DE2436762A1

DE2436762A1 - Verfahren und vorrichtung zum pruefen von rohrleitungen o. dgl.

Info

Publication number: DE2436762A1
Application number: DE2436762A
Authority: DE
Inventors: Harold Dean Fish; Jun Karl Hubert Kalberer
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2249284A1; DE2462560A1; DE2436762C3; BR7407520D0; GB1474993A; DE2436762B2; FR2249284B1; GB1474992A; US3885091A

Description

,Patentanmeldung

Halliburton Company, Duncan, Oklahoma, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Rohrleitungen Q₀dgl,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beobachten der Innenfläche eines geraden KreisZylinders, insbesondere zum Prüfen von unterirdischen Rohrleitungen.

Es ist bekannt, Drahtfernsehen zur Beobachtung von "Afrwasserkanälen zu verwenden, und zwar zusammen mit Vergußgeräten zur Durchführung von Reparaturen. Mit Drahtfernsehen kann die Ortung von Lecks, von Einsickerpunkten, von überpflasterten Mannlöchern, Leitungsbrüchen und verlorenen Gegenständen wie Ringen oder anderen Wertgegenständen erfolgen, ohne die Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, die mit dem Aufgraben der Rohrleitung verbunden sind.

Bei Verwendung einer Kamera zur Beobachtung des Inneren eines geraden Zylinders, z.B_o einer Rohrleitung, sollte die Kamera auf der Mittellinie der Rohrleitung angeordnet sein und ein Weitwinkelobjektiv verwendet werden, um eine Umfangsansicht des Inneren der Rohrleitungswandung über 360° zu erhalten. Eines der Hauptprobleme war, eine ausreichende Beleuchtungsanordnung zu schaffen, welche es der Kamera gestattet, ein Nahbild der inneren Rohrleitungswandung zu erhalten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beobachtung geradzylindrischer Oberflächen, z.B. des Inneren einer Rohrleitung, zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige Beleuchtungsanordnung für eine Kamera zu schaffen, welche in der lage ist, den größten Teil der Strahlung auf die Wandung des geraden Zylinders innerhalb des Gesichtsfeldes einerKamera mit Weitwinkelobjektiv zu leiten. Diese Beleuchtung soll ein ringförmiges Band von Strahlung erzeugen, welche über eine hinreichende Länge der Wandung eine einigermaßen gleichmäßige Intensität besitzt, so daß die Kamera Bilder mit ausreichenden Details liefert, um Fehler wie Sprünge oder fremdkörper in der Rohrleitung zu zeigen.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, zur Beleuchtung und Beobachtung solche Strahlung zu verwenden, daß sich eine hohe Durchlässigkeit der Atmosphäre für diese Strahlung ergibt.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die erforderliche Leistungsaufnahme der Beleuchtungsanordnung gering zu halten und die Empfindlichkeit zu erhöhen.

Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kameraanordnung zu schaffen, mit einem Kabel und einem Kabelanschluß, welche die Versοrgungsspannung für die Strahlungsquellen sowie für die Kamera liefern und welche gleichzeitig elektronische Signale von einem in der Kamera vorgesehenen Vidikon zu einer oberirdischen Betrachtungsvorrichtung übertragen.

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Das Verfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrensschritte:

(a) Verwendung einer Kamera auf einem Rahmen, der durch die Rohrleitung hindurchbewegbar ist, und mit einem Vidikon, das für Strahlung in einem Wellenlängen-"bereich von ungefähr 750 "bis 1000 Nanometer empfindlich ist,

(b) Verwendung einer Mehrzahl von Strahlungsquellen, die ein Intensitätsmaximum in, dem gleichen Bereich abgeben,

(c) Einsetzen der Kamera in die Rohrleitung so, daß die Mittellinie der Kamera und des Vidikons im wesentlichen mit der Mittellinie der Rohrleitung fluchtet,

(d) Ausrichten der Strahlungsquellen so, daß der größere Teil der Strahlung auf den Bereich der Rohrleitungswandung konzentriert ist, der der Kamera am nächsten und innerhalb des Blickwinkels der Kamera liegt,

(e) Einstellen von Schärfe und Objektivöffnung der Kamera nach Maßgabe des Durchmessers der Rohrleitung und der Beleuchtungsstärke des im Gesichtsfeld der Kamera liegenden Bereiches der Rohrleitungswandung und

(f) Hindurchbewegen der Kamera durch die Rohrleitung.

