等の明確で、しかも正確な検査データを提供する。重
要なことは、本発明のシステム100が従来の遠赤外検査
システムよりも遥かに安価なことである。操作上では、
本発明のシステム100はケーブルに沿った特定の位置に
付随して画像を形成する。これらの画像は目視により、
あるいは、精密な検査のために何本かのケーブルの配置
を除去する目的のために画像処理の何れかの形で評価す
ることができる。
言うまでもなく、前記の構成は全て本発明を単に例証す
るだけのものである。当業者ならば前記以外の構成を工
夫することは可能であり、これらも当然本発明の範囲内
に含まれる。
るだけのものである。当業者ならば前記以外の構成を工
夫することは可能であり、これらも当然本発明の範囲内
に含まれる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ポリエチレン外
被ケーブルの完全な検査のための正確で低コストのシス
テムが提供される。
被ケーブルの完全な検査のための正確で低コストのシス
テムが提供される。
【図面の簡単な説明】 第１図は未着色ポリエチレンサンプルの内部を非破壊的
に反射光で検査を行うための検査装置の一例の概要図で
ある。 第２図はハロゲン石英光源からのスペクトル放射を示す
グラフ図である。 第３図は中密度ポリエチレンのスペクトル透過率を示す
グラフ図である。 第４図は光フィルタのスペクトル透過率を示すグラフ図
である。 第５図は３種類のカメラの正規化スペクトル透過率を示
すグラフ図である。 第６図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの反射検査画像である。 第７図は傷または欠陥を有する未着色ポリエチレンで被
覆されたケーブルのサンプルの反射検査画像である。 第８図は未着色ポリエチレンジャケットの内部を通過し
て透過により非破壊的に直接光で検査を行うための検査
装置の一例の概要図である。 第９図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの直接検査画像である。 第10図は欠陥を有する未着色ポリエチレンで被覆された
ケーブルのサンプルの直接検査画像である。 第11図は連続的に移動しているケーブルの未着色ポリエ
チレンジャケットの内部を連続的に非破壊的に反射検査
するための装置の概要図である。 第12図は欠陥を含有する未着色ポリエチレンの部分に対
する第11図の装置の応答具合を示すグラフ図である。
に反射光で検査を行うための検査装置の一例の概要図で
ある。 第２図はハロゲン石英光源からのスペクトル放射を示す
グラフ図である。 第３図は中密度ポリエチレンのスペクトル透過率を示す
グラフ図である。 第４図は光フィルタのスペクトル透過率を示すグラフ図
である。 第５図は３種類のカメラの正規化スペクトル透過率を示
すグラフ図である。 第６図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの反射検査画像である。 第７図は傷または欠陥を有する未着色ポリエチレンで被
覆されたケーブルのサンプルの反射検査画像である。 第８図は未着色ポリエチレンジャケットの内部を通過し
て透過により非破壊的に直接光で検査を行うための検査
装置の一例の概要図である。 第９図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの直接検査画像である。 第10図は欠陥を有する未着色ポリエチレンで被覆された
ケーブルのサンプルの直接検査画像である。 第11図は連続的に移動しているケーブルの未着色ポリエ
チレンジャケットの内部を連続的に非破壊的に反射検査
するための装置の概要図である。 第12図は欠陥を含有する未着色ポリエチレンの部分に対
する第11図の装置の応答具合を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−84685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−47882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−150146（ＪＰ，Ａ)
Claims (20)
- 【請求項１】近赤外光の範囲内の波長に応答するカメ
ラ；欠陥を内包するポリエチレンサンプル；およびポリ
エチレンサンプルの少なくとも一部分を透過して該ポリ
エチレンサンプルおよび該サンプルに内包される欠陥に
関するデータを収集するカメラに入射する電気光学ビー
ムを発生する手段；とからなるポリエチレンサンプル検
査装置。 - 【請求項２】収集されたデータを欠陥内包ポリエチレン
サンプルを表示する目視画像に変換するための、カメラ
に結合された手段を更に含むことを特徴とする請求項１
記載のサンプル検査装置。 - 【請求項３】カメラは電子ムービーカメラであり； ポリエチレンサンプルは未着色ポリエチレンからなり；
また、 ビーム発生手段は近赤外光の範囲内の波長を有する電気
光学ビームを発生する； ことを特徴とする請求項２記載のサンプル検査装置。 - 【請求項４】サンプルは、カメラおよび電気光学ビーム
の波長範囲と共通の波長範囲内で高スペクトル透過率を
有するスペクトル透過率特性曲線を有することを特徴と
する請求項１記載のサンプル検査装置。 - 【請求項５】共通波長範囲が約600nm〜2400nmの間であ
ることを特徴とする請求項４記載のサンプル検査装置。 - 【請求項６】カメラに対してサンプルを移動させる手
段；および、 サンプルがカメラに対して移動されるにつれて、収集デ
ータ中の相違を検出するための、カメラに結合された手
段； を更に含むことを特徴とする請求項１記載のサンプル検
