DE2930407C2

DE2930407C2 - Gerät zur optischen Untersuchung der Innen- oder Außenfläche eines Objekts (2), nämlich eines Rohres oder sonstigen Hohlkörpers von einem entfernten Ort aus

Info

Publication number: DE2930407C2
Application number: DE2930407A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Tokyo Goto; Yoshitoshi Oume Tokyo Ito; Kanji Kokubunji Tokyo Kato; Yoozoo Kokubunji Tokyo Oouchi; Katsumi Tokyo Takami; Kiyoo Tokorozawa Saitama Takeyasu; Kazuhiro Hitachi Ibaraki Yoshida
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1982-10-14
Also published as: SE439377B; SE7906033L; DE2930407A1; US4255762A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung, das sich insbesondere zur Untersuchung von Rohren in einem Flüssigkeitstank, einem Kernreaktor oder einer ähnlichen großen Anlage von einem entfernten Ort aus eignet, sowie ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Gerätes.

Die Verwendung optischer Untersuchungsgeräte für Kernreaktoranlagen ist an sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 64 495 bekannt

Ein Gerät der oben bezeichneten Gattung, das allerdings nicht air Untersuchung von Rohren einer derartigen Anlage bestimmt ist ist in der deutschen Auslegeschrift 17 66 904 beschrieben. Außer Einrichtungen zur Beleuchtung und zur Beobachtung des zu untersuchenden Objektes weist dieses Gerät eine Abstandsmeßeinrichtung auf, die einen Lichtstrahl schräg zur Oberfläche des Untersuchungsobjektes richtet Die dadurch an der Objektoberfläche erzeugte Markierung entsteht in dem beobachteten Bild an einer Stelle, die sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Prüfkopf und der Objektoberfläche in dem beobachteten Bild verschiebt Dadurch läßt sich auf visuelle Weise der Abstand bestimmen und das Gerät entsprechend einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gerät der eingangs bezeichneten Gattung derart weiterzubilden, daß es einen programmierbaren automatischen Betrieb gestattet und sich somit auch in schwer zugänglicher oder gefährlicher Umgebung einsetzen läßt

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Die danach vorgesehene Steuereinrichtung gestattet die genaue Einhaltung des vorprogrammierten Weges, längs dessen der Prüf kopf bewegt werde λ soll, dadurch eine hohe Prüfgenauigkeit ohne Berührungen zwischen Prüfkopf und Meßobjekt die zu Beeinträchtigung des Meßergebnisses oder gar zu Beschädigungen führen könnten. Die Umsetzung der Bild- und Markierungsinformationen in elektrische Signale, die an sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 08 126 bekannt ist ergibt nicht nur eine besonders flexible Informationsübertragung auch über längere Wege, sondern ermöglicht auch die Verwendung der Markierungs-Information unmittelbar zur Steuerung der den Prüfkopf führenden Positionseinrichtung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sowie ein bevorzugtes Verfahren zur Steuerung des Gerätes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Beispiel einer Anlage, die mittels des hier beschriebenen Gerätes untersucht werden soll;

Fig.2 eine Darstellung des gesamten Aufbaus des Prüfgerätes;

Fig.3(a) bis 3(c) Ansichten zur Erläuterung von Strukturbeispielen von zu untersuchenden Rohren in einer Anlage und der Zustände der Untersuchungsarbeiten des erfindungsgemäßen Geräts;

F i g. 4(a) und 4(b) Diagramme, welche die Gesamt-

konstruktion einer Steuervorrichtung des erfindungsge- ausgeführt Er ist mit einer Gleit- bzw. Schubwelle 15 mäßen Prüfgeräts darstellen; ausgestattet, die einen Prüfkopf 20 in axialer Richtung

F i g. 5 ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels des Rohrs bewegt, einer Welle 14, die die Schubwelle 15 der Einstellung von Inspektionsadressen, die in Gestalt dreht, einer Schwenkwelle 13, die den Neigungswinkel von Gittern auf der Umfangsoberfläche eines zu 5 eines Teils mit den Wellen 14 und 15 verändert, einer untersuchenden Rohrs angeordnet sir4; Welle 12, die einen Teil einschließlich der vorerwähnten

Fig. 6 und 7 Ansichten zur Erläuterung der Wellen ausfährt oder verkürzt, und einer Welle 11, die Anordnungen von Annäherungsdetektoren, die zur den gesamten genannten Aufbau dreht Es können Bewegung des Prüfgeräts in die Position einet zu jedoch eine oder mehrere dieser Antriebswellen bei untersuchenden Objekts erforderlich sind; io einigen Arten von Rohren oder bei einigen Arbeitsbe-

Fig.8 *äi Flußdiagramm der grundlegenden Be- dingungen weggelassen werden. Andererseits ist an triebsverfahren des erfindungsgemäßen Prüfgeräts; dem vorderen Ende des Prüfkopfes 20 ein optisches

F i g. 9 ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfah- System für eine Abbildung 21 angeordnet, welches die rens zur Berechnung des Betrags der Positionsabwei- Objektoberfläche beleuchtet und das Bild der Oberflächung zwischen der Mittelachse des als Objekt zu 15 ehe empfängt, sowie Annäherungsfühler 22a und 22b, untersuchenden Rohrs und der Betätigungsmittelachse die die relativen Abstände zwischen dem Prüfkopf und des Prüfgeräts; der Objektoberfläche feststellen. Der Eingang aus dem

Fig. 10 und 11 Diagramme zur Erläuterung der optischen Abbildungssystem wird durch eine Bildfüh-Steuerverfahren für die Antriebswellen eines Prüfkopf- rung auf eine industrielle Fernsehkamera (ITV-Kamera) Positioniermechanismus bei visueller Untersuchung der 20 27 übertragen und wird überdies als Video-Information inneren Oberfläche eines Rohrs in gleichen Abstanden; der Bedienungsperson angeboten, weiche das Monitor-

Fig. 12 eine Schnittansicht eines Beispiels eines Fernsehgerät an entfernter Stelle überwacht wie bei 8 Prüfkopfes, der mit optischen Annäherungsfühlern in der Fig. 1 angedeutet Ein flexibles Glied 25 enthält versehen ist; neben der Bildführung bzw. dem Bildleiter auch einen