Bei der Erfindung wird Strahlung im nahen Infrarotbereich mit Wellenlängen zwischen ungefähr 750 und 1000 Nanometer bei einer Rohrleitungs-Beobachtungsvorrichtung verwendet. Für Strahlung

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solcher Wellenlängen ist die Atmosphäre stark durchlässig. Bei Verwendung eines Vidikon mit einer Silizim-Photokathode ergibt diese Strahlung erhöhte Empfindlichkeit. Es ergibt sich der weitere Vorteil, daß infrarotemittierende Luminizenzdioden eine geringe Leistung verbrauchen und daher weniger Wärme erzeugen als bei Verwendung sichtbaren Lichts auftreten würde. Infolge der erhöhten Empfindlichkeit des Vidikons ist es möglich, mehr Rohrleitungs-Wandungsflache pro Watt Eingangsleistung zu beobachten als es möglich wäre, wenn Strahlung im sichtbaren Spektrum verwendet würde. Außerdem kann infolge der erhöhten Empfindlichkeit des Systems mit einer vorgegebenen Raumform von Strahlungsquellen ein größerer Bereich von Rohrleitungsdurchmessern beobachtet werden.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Beobachten der Innenfläche eines geraden Kreiszylinders, insbesondere zum Prüfen von unterirdischen Rohrleitungen, enthaltend eine Kamera mit einem Objektiv, eine Halterung, vorzugsweise ein wasserdichtes Gehäuse für die Kamera, welche längs der Achse des geraden Zylinders bewegbar ist und Mittel zur Beleuchtung eines Ringbereiches der Innenfläche des geraden Zylinders, welcher Ringbereich innerhalb des Blickwinkels des Kameraobjektivs liegt. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Strahlungsquellen, die in einem Kranz um das Kameraobjektiv angeordnet sind, und reflektierende Mittel, durch welche die Strahlung von jeder der Strahlungsquellen auf den besagten Ringbereich geleitet wird.

Die Erfindung ist nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert;

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Pig. 1 ist ein Yertikalschnitt durch eine Rohrleitung und zeigt die Kamera an ihrer unterirdischen Arbeitsstelle und die Betrachtungsvorrichtung über der Erde.

Fig. 2 ist eine gegenüber Pig. 1 vergrößerte Darstellung und zeigt die Kamera in einer unterirdischen Rohrleitung.

Pig. 3 ist eine Vorderansicht der Kamera und zeigt die Strahlungsquellen, die in einem die Kamera vollständig umgebenden Kranz angeordnet sind.

,Pig. 4 ist eine Seitenansicht im Schnitt und zeigt einen parabolischen Reflektor, welcher die einzelnen Strahlungsquellen von Pig. 3 rings um das Kameraobjektiv aufnimmt.

Pig» 5 ist eine Ansicht ähnlich Figur 4 eines kleineren Typs von parabolischem Reflektor, der für Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser eingerichtet ist.

Pig. 6 ist eine Ansicht ähnlich Figur 5 bei Verwendung kleiner infraiotemittierender Festkörper-Strahlungsquellen.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines einzigen Pestkörper-Infrarotstrahlers mit einem Reflektor, welcher die emittierte Strahlung auf- einen gewünschten Winkel im Bereich von j50° bis 40° begrenzt.

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Fig» 8 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und zeigt den am rückwärtigen Ende der Fernsehkamera angebrachten Anschluß, welcher benutzt wird, um die elektrischen Kabel hinter der Kamera herzuziehen, wenn die Kamera durch die Rohrleitung bewegt wird.

Fig. 9 ist eine rückwärtige Endansicht des in Figur 8 dargestellten Anschlusses.

