JPS63243739A - 管内検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、熱交換器用管、その他各種配管等の管内面状
態、特に小径管の内面状態を光学的に検査する管内検査
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、小径管の管内検査装置として、超音波または光を
用いるものが提案されており、それらの−例を示せば第
５図、第６図の如くである。

第５図は超音波を用いた従来の管内検査装置を示す模式
的断面図である。この管内検査装置は、被検査管ｌに挿
入される検出ユニット２に、超音波の送／受信機能を備
えた超音波探触子３およびこれに対向する反射部材４を
配設している。すなわち、この管内検査装置は、上記検
出ユニット２を被検査管ｌに挿入した状態で、被検査管
１の内部に超音波の伝送媒体としての水を注入し、検出
ユニット２を管軸方向に移動させるとともに、反射部材
４を管軸まわりに回転させつつこれに向けて超音波探触
子３から超音波を投射し、反射部材４にて直角に屈折さ
せた超音波を被検査管ｌの内面に入射させ、被検査管１
の内面、外面からの反射エコーを超音波探触子３にて受
信し、被検査管１の内径、外径、表面の凹凸状態等を検
査する。

第６図は光を用いた従来の管内検査装置を示す模式的断
面図である。この管内検査装置は、被検査管１に挿入さ
れる検出ユニット５の筒状ケーシング５Ａに検出窓５Ｂ
を設け、ケーシング５Ａの内部の検出窓５Ｂに面する位
置に投光部６と受光部７をそれらの光軸が被検査管ｌの
内面にて相互に交差するように傾斜配置し、この検出ユ
ニット５を操作軸８の先端に固定している。これにより
、この管内検査装置は、操作軸８にて検出ユニット５を
被検査管１の内部で管軸方向に移動させつつ管軸まわり
に回転させて被検査管ｌの内面を光学的に検査する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、超音波を用いる管内検査装置にあっては
、超音波自体の特性として収束性が悪いため分解能が低
く、被検査管の内部に超音波の伝送媒体たる水を充填し
ておく必要がある。このため、水の給水、排水、封止等
のための設備および作業を必要とし、設備コストが高く
作業廃車も悪い、また、被検査管の内面に対する走査が
螺線状となり、検査精度も低い。

また、光を用いる管内検査装置にあっても、作業能率が
悪く、かつ被検査管の内面に対する走査が！Ｉ！５ｌｖ
ｉ状となるために検査精度も低い。

本発明は、簡素な設備で作業能率がよく、検査精度も高
い管内検査装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、検出ユニットを被検査管内に挿入して管軸方
向に移動し、被検査管の内面状態を検査する管内検査装
置において、前記検出ユニットが、光源と、板状透明体
内に螢光物質を分散固定してなる上記光源から発せられ
た光を被検査管の内面の全周に分配投射する投光手段と
、被検査管の内面の光像を捉える受光手段とを有するよ
うにしたものである。

［作用］ 本発明の管内検査装置を構成する検出ユニットは、光源
が発する光を投光手段により被検査管の内面の全周に分
配投射し、これからの反射光像を受光手段によって捉え
得ることになる。したがって、検出ユニットを上記光像
捕捉状態下で被検査管の管軸方向にのみ移動することに
より、被検査管の内面状態を任意の位置において検査で
きる。

ここで、本発明の管内検査装置は、被検査管の内部に超
音波の伝送媒体たる水を充填したり、検査ユニットを螺
締移動する等の必要がないので、設備を簡素とし、作業
能率も良とすることができる。また、検出ユニッ１トに
よる走査が螺線状とならず、検出ユニットは被検査管の
内面の全周を同時に走査できるので、検査精度も向上す
る。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る管内検査装置を示す模
式断面図、第２図は投光手段の一例を示す模式断面図、
第３図は管内面形状の検査原理を示す模式図、第４図（
Ａ）、（Ｂ）は受光手段が捉えた像を示す模式図である
。

第１図において、１は被検査管、１０は管内検査装置で
ある。管内検査装置ｌＯは、管外に位置するリモコン（
リモートコントロール）　ＲＲ１１と、管内に挿入され
る検出ユニット１２とを有する。リモコン装置１１は検
出制御部１１Ａと移動制御部１１Ｂとを備える。

検出ユニッ）１２は、金属等の耐腐食性材料からなる両
端閉塞円筒体状のケーシング１３を有し、ケーシング１
３の両端端板に支持部１４Ａ、１４Ｂを形成し、各支持
部１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ３木の支持脚部１５を固定
している。各支持脚部１５は、両支持部１４Ａ、１４Ｂ
のそれぞれにおいて相互に１２０度間隔を隔てて配置さ
れ、先端に設けられる車輪１６を被検査管ｌの内面に当
接し、被検査管ｌの内部に挿入されたケーシング１３の
中心軸を被検査管１の中心軸と略一致するように配置し
、かつケーシング１３にこの状態を維持しつつ該ケーシ
ング１３を管軸方向に移動可能としている。

