CN103048328A

CN103048328A - 孔检测方法及装置

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Publication number: CN103048328A
Application number: CN2012103871749A
Authority: CN
Inventors: 石塚康孝; 及川聪; 大久保岩谦; 大野政一
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN103048328B; GB2495636B; US9078558B2; GB2495636A; JP5702257B2; US20130093876A1; GB201218376D0; JP2013088136A

Abstract

本发明提供一种孔检测方法及装置。在将末端上具备广角镜(15)的插入轴(11)插入到孔内，基于通过广角镜(15)获得的图像对孔壁面进行检测时，通过气体喷出机构(19)将气体沿插入轴(11)的外周表面喷向孔的深处。气体喷出机构(19)由导向件(13)和气体供给部(14c)构成，导向件(13)包围插入轴(11)的末端侧的部分，在导向件(13)的内周表面和插入轴(11)的外周表面之间形成沿该插入轴(11)的长度方向延伸的气体喷出通道（R）；气体供给部(14c)向导向件(13)的内部空间供给气体。

Description

孔检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种孔检测方法及装置。

背景技术

近年来，利用工业用内窥镜对孔状的被检测物(以下，称为检测孔。)的内壁壁面(以下，称为孔壁面。)进行拍摄，由此来检测孔壁面有无缺陷等。进行这种检测时，将末端具备广角镜的细长的插入轴插入到检测孔中。这时，如果镜头或孔壁面上附着有水滴、切屑及异物等附着物时，根据由内窥镜拍摄到的图像无法正确地检查出有无缺陷。

所以，在日本特开平08－050207号公报中，被揭示有一种在光缆的末端端面上装设清洗装置的光纤视镜，该清洗装置喷射出空气，除去附着在末端端面上的异物。在该光纤视镜上配置包覆光缆外周的挠性管，在挠性管的内周表面和光缆的外周表面之间构成空气通路，使挠性管的末端部向内侧弯折，从而构成空气喷出部。

然而，在日本特开平08－050207号公报中揭示的技术中，即使能够除去附着在光缆末端端面上的异物，也不能除去附着在孔壁面上的附着物。附着在孔壁面上的附着物会妨碍检测，从而导致不能进行准确的检测作业。

另外，在现有方法中，当通过光纤视镜判明检测孔中有异物时，将清扫工具插入到孔内，从而去除异物。但是，在孔较细的情况下，将清扫工具插入到孔内时，会有很大的负荷作用于光缆，所以效果并不理想。此外，在孔更加细小的情况下，需要临时拔出光缆，而仅将清扫工具插入到孔中。因此，必须在不依赖图像的情况下将清扫工具按压到需要清扫的位置上，操作相当困难。

发明内容

本发明鉴于以上的问题，目的在于提供一种即使是细孔的场合也能够容易地除去孔壁面上的附着物的孔检测方法及装置。

本发明的孔检测方法是检测孔的壁面的方法，该方法的特征在于，在将末端上具备广角镜的插入轴插入到所述孔内，并基于通过所述广角镜获得的图像，对所述孔的壁面进行检测时，使气体沿所述插入轴的外周表面喷向所述孔的深处。

根据本发明的孔检测方法，通过使气体沿插入轴的外周表面喷向孔的深处，能够去除附着在孔的壁面上的水滴、切屑、异物等附着物。而且，通过这种方式，还能够去除镜头表面上的雾气、水滴等。所以，能够提高检测精度。其中，孔例如是一种用于配置燃料喷射装置的孔。

本发明的孔检测装置是检测孔的壁面的装置，该装置的特征在于，具备插入轴和气体喷出机构，所述插入轴插入到所述孔内，该插入轴的末端上具备广角镜；所述气体喷出机构使气体沿所述插入轴的外周表面喷向所述孔的深处。

根据本发明的孔检测装置，气体喷出机构使气体沿插入轴的外周表面喷向孔的深处。由此，能够去除附着在孔的壁面上的水滴、切屑、异物等附着物。而且，通过这种方式，还能够去除镜头表面上的雾气、水滴等。所以，能够提高检测精度。其中，孔例如是一种用于配置燃料喷射装置的孔。

另外，在本发明的孔检测装置中，所述气体喷出机构优选为由导向件和气体供给部构成，所述导向件包围所述插入轴末端侧的部分，在所述导向件和所述插入轴的外周表面之间形成有沿该插入轴的长度(轴)方向延伸的气体喷出通道；所述气体供给部向所述导向件的内部空间供给气体。