Das System der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 dargestellt, in welcher ein Abschnitt einer Rohrleitung 10, der zwischen zwei Mannlöchern 12 und 14 liegt, die unterirdische Einheit 16 enthalte Die Einheit 16 enthält eine Kamera mit einem Weitwinkelobjektiv und einer neuartigen Beleuchtungsanordnung, durch welche die Wandungen der Rohrleitung mit einer hinreichend gleichförmigen hohen Intensität angestrahlt werden, so daß räumliche Fehler der Wandung der Rohrleitung von der Kamera erfaßt werden können. Die Kamera kann einen photographischen Film enthalten oder eine Fernsehkamera sein. Bei dem dargestellten System ist die in der Einheit 16 gehalterte Kamera mit einem in der Nähe vorgesehenen Beobachtungsschirm 18, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, verbunden. Das dargestellte System enthält die erforderliche Winde 20 zum Aufwinden eines Zugseiles 22, welches die Einheit 16 durch die Rohrleitung zieht. Es ist eine Winde 24 vorgesehen welche das Kabel 26 abgibt, das elektrische Leitungen enthält, durch die die Versorgungsspannung für die Einheit 16 zugeführt und das Ausgangssignal von dem Vidikon zu dem Kathodenstrahlröhren-Beobachtungsschirm 18 übertragen wird.

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Die Kamera 28 in der unterirdischen .Einheit 16 ist auf einer Schlittenanordnung gehaltert, siehe auch Figur 2, so, daß die Achse der Kamera 28 innerhalb der Rohrleitung 10 einigermaßen zentriert ist. In der Praxis trifft man Rohrleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern. Das bevorzugte System verwendet demgemäß eine Schlittenanordnung mit drei oder mehr Kufen 30 an Armen, die in geeigneter Weise vorgespannt sind, so daß die Kamera in der Rohrleitung zentriert gehalten wird. Wenn die Kamera näher zu einer Seite der Rohrleitung 10 ange- ' ordnet ist als zur anderen, wird das Bild auf der Kathodenstrahlröhre 18 schwieriger auswertbar, und zwar nicht nur vom Standpunkt der Symmetrie des Bildes her, sondern auch wegen ungleichmäßiger Beleuchtung des Bereiches der Rohrleitungswandung, der innerhalb des Blickwinkels der Kamera liegt.

In Figur 3 wird die Beleuchtung von einer Reflektoreinheit 32 geliefert, die eine Mehrzahl von Strahlungsquellen 36 aufweist, die in einem das Kameraobjektiv 34 umgebenden Kranz angeordnet sind. Das Spektrum der Strahlungsquelle sollte an das Empfindlichkeitsspektrum der Kamera 28 angepaßt sein. Die Versorgungsspannung für die Strahlungsquelle 36 wird von dem Kabel 26 über den Anschluß 40 zugeführt, der in Verbindung mit den Figuren 8 und 9 beschrieben werden wird, und über ein Kabel 38, welches längs der Außenseite des Gehäuses der Kamera 28 verläuft.

Die Innenwandung der Rohrleitung vor dem Kameraobjektiv 34» die innerhalb des Blickwinkels der Kamera liegt, kann an der Betrachtungsvorrichtung 18 mit hinreichender Deutlichkeit beobachtet werden, um Fehler wie Risse und Fremdkörper festzustellen. Für optimale Betrachtung ist es wichtig, daß die maximale Beleuchtungsintensität auf die Wandung der Rohrleitung vor dem Kameraobjektiv 34 gerichtet wird, und daß eine allmählich abnehmende

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Beleuchtungsintensität an der Rohrleitungswandung vorgesehen wird, wenn der betreffende Bereich näher an das Kameraobjektiv herankommt. Ein solcher Beieuchtungsverlauf kann an der Betrachtungsvorrichtung 18 ein Bild von hinreichender Länge der Rohrleitungswandung liefern, das im wesentlichen gleichförmigen Kontrast besitzt.

Eine Anordnung zum Erreichen des gewünschten Verlaufs der Strahlung über eine beträchtliche Länge der Rohrleitung hinweg enthält einen Reflektor 42, der eine reflektierende Oberfläche 44 mit einem parabolischen Querschnitt besitzt. Die Achse 46 der parabolischen reflektierenden Oberfläche 44 verläuft radial nach außen unter einem Winkel 06 zu einer Linie 50 parallel zur längsverlaufenden optischen Achse des Objektivs 34.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Mehrzahl von Beleuchtungselementen 86 in demBrannkreis des parabolischen Reflektors 44 angeordnet werden. Wenn Glühlampen verwendet werden, können die Lampenwendeln tangential zu dem Brennkreis angeordnet sein, so daß sich eine gleichförmige Beleuchtung der Innenfläche der Rohrleitung ergibt.