Fig. 13 eine Ansicht eines Kopplungsabschnitts 25 Lichtleiter oder ähnliches, um dem Prüfkopf Beleuchzwischen dem Stations- bzw. Anschlußende einer tungsücht aus einer Lichtquelleneinheit 26 zuzuführen. Bildführung des Prüfkopfs der Fig. 12 und einer Dieser Aufbau ist für die visuelle Untersuchung vieler

Fernsehkamera; Arten von Rohren geeignet wie nachstehend mit Bezug

F i g. 14 eine Ansicht zur Erläuterung eines mit dem auf die F i g. 3(a)—3(c) beschrieben wird. Prüfkopf der F ig. 12 erhaltenen Fernsehbildes und 30 Die Fig.3(a) zeigt eine Situation der Untersuchung

F i g. 15 ein Diagramm eines Beispiels einer Schallang für das Rohr 2a mit großem Durchmesser. In diesem Fall zur Trennung von Kurzabstands-Daten von Videosigna- kann der Abtastvorgang des Prüfkopfes 20 in len im Prüfgerät welches den Prüfkopf der Fig. 12 Umfangsrichtung mittels der Drehwelle 11 ausgeführt verwendet werden und die Abtastung in axialer Richtung durch die

Die F i g. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines 35 Schubwelle 15. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Kernkraft-Reaktors als einem mit der Erfindung zu Mittelachse des Rohrs 2a, welche durch eine Ein-Punkt untersuchenden Gegenstand. Das Bezugszeichen 1 strichpunktierte Linie Z\ dargestellt ist und die bezeichnet den Reaktor, und die Bezugszeichen 2 Referenzachse des Prüfgeräts 10, die durch eine (2a—2f) bezeichnen verschiedene Rohre, die um den Zwei-Punkt strichpunktierte Linie Zz dargestellt ist Reaktor 1 herum angebracht sind. Nach Abnahme 40 nicht zusammenfallen, dann kann der relative Abstand einiger Aufbauten im Reaktor wird bei der Überprüfung zwischen dem Prüfkopf 20 und der Objektoberfläche über dem Reaktor ein Gestell 5 mit einem daran dadurch auf einen festen Wert eingestellt werden, daß befestigten Fahrmechanismus bzw. Kranfahrwerk 6 das Ausfahren oder Verkürzen der Welle 12 gesteuert angeordnet wird. Wenn überdies der relative Winkel zwischen dem

Der Fahrmechanismus 6 trägt ein mit einer 45 Prüfkopf und der Objektoberfläche aufgrund des Fernsehkamera versehenes Prüfgerät 10 und bewegt es Nichtzusammenfallens von einem vorbestimmten Winvor jedes Rohr. Danach führt das Prüfgerät eine kel abweicht kann er durch die Rotationswelle 14 vorbestimmte Umersuchungsarbeit durch. korrigiert werden.

Ein Videosignal aus der Fernsehkamera wird auf ein Die Fig.3(b) zeigt eine Situation der Untersuchung

an entfernter Stelle gelegenes Monitor-Fernsehgerät 8 50 für das Rohr 2b mit einem kleinen Durchmesser. In übertragen und von einer Bedienungsperson beobach- diesem Fall wird abweichend von dem Fall der F i g. 3(a) tet Andererseits sind der Fahrmechanismus 6 und das der Abtastvorgang in Umfangsrichtung durch die Prüfgerät 10 durch eine Steuervorrichtung 7 gesteuert, Rotationswelle 14 durchgeführt und die Steuerung zur die ebenfalls an einer entfernten Stelle angeordnet ist Konstanthaltung des relativen Abstands zwischen der

In der F i g. 2 ist der Aufbau eines Mechanismus-Ab- 55 Objektoberfläche und dem Prüfkopf 20 wird durch die Schnitts des Prüfgeräts der Erfindung dargestellt komplexe Bewegung der Umdrehungswelle 11 und die welches für die visuelle Untersuchung vieler Arten von Ausfahr- oder Verkürzungswelle 12 ausgeführt Rohren geeignet ist In dieser Figur bezeichnet das Die F i g. 3(c) zeigt eine Situation der Untersuchung

Bezugszeichen 2 ein Rohr als zu untersuchendes Objekt für ein Rohr 2c; in dem ein zylindrischer Aufbau 3 und das Symbol 6a bezeichnet das Ende des 60 untergebracht ist In diesem Fall sind die Bedingungen Fahrmechanismus 6, welches den Prüf-Mechanismusab- zur Nutzung der Wellen grundsätzlich die gleichen wie schnitt 10 trägt und dazu dient, das Prüfgerät grob in die im Fall der F i g. 3{a). Aufgrund der Konstruktion, bei Position vor dem Rohr einzustellen, wobei dieses Ende welcher die Schubwelle 15 am vordersten Ende des außerhalb des Erfindungsbereiches liegt Zur Überprü- Mechanismusabschnitts angeordnet ist kann die Unterfung der inneren Oberflächen von vielen Arten von 65 suchungsarbeit in dem Zustand ausgeführt werden, bei Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern hat der dem ein Vorsprung 3a der Struktur 3 umgangen wird. Prüfmechanismus-Abschnitt fünf Freiheitsgrade ent- Überdies kann der Prüfkopf 20 in einen engen sprechend den dicken Pfeilen 11'—15', wie nachstehend Spaltabschnitt eingeführt werden, der durch die

5 6

Struktur 3 und das Rohr 2 begrenzt ist, und zwar Abschnitts 10 ein vorverarbeitender Schaltungsteil

dadurch, daß die Schubwelle 15, an welcher der angeordnet, der bei 30 in der F i g. 2 oder in der F i g. 4(a)

Prüfkopf 20 befestigt ist, dünn bzw. klein gestaltet ist dargestellt ist

Andererseits kann in all den Fällen der F i g. 3(a)—3(c) Bei dem in der F i g. 4(a) dargestellten Ausführungseine aufgetretene Relativneigung zwischen der Mittel- 5 beispiel sind zwei Kanäle von Übertragern in dem achse Z\ des Rohrs und der Referenzachse Z₂ des vorverarbeitenden Schaltungsabschnitt 30 angeordnet. Prüfgeräts dadurch korrigiert werden, daß die in der Erstens werden Signale, wie die des Potentiometers 44 F i g. 2 gezeigte Schwenkwelle 13 gesteuert wird. und des Annäherungsfühlers 22, deren Ausgangspegel

