DE2210356B2

DE2210356B2 - Pruefvorrichtung fuer rohrinnenflaechen

Info

Publication number: DE2210356B2
Application number: DE19722210356
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tokio Ohno Yoshi taka Yokosuka Kanagawa Hara, (Japan)
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2210356C3; DE2210356A1; US3761623A; GB1345108A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung für Rohrinnenflächen, bestehend aus einem Wagen mit mindestens einer Laufrolle, wobei die Prüfvorrichtung in ein Rohr einsetzbar ist. mit einer Antriebsvorrichtung für den Antrieb des Wagens in axialer Richtung durch das Rohr und einer von dem Wagen getragenen Fernsehkamera, deren Kopf an einer Seite ein Fenster aufweist und drehbeweglich gegenüber dem Wagen befestigt ist, einer Lichtquelle im Kopf der Kamera zum Beleuchten der Innenfläche des Rohres durch das Fenster vorgesehen ist, einem Reflexionsspiegel in dem Kopf der Kamera und einer Einrichtung zum Umwandeln des aufgenommenen Bildes in ein elektrisches Signal und Übertragen zu einem außerhalb des Rohres befindlichen Monitor.

Eine derartige Prüfvorrichtung ist durch die Zeitschrift »Frequenz«, Februar 1958, Nr. 2, Bd. 12. S. 34 bis 36, bekanntgeworden.

Bei dieser bekannten Prüfvorrichtung wird eine einzige Lichtquelle für die Beleuchtung der Rohrinnenwand verwendet, während die Lageorientierung im Rohr über einen beleuchteten Kompaß mit Libelle erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung für Rohrinnenflächen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher auf einfache Weise stenographische Abbildungen von Fehlerstellen erzeugt werden können und gleichzeitig eine einfache Orientierung bzw. Lokalisierung der abgetasteten Rohrstclle und einer eventuellen Fehlerstelle erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine weitere Lichtquelle außerhalb der Kamera zum Beleuchten der vor der Kamera liegenden Abschnitte der Innenwandung in Axialrichtung und ein Punktstrahler vorgesehen sind, der in einer bestimmten Richtung einen Punktstrahl derart auf einen Punkt auf der Innenwandung richtet, daß auf dem Monitor eine Abbildung des Punktstrahles erzeugt wird, welche als Bezugspunkt zur

ίο Bestimmung des Drehwinkels des Kopfes der Kamera dient.

Die Erfindung sieht zur Lageorientierung einen einfachen Punktstrahler vor, der als Bezugspunkt zur Bestimmung des Drehwinkels des Kopfes dient. Der Punktstrahler ist ortsfest gehalten, und der durch diesen erzeugte hellere Punkt auf der Rohrinnenwand erscheint nur dann auf dem Monitor, wenn der Kamerakopf in die gleiche Richtung wie der Punktstrahier gerichlet ist. Damit ergibt sich neben einer

;·■> stereographischen Abbildung eine leichte Orientierungsmöglichkeit für eine eventuelle Fehlerstelle.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der

Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei welchem die Fernsehkamera direkt an einen Wagen angekoppelt ist,

F i g. 2 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles, bei welchem modifizierte Laufrollen Anwendung finden, und

F i g. 3 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Kamerakopfes des in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zur Prüfung der Innenfläche eines Rohres 1 zum Leiten von Gasen oder Flüssigkeiten verwendet. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Photokamera 2 mit einer Vielzahl (beispielsweise vier) von Rädern 4, welche entlang der Innenfläche oder -wandung des Rohres 1 rollen können, sowie einen mit der Kamera 2 durch eine Kupplung 13 verbundenen beweglichen Wagen 3. Auf dem Vorderendc der Kamera ist ein Kopf 14, welcher im einzelnen noch näher beschrieben wird, drehbeweglich gelagert. Der Wagen 3 umfaßt eine Platte S. welche auf mindestens einem Rad 6 aufliegt, sowie einen auf der Platte 5 zum Antrieb des Rades 6 angeordneten Antriebsmotor 7. Der Antriebsmotor kann ein umsteuerbarer Elektromotor sein, welcher über ein Untersetzungsgetriebe 9 mit einer Schaltkupplung 10 für kleine Geschwindigkeiten und einer Schaltkupplung 8 für hohe Geschwindigkeiten verbunden ist. Die Schaltkupplungen 8 und 10 sind wirksam mit dem Rad 6 über Riemen oder Ketten 11 bzw. 12 verbunden. Die Schaltkupplungen können wahlweise so benützt werden, daß eine ausgeschaltet ist, wenn die andere benützt wird, um die Riemen oder Ketten bei Betätigung des Wagens zu schützen.