In Fig. 4 kann die von der Lichtquelle im Brennpunkt 52 hervorgerufene Beleuchtung betrachtet werden als zusammengesetzt aus drei Bestandteilen, die sich überlappen. Der erste Teil ist Strahlung, die von der Lampenwendel ausgeht und nicht von der reflektierenden Oberfläche 44 reflektiert wird. Die direkte Beleuchtung von der Lampenwendel 36 gehorcht genau dem Gesetz des umgekehrten Abstandsquadrats und hat den größten Einfluß

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in. dem gestrichelten Bereich, zwischen den. Linien 54 und 56.

Ein zweiter Teil der Beleuchtung von der Lientquelle im Brennpunkt 52 wird von Licht geliefert, das nicht-parabolisch an der reflektierenden Oberfläche 44 reflektiert ist. Diese hat seinen größten Einfluß in dem Bereich zwischen den Linien 56 und 58.

Der dritte Teil der Beleuchtung von der Lichtquelle im Brennpunkt 52 ist das'Licht, das parabolisch »wischen den Linien 58 und 60 von Figur 4 reflektiert wird. Die Ringfläche, die von dem parabolisch refklektierten Licht beleuchtet wird, hat eine Länge, die von der Strecke längs der Rohrleitungswandung 10 bestimmt ist, die zwischen den Linien 58 und 60 liegt und die teilweise durch den Winkel pt zwischen der parabeler. Achse 60 und einer Linie 50 parallel zur optischen Achse der Kamera bestimmt wird. Wenn eine Rohrleitung mit einem größeren Durchmesser zu untersuchen ist, kann ein anderer Reflektor 42 mit einem größeren Winkel oO wünschenswert sein. Bei Rohrleitungen mit kleinen Durchmessern kann jedoch eine Abwandlung des Reflektors 42, wie sie in Figur 5 gezeigt ist, erforderlich werden.

In Figur 5 ist die Reflektoreinheit 32 auf dem vorderen Ende der Kamera 28 und hinter dem Kameraobjektiv 34 gelagert. Die Reflektoreinheit 32 kann einen Teil 64 enthalten, der eine Ausnehmung 66 mit einem Querschnitt in Eorm einer Parabel aufweist. Die Parabel 66 hat somit eine Achse 68, die unter einem Winkeld zur Kameraachse verläuft.

Um den Umfang der Kamera 28 ist eine Mehrzahl von Glühlampen 70 in einem das Kameraobjektiv umgebenden Kranz angeordnet, wie schematisch in Figur 3 dargestellt ist.. Die Glühlampen

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können von üblicher Art sein und eine sichtbare Strahlung abgeben, und die Kamera 28 kann irgendeine übliche Kamera mit einem Film sein oder mit einer Mosaikelektrode, die auf sichtbare Strahlung anspricht wie im Fall der in Verbindung mit Fig. 4 beschiebenen Ausftihrungsform.

Bei einer Reflektoreinheit der in Fig. 5 dargestellten Art hat es sich als wünschenswert erwiesen, die Reflektoreinheit rückwärts von dem Kameraobjektiv 34 anzuordnen, so daß »lichtflecke" von hochintensiver Belichtung, die durch die direkte und die nichtparabolisch reflektierte Strahlung hervorgerufen werden, hinter dem Gesichtsfeld des Kameraobjektivs liegen. Das verhindert, daß die Kamera überbelichtete Bereiche aufnimmt, die verhältnismäßig nahe an dem Kameraobjektiv liegen. Solche "Lichtflecke¹¹ von hochintensiver Beleuchtung "überstrahlen¹¹ das Bild sowohl auf einem Kamerafilm oder auf einer Einheit 18 mit Kathodenstrahlröhre und verdecken viele Einzelheiten der Wandungsoberfläche in der Rohrleitung.'Wenn die Kamera mit automatischer Photokathodenregelung versehen ist, können die Bereiche hoher Intensität, wenn sie auf das Regelsystem wirken, die Irisblende soweit schließen, daß andere Wandungsoberflächen in dem Gesichtsfeld des Kameraobjektivs so dunkel sind, daß sich ein Verlust an Bilddetail ergibt.