Wie vorstehend erläutert wurde, beruhen die entsprechend den Umständen variieren, in Serie über Eigenschaften des Prüfmechanismus gemäß der Erfin- io die Signalübertragungsleitung 37 übertragen und in

dung darauf, daß die direkt wirkende Ausfahr- und Gestalt von digitalen Signalen unter Verwendung eines

Verkürzungswelle 12 in der auf die Umdrehungswelle 11 Multiplexers 31, eines A/D-Konverters 32 und einer

folgenden Stufe angeordnet ist, daß die Rotationswelle Übertragungsausgangsschaltung 33. Zweitens werden

14, die um die zur Ausfahr- und Verkürzungswelle 12 die Ausgangssignale des Berührungsfühlers 47 und des senkrechte Achse gedreht wird in der auf die Welle 12 15 Grenzschalters 48, die von vornerherein Ein-Aus-Signafolgenden Stufe angeordnet ist, und daß die Schubwelle Ie sind, in Serie auf einer Übertragungsleitung 38

15, die unmittelbar in Richtung parallel zur Mittelachse übertragen, und zwar unter Verwendung eines Multiple- % der Rotationswelle 14 wirkt, mit dem an dem vorderen xers 34 und einer Übertragungsausgangsschaltung 35. ψ Ende der Schubwelle 15 angebrachten Prüfkopf 20 Auf diese Weise kann die große Anzahl von f; ausgebildet ist, wodurch sogar ein Objekt mit einer 20 Signalausgängen durch nur zwei Kanäle von Signal-Struktur innerhalb des Rohrs sowie eine große Anzahl Übertragungsleitungen zur Steuervorrichtung übertravon Arten von Rohren mit ungleichen Durchmessern gen werden. w untersucht werden können. Die Betriebsvorgänge der Schaltungselemente

In den F i g. 4(a) und 4(b) ist ein Ausführungsbeispiel 31 —35 in der vorverarbeitenden Schaltung 30 sind einer Steuerschaltung dargestellt, die zur Abtastbewe- 25 durch einen Arbeitsfolgeregler bzw. eine Sequenzsteue- ^: gung des Prüfkopfes entlang der inneren Oberfläche des rung 36 gesteuert, wodurch die verschiedenen Überwa- ; Rohrs unter Verwendung des vorstehend erwähnten chungssignale in vorbestimmter Folge auf die Signalvisuellen Untersuchungsmechanismus dient Übertragungsleitungen 37 und 38 abgegeben werden.

In der F i g. 4{a) bezeichnet das Bezugszeichen 10 den Die F i g. 4(b) zeigt eine Steuerschaltung 50 und einen

Prüfmechanismus-Abschnitt, in welchem die Bezugszei- 30 Mikrocomputer 70, die einen Teil der Steuervorrichtung . -, chen 41 (41 a—41 e^Teile zum Antrieb der verschiedenen 7 darstellen und teilweise die Steuerung des Prüfmecha-Wellen 11 — 15 bezeichnen und jeder der Teile aus nismus-Abschnitts 10 besorgen. £

beispielsweise einem Gleichstrom-Servomotor 42, ei- Die Steuerschaltung 50 ist in ein Empfängerschal- '

nem Reduziergetriebe 43 und einem Potentiometer 44 tungssystem, welches die in Serie von der vorverarbei- |,· als Positionsdetektor aufgebaut ist Tatsächlich sind fünf 35 tenden Schaltung 30 übertragenen Seriensignale aus der Ϊ:| Systeme von Antriebsabschnitten entsprechend den Seriendarstellung wieder in eine brauchbare Form fö Bewegungen der fünf Arten von Antriebswellen 11—15, zurückführt, und in ein Servo-Schaltungssystem unter- f' wie in der F i g. 2 gezeigt, vorgesehen, es sind jedoch der teilt, welches den Gleichstrom-Servomotor 42 des ^J Kürze halber die Signalverbindungen mit dem Teil 41a Mechanismus-Abschnitts steuert Die Servoschaltungen als typisches Beispiel dargestellt In dem Prüfmechanis- 40 51 bestehen aus fünf Kanälen 51a—5Ie, entsprechend mus sind überdies der Annäherungsfühler 22, ein den Bewegungssteuerschaltungsn 41a—4Ie; der Ein-Berührungsfühler 47, ein Grenzschalter 48 usw. fachheit und Kürze halber sind jedoch nur die angeordnet Unter diesen Teilen ist der Berührungsfüh- Signalverbindungen des Kanals 51a dargestellt Das ler 47 derart angeordnet, daß er für beispielsweise eine Empfängerschaltungssystem weist eine Schaltung 61 in der F i g. 2 gezeigte Geräte-Schutzabdeckung 16a 45 auf, welche die Signale aus der Signalübertragungslei- oder 166 zugänglich ist und ein Signal erzeugt, wenn der tung 37 empfängt und sie in parallele Signale dekodiert, Prüfmechanismus beispielsweise die Objektoberfläche sowie eine Schaltung 62, welche die Signale aus der aufgrund einer Fehlfunktion berührt hat Der Grenz- Signalübertragungsleitung 38 empfängt und sie in schalter 48 erzeugt ein Signal, wenn der Antriebsab- parallele Signale dekodiert Von den Ausgängen der schnitt 41 sich bis zur Grenze seines Betriebsbereiches 50 Schaltung 61 wird das den Zustand des Potentiometers bewegt hat Obwohl jeweils nur ein Annäherungsfühler, 44 anzeigende Signal an ein Register 55 in der '§.

