DE2210356C3

DE2210356C3 - Prüfvorrichtung für Rohrinnenflächen

Info

Publication number: DE2210356C3
Application number: DE2210356A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tokio Hara; Yoshitaka Yokosuka Kanagawa Ohno
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1974-04-18
Also published as: GB1345108A; DE2210356B2; DE2210356A1; US3761623A

Description

werden kfum, Auf der Kamera sind eine Vielzahl von 17 zum Beleuchten der vor der Kamera 2

Richtung lenkt, Aus diesem Grund wird, wenn das

lampen ·' ^min WW"^" «w vui wi rmmwruj Fenster 22 des Kamerakopfes 14 in dieselbe Ricri- !X'enden Abschnitte der Itrnenwandung des Roh- tung ausgerichtet ist wie der Punktstrahler, an., ^ras I angebracht. Außerdem ist auf dem Vorderende wenn die obere Innenwandung aufgenommen wird, *-dcr Kamera ein kleiner Motor (S zum Antrieb eines S die Abbildung derselben zusammen mit der Abbiι -Zahnrades 20 über ein Antriebsritzel 19 vorgesehen. dung des Punktstrahles auf dem Monitor dargestellt, "Das Zahnrad 20 ist so geformt, daß es um eine Linse während bei Schwenkung des Kamerakopfes zur Pm-11 rotiert, wobei der Kamerakopf 14 mit einem Fen- fung der anderen Abschnitte der Innenwandung die zL η auf eine' Seite eine Drehbewegung ausführt. Abbildung des Punktstrahles nicht auf dem Monitor Auf der Innenseite des Kamerakopfes 14 ist ein Re- io dargestellt wird. Auf diese Weise wird die Abbildung ' flexionsspiegcl 23 angeordnet, welcher unter einem des Punktstrahles nur dann dargestellt, wenn das eeeioneten Winkel, beispielsweise 45°, bezüglich der Fenster 22 des Kamerakopfes in eine bestimmte ootischen Achse der Linse geneigt ist, sowie eine Richtung gedreht wird, so daß es möglicn ist die Lampe 24 zum radialen Beleuchten der Innenwan- Lage der gerade aufgenommenen oder untersuchten dune des Rohres durch das Fenster 22. Die Ka- 15 Wandungsabschnitte leicht zu bestimmen, indem die L_ra2 ist mit einem (nicht abgebildeten) Monitor Lage des Punktstrahles als Bezugspunkt benutzt über ein (nicht abgebildetes) Steuerkabcl verbunden, wird. Es liegt auf der Hand, daß es nicht nur möglich «reicher außerhalb des Rohres angeordnet ist. ist, den Kamerakopf 14 mit vorgegebener Geschwm-Beim Betrieb wird der Motor 7 (F i g. 1) so ange- digkeit in einer vorgegebenen Richtung zu schwcnreet daß er den Wagen axial durch das Rohr 1 be- 20 ken, sondern diesen auch in jeder gewünschten Lage _Wcet Gleichzeitig wird der Motor 18 so angelegt, anzuhalten. Außerdem ist es möglich, die Kamera daß er langsam den Kamerakopf 14 um die optische und den Kamerakopf an jeder Stelle entlang der Achse der Linse 21 über das Antriebsrad 19 und Längsachse des Rohres anzuhalten, wodurch jeder das Zahnrad 20 schwenkt. Dementsprechend werden unregelmäßige Abschnitt der Rohrinnenwandung auch die Lampe 24 und der Reflexionsspiegel 23 so 15 genau i.:ntersucht werden kann, um die optische Achse gedreht, daß die Innenfläche Ferner ist offensichtlich, daß es auch möglich ist, des Rohres in ihrem ganzen Umfang abgetastet wird,
wobei die Abbildungen aufeinanderfolgender Abschnitte der Innenwandung in entsprechende elektrische Sienale durch die Linse 21 und ein in der Ka- 30
mera eingebautes photoelektrischcs Übertragungssystem umgewandelt werden. Die elektrischen Signale
werden auf einem fluoreszierenden Schirm dargestellt oder auf einem Aufzeichnungsmaterial, welches .-,UUIIIW· UM₀W. —, -

für den Monitor vorgesehen ist, festgehalten. Auf 35 werden, daß die Abbildung des Punktstrahlcs aut _ diese Weise können Unregelmäßigkeiten oder Feh- oberen Kante des Bildschirmes des Monitors crlerstellen auf der Rohrinnenflächc fortlaufend festgestellt werde... Zudem können stercographische Abbildungen der Fehlerstellen gebildet werden, da die
Innenfläche sowohl in axialer als auch in radialer 40
Richtung durch die Lampen 17 und 24 beleuchtet
wird, wodurch die Fehlerstellen leicht festzustellen

sind

In Fig.3 ist eine abgewandelte Bauform des _B^„ „ ....« ._ -_ _σ .