Um dieses Problem zu vermeiden, kann die Reflektoreinheit 32 längs der ^Kamera 28 verschiebbar ausgebildet werden, so daß sie in der günstigsten Stellung unter Berücksichtigung des Gesichtsfeldwinkels des Kameraobjektivs und des Durchmessers der Rohrleitung angeordnet werden kann.

Bei der Anpassung der Keinera zur Verwendung in Rohrleitungen mit Durchmessern verschiedener Größen kann es wünschenswert sein, für jeden verschiedenen Rohrleitungsdurchmesser einen anderen

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Reflektor zu verwenden. Reflektoreinheiten mit Parabeln, die tiefer sind und die Glühlampe vollständiger umschließen, haften den Vorteil, daß ein größerer Prozentsatz der Strahlungsenergie parabolisch reflektiert' und somit auf die Wandung der Rohrleitung gerichtet wird. Die Länge des beleuchteten Bereiches kann öesser kontrolliert werden, so daß das Bild besser gleichförmig belichtet wird. Eine Abwandlung der Form der reflektierenden Oberfläche gegenüber einer wahren Parabel derart, daß die Strahlungsintensität an den Rohrleitungswandungen sich allmählich vermindert, wenn der Bereich näher an das Kameraobjektiv herankommt, liefert Bilder von noch besserer Qualität.

Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform ist für die Verwendung in Rohrleitungen geeignet, wo der Durchmesser nur geringfügig größer als der Durchmesser der Kamera ist und der Reflektor von Fig. 4 nicht untergebracht werden kann. Der Hachteil der Anordnung von Fig. 5 besteht darin, daß der Wirkungsgrad des Reflektors geringer ist als der, der von dem in ^ig. 4 äsagestellten Reflektor erreicht wird, da ein größerer Anteil der Strahlung direkt zu der Rohrleitungswandung gelangt, die unmittelbar die Reflektoreinheit 32 umgibt an einer Stelle außerhalb des Gesichtsfeldwinkels des Kameraobjektivs. Andererseits wird, weil der Rohrleitungsdurchmesser klein ist, weniger Strahlung benötigt, um ein ausreichendes Bild zu erzeugen.

In den Figuren 6 und 7 enthält die Reflektoreinheit 32 eine Mehrzahl von Festkörper-Infrarotstrahlern 72. Eine geeignete Festkörpervorrichtung kann von in Lösung gezüchteten GaAs-pn-Übergangen gebildet werden, die handelsüblich erhältlich sind* Diese Vorrichtungen emittferen Strahlung im nahen Infrarotbereich mit Spitzenwellenlängenbereichen geringfügig oberhalb 900 Hanometer (9000 Angström). Derartige Festkörpervorrichtungen emittieren

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Strahlung in einem Winkelbereich zwischen etwa 30 bis 50°, je nach der speziellen Art der Herstellung.

Bei einer speziellen Diode, die von Texas Instruments als XL vertrieben wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Diode 72 in einem Gehäuse 74 einzuschließen, dessen Innenwandung aus reflektierendem Material besteht. Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, daß der Innendurchmesser des Gehäuses geringfügig größer als der Durchmesser der Diode 72 ist und daß das Gehäuse konisch geformte Wandungen hat, so daß die Strahlung auf einen Winkel ^ , wie in Fig. 7 dargestellt, konzentriert

wird, der zwischen 30° und 40° liegt. Eine andere Ausführungsform würde darin bestehen, das reflektierende Material als integralen Teil der Diode vorzusehen, so daß die Notwendigkeit eines äußeren Gehäuses entfällt.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Hauptachse des Reflektorgehäuses 74 unter einem Winkel ού relativ zur Mittellinie der Rohrleitung und der Hauptachse der Kamera gerichtet, so daß sie Strahlung auf eine Strecke der Eohrleitungswandung leitet, die innerhalb des Gesichtsfeldes der Kamera liegt. Dieser Winkel ändert sich mit dem Gesichtsfeldwinkel des Kameraobjektivs und atmh mit dem Durchmesser der Rohrleitung.