査装置。 - 【請求項７】近赤外光の範囲内の波長に応答するカメ
ラ；傷を有するポリエチレンサンプル；および、 ポリエチレンサンプル中を透過し、そして、傷で反射さ
れて、サンプルおよび傷に関するデータを収集するカメ
ラに入射される近赤外波長を含む光ビームを発生するた
めの手段； からなるポリエチレンサンプル検査装置。 - 【請求項８】収集されたデータを、ポリエチレンサンプ
ルおよび傷を表示する目視画像に変換するための、カメ
ラに結合された手段を更に含むことを特徴とする請求項
７記載のサンプル検査装置。 - 【請求項９】近赤外波長を含む光ビームをポリエチレン
サンプルの少なくとも一部分を透過させて、近赤外波長
の範囲内の光波に応答するビデオカメラに入射させ； ポリエチレンサンプルから透出した光ビームから、ポリ
エチレンサンプル中の傷の兆候を含むデータをビデオカ
メラにより検出し；そして、 検出データをポリエチレンサンプルと傷の目視画像に変
換する； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - 【請求項１０】ビデオカメラに対してポリエチレンサン
プルを移動させ、ポリエチレンサンプルの異なる箇所を
連続的に光ビームに暴露する工程を更に含むことを特徴
とする請求項９記載の検査方法。 - 【請求項１１】近赤外光ビームをポリエチレンサンプル
中を透過させて近赤外光の範囲内の波長に応答するビデ
オカメラに入射させ；そして、 該ポリエチレンサンプルから透出した光ビームから、ポ
リエチレンサンプルの無傷の部分を示す比較的均一な値
と、ポリエチレンサンプル中の傷を示す値の変動とを含
むデータを収集する； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - 【請求項１２】収集データをポリエチレンサンプルと傷
の目視画像に変換する工程を更に含むことを特徴とする
請求項11記載の検査方法。 - 【請求項１３】ビデオカメラに対してポリエチレンサン
プルを移動させ、ポリエチレンサンプルの異なる箇所を
連続的に光ビームに暴露し；そして、 傷の位置を示すデータの値の変動を検出する工程を更に
含むことを特徴とする請求項11記載の検査方法。 - 【請求項１４】近赤外波長を含む光ビームをポリエチレ
ンサンプルの少なくとも一部分を透過させて近赤外波長
の範囲内で動作する光検出器に入射させ； ポリエチレンサンプルから透出した光ビームから、ポリ
エチレンサンプル中の傷の兆候を含むデータを検出し；
そして、 検出データをポリエチレンサンプルと傷の目視画像に変
換する； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - 【請求項１５】ポリエチレンサンプルを移動させ、ポリ
エチレンサンプルの異なる箇所を連続的に光ビームに暴
露する工程を更に含むことを特徴とする請求項14記載の
検査方法。 - 【請求項１６】近赤外光の波長範囲内で動作する検出器
に、ポリエチレンサンプルから近赤外光ビームを反射さ
せ；そして、 反射された近赤外光ビームから、ポリエチレンサンプル
の無傷の部分を示す比較的均一な値とポリエチレンサン
プル中の傷を示す値の相当な変動を含むデータを収集す
る； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - 【請求項１７】収集データをポリエチレンサンプルと傷
の目視画像に変換する工程を更に含むことを特徴とする
請求項16記載の検査方法。 - 【請求項１８】検出器および近赤外光ビームに対してポ
リエチレンサンプルを移動させ、ポリエチレンサンプル
の異なる箇所を連続的に近赤外光ビームに暴露し；そし
て、 傷の位置を決定するために、収集データ中の変動を検出
する工程を更に含むことを特徴とする請求項16記載の検
査方法。 - 【請求項１９】ポリエチレンサンプルに対して検出器お
よび近赤外光ビームを移動させ、ポリエチレンサンプル
の異なる箇所を連続的に近赤外光ビームに暴露し；そし
て、 傷の位置を決定するために、収集データ中の変動を検出
する工程を更に含むことを特徴とする請求項16記載の検
査方法。 - 【請求項２０】近赤外光の範囲内の波長に対して応答す
るカメラ； 欠陥を内包するポリエチレンサンプル；およびポリエチ
レンサンプルおよび該サンプルに内包される欠陥により
反射されて該ポリエチレンサンプルおよび該サンプルに
内包される欠陥に関するデータを収集するカメラに入射
する電気光学ビームを発生する手段； とからなるサンプル検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/283,650 US4988875A (en) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | Near infrared polyethylene inspection system and method |
| US283650 | 1988-12-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223849A JPH02223849A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0692942B2 true JPH0692942B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=23087000
Family Applications (1)
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