Kamerakopfes dargestellt, bei welchem auf dem Vor- 45 des Rohres durch die Kamer;·, und dw.i auliernair

dercndc desselben ein Punktstrahler so angebracht Rohres befindlichen Monitor untersucht werden

ist, daß die Lage der auf dem Monitor dargestellten Abbildung genau festgestellt werden kann. Genauer

eesaet ist auf dem Vorderende des Kamerakopfes 14 _IU„g.,_UM. ~ ,=. , ,

eine Stumi.icrwcllc 25 in Form eines Bolzens oder 50 tätigt und damit der Kamerakopf 14 geschwenkt.

einer Schraube so befestigt, daß eine Platte 27, Folglich wird die Innenfläche des Rohres autgenom-

welchc eine Batterie 28 trägt, die als Gegengewicht
und Lichtquelle für den Punktstrahler 30 dient, drehbeweglich gelagert ist, wobei der Punktstrahler 30 _ul..,_fr „~. ·-.. —. ^ . .

mittels eines Drehbolzens 26 schwenkbar auf der 55 wandung erscheint auf dem Monitor. Wird ein abplatte 27 befestigt ist. Der Drehbolzen 26 kann unter normaler Zuband beobachtet, so _ wird die bciiaii-Cincm gewünschten Winkel eingestellt werden. kupplung 8 für niedrige Gescnwmd.gke.len abgc-Dcr Punktstrahler 30 ist mit einer Batterie 28 über schaltet und das Rad 6 mit höchster Drehzahl beeine Leitung 31 verbunden, und das von diesem wcgt. Der Motor 7 wird angehalten, wodurch eine gckommcndc Licht wird auf die Innenwandung des 60 nauc Prüfung der festgestellten Fehlerstelle ermog-RohrS projiziert und danach in die Linse 21 durch licht wird. Die Prüfvorrichtung kann durch Umdreden Reflexionsspiegel 23 zurückrcflektieit.

Bei dieser Bauiorm wird, auch wenn der Kamera-

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gehalten, was dazu fihrl, daß der Punktstrahler 30 auf den genauer zu untersuchenden Abschnitt gcrich ebenfalls ortsfest so gehalten wird, daß er auf die Innenwandung einen Punktstrahl in einer bestimmten

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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

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scheint. Der Punktstrahl kann farbig sein oder vibrieren, so daß eine flackernde Abbildung desselben auf dem Monitor erscheint.

Die in Fig.3 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 7 und die Schaltkupplungen 8 und 10 so ferngesteuert, daß die Innenfläche

Kl)IlIwN UWIIMUMWMWM ,.,„.,.....

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 bc-

ch wird die Innenfläche des Rohres g men, während die Kamera axial durch das Rohr mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wird. Oh Abbildung der von der Kamera aufgenommenen Inncn-

llwlll wiiu. u/iw · 1 im »»,..._...«.._& _-.

hung des Motors 7 in umgekehrter Richtung wieder aus dem Rohr herausgeführt werden. Eine solche Umdrehung der Motorlaufrichtung kann auch dann dhfüht den wenn der Kamerakopf direkt auf den ge
tet 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 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 Fernseh-

S kamera 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

Piese Aufgabe wird erfindungsgemftß dadurch gePatentanspruch; löst, daß wenigstens eine weitere Lichtquelle außerhalb der Kamera zum Beleuchten der vor der Ka-

PrüfVornpntung für Rohrinnenflücben, beste- mera liegenden Abschnitte der Innenwancmng in hend aus einem Wagen mit mindestens einer 5 Axialrichtung und ein Punktstrahler vorgesehen sind, Laufrolle, wobei die Prüfvorrichtung in ein Rohr der in einer bestimmten Richtung einen Punktstrahl einsetzbar ist, mit einer Antriebsvorrichtung Tür derart auf einen Punkt auf der Innenwandung richden Antrieb des Wagens in axialer Richtung tet, daß auf dem Monitor eine Abbildung des Punktdurch das Rohr und einer von dem Wagen getra- strahlts erzeugt wird, welche als Bezugspunkt zur gsnen Fernsehkamera, deren Kopf an einer Seite 10 Bestimmung des Drehwinkels des Ko^es der Kaein Fenster aufweist und drehbeweglich gegen- mera dient.

über dem Wagen befestigt ist, einer Lichtquelle Die Erfindung sieht zur Lageqnentierung einen

im Kopf der Kamera zum Beleuchten der Innen- einfachen Punktstrahler vor, der als Bezugspunkt zur fläche des Rohres durch das Fenster vorgesehen Bestimmung des Drehwinkels des Kopfes dient. Der ist, einem Reflexionsspiegel in dem Kopf der Ka- 15 Punktstrahler ist ortsfest gehalten, und der durch diemera und einer Einrichtung zum Umwandeln des sen erzeugte hellere Punkt auf der Rohnnnenwand aufgenommenen Bildes in ein elektrisches Signal erscheint nur dann auf dem Monitor, wenn der und Übertragen zu einem außerhalb des Rohres Kamerakopf in die gleiche Richtung wie der Punktbefindlichen Monitor, dadurch gekenn- strahler gerichtet ist. Damit ergibt sich neben einer zeichnet, daß wenigstens eine weitere Licht- ao stereographischen Abbildung eine leichte Orienticquelle (17) außerhalb der Kamera zum Beleuch- rungsmöglichkeit für eine eventuelle Fehlerstelle,
ten der vor der Kamera (2) liegenden Abschnitte Im folgenden wird die Erfindung an Hand der