Bei Verwendung einer Pestkörper-Strahlungsquelle, wie sie oben beschrieben ist, sollte die Kamera eine Vidikon besitzen, das für die Wellenlänge, die von der Diode 72 erzeugt wird, empfindlich ist. Ein geeignetes Vidikon wird von RCA als Vidikon Nr. 4532 vertrieben, welches eine Silizium-Photokathode besitzt.

Bei der in Verbindung mit den Figuren 6 und 7 beschriebenen Ausführung werden verschiedene Vorteile erreicht. Die Verwendung

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der speziellen Wellenlänge im nahen Infrarot gestattet die vollständige Durchlässigkeit für die Strahlung ohne wesentliche atmosphärische Absorption, die bei anderen Wellenlängen im Infrarotband auftritt. Da die Dioden weniger Leistung erfordern und weniger Wärme erzeugen, können sie leichter in einem explosionsgeschützten System gekapselt werden. Weiterhin ist es infolge des höheren Wirkungsgrades bei der speziellen Wellenlänge in dem Bereich von 750 bis 1000 Nanometer möglich, eine Einheit mit einem.einzigen Reflektor mit der Kamera zu verwenden, der zufriedenstellend in einem größeren Bereich von Rohrleitungsdurchmessern arbeitet als es mit bei sichtbaren Wellenlängen arbeitenden Lampen möglich wäre.

In den Figuren 8 und 9 ist der Anschluß 76 von Pig. 2 im einzelnen dargestellt. Der -Anschluß enthält einen zentralen Isolierkörper 78. Ein Flanschteil 80 ist an dem Ende des Kameragehäuses 82 befestigt. Das Kameragehäuse 82 enthält eine rückwärtige Wandung 84 und einen Ring 86 zum Festklemmen des Flanschteils 80 des -Anschlusses 76 an der Kamera, so daß das nachgeschleppte Kabel 26 (siehe Figur 2) durch die Rohrleitung hindurchgezogen werden kann.

Kontaktstifte 88 für den Anschluß 40 erstrecken sich durch den zentralen Isolierkörper 78 und können an beiden Enden zur Herstellung geeigneter elektrischer Verbindungen frei liegen. Ein" anderer Stift 90 kann sich teilweise in den zentralen Isolierkörper 78 erstrecken, wo er von einem weiteren Kontaktstift 92 getroffen wird, der sich unter einem rechten Winkel dazu erstreckt. Der Kontaktstift 92 erstreckt sich nach oben und aus dem zentralen Isolierkörper 78 heraus. Ein Halterungssockel 94 umgibt den Stift 92 und gestattet damit das Anbringen eines Anschlusses 96 an diesem.

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Der zentrale Isolierkörper 78 des Anschlusses 40 kann, wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt, seitlich versetzt sein, so daß das Kabel 38 (siehe Figur 2) das sich längs der Außenseite der Kamera von dem Anschluß 40 zu dem Gehäuse und der Reflektoreinheit 32 für die Strahlungsquellen erstreckt, mit der Außenseite des Kameragehäuses 28 abschließend liegen kann.'Diese Anordnung verhindert ein Aufreissen des Kabels 38 an Yorsprüngen der Kohrleitung oder an Gegenständen innerhalb der Rohrleitung.

Im Betrieb bildet der Anschluß 40 nicht nur ein abgedichtetes Endstück für die Kamera 38 und verhindert den Eintritt von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen in das Kameragehäuse sondern bildet auch einen seitlich versetzten Anschluß für das Kabel 38 zu der Beleuchtungsstrahlungsquelle für die Kamera. Das die Beleuchtungsdcrahlungsquelle für die Kamera versorgende Kabel braucht daher nicht mit dem Kabel 26 von Fig. 2 in einem Punkt rückwärts von der Kamera verspleißt zu werden, wie das vorbekannte Praxis ist. Die Verwendung eines kompakten Anschlusses 40 gewährleistet mechanische Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems und gestattet die Aufnahme guter Bilder auch wenn die Kamera eine erhebliche Strecke durch die Rohrleitung hindurchgelaufen ist.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, kann die Kamera in einem zylindrischen Rohr 82 gehaltert sein, welches korrosionsbeständig und aus Edelstahl hergestellt ist. Das Gehäuse kann einen Außendurchmesser von ungefähr 7,5 Zentimeter und eine länge von über 50 Zentimeter besitzen, wobei Dichtungen an beiden Enden eine vollständige Wasserdichtheit gewährleisten.