Tm folgenden werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 die Kamera2 und der Kamerakopf 14 näher erläutert und beschrieben. Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Kamera die Form einer Fernsehkamera, welche von einer Vielzahl von oberen und unteren Laufrollen 16 getragen wird, die jeweils über ein Paar von schwenkbar am Punkt 15 angelenkten Verbindungsstücken mit der Kamera verbunden sind, so daß die Kamera für Rohre mit verschiedenem Durchmesser verwendet

werden kann. Auf der Kamera sind eine Vielzahl von Lampen 17 zum Beleuchten der vor der Kamera 2 liegenden Abschnitte der Innenwandung des Rohres 1 angebracht. Außerdem ist auf dem Vorderende der Kamera ein kleiner Motor 18 zum Antrieb eines Zahnrades 20 über ein Antriebsritzel 19 vorgesehen. Das Zahnrad 20 ist so geformt, daß es um eine Linse 21 rotiert, wobei der Kamerakopf 14 mit einem Fenster 22 auf einer Seite eine Drehbewegung ausführt. Auf der Innenseite des Kamerakcpfes 14 ist ein Reflexionsspiegel 23 angeordnet, welcher unter einem geeigneten Winkel, beispielsweise 45 ^z. bezüglich der optischen Achse der Linse geneigt ist, sowie eine Lampe 24 zum radialen Beleuchten der Innenwandung des Rohres durch das Fenster 22. Die Kamera 2 ist mit einem (nicht abgebildeten) Monitor über ein (nicht abgebildetes) Steuerkabel verbunden, welcher außerhalb des Rohres angeordnet ist.

Beim Beirieb wird der Motor I (Fig. !) so angeregt, daß er den Wagen axial durch das Rohr 1 bewegt. Gleichzeitig wird der Motor 18 so angeregt, doii er langsam den Kamerakopf 14 um die optische Achse der Linse 21 über das Antriebsritzel 19 und das Zahnrad 20 schwenkt. Dementsprechend werden auch die Lampe 24 und der Reflexionsspiegel 23 so um die optische Achse gedreht, daß die Innenfläche des Rohres in ihrem ganzen Umfang abgetastet wird, wobei die Abbildungen aufeinanderfolgender Abschnitte der Innenwandung in entsprechende elektrische Signale durch die Linse 21 und ein in der Kamera eingebautes photoelektrisches Übertragungssystem umgewandelt werden. Die elektrischen Signale werden auf einem fluoreszierenden Schirm dargestellt oder auf einem Aufzeichnungsmaterial, welches für den Monitor vorgesehen ist, festgehalten. Auf diese Weise können Unregelmäßigkeiten oder Fehlerstellen auf der Rohrinnenfläche fortlaufend festgestellt werden. Zudem können stereographische Abbildungen der Fehlerstellen gebildet werden, da die Innenfläche sowohl in axialer als auch in radialer Richtung durch die Lampen 17 und 24 beleuchtet wird, wodurch die Fehlerstellen leicht festzustellen sind.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Bauform des Kamerakopfes dargestellt, bei welchem auf dem Vorderendc desselben ein Punktstrahler so angebracht ist. daß die Lage der auf dem Monitor dargestellten Abbildung genau festgestellt werden kann. Genauer gesagt ist auf dem Vorderende des Kamerakopfcs eincSUimmclwclle 25 in Form eines Bolzens oder einer Schraube so befestigt, daß eine Platte welche eine Batterie 28 trägt, die als Gegengewicht und Lichtquelle für den Punktstrahler 30 dient, drehbeweglich gelagert ist. wobei der Punktstrahler niittefs eines Drehbolzens 26 schwenkbar auf der Platte 27 befestigt ist. Der Drehbolzen 26 kann unter einem gewünschten Winkel eingestellt werden.