TIoWil·»ti»r»erefitV»It*r %-i-nA OrenTc^hoUer Hör T^trtfoftlittoi+ d»T*ws\c/«H<9ltiin<r fiKoftrQfTATi ι?τι/ΐ Α·αν Hon 7ticton/l rloc- Wi «*■■( *·■■£»*■ uaiawa uiiw ^j" » viK^viiulivi ux,i uiiiiuviiiiviv *j-w. * vwvsb.*·*.«»*^ uv«*· *« »^w.^ *._*%. wuu »*■>■· «_wt>iui«w u*«>

halber in der Zeichnung gezeigt sind, sind tatsächlich Annäherungsfühlers 22 angebende Signal wird in ein

entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen eine größere Register 63 übertragen. Andererseits werden die ||| Anzahl vorgesehen. 55 Ausgänge der Schaltung 62, d. h. die Signale aus dem

Die Steuerung dieses Pröftnechanismus-Abschnitts 10 Berührungsfühler und dem Grenzschalter, in die

erfolgt durch die Steuervorrichtung 7, die an einer Register 64 übertragen (von denen der Kürze halber nur

erheblich von der Prüfposition entfernten Stelle eines dargestellt ist). Die Arbeitsvorgänge dieser

angeordnet ist, wie in der Fig. 1 dargestellt Wenn Schaltungselemente sind durch einen Arbeitsfolgeregler

jedoch ein Verfahren zustande kommt, bei dem 60 bzw. eine Sequenzsteuerung 65 gesteuert Die Register

Ausgangssignale von der großen Anzahl von Potentio- 63 und 64 sind mit einer Signal-Sammelleitung 77 des

metern 44, Grenzschaltern 48 oder Fühlern 22,47, wie Mikrocomputers 70 verbunden, und ihre Inhalte werden

vorstehend erläutert, so wie sie sind zu dem entfernten für verschiedene, später erläuterte Steuervorgänge

Platz übertragen werden, dann geräten die Verbin- genutzt

dungskabel sehr groß. Es ist daher wünschenswert, diese 65 Die Servoschaltung 51a ist wie nachstehend beschrie-

Ausgangssignale in Serie umzusetzen und die Serien-Si- ben aufgebaut Ein Register 52 empfängt einen

gnale mit einer kleinen Anzahl von Übertragungsleitun- Bewegungs-Befehlswert von dem Mikrocomputer 70.

gen zu übertragen. Dazu ist nahe des Prüfmechanismus- Das Befehlssignal wird durch einen D/A-Umsetzer 53 in

ein Analogsignal umgesetzt, welches über einen Servoverstärker 54 auf eine Signalleitung 40a als Signal zum Antrieb des Gleichstrom-Servomotors 42 der Bewegungssteuerschaltung 41a abgegeben wird. Das Ausgangssignal des die Bewegung des Motors anzeigenden Potentiometers wurde wie bereits erläutert auf das Register 55 übertragen, und der Ausgang des Registers wird über einen D/A-Umsetzer 56 an eine Summierschaltung 57 zurückgeführt

Der Mikrocomputer 70 umfaßt eine Verarbeitungs- ι ο einheit 71, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 72 zur Speicherung von Daten, einen Festwertspeicher (ROM) 73 zur Speicherung von Programmen und eine arithmetische Einheit 74 für Hochgeschwindigkeitsoperationen, und zusätzlich eine Anpassungsschaltung (Interface) 75 zur Verbindung mit einer getrennten Steuerschaltung 90, die den Fahrmechanismus 6 und ähnliches steuert. Wie nachstehend erläutert wird, führt der Mikrocomputer die Steuerung der Sequenz der Untersuchungsarbeiten aus, sowie die Speicherung der gemessenen Ergebnisse an den relativen Positionsbeziehungen zwischen dem Prüfgerät und dem Rohr als zu untersuchendem Objekt, sowie die arithmetischen Verarbeitungsvorgänge eines Untersuchungsarbeitswinkels usw., beruhend auf den gespeicherten Ergebnissen.

Das von der Fernsehkamera 27 durch eine Signalleitung 84 übertragene Videosignal wird in einem Videoverstärker 85 verstärkt und stellt das Abbild des Untersuchungsgesichtsfeldes auf dem Monitor-Fernsehgerät 8 dar.

Die den Femsehschirm überwachende Bedienungsperson kann durch Bedienung einer Steuertafel 80 eine Veränderung der Steuerung des Prüfgeräts 10, basierend auf dem Mikrocomputer 70, bewirken. Eine Helligkeitseinstellschaltung 81 ist überdies durch einen Ausgang der Steuertafel 80 gesteuert Ein Ausgang der Helligkeitseinstellschaltung 81 ist über eine Signalleitung 83 an die Lichtquelle 27 zur Beleuchtung des vom Prüfkopf 20 abgebildeten Gesichtsfeldes angelegt, wodurch die Helligkeit der Abbildung eingestellt wird.

Die folgenden Ausführungen sind von besonderer Bedeutung im Falle einer automatischen Durchführung der visuellen Überprüfung der inneren Oberfläche eines Rohrs mittels des Prüfgeräts, welches mit dem Mechanismus und der Steuerschaltung wie vorstehend erläutert ausgerüstet ist:

(1) Die Untersuchungsposition kann präzise bekannt sein.

Bei visueller Untersuchung eines Rohrs in einer großen Anlage ist es unbefriedigend, daß nur der fleckige oder beschädigte Zustand einer Objektoberfläche herausgefunden werden kann und die Position des fleckigen oder beschädigten Teils genau bekannt sein muß. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Position, an der der Fleck oder ähnliches gefunden worden sind mit einer anderen Ausrüstung in einigen Fällen nach der Untersuchung repariert wird und der Fortschritt des Fleckes oder ähnlichem bei einer Untersuchung nach einer feststehenden Zeitspanne in anderen Fällen erfaßt werden kann. Beispielsweise wird ein Fall betrachtet, in dem der visuelle Prüfkopf 20 ein rechteckiges Gesichtsfeld mit feststehenden Abmessungen aufweist Beim Abtasten des Prüfkopfes entlang der inneren Oberfläche des zylindrischen Objektes in diesem Zustand muß sich der Prüfkopf sukzessiv entsprechend Gitterpositionen (nachstehend als »Adressen« bezeichnet) entsprechend der Größe des Gesichtsfeldes wie durch unterbrochene Linien in der Fig.5 angezeigt, bewegen. Solche Gitter werden auf der Basis der zylindrischen Rohre selbst geformt. Im Falle der Zuordnung einer vorbestimmten Adresse muß im Gegensatz hierzu der Prüfkopf auf den zentralen Teil des Gitters, entsprechend dieser Adresse, positioniert werden.
(2) Die Untersuchungsarbeit wird in einem Zustand ausgeführt, in dem der gegenüberstehende Abstand und der gegenüberstehende Winkel zwischen dem zu untersuchenden Objekt und dem Prüfkopf im wesentlichen konstant gehalten sind.
Wenn der gegenüberstehende Abstand zwischen dem Prüfkopf und der Objektoberfiäche veränderlich waren, dann werden natürlicherweise die Abmessungen des Objektfleckes oder ähnliches auf dem Monitor-Fernsehgerät das die Bedienungsperson überwacht unterschiedlich gesehen. Augenscheinlich verursacht auch eine Veränderung des gegenüberstehenden Winkels eine ähnliche Bildbeeinflussung.