Zwei in den Fig. 2 und 9 dargestellte Wellen können mit (nicht dargestellten) O-Ringdichtungen versehen sein und sich von dem rückwärtigen Ende des Gehäuses für die Kamera 28 nach vorn erstrecken, um eine Einstellung der Schärfe und der Blende von

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außen vom rückwärtigen Ende der ^amera her zu ermöglichen. Normalerweise werden sowohl die Blende als auch die Schärfeneinstellungen automatisch über Stellmotoren üblicher Bauart geregelt. Es hat sich jedoch bei Eohrleitungs-Überwachungssystemen gezeigt, daß,wenn die Blende und die Schärfe der Kamera einmal eingestellt ist, während die Kamera in der Rohrleitung sitzt und der Strahlungsreflektor richtig eingestellt ist, daß dann keine Notwendigkeit einer automatischen Blendenregelung oder einer Hilfskraftschärfeneinstellung besteht.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungs· formen verwirklicht werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Die vorliegenden offenbarten Ausführungsformen sind daher nur als erläuternd und nicht als einschränkend zu verstehen.

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Claims

Patentansprüche

(ί) Verfahren zum Prüfen von unterin3i.sehen Rohrleitungen, gennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrensschritte:

(a) Verwendung einer Kamera auf einem Rahmen, der durch die Rohrleitung hindurchbewegbar ist, und mit einem Vidikon, das für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 750 bis 1000 Nanometer empfindlich ist,

(b) Verwendung einer Mehrzahl von Strahlungsquellen, die ein Intensitätsmaximum in dem gleichen Bereich abgeben,

(c) Einsetzen der Kamera in die Rohrleitung so, daß die Mittellinie der Kamera und des Vidikons im wesentlichen mit der Mittellinie der Rohrleitung fluchtet,

(d) Ausrichten der Strahlungsquellen so, daß der größere Teil der Strahlung auf den Bereich der Rohrleitungswandung konzentriert ist, der der Kamera am nächsten und innerhalb des Blickwinkels der Kamera liegt,

(e) Einstellen von Schärfe und Objektivöffnung der Kamera nach Maßgabe des Durchmessers der Rohrleitung und der Beleuchtungsstärke des im Gesichtsfeld der Kamera liegenden Bereiches der Rohrleitungswandung und

(f) Hindurchbewegen der Kamera durch die Rohrleitung.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehenden weiteren Verfahrensschritte:

(g) Verwendung eines Gerätes oberirdisch und außerhalb der Rohrleitung, mit einer Kathodenstrahlrb'hren-Betrachtungsvorrichtung und Klemmen für die Betriebsspannung ,

(h) Anschließen eines Kabels einerseits an die Kamera und andererseits an das oberirdische Gerät, so daß durch dieses Kabel die Betriebsspannung dem Vidikon und den Strahlungsquellen zugeführt und außerdem die elektronischen Ausgangssignale des Vidikons übertragen werden,

(i) Hindurchziehen der Kamera durch die Rohrleitung während diese das Kabel hinter sich herschleppt, so daß an der Kathodenstrahl-Betrachtungsvorrichtung ein Bild der Rohrleitungswandung erscheint, während die Kamera durch die Rohrleitung hindurchgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:

(j) Verwendung einer manuellen Stellvorrichtung für die Einstellung der Schärfe und der Irisblende der Kamera am rückwärtigen Ende der Kamera,

(k) Einsetzen der Kamera in die Rohrleitung gerichtet in die Bewegungsrichtung,

(l). Einschalten der Betriebsspannung für Vidikon und .Strahlungsquellen und

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(m) anschließende manuelle Einstellung der Schärfe und der Irisblende bei gleichzeitiger Beobachtung des von der Kathodenstrahl-Betrachtungsvorrichtung gelieferten Bildes.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachstehenden weiteren Verfahrensschritte:

(n) Anordnen der besagten Mehrzahl von Strahlungsquellen in einem das Kameraobjektiv umgebenden Kranz,

(o) Verwendung eines Reflektors an jeder Strahlungsquelle, dessen Mittelachse in der Richtung der Strahlung verläuft, „

(p) Ausrichten der Reflektoren so, daß ihre Mittelachsen unter einem Winkel zur Längsachse der Kamera verlaufen.