Der Punktstrahler 30 ist mit einer Batterie 28 über eine Leitung 31 verbunden, und das von diesem kommende Licht wird auf die Innenwandung des Rohres projiziert und danach in die Linse 21 durch den Reflexionsspiegel 23 zurückreflcktiert.

Bei dieser Bauform wird, auch wenn der Kamerakopf 14 geschwenkt wird, die Platte 27 gegen eine Drehbewegung durch das Gewicht der Batterie gehalten, was dazu führt, daß der Punktstrahler ebenfalls ortsfest so gehalten wird, daß er auf die Innenwandung einen Punktstrahl in einer bestimmten Richtuns lenkt. Aus diesem Grund wird, wenn das Fenster ^22 des Kamerakcpfes 14 in dieselbe Richtung ausgerichtet ist wie der Punktstrahler, d. h, wenn die" obere Innenwandung aufgenommen wird,

die Abbildung derselben zusammen mit der Abbildung des Punktstrahles auf dem Monitor dargestellt, während bei Schwenkung des Kamerakopfes zur Prüfung der anderen Abschnitte der Innenwandung die Abbildung des Punktstrahles nicht auf dem Monitor

ίο dargestellt wird. Auf diese Weise wird die Abbildung des" Punktstrahles nur dann dargestellt, wenn das Fenster 22 des Kamerakopfes in eine bestimmte Richtung gedreht wird, so daß es möglich ist, die Lage der gerade aufgenommenen oder untersuchten

Wandungsabschnitte leicht zu bestimmen, indem die

Lage des Punktstrahles als Bezugspunkt benützt wird. Es liegt auf der Hand, daß es nicht nur möglich ist, den Kamerakopf 14 mit vorgegebener Geschwindigkeit in einer vorgegebenen Richtung zu schwenken. sondern diesen auch in jeder gewünschten Lage anzuhalten. Außerdem ist es möglich, die Kamera und den Kamerakopf an jeder Stelle entlang der Längsachse des Rohres anzuhalten, wodurch jeder unregelmäßige Abschnitt dor Rohrinnenwandung genau untersucht werden kann.

Ferner ist offensichtlich, daß es auch möglich ist, den Punktstrahler direkt auf der Kamera 2 anzuordnen, anstatt auf der Platte 27 am vorderen Ende derselben.

Ferner ist es möglich, die Helligkeit des Punktstrahlers größer zu halten als die der Lampe 24. um damit einen Bezugspunkt zu erhalten, der leicht zu erkennen ist. Der Winkel, unter welchem der Punktstrahler angeordnet ist. kann außerdem so eingestellt werden, daß die Abbildung des Punktstrahles auf der oberen Kante des Bildschirmes des Monitors erscheint. Der Punktstrahl kann farbig sein oder vibrieren, so daß eine flackernde Abbildung desselben auf dem Monitor erscheint.

Die in Fig.? dargestellte Ausführungsform arbeitet in folgender Weise. Nachdem die Kamera 2 und der Wagen 3 in das Rohr 1 (F i g. 1) eingesetzt wurde, werden der Antriebsmotor? und die Schaltkupplungen 8 und 10 so ferngesteuert, daß die Innenfläche des Rohres durch die Kamera und den außerhalb des Rohres befindlichen Monitor untersucht werden kann. Dabei wird der Motor 7 so betätigt, daß er das Rad 6 über die Schaltkupplung 8 und die Kette 11 langsam antreibt. Gleichzeitig wird der Motor 17 betätigt und damit der Kamerakopf 14 geschwenkt. Folglich wird die Innenfläche des Rohres aufgenommen, während die Kamera axial durch das Rohr mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wird. Die Abbildung der von der Kamera aufgenommenen Innenwandung erscheint auf dem Monitor. Wird ein abnormaler Zustand beobachtet, so wird die Schaltkupplung 8 für niedrige Geschwindigkeiten abgeschaltet und das Rad 6 mit höchster Drehzahl bewegt. Der Motor 7 wird angehalten, wodurch eine genauc Prüfung der festgestellten Fehlerstelle ermöglicht wird. Die Prüfvorrichtung kann durch Umdrehung des Motors 7 in umgekehrter Richtung wieder aus dem Rohr herausgeführt werden. Eine solche Umdrehung der Motorlaufrichtung kann auch dann durchgeführt werden, wenn der Kamerakopf direkt auf den genauer zu untersuchenden Abschnitt gerichtet werden soll.