Vorstehend wurden die wichtigen Bedingungen für die präzise visuelle Untersuchung genannt Wenn eine große Anlage oder ähnliches das zu untersuchende Objekt darstellt, ist es außerordentlich schwierig, diese Bedingungen einzuhalten. Der erste Grund dafür besteht darin, daß die Position des Rohrs selbst ungenau ist; der zweite Grund besteht darin, daß der kranartige Fahrmechanismus 6 zur Einstellung des Prüfgeräts vor dem Rohr eine sehr große Bauform aufweist und daher seine Positionierfähigkeit begrenzt ist. Der visuelle Prüfmechanismus benötigt daher eine Funktion zur Korrektur eines relativen Einstellfehlers, der auf diese Gründe zurückzuführen ist

Zur Verwirklichung dieser Korrekturfunktion macht sich das Gerät gemäß der Erfindung den im Prüfkopf angebrachten Annäherungsfühler 22 zunutze. Gemäß der Erfindung wird die Positionierungskorrektur mit einer kleinen Anzahl von Annäherungsfühlern durch Objektoberflächenmessung und Berechnungsvorgängen, die später erläutert werden, verwirklicht, so daß sich ein hoher praktischer Nutzwert ergibt Diese Maßnahmen werden später mit Bezug auf die F i g. 6 und 7 erläutert

Zuerst wird ein Verfahren zur Anordnung der Annäherungsfühler beschrieben. Wenn der Prüfkopf 20 in die Nähe des Rohrs gebracht wird und in feststehendem Abstand von der Objektoberfläche einen Abtastvorgang ausführt, sind grundsätzlich zwei Annäherungsfühler erforderlich; nämlich ein Fühler zur Messung des Abstandes von einer Wand um das Rohr herum in Richtung eines gestrichelten Pfeils, wenn der Prüfkopf 20 in dem Zustand © wie in der F i g. 6 steht sowie ein Fühler zur Messung eines Abstandes zur inneren Oberfläche des Rohrs in Richtung eines gestrichelten Pfeils im Zustand φ. Wenn jedoch ein schräger Annäherungsfühler am vorderen Ende des Prüfkopfes angebracht ist wie durch gestrichelte Linien in der F i g. 7 angezeigt dann können die vorstehend erwähnten Abstandsmessungen in zwei Richtungen mit einem einzigen Fühler durchgeführt werden, und überdies ist auch die Messung eines Abstandes zu einem Eckteil möglich, an dem die Wand in die. innere Oberfläche übergeht, wie bei © in der F i g. 7 angezeigt Der in der Fi g. 2 gezeigte Mechanismus ist mit einem

9 10

Annäherungsfühler 22a dieser Funktionsweise ausge- bei @ in der F i g. 7 dargestellt, entlanggeht, oder in der

stattet und überdies mit dem Annäherungsfühler 226 zur Form, in welcher der Prüfkopf nahe der Achse des

Ermittlung der inneren Oberfläche des Rohrs, wodurch Objektrohrs durch die Ausfahr- und Verkürzungswelle

die Feststellung der relativen Neigung des Prüfkopfes 12 des Mechanismusabschnitts bewegt wird. Danach

zur axialen Richtung des Rohrs erneut möglich ist. 5 wird der Prüfkopf 20 entlang eines umfangsmäßigen

Nachstehend wird nun der Steuervorgang der Pfades im Zustand (D in den F i g. 6 oder 7 bewegt, d. h. Objektoberfächen-Messung unter Verwendung der in dem Zustand, in dem der Prüfkopf 20 nahe einer Annäherungsfühler in dieser Anordnung und Konstruk- Position in einem feststehenden Abstand von der

tion, sowie die visuelle Untersuchungsarbeit unter inneren Oberfläche des Rohrs gebracht wird und in

Verwendung eines darauf basierenden berechneten ι ο diesem Abstand gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt Ergebnisses beschrieben. kann die Position der Mittelachse Z\ des Rohrs aus dem Die Fig.8 zeigt die grundlegenden Inhalte der Drehwinkel der Umdrehungswelle 11 und der Bewe- Untersuchungsarbeits-Steuerung. Zuerst wird das Prüf- gungsposition der Ausfahr- und Verkürzungswelle 12

gerät 10 in die Position vor dem Rohr als zu bekannt sein.

untersuchendes Objekt mittels des Fahrmechanismus 6 15 Der Meßvorgang der Position der inneren Oberfläche

(Block STl) eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist der des Rohrs wird weiter mit Bezug auf die Fig.9

Prüfkopf 20 in dem Zustand, in dem er sich innerhalb der erläutert Es wird nun angenommen, daß die Mittelachse

in der F i g. 2 gezeigten Schutzabdeckung 16a zurück- der Umdrehungswelle 11 des Prüfgerätes in einer

zieht. Position P\ liegt, die um a in axialer x-Richtung und um b

Danach schreitet die Steuerung zum Block ST2 fort, 20 in axialer j-Richtung von einer Position Po von der

um den Vorgang der Messung der Objektposition Mittelachse Z\ des Rohrs mit einem Radius R abweicht, durchzuführen. Der Meßvorgang hat den folgenden Unter Steuerung der Ausfahr-und Verkürzungswelle

Inhalt: Die Schubwelle 15 des Mechanismusabschnittes 12 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des

wird vorgeschoben, um den Prüfkopf 20 in die Nähe der Annäherungsfühlers 22a oder 22b wird der Winkel der

Wand um das Rohr herum zu bringen, und die Position 25 Umdrehungswelle 11 von der horizontalen Position von

der Wand wird mittels des Annäherungsfühlers θ nach Θ' verändert. Der Prüfkopf 20 wird also von