5· Vorrichtung zum Beobachten der Innenfläche eines geraden Kreiszylinders insbesondere zum Prüfen von unterirdischen Rohrleitungen, enthaltend eine Kamera mit einem Objektiv, eine Halterung, die vorzugsweise ein wasserdichtes Gehäuse enthält, für die Kamera, welche längs der Achse des geraden Zylinders bewegbar ist und Mittel zur Beleuchtung eines Ringbereiches der Innenfläche des geraden Zylinders, welcher Ringbereich innerhalb des Blickwinkels des Kameraobjektivs liegt, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Strahlungsquellen (36, 72), die in einem Kranz um das Kameraobjektiv (34) angeordnet sind, und-reflektierende Mittel (44, 66, 74), durch welche die Strahlung von jeder der Strahlungsquellen auf den besagten Ringbereich geleitet wird.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Mittel eine Ringfläche (kk) mit parabolische« Querschnitt aufweisen, wobei die Achse der Parabel unter einem Winkel ( «£ ) zur optischen Achse des Kameraobjektivs (34) verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen von Strahlungsemittierenden Lampenwendeln (36) gebildet werden, die längs eines Kreises liegen, welcher durch eine Drehung des Brennpunktes (52) der Parabel um die optische Achse des Objektivs (3^) erzeugt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Kreiszylinder eine Rohrleitung (lO) ist, cfaß die Kamera in einem wasserdichten Gehäuse (28) angeordnet ist, in welchem auch sowohl die Blendeneinstellmittel als auch Schärfeeinstellmittel angeordnet sind, und daß am rückwärtigen Ende des besagten Gehäuses (28) Mittel (98) zur manuellen Betätigung der Blenden- und Schärfeeinstellmittel vorgesehen sind, welche eine manuelle Blenden- und Schärfeeinstellung nach Einsetzen der Kamera in die Rohrleitung gestatten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:

eine außerhalb der Rohrleitung angeordnete Betrachtungsvorrichtung (18) mit einer Kathodenstrahlröhre, ein Kabel (26) mit einer elektrischen Leitung zur Zufuhr der Versorgungsspannung von außerhalb der Rohrleitung angeordneten Klemmen zu dem Vidikon und den Strahlungsquellen (36) und zur Übertragung der elektronischen Ausgangssignale von dem Vidikon zu der Kathodenstrahlröhre und ein Zugseil (22), mittels dessen die Kamera durch die Rohrleitung hindurchziehbar ist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das

Kabel (26) ein starr an dem Gehäuse für die Kamera gehalterten

an
und einem Ende mit der Kamera (28) verbundenen Anschluß (40) aufweist, daß der Anschluß (40) am anderen Ende mit dem Kabel (26) über eine Kupplung verbunden ist, die ein Nachziehen des Kabels (26) gestattet, wenn sich die Kamera durch die Rohrleitung bewegt, und daß der Anschluß eine Zwischenklemme (92) aufweist, an welche ein Ende eines Kabels (38) anschließbar ist, durch das Versorgungsspannung den Strahlungsquellen (36) zugeführt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera mit dem Gehäuse (28) in einem Rahmen (JO) sitzt, der in der Rohrleitung geführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Vidikon für Strahlung in einem Wellenlängenbereich von etwa 750 bis 1000 Nanometer empfindlich ist und daß die Strahlungsquellen (72) ein Intensitätsmaximum in dem gleichen Wellenlängenbereich liefern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß jede Strahlungsquelle (72) in einem Reflektor (7^) von konischer Grundform angeordnet ist, der die emittierte Strahlung auf einen Winkel zwischen etwa JO und 40 um die Längsachse des Reflektors (74) begrenzt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Reflektoren (7^) unter einem Winkel zu der optischen Achse des Kameraobjektivs (3^) verlaufen, so daß die Strahlung auf einem Flächenbereich der Rohrleitungswandung konzentriert wird, der der Kamera am nächsten und innerhalb des Blickwinkels der Kamera liegt.

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15· Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15 j dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen Luminiszenzdioden (72) sind, die im nahen Infrarot emittieren.
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