また、検出ユニット１２は、ケーシング１３の後端支持
部１４Ｂの中央にチューブ１７の一端を貫通状態で連結
している。チューブ１７は、被検査管１の管軸の曲がり
にならってたわむことができ、かつ軸方向に座屈するこ
とのない剛性を備えており、管外に設置されるチューブ
送り手段、例えば上下一対の送り車１８に挟圧されつつ
軸方向力を付与されて管軸方向に移動し、検出ユニット
１２を前進／後進作動させる。１９は送り車１８の駆動
モータ、２０は送り車１８の回転量検出器、１９Ａは給
電用ケーブル、２０Ａは検出信号転送用ケーブルである
。

なお、検出ユニット１２は、ケーシング１３の軸方向中
央部の一定範囲で、該ケーシング１３の全周にわたる領
域に透明体を埋め込んだ環状の検出窓１３Ａを備えてい
る。この検出窓１３Ａは、後述する投光体２３から被検
査管１の内面への投射光、被検査管１の内面からレンズ
２４へ向かう反射光の光路となる。

検出ユニット１２は、ケーシング１３の内部における中
心軸上に、光源２１、反射鏡２２、投光体（投光手段）
２３、レンズ２４、二次元受光装置（受光手段）２５を
配置している。

光源２１は、リモコン装置１１により制御される発光駆
動回路２６により発光される。光源２１は、白熱灯１発
光ダイオード、半導体レーザ等のいずれでもよいが、７
０００オングストローム以下の波長成分を多くもつもの
が望ましい、２７は給電および制御信号転送用ケーブル
であり、前記チューブ１７の内径部を経由してリモコン
装置１１と発光駆動回路２６の間に延設されている。

反射鏡２２は、光源２１を取囲むような半球面状をなし
、光源２１から発せられた光を散逸させることなく投光
体２３に集光させる。

光源２１および反射鏡２２からの光は投光体２３に集光
される。投光体２３は、第２図に示すように、板状透明
体２８の内部に螢光物質２９を分散固定して構成され、
例えば、■ポリメタリル酸メチル（ＰＭＭＡ、アクリル
樹脂）をマトリックスとし、螢光色素ローダミン６Ｇと
クマリン６をドープしたもの、あるいは■ガラスとフル
オレセインとの組合わせからなるもの等が好適である。

また、投光体２３は、光源２１に臨む受光面の反射面２
３Ａを銀蒸着等の手段により鏡面化し、入射光の散逸を
防＋）している、これらにより、投光体２３に集光され
た光は、螢光物質２９で吸光、発光され透明体２８を反
射しながら端面２８Ａから投射される。透明体２８の端
面２８Ａは凸レンズ状とされ、その焦点を被検査管ｌの
内面上に略一致するように設定されており、該端面２８
Ａからの投光を被検査管１の内面に向けてビーム状に絞
る作用を備える。すなわち、投光体２３は、光源２１お
よび反射鏡２２から集光した光を、ケーシング１３の中
心軸に直交する向きの全周方向に分配投射し、゛被検査
管１の内面の全周に細いリング状の篩面を形成する。

投光体２３によって被検査管１の内面に分配投射された
光は、被検査管ｌの内面において反射される。この反射
光はレンズ２４にて受光され、二次元受光装置２５に投
射されて捉えられる。二次元受光装置２５に捉えられた
被検査管１の内面各部の受光量は該二次元受光装置２５
において光電変換され、この二次元受光装置２５の捕捉
データは出力回路３０を経てリモコン装置２１に転送さ
れる。３１は検出信号転送用ケーブルであり５前記チユ
ーブ１７の内径部を経由してり干コン装置１１と出力回
路３０の間に延設されている。二次元受光装置２５とし
ては電荷結合素子等が用いられる。

なお、レンズ２４と二次元受光装置２５とはレンズ２４
で捉えられる被検査管１の内面からの反射光像が所要の
比率に縮尺された状態で二次元受光装置２５に投影され
るように相互の位置関係が定められている。

第３図は被検査管ｌの中心軸から管内面までの距離と二
次元受光装置２５へ投影された反射光像との関係を示す
模式図であり、いま被検査管１の中心軸とレンズ２４の
光軸が一致した状態にあるものとして、被検査管ｌの中
心軸から被検査管１の内面の各光反射位ｇｉＰａ、Ｐｂ
、Ｐｃまでの距離をそれぞれＬａ、Ｌｂ、Ｌｃとすると
、ここから反射された光がレンズ２４を経て二次元受光
装置２５に達する時の二次元受光装置２５における位置
は゛レンズ２４の光軸からそれぞれｌａ、ｌｂ、ｎｃだ
け離れた各位ｉｒａ、ｒｂ、ｒｃとなる。これらＬａ、
Ｌｂ、Ｌｃ等の距離りと文ａ、文す、文Ｃ等の距離文の
間には一般的に次の関係が成立する。