überprüft Dies entspricht dem Zustand φ in der F i g. 6 einer Position M in eine Position M' bewegt, wobei ein

oder 7; dabei wird die Position des in der Richtung Z feststehender Abstand S von der Rohrwand 2

gelegenen Ursprungs des Rohrs äquivalent ermittelt eingehalten wird. Wenn man annimmt, daß die

Daraus kann die Position der Schubwelle 15, die der 30 Positionen M und M' des Prüfkopfes zu diesem Adresse in Z-Richtung entspricht, beispielsweise 101-a Zeitpunkt die Winkel β bzw. ß' bezüglich der x-Achse im

oder 102-a in den in der F i g. 5 dargestellten *-y-Koordinatensystem definieren, dessen Ursprung in

Gitterpositionen festgesetzt werden. - der zentralen Position Po des Rohrs liegt, und daß sich Wenn die Position der Gegenstandswand bei einem die Länge der Ausfahr- und Verkürzungswelle 12 von

derartigen Meßvorgang ungewöhnlich weit entfernt ist, 35 dem Maß rauf r'verändert hat dann werden die Werte

dann schreitet die Steuerung zum Entscheidungsblock a undö aus der folgenden Gleichung erhalten: ST3 weiter. Wenn die Position im wesentlichen normal

ist, dann wird der Meß Vorgang der Position der inneren _a = [R-S) cos,/? - r cos Θ (1)

Oberfläche des Rohrs nacheinander durchgeführt Dabei wird die Schubwelle weiter vorgeschoben, um« b = (R - S) sin./? - rsin 0 (2)

den Prüfkopf in das Rohr einzuschieben, und zwar in der Form, in welcher der Prüfkopf entlang des Eckteils, wie wobei

„ . _i / r cos Θ — r cos θ' \ ,1 -1 ί

β = tan ' ι : τ ι + — cos ' < -

V /· sin 0 - /■ sm θ y 2 \

/•cos 0-r'cos0'\ j_ χ _me_, f 2 (R - S)' - (ι² + r'') + 2 rr cos (0 - 0) ) .,.

L (K — ύ) J

Dementsprechend ist der Rotationswinkel 0 der Um- Position des Fahrmechanismus erforderlich ist (Block drehungswelle 11, der zur Positionierung des Prüf- ST3).

kopfes in irgendeinem gewünschten Winkel,/? vom Zen- 50 Wenn entschieden worden ist, daß die Untersuchung trum P₀ des Rohre erforderlich ist, durch die folgende möglich ist, schreitet die Steuerung zum Block STA Gleichung gegeben: weiter, und die zur präzisen automatischen Untersu

chung der Gitteradressen in der Fig.5 erforderlichen

_ _, ( (R- S) sin./? ~b\ _(ΛΛ Bewegungspositionsdaten des Prüfkopfes werden durch

0 - tan l (_Ä_₅)_c0Sjj__a ) ^w 55 Berechnung indiziert In dem nachfolgenden Block ST5

werden die Antriebswellen des Untersuchungsgeräts _„_,, .. . . ... _ ,, auf der Basis der berechneten Daten gesteuert, und der

Der Winkel _Φ zwischen den geraden Lm.en P₀ - M ^^ _{wW sequemiell M} ^ jeweiügen Adressen

unü η M wira zu. _{der m die} Gittermaschen unterteilten Objektoberfläche

ω = R- et iS\

⁹ -P ^Ό ^y ' Mit Bezug auf die F i g. 10 wird nun im folgenden der

Inhalt bzw. Gehalt der Indizierung der Untersuchungs-Wenn als Ergebnis der vorstehenden Messung der position im Block STA beschrieben. In der F i g. 10 Position der inneren Oberfläche des Rohrs der relative bezeichnet das Bezugszeichen 2 die Position der inneren Abstand zwischen der Umdrehungswelle 11 und dem 65 Oberfläche des zu untersuchenden Rohrs, und der Rohr als ungewöhnlich groß ermittelt wurde, dann wird Buchstabe Q bezeichnet den Pfad, entlang dessen sich entschieden, daß die Untersuchungsarbeit in diesem der Prüfkopf 20 während der Untersuchung in Zustand unmöglich ist und daß eine Korrektur der Umfangsrichtung bewegt Der Kürze halber wird ein

π 12

Fall betrachtet, bei dem die Gittermaschen aus acht gende automatische Untersuchung mit hoher GeAdressen in Umfangsrichtung bestehen. Wenn zu schwindigkeit durchgeführt werden und sogar dann, diesem Zeitpunkt der Mittelpunkt der Umdrehungswel- wenn während der automatischen Untersuchung (Block Ie des Prüfgerätes mit dem Mittelpunkt Po des Rohrs STS) zeitlich eine manuelle Betätigung durch die zusammentrifft, dann können bei Bewegung des 5 Bedienungsperson zwischengeschaltet ist (Block ST6), Prüfkopfes entlang Mi -► M₂ -»■ M₃ entsprechend den kann der Prüfkopf präzise zu einer benötigten Adresse acht Adressen die Umdrehungswelle 11 einen festen zurückgeführt werden. Natürlich ist es möglieh, eine Winkel θ₀ (45° in diesem Fall) und die Ausfahr- und unzureichende Genauigkeit der Berechnung dadurch zu Verkürzungswelle 12 eine feststehende Position r₀ kompensieren, daß der Ausöang des Annäherungsfüheinhalten. Wenn jedoch der Mittelpunkt der Umdre- ι ο lers im Verlauf der automatischen Untersuchung hungswelle 11 wegen einer Abweichung der Halteposi- rückgekoppelt wird oder daß die bereits berechneten tion des Fahrmechanismus in eine Position Pi eingestellt und gespeicherten indizierten Positionen der jeweiligen worden ist, dann muß die Umdrehungswelle in die Wellen korrigiert werden, falls erforderlich.
Winkel θ₂ und θ₃ verändert und die Ausfahr- und Wie in der Beschreibung mit Bezug auf die Fig.3 Verkürzungswelle zur Verschiebung von M_t nach Ai₂ '5 angegeben, kann andererseits in einem Zustand, bei dem und dann nach M₃ in die Stellungen n> und η gebracht die relative Neigung zwischen der Achse Z\ des Rohrs werden. Die auf diese Weise den jeweiligen Adressen und der Referenzachse des Prüfmechanismus (beispielsentsprechenden Betriebspositionen der Umdrehungs- weise der Umdrehungswelle) nicht vernachlässigbar ist, welle können aus den Gleichungen (4) und (5) auf der der Korrekturvorgang unter Verwendung der Basis der Positionsabweichungen a und b von P\ 20 Schwenkwelle 13 ausgeführt werden. Ein dazu notwenbezüglich P₀ bei dem erfindungsgemäßen Gerät diger Korrekturwinkel kann aus der Differenz der berechnet werden. Zusätzlich können die Größen der Ausgänge der beiden Annäherungsfühler zur Messung Abweichungen a und b mittels der Gleichungen (1), (2) der inneren Oberfläche des Rohrs bei der Umfangsmes- und (3) aus den vorstehend beschriebenen Umfangsmes- sung oder aus den Ergebnissen der beiden Umfangsmessungs-Ergebnissen berechnet werden. Die Umfangs- 25 sungen an unterschiedlichen Positionen der Schubwelle, messung muß nicht stets über den gesamten Umfang des wenn nur ein Annäherungsfühler vorgesehen ist, Querschnitts des Rohrs durchgeführt werden. Wenn das abgeleitet werden.