在这种情况下，由于气体喷出通道的气压，使得插入轴的末端侧的部分以不与导向件接触的形式被支承在导向件的内部空间的中心。所以，能够使插入轴的末端侧的部分以与轴心相一致的状态被很好地支承。而且，能够将具备气体喷出机构的孔检测装置的末端部分设为细且简单的结构。

另外，本发明的孔检测装置优选为：具备支承体，该支承体具有气室，该气室与所述导向件的内部空间连通，并容纳有所述导向件的基端侧的凸缘部，所述气体供给部向该气室供给气体，所述插入轴被配置成在其长度(轴)方向上贯穿所述导向件和所述气室，并且所述插入轴的基端侧的部分被所述支承体支承。

在这种情况下，插入轴的基端侧受支承体支承，插入轴的末端侧受气压支承。因此，能够以较高的精度稳定地对插入轴进行支承，能够降低插入轴末端部的偏位。所以，无须采用高价且大型的高精度衬套机构，就能够实现支承体的小型化及低成本。

而且，由于导向件的凸缘部被气压推压向气室的底面，在导向件上作用超过气压的外力时，导向件会发生移动。所以，导向件即使接触到孔的壁面，也能够瞬间向上移动，因此能够最小限度地抑制孔壁面的损伤。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中的孔检测装置的概略剖面图。

图2是表示本发明的其他实施方式中的孔检测装置的概略剖面图。

符号说明

10，50：孔检测装置；11：插入轴；12：支承架(支承体)；

13：导向件；13a：导向件主体；13b：凸缘部；14：气体供给设备；14a：软管；14b：连接器；14c：气体供给部；15：广角镜；16：支承架主体；16a：第一支承部；16b：第二支承部；16c：联结部；16d：气室；16e：气体供给口；17，52：第一支承衬套(bush)；18，53：第二支承衬套(bush)；19：气体喷出机构；30：控制装置；40：图像显示装置；51：涡轮叶片；54：旋转编码器；R：气体喷出通道。

具体实施方式

参照图1，说明本发明的实施方式中的孔检测装置10。孔检测装置10例如用于检测孔状的被检测物(以下，称为检测孔。)的内壁壁面(以下，称为孔壁面。)上是否存在孔眼等缺陷。

另外，检测孔例如可以是用于配置直喷发动机的燃料喷射装置(injector)而形成的孔。但是，针对该检测孔，并不限定其用途、形状、孔径及深度等。例如，检测孔可以是贯穿孔，也可以是有底壁的孔。另外，检测孔可以是孔径为固定的直孔，也可以是孔径逐渐发生变化的圆锥孔。

孔检测装置10具备：插入轴11、支承架(支承体)12、导向件13以及气体供给设备14。

插入轴11整体外观呈细长的棒状，其长度方向(图1中的上下方向。以下也称上下方向)上的末端部分(下端部分)在进行检测时，被插入于检测孔内。插入轴11在其最末端部分具备鱼眼镜头等广角镜头15。

这里，插入轴11构成内窥镜。具体来说，插入轴11具有由不锈钢等硬质材料形成的圆筒状的外壳。并且，虽然未图示，插入轴11的末端部内藏有包括广角镜头15的透镜机构以及由CCD、CMOS等构成的摄像元件等。

但是，插入轴11并不仅仅限定于内藏有摄像元件等的插入轴。例如，也可以是下述一种插入轴：通过内藏于插入轴11中的透镜机构或／和光纤并经由广角镜头15而获取的孔壁面的图像在配置于孔检测装置10的外部的摄像元件的摄像面上成像。

通过摄像元件进行光电变换后的孔壁面图像的图像信号经由信号线被传送给位于插入轴11内或孔检测装置10外部的未被图示的图像信号处理部，从而生成影像信号。并且，生成的影像信号被输出到孔检测装置10外部的图像显示装置40上，在图像显示装置40的显示画面上显示孔壁面的图像。

检查人员通过目视该图像，来检测孔壁面是否存在缺陷。或者，虽然未被图示，但可以将生成的影像信号发送给影像解析装置，自动判定有无缺陷等。

支承架12由支承架主体16和两个支承衬套17、18构成。支承架主体16由不锈钢等硬质材料构成，其由第一支承部16a和第二支承部16b借助联结部16c联结而一体地形成。