der Innenwandung in Axialrichtung und ein Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Punktstrahler (30) vorgesehen sind, der in einer F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßer,

bestimmten Richtung einen Punktstrahl derart as Ausführungsbeispiels, bei welchem die Fernsehkaauf einen Punkt auf der Tnnenwandung richtet, mera direkt an einen Wagen angekoppelt ist,
daß auf dem Monitor eine Abbildung des Punkt- Fig.2 eine \ergrößerte Seitenansicht, teilweise im

Strahles erzeugt wird, weiche als Bezugspunkt zur Schnitt, eines weiteren erfindungsgemäßen Ausfiih-Bestimmung des Drehwinkels des Kopfes (14) rungsbeispicles, bei welchem modifizierte Laufrollen der Kamera (2) dient. 30 Anwendung finden, und

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Kamerakopfes de_s in Fig. 2 dargesleii-

ten Ausführungsbeispieles.

Die erfindungsgemäßc Vorrichtung wird zur Prii

35 fung der Innenfläche eines Rohres 1 zum Leiten \on

Gasen oder Flüssigkeiten verwendet. Die in Fi μ. ί

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrich- dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Photokamera 2 tung für Rohrinnenflächen, bestehend aus einem mit einer Vielzahl (beispielsweise vier) von Rädern 4, Wagen mit mindestens einer Laufrolle, wobei die welche entlang der Innenfläche oder -wandung des Prüfvorrichtung in ein Rohr einsetzbar ist, mit einer 40 Rohres 1 rollen können, sowie einen mit der Ka-Antriebsvorrichtung für den Antrieb des Wagens in mera2 durch eine Kupplung 13 verbundenen bewegaxialer Richtung durch das Rohr und einer von dem liehen Wagen 3. Auf dem Vorderende der Kamera ist Wagen getragenen Fernsehkamera, deren Kopf an ein Kopf 14, welcher im einzelnen noch näher bceiner Seite ein Fenster aufweist und drehbeweglich schrieben wird, drehbeweglich gelagert. Der Wagen 3 gegenüber dem Wagen befestigt ist, einer Lichtquelle 45 umfaßt eine Platte 5, welche auf mindestens einem im Kopf der Kamera zum Beleuchten der Innen- Rad 6 aufliegt, sowie einen auf der Platte 5 zum Anfläche des Rohres durch das Fenster vorgesehen ist, trieb des Rades6 angeordneten Antriebsmotor?. Der einem Reflexionsspiegel in dem Kopf der Kamera Antriebsmotor kann ein umsteuerbarer Elektromotor und einer Einrichtung zum Umwandeln des aufge- sein, welcher über ein Untersetzungsgetriebe 9 mit nommenen Bildes in ein elektrisches Signal und fo einer Schaltkupplung IO für kleine Geschwindigkci-Übertragen zu einem außerhalb des Rohres befindli- ten und einer Schaltkupplung 8 für hohe Geschwinchen Monitor. digkcitcn verbunden ist. Die Schaltkupplungen 8 und

Eine derartige Prüfvorrichtung ist durch die Zeit- 10 sind wirksam mit dem Rad 6 über Riemen oder schrift »Frequenz«, Februar 1958, Nr.
2, Bd. 12, Ketten 11 bzw. 12 verbunden. Die Schaltkupplungen S. 34 bis 36, bekanntgeworden. 55 können wahlweise so benützt werden, daß eine aus-

Bei dieser bekannten Prüfvorrichtung wird eine geschaltet ist, wenn die andere benützt wird, um die einzige Lichtquelle für die Beleuchtung der Rohrin- Riemen oder Ketten bei Betätigung des Wagens zu ncnwand verwendet, während die Lageorientierung schützen.

im Rohr über einen beleuchteten Kompaß mit IJ- Im folgenden werden nun unter Bezugnahme auf

belle erfolgt. 60 Fig. 2 und 3 die Kamera2 und der Kamerakopf 13

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine näher erläutert und beschrieben. Bei dem in Fig. 2 Prüfvorrichtung für Rohrinnenflächen der eingangs gezeigten Ausführungsbcispicl hat die Kamera die beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher auf ein- Form einer Fernsehkamera, welche von einer Vielfache Weise stenographische Abbildungen von Feh- zahl von oberen und unteren Laufrollen 16 getragen !erstellen erzeugt werden können und gleichzeitig 65 wird, die jeweils über ein Paar von schwenkbar am eine einfache Orientierung bzw. Lokalisierung der Punkt 15 angelenkten Verbindungsstücken mit der abgetasteten Rohrstcllc und einer eventuellen Fehler- Kamera verbunden sind, so daß die Kamera für stelle erfolgen kann. Rohre mit verschiedenem Durchmesser verwendet