Gebilde 3, wie in der F i g. 3(c) gezeigt, innerhalb des In der F i g. 8 stellt der Block ST7 eine Unregelmä-Rohrs angeordnet ist und die Positionsbeziehung ßigkeits-Verarbeitungsroutine dar. Wenn während des zwischen dem Gebilde und dem Rohr im voraus bekannt 30 Betriebs des Prüfgerätes ein Teil des Gerätes ein ist, kann die Messung der Position um das Gebilde Hindernis berührt oder in dem elektrischen oder dem herum in einigen Fällen anstelle der Umfangsmessung mechanischen System eine Unregelmäßigkeit entdeckt treten. Diese Umfangsmessungsarbeit muß nicht immer wird, dann wird der Betrieb des Prüfgerätes angehalten in dem Zustand ausgeführt werden, bei dem der und durch diese Routine eine Alarmierung der Annäherungsfühler in einer festen Entfernung von der 35 Bedienungsperson durchgeführt.
Objektoberfläche steht Es ist auch möglich, ein Die Fig. 12 zeigt einen mit optischen Annäherungs-Verfahren durchzuführen, bei dem die Umdrehungswel- fühlern ausgestatteten Prüfkopf 20, bei dem Information Ie gedreht und dabei die Ausfahr- und Verkürzungswelle über eine nahe Entfernung zum Objekt zusammen mit in einem feststehenden Zustand gehalten wird, um die einem Untersuchungsbildsignal an die an einer entfern-Beziehung zwischen dem Rotationswinkel und der 40 ten Stelle angeordnete Steuervorrichtung übertragen Abstandsinformation des Annäherungsfühlers zu erfas- werden, so daß die Entfernungsinformation auf dem sen. Monitor-Fernsehgerät dargestellt werden kann.

Wenn die Positionsabweichung von P₁ bezüglich Po Wie in dieser Figur gezeigt, besteht ein optisches

groß ist, dann ist eine präzise visuelle Untersuchung System 21 zum Empfang eines Untersuchungsbildes aus

unmöglich, bei der der Korrekturvorgang nur auf der 45 einem Lichtleiter 101 zur Übertragung von Beleuch-

Umdrehungswelle 11 und der Ausfahr- und Verkür- tungslicht aus einer Lichtquelle 26 und zur Beleuchtung

zungswelle 12 beruht, wie mit Bezug auf die Fig. 10 des zu untersuchenden Gesichtsfeldes, sowie aus einer

erläutert Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Linse 102, einem Prisma 103 und einer Bildführung 104

Winkel in Sichtrichtung des Prüfkopfes nacheinander zur Übertragung eines durch die Linse und das Prisma

als g>2 und ψ₃ bezüglich des Zielgitters, wie in der F i g. 11 50 empfangenen Untersuchungsbildes zu einer Fernsehka-

dargestellt, abweicht Dementsprechend wird der mera27.

Abweichungswinke! berechnet, und um den Winke! der Ein Annäherungsfühlcr 22s besteht aus einem

Sichtrichtung auf die zentrale Stellung des Gitternetzes Lichtleiter 105 zur Übertragung von Beleuchtungslicht

hin zu drehen, wird die in dem Mechanismusabschnitt aus der Lichtquelle 26 und zur Projizierung von

der Fig.2 gezeigte Rotationswelle 14 bei dem 55 Schlitzlicht (oder Punktlicht) auf^iie Wand, einer Linse

erfindungsgemäßen Gerät verwendet 106 und einem Bildleiter 107 zur Übertragung des durch

Wie vorstehend erläutert wird bei dem Prüfgerät die Linse 106 empfangenen Bildes eines von dem gemäß der Erfindung die Position des Rohrs als zu Schlitzlicht beleuchteten Raums an die Fernsehkamera, untersuchendes Objekt durch die Annäherungsfühler In gleicher Weise wie der Annäherungsfühler 22a vor dem automatischen Untersuchungsbetrieb gemes- 60 besteht ein Annäherungsfühler 226 aus einem Lichtleisen, und auf der Basis der Messung wird die ter 108, einer linse 109 und einer Bildführung 110.
Angemessenheit der Durchführung der visuellen Unter- Die Bildführungen 104,107 und 110 haben rechteckisuchungsarbeit entschieden; überdies können in einem ge Bildaufnahmeflächen und übertragen Szenen mit Fall, bei dem die Durchführung möglich ist, die rechteckigen Gesichtsfeldern an die Fernsehkamera.
Betätigungspositionen der jeweiligen Antriebswellen 65 Die F i g. 13 ist eine Konstruktionsdarstellung des zur Ermöglichung der präzisen automatischen Untersu- Kopplungsabschnitts zwischen den vorstehend bechung entlang der Gitter-Adressen relativ zum Rohr schreibenen Bildführungen und der Fernsehkamera 27. berechnet werden. Auf diese Weise kann die nachfol- Die an den Endflächen der drei Bildführuneer. 104. 107