第一支承部16a位于末端侧（下方侧）且在内部形成有气室16d，该气室16d由圆柱状的空间构成。气室16d的上方开放。并且，第一支承部16a的侧壁上形成有用于向气室16d供给气体的气体供给口16e。另外，气体优选是氮等惰性气体或空气。但是，并不对其进行特别限定。

第一支承衬套17在第一支承部16a的基端侧(上方侧)通过未图示的防松螺丝等被固定安装在第一支承部16a上，将气室16d的上侧封闭。另外，第一支承衬套17在其中心部形成有贯穿孔，插入轴11密封性地穿过该贯穿孔。由此，插入轴11的中间部受第一支承衬套17支承而被固定。

第二支承部16b位于基端侧，且形成有用于装设第二支承衬套18的贯穿孔。第二支承衬套18在其中心部形成有贯穿孔，插入轴11穿过该贯穿孔。由此，插入轴11的基端部受第二支承衬套18支承而被固定。

导向件13包围插入轴11的末端侧的部分，对插入轴11进行导向的同时，对喷出气体进行导向。导向件13例如可以通过塑钢(polyacetal)等的工程塑料树脂等具有优越的耐磨性的材料形成。

在导向件13的中心部形成有圆柱状的贯穿孔，该贯穿孔沿插入轴11的长度方向(上下方向)贯穿。插入轴11的末端侧的部分穿过该贯穿孔。其中，插入轴11的最末端部从导向件13突出。另外，导向件13的内周表面和插入轴11的外周表面之间在正常的时候是非接触的，其间形成间隙。中空圆筒状的间隙在该上下方向上延伸，构成气体喷出通道R。

导向件13通过圆筒状的导向件主体13a和圆环板状的凸缘部13b形成一体而构成。导向件主体13a的外径与在第一支承部16a的气室16d的下方形成的贯穿孔的孔径大致相同；凸缘部13b的外径与气室16d的内径大致相同。并且，凸缘部13b容纳于气室16d的内部。

这样，导向件13在与插入轴11的长度方向(上下方向)正交的方向(图1中的左右方向)上不能移动。该凸缘部13b在气室16d内能够在滑动容许范围内沿上下方向移动。

气体供给设备14由软管14a、连接器(连接工具)14b和气体供给部14c构成。连接器14b用于将软管14a连接到气体供给口16e上；气体供给部14c例如由压缩器(compressor)、储气瓶、控制阀等构成。气体供给部14c的压缩器等连接在孔检测装置10外部的控制装置上，根据来自控制装置30的控制信号进行动作，将高压气体供给到气室16d内部。

在按照上述方式构成的孔检测装置10中，从气体供给部14c被供给到气室16d内的高压气体经由气体喷出通道R，沿插入轴11的外周表面从检测孔的深处(下方)喷出。这样，孔检测装置10中的气体喷出机构19是由气体喷出通道R、气室16d和气体供给部14c构成。

以下，说明使用本发明的实施方式中的孔检测装置10实施检测的孔检测方法。

首先，检测前事先用水等将通过切削加工等形成的检测孔的内部洗净。然后，以自动的方式或操作者用手动的方式将孔检测装置10的插入轴11的末端部插入到检测孔内。

这时，从气体供给部14c供给高压气。通过气体供给部14c向气室16d供给高压气时，在气室16d充满高压气。导向件13的凸缘部13b被该高压气推压向气室16d的底面。

并且，充满于气室16d内的高压气经由气体喷出通道R，按图1的箭头所示，从导向件13的末端沿插入轴11的外周，喷向检测孔的深处。所述气体喷出通道R是指沿与气室16d连通的导向件13以及插入轴11的整周形成的间隙。

然后，在根据需要将插入轴11向检测孔的深处徐徐移动的同时，对孔壁面进行拍摄。对拍摄到的图像进行展开处理等适当的图像处理后，将处理后的图像显示到图像显示装置40上。检测人员通过目视所述被显示的图像来检测有无孔眼等缺陷或者由未被图示的影像解析装置基于所述被显示的图像自动检测有无孔眼等缺陷。

加工、洗净后的孔壁面上有可能会附着在洗净时使用的水滴、洗净时未被除去的切屑或异物等附着物。当孔壁面上附着有附着物时，有可能会导致产生误检测，造成检测精度下降。而且，刚洗净后的检测孔内处于高温、高湿度的状态，有可能会导致在广角镜15的表面上发生起雾现象。在镜头表面出现雾气时，则很难拍摄到正确的图像，造成检测精度下降。