Es liegt auf der Hand· daß die Erfindung keines-

wegs auf die besonderen, näher erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise können die Kamera 2 und der Antriebsmotor 7 sowie die Schaltkupplungen 8 und 10 auf demselben Wagen angeordnet werden. In solch einem Fall werden zwei 5 Räder vorgesehen, welche so angeordnet sind, daß sie mit der Bodenwandung der Innenwandung an Punkten in Berührung stehen, welche oberhalb des untersten Punktes derselben liegen, so daß die Kabel für die Prüfvorrichtung die Bewegung des Wagens nicht stören. Außerdem kann die Geschwindigkeit des Laufrades dadurch verändert werden, daß die Umdrehungszahl des Antriebsmotors 7 verändert wird.

Zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Untersuchen des Umfangs der Innenfläche eines Rohres mittels einer Fernsehkamera, wobei die Abbildung auf einem Monitor außerhalb des Rohres dargestellt wird. Dazu wird ein Wagen mit einem Laufrad vorgesehen, welcher in das Rohr eingesetzt werden kann, sowie eine Einrichtung, um den Wagen in axialer Richtung des Rohres anzutreiben, wobei der Wagen eine Fernsehkamera trägt, welche einen Kamerakopf mit einem Fenster an dessen einer Seite umfaßt, welcher drehbeweglich an der Kamera befestigt ist. Dabei ist im Kamerakopf eine Lichtquelle zum Beleuchten der Rohrinnenfläche durch das Fenster eingebaut, während ein Reflexionsspiegel unter einem Winkel bezüglich der optischen Achse der Linse der Fernsehkamera im Kamerakopf so angeordnet ist, daß er das von der Innenfläche durch das Fenster reflektierte Licht empfängt und zur Kameralinse reflektiert. Außerdem ist eine Einrichtung zum Schwenken des Kamerakopfes um die optische Achse und eine Einrichtung zum Umwandeln der photographischen Abbildung in ein elektrisches Signal vorgesehen, welches auf den Monitor übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Prüfvorrichtung für Rohrinnenflächen, bestehend aus einem Wagen mit mindestens einer Laufrolle, wobei die Prüfvorrichtung in ein Rohr einsetzbar ist, mit einer Antriebsvorrichtung für den Antrieb des Wagens in axialer Richtung durch das Rohr und einer von dem Wagen getragenen Fernsehkamera, deren Kopf an einer Seite ein Fenster aufweist und drehbeweglich gegenüber dem Wagen befestigt ist, einer Lichtquelle im Kopf der Kamera zum Beleuchten der Innenfläche des Rohres durch das Fenster vorgesehen ist, einem Reflexionsspiegel in dem Kopf der Kamera und einer Einrichtung zum Umwandeln des aufgenommenen Bildes in ein elektrisches Signal und Übertragen zu einem außerhalb des Rohres befindlichen Monitor, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere Lichtquelle (17) außerhalb der Kamera zum Beleuchten dei \or der Kamera (2) liegender, Abschnitte der Innenwandung in Axialrichtung und ein Punktstrahler (30) vorgesehen sind, der in einer bestimmten Richtung einen Punktstrahl derart auf einen Punkt auf der Innenwandung richtet, daß auf dem Monitor eine Abbildung des Punktstrahles erzeugt wird, welche als Bezugspunkt zur Bestimmung des Drehwinkels des Kopfes (14) der Kamera (2) dient.