JPS58202862A - 表面検査方法及びその装置 - Google Patents

表面検査方法及びその装置

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JPS58202862A
JPS58202862A JP8613482A JP8613482A JPS58202862A JP S58202862 A JPS58202862 A JP S58202862A JP 8613482 A JP8613482 A JP 8613482A JP 8613482 A JP8613482 A JP 8613482A JP S58202862 A JPS58202862 A JP S58202862A
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JP
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mirror
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laser beam
rod
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JP8613482A
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JPH032254B2 (ja
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Miyuki Igarashi
五十嵐 幸
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Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires

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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】 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
ことによっ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wA(レーザ光II)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^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1
0からのレーザ光はコリメーター2により集束され、多
面体回転、、111: ミラー14によって管状被検査体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によって再び反射され、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−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の送りピッ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った。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ったのである。
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−管のように長大な管状:′1 艷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、それによっ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28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
長子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24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−
の変化を測定することによって、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っており、反射光成1を平均
化して再痩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54−5155
4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。したがって、全周
走査にあたっては、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、□6゜1.や。11
−一1.8□□ 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1806ずれる
ように組合わせた2個の楕円ミラー24a 、 24b
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をその長手り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 ニlIi束し−ザ光纏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、ビームスプリッタ44
、企及!11鏡34等からなり、単一・レーザ発振器3
0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、ビームスプリッタ44で分け
られ、一方は企及1)1鏡34で反ti4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26の上半面に入射する。ビームスプ
リッタ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26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は半楕円形であってもよ
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
による反射光最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(、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、これに伴って、光電変換1138a 
、 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
設した構造となっているが、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「もんじゅ」用の燃料被覆管(
外径6.5snφ、長さ3000ms )の外表面検査
の一例である。
表 なお、レーザど−ム径は、いずれの場合し50μ−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秦し
うるちのである。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 i1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
    よっ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っ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。
JP8613482A 1982-05-21 1982-05-21 表面検査方法及びその装置 Granted JPS58202862A (ja)

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JPS58202862A true JPS58202862A (ja) 1983-11-26
JPH032254B2 JPH032254B2 (ja) 1991-01-14

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
DE102014212633A1 (de) * 2014-06-30 2015-12-31 Inoex Gmbh Messvorrichtung und Verfahren zur Vermessung von Prüfobjekten
WO2016188515A1 (de) * 2015-05-22 2016-12-01 Inoex Gmbh Terahertz-messvorrichtung und verfahren zur vermessung von prüfobjekten mittels terahertz-strahlung

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DE102014212633B4 (de) * 2014-06-30 2017-03-09 Inoex Gmbh Messvorrichtung und Verfahren zur Vermessung von Prüfobjekten
WO2016188515A1 (de) * 2015-05-22 2016-12-01 Inoex Gmbh Terahertz-messvorrichtung und verfahren zur vermessung von prüfobjekten mittels terahertz-strahlung

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