但是，在使用孔检测装置10实施检测的本孔检测方法中，在将插入轴11的末端部插入到检测孔内的同时，从气体喷出通道R喷出气体，使沿插入轴11的末端部的整个外周表面层流的气体向检测孔的深处流动。由此，产生如图1中的空心箭头所示的负压，使得孔壁面上附着的水滴、切屑、异物等附着物被吸向插入轴11侧，从而能够可靠地去除这些附着物。因此，能够提高检测精度。

此外，与从检测孔外通过实施气吹去除附着物的方法相比，使用本发明的方法能够产生相同或者更为良好的去除孔壁面的附着物的效果。所以，能够省去在检测前对检测孔内实施气吹的作业。

另外，如图1中的箭头所示，在广角镜15的表面附近会产生气流漩涡。因此，如空心箭头所示，会产生能够剥离镜头表面上的附着物的负压。因此，能够可靠地去除镜头表面上的水滴和雾气等。所以，即使在高温高湿的环境下，广角镜15也能够在清晰的状态下进行拍摄，从而能够提高检测精度。

而且，由于这个原因，即使在用水等将检测孔内洗净的情形下，也无需等到干燥后再进行检测，而是在刚洗净后就能够进行检测(拍摄)。所以，能够缩短到检测结束为止所需的时间。

另外，能够在拍摄到孔壁面或镜头表面上附着的附着物的同时、或几乎同时，除去这些附着物。因此，在洗净后起到进行拍摄为止的期间，异物等流入检测孔内且附着物附着在孔壁面或镜头表面上的可能性极小。

此外，根据帕斯卡定律，在气体喷出通道R中，在沿插入轴11的外周表面整周的范围内，高压气的气压相同。所以，能够通过气压，使插入轴11的末端侧部分以与导向件13不接触的形式，被支承在导向件13的内部空间的中心。且能够使插入轴11以与轴心保持一致的状态，被良好地支承。

使用两个支承衬套17，18来分别支承插入轴11的中间部和基端侧，使用气压来支承插入轴11的末端侧。因此，能够防止插入轴11的轴心偏位。即使产生轴心偏位也能够自动进行校正，同时能够减轻构件间的松动不稳。

另外，在气室16d的内壁壁面以及导向件13的内壁壁面的垂直加工精度较为良好的情况下，上述效果较高。因此，通过充分确保这些加工精度，就无需采用高价且大型的高精度衬套机构。所以，能够实现支承架12的小型化，减少插入轴11的末端部的偏位，以及实现低成本。

例如，在使用迄今为止的方法，用衬套机构支承插入轴11的末端侧的情况下，具备衬套机构的部分被大型化，如果检测孔较为细小，则无法插入。因此，特别是在检测细孔的壁面直到深处部分为止的情况下，插入轴11的末端部的偏位会变得很大。而另一方面，使用孔检测装置10时，只要是在能够将导向件13插入检测孔内的范围内的细孔，就能够大幅度地降低插入轴11在末端部附近的偏位。

而且，通过将导向件13的导向件主体部13a设定得较长，使得气体喷出通道R的长度变长，这样，气体不会产生乱流，能够在损失较低的情况下喷出气体。因此，能够有效地防止起雾并且可去除附着物。

另外，由于利用气压将导向件13的凸缘部13b向下推压到气室16d的底面上，因此在向上作用有超过气压的外力时，导向件13向上方移动。这样，导向件13被构造成根据外力能够容易地向上方移动。

所以，即使接触到孔壁面，导向件13也能够瞬间向上方移动，因此能够最小限度地抑制孔壁面的损伤。

当外部的障碍物或孔壁面等接触到导向件13，对导向件13作用了向上方的较大的外力时，导向件13会向上方移动。这样，导向件13的凸缘部13b封闭住气体供给口16e，从气体供给部14c经由气体供给口16e供给到气室16d的气体受阻。

所以，没有必要在直径较细的插入轴11等中设置接触传感器等传感器，通过在孔检测装置10的外部设置测定供给气体的气压的设备，能够测定出是否接触到障碍物。

而且，通过在检测到导向件13发生了接触时发出警报，或者在自动插入孔检测装置10的情况下紧急停止插入等措施，能够防止孔壁面或孔检测装置10的损伤。

另外，只须设定导向件13的长度，使得插入轴11的突出量较短，就能够更可靠地防止插入轴11与孔壁面产生接触。但是，在这种情况下，孔检测装置10的末端部附近的外径变大，导向件13接触到孔壁面的可能性增高。因此，优选的是，根据检测孔的圆锥角等适当地设定插入轴11的突出量。