Ｌ＝　ＣＤ／Ｆ）　・文　　　　　　　・・・（１）た
だし、Ｄはレンズ２４から検査位置までの水平距離、Ｆ
はレンズ２４から二次元受光装置の表面までの距離であ
る。

以上の関係から二次元受光装置２５に投射される被検査
ｅｒｌｆｔの内面からの反射光は内面が凹凸のない一様
な円周面である場合には第４図（Ａ）に示す如くに乱れ
のない円形像を描く、これに対し、被検査管１の内面に
腐食、亀裂、損傷部分等が存在して凹状となっている部
分については第４図（Ｂ）に示すＢｌの如く凹状の像を
描き、また鎖部分等が存在して凸状となっている部分に
ついては第４図（Ｂ）に示すＢ２の如く凸状の像を描く
、この凹状、凸状の程度を測定することによって四部、
凸部の深さ、高さを検出し、被検査管ｌの内面形状を得
ることとなる。もちろん二次元受光装置２５への投影像
から把握される管内面部の光量に基づき被検査管ｌの内
面性状を推測することも可能である。

次に、上記実施例の作用について説明する。

上記管内検査装置１０は以下の如く作動する。

■まず被検査管１に検出ユニット１２を挿入する。検出
ユニット１２は、車輪１６にてケーシング１３の中心軸
が被検査管１の中心軸と略一致するよう保持される。

（０リモコン装置１１により、チューブ１７および送り
車１８を用いて検出ユニット１２を被検査管１の内部に
移動させ、かつ発光駆動回路２６に連続的または間欠的
に発光指令信号を与え、光源２１を発光させる。

■光源２１の光は反射鏡１２により投光体２３に集光さ
れ、投光体２３から被検査管１の内面の全周に分配投射
される。

■被検査管１の内面からの反射光はレンズ２４を介して
二次元受光装置２５に縮小投影され、二次元受光装置２
５にて光電変換され、出力回路３０を介してリモコン装
置１１１に転送される。これにより、リモコン装置１１
は、送り車１８の回転量検出器２０からの検出量を同時
に得て、上記二次元受光装置２５の出力データとそのデ
ータの採取位置（検出ユニット１２の位置）との相関を
取り、被検査管１の軸方向の各位置における内面状態を
検査する。

すなわち、上記管内検査装置１０を構成する検出ユニッ
）１２は、光源２１が発する光を投光体２３により被検
査管ｌの内面の全周に分配投射し、これからの反射光像
を二次元受光装置ｚ５によって捉え得ることになる。し
たがって、検出ユニット１２を上記構造捕捉状態下で被
検査管ｌの管軸方向にのみ移動することにより、被検査
管ｌの内面状態を任意の位置において検査できる。

ここで、管内検査装置１０は、被検査管ｌの内部に超音
波の伝送媒体たる水を充填したり、検出ユニー２ト１２
をａ線移動する等の必要がないので、設備を簡素とし、
作業他事も良とすることができる。また、検出ユニット
１２による走査が螺線状とならず、検出ユニット１２は
被検査管１の内面の全周を同時に走査できるので、検査
精度も向上する。

なお、本発明は角形状等の各種断面形状の管に対する管
内検査装置として広く適用できる。

また、本発明の実施において、検出ユニットは、管内移
動手段を内蔵する等の自走式であってもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、設備を簡素化し、作業
能率を良好とし、かつ高い検査精度を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る管内検査装置を示す模
式断面図、第２図は投光手段の一例を示す模式断面図、
第３図は管面形状の検査原理を示す模式図、第４図（Ａ
）、（Ｂ）は受光手段が捉えた像を示す模式図、第５図
は従来の超音波を用いた管内検査装置を示す模式断面図
、第６図は従来の光を用いた管内検査装置を示す模式断
面図である。 １・・・被検査管、１０・・・管内検査装置。 １２・・・検出ユニット、２１・・・光源。 ２３・・・投光体（投光手段）、 ２５・・・二次元受光装置（受光手段）、２８・・・透
明体、２９・・・螢光物質。 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第２回 第３図 １′Ｘ ｒｃ’ 第４　図 （Ａ）（８） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出ユニットを被検査管内に挿入して管軸方向に
   移動し、被検査管の内面状態を検査する管内検査装置に
   おいて、前記検出ユニットが、光源と、板状透明体内に
   螢光物質を分散固定してなる上記光源から発せられた光
   を被検査管の内面の全周に分配投射する投光手段と、被
   検査管の内面の光像を捉える受光手段とを有することを
   特徴とする管内検査装置。