如上所述，在使用孔检测装置10实施检测的孔检测方式中，能够实现去除孔壁面或镜头表面上的附着物、防止镜头起雾、稳定地支承插入轴11这三种效果。所以，提高了孔壁面的检测精度。

以下，参照图2说明本发明的其他实施方式中的孔检测装置50。由于孔检测装置50与上述的孔检测装置10相类似，所以仅对不同的构成以及功能进行说明。孔检测装置50以插入轴11能够进行旋转的形式构成，适用于ET检测。

ET检测是指：在使测量探针以固定速度旋转的同时将其插入到孔内部，从而检测测量探针侧面周围的孔壁面。根据ET检测，利用测量探针和被检测对象的电磁感应，能够测定出无法通过图像检测来判别的细微的伤痕及其深度，或是没有出现在孔壁面上的内部的孔眼等缺陷。将孔检测装置50用于ET检测时，插入轴11起到测量探针的作用。

在插入轴11的、与导向件13的内周表面相对的外周表面上固定有涡轮叶片51。并且，插入轴11以能够进行旋转的形式分别受两个支承衬套52，53支承。另外，在插入轴11的基端部设置有测定插入轴11的转速的旋转编码器54。

在使用孔检测装置50实施检测的孔检测方法中，插入轴11因在气体喷出通道R流动的气体而进行转动。所以，只要将气室16d内保持在恒定的气压下，插入轴11就能够定速旋转。此外，也可以根据基于旋转编码器54测定出的转速的反馈，通过控制供给到气室16d的高压气的流量，来控制插入轴11的旋转速度。

使用孔检测装置50的孔检测方法也能够获得与使用孔检测装置10的孔检测方法相同的效果。

在现今的ET检测中，是使用DC电机等作为动力源来使测量探针旋转。而采用孔检测装置50时，则无需另外准备DC电机等动力源，只要加设涡轮叶片51等，就能够使作为测量探针的插入轴11旋转，能够简略地构成旋转机构。而且，能够在除去附着物的同时进行检测。

另外，可以根据去除附着物所需的气流压力或／和流量来选定涡轮叶片51，使得插入轴11能够以最适当的转速进行定速旋转。并且，只需使气室16d内保持规定的恒压，插入轴11就能够在稳定地进行定速旋转的同时，可靠地去除孔壁面或镜头表面的附着物。

以上，就本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不仅限于此。例如，支承架12可以不具有第二支承部16b，插入轴11的基端侧可以不受支承衬套18支承。另外，虽然就插入轴11、导向件13及气室16d的剖面是圆形的情形进行了说明，但是这些剖面并不被限定为圆形，也可以是多角形等任意形状。

Claims

1.一种孔检测方法，其是检测孔的壁面的方法，该方法的特征在于，在将末端上具备广角镜的插入轴插入到所述孔内，并基于通过所述广角镜获得的图像对所述孔的壁面进行检测时，使气体沿所述插入轴的外周表面喷向所述孔的深处。

2.根据权利要求1所述的孔检测方法，其特征在于，所述孔用于配置燃料喷射装置。

3.一种孔检测装置，其是检测孔的壁面的装置，该孔检测装置的特征在于具备插入轴和气体喷出机构，所述插入轴插入到所述孔内，该插入轴的末端上具备广角镜；所述气体喷出机构使气体沿所述插入轴的外周表面喷向所述孔的深处。

4.根据权利要求3所述的孔检测装置，其特征在于，所述气体喷出机构由导向件和气体供给部构成，所述导向件包围所述插入轴的末端侧的部分，在所述导向件和所述插入轴的外周表面之间形成有沿该插入轴的长度方向延伸的气体喷出通道；所述气体供给部向所述导向件的内部空间供给气体。

5.根据权利要求4所述的孔检测装置，其特征在于，该孔检测装置具备支承体，该支承体具有气室，该气室与所述导向件的内部空间连通，并容纳所述导向件的基端侧的凸缘部，所述气体供给部向所述气室供给气体，

所述插入轴被配置成在其长度方向上穿过所述导向件和所述气室，并且所述插入轴的基端侧的部分被所述支承体支承。

6.根据权利要求3所述的孔检测装置，其特征在于，所述孔用于配置燃料喷射装置。

7.根据权利要求4所述的孔检测装置，其特征在于，所述孔用于配置燃料喷射装置。

8.根据权利要求5所述的孔检测装置，其特征在于，所述孔用于配置燃料喷射装置。