13 14

und 110 erscheinenden Abbildungen werden über eine abgespeichert

Okularlinse 120, ein Filter 121, einem Reflektor 122 und Durch diese Verarbeitung werden die horizontalen

eine Anpassungslinse 123 am photoelektrischen Schirm Abtastlinien und die Teile der linien innerhalb der

der Fernsehkamera emptangen. Die lichtleiter 101,105 Bildbereiche 131 und 132, die den Annäherungsfühlern

und 108 sind mit der Lichtquelle 26 verbunden. s und schlitzförmigen Mustern zugeteilt sind, in dem

In der Fig. 14 ist ein Ausgangsbild 130 von der Speicher mit wahlfreiem Zugriff 151 abgespeichert Ein Fernsehkamera 27 gezeigt, welches aufgrund des Ausgang 152 des Speichers 151 wird zur Steuerung der

vorstehend beschriebenen Aufbaus am Monitor-Fern- Servoschaltung 50 in die Mikrocomputer-Schaltung 70

sehgerät 8 erhalten wird. Das Bezugszeichen 131 eingegeben, wie es erforderlich sein kann. Die die

bezeichnet einen Bereich des von der Bildführung 107 io Näherungsabstände angebenden Schlitzmuster haben in

abgegebenen Bildes des Annäherungsfühlers 22a, das horizontaler Richtung eine feststehende Breite, und die

Bezugszeichen 132 einen Bereich des von der Zwischenposition der Breite kann als relativer Abstand Bildführung 110 abgegebenen Bildes des Annäherungs- zur Objektoberfläche betrachtet werden. In diesem Fall

fühlers 22b und das Bezugszeichen 133 einen Bereich können Reflexicnspositionen, die auf einer Vielzahl von

des von der Bildführung 104 abgegebenen Untersu- 15 Abtastlinien angezeigt sind, ausgemittelt und als

chungsbildes. Die Bezugszeichen 134 und 135 bezeich- relativer Abstand zur Objektoberfläche betrachtet

nen Positionen von Beleuchtungsmustern, die durch die werden. Diese Maßnahmen können willkürlich durch

von den jeweiligen Lichtleitern 105 und 108 projizierten Berechnungen des Mikrocomputers 70 unter Verwen-

Bündeln mit spezifizierter Gestalt auf der Wand dung der gespeicherten Ergebnisse des Speichers 151

geformt werden und die im vorliegenden Fall 20 durchgeführt werden.

schlitzförmige helle Muster sind. Die Positionen 134 und Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die

135 der Schlitzmuster erscheinen auf dem Fernseh- Nahabstandsinformation über den Speicher 151 an den

schirm an Positionen, die in Abhängigkeit von dem Mikrocomputer übertragen wird, ist das in der F i g. 4(b)

Abstand zwischen dem Prüfkopf 20 und der Wand 2 gezeigte Register 63 unnötig.

unterschiedlich sind. Dementsprechend kann die das 25 Bei dem erfindungsgemäßen Prüfgerät können

Monitor-Fernsehgerät überwachende Bedienungsper- verschiedene Arten von Annäherungsfühlern im Prüf-

son die Positionsbeziehung zwischen dem Prüf kopf 20 kopfabschnitt verwendet werden. Wenn jedoch, wie mit

und davor und an der Seite liegenden Hinternissen aus Bezug auf die F i g. 12 bis 15 beschrieben, die optischen

den Positionen der in den Bildbereichen 131 und 132 Annäherungsfühler im Prüfkopf-Abschnitt vorgesehen

erscheinenden Schlitzmuster erkennen. 30 sind und die optisch empfangene Näherungsentfer-

Bei Verwendung der vorstehend erläuterten opti- nungsinformation zur Überprüfung der Abbildung auf

sehen Annäherungsfühler können die an den Mikrocom- die Fernsehkamera übertragen wird, so daß die an

puter 70 zu liefernden Entfernungsdaten mittels einer in entfernter Stelle angebrachte Steuervorrichtung die

Fig. 15 gezeigten Schaltung aus einem Videosignal Entfernungsinformation vom Videosignal trennen und

erhalten werden. ...,_. „._, 35 den Positioniermechanismus steuern kann, dann können

Das Videosignal 84 wird durch einen Videoverstärker die Bestandteile der Annäherungsfühler mit geringer 85 verstärkt und ein Ausgangssignal 140 des Videover- Baugröße und geringem Gewicht hergestellt werden, stärkers an einen Komparator 141 angelegt Ein und die Annäherungsfühler-Information kann an die vorbestimmtes Schwellwertsignal 142 ist an den entfernte Steuervorrichtung mittels des Fernseh-Überanderen Eingangsanschluß des Komparators 141 40 tragungskabels, das ursprünglich für die visuelle angeschlossen. Der Komparator gibt nur dann ein Überprüfung erforderlich ist, übertragen und zur Ausgangssignal ab, wenn der Pegel des Videosignals, visuellen Überprüfung durch die Bedienungsperson auf entsprechend dem vorstehend genannten Schlitzmuster dem Fernseh-Monitor dargestellt werden. 134 oder 135, den Schwellwert überschritten hat Der Es ergeben sich also die Vorteile, daß die das Ausgang des Komparators 141 wird durch ein Filter 143 45 Untersuchungsbild überprüfende Bedienungsperson die und eine Formungsschaltung 144 in ein »Ein-Aus«-Si- anormale Annäherung des Prüfkopfes an die Objektpal umgeformt, aus dem eine Störkomponente entfernt oberfläche, die irgendeiner Unregelmäßigkeit des ist und das an ein Schieberegister 145 angelegt ist Nach Annäherungsfühler-Systems oder einem Zwischenfall Rückstellung durch einen Horizontal-Synchronisations- eines anderen Teils zuzurechnen ist überprüfen und impuls 147 aus einem Synchronisa tionsimpulsgencra tor 50 eine Maßnahme, wie den Nothalt des Gerätes ergreifen 146 wird das Schieberegister 145 durch einen Taktim- kann, und daß das Ausmaß der Annäherung visuell puls aus einem Taktgenerator 149 getrieben. Dadurch überprüft werden kann, wenn die Bedienungsperson werden Binärdaten, die die existierende Position des durch manuelle Betätigung den Prüfkopf an die »Ein-Aus«-Signals auf der horizontalen Abtastlinie Objektoberfläche annähert

anzeigen, von dem Schieberegister 145 geliefert und in 55 Vorstehend wurde der Erfindungsgedanke mit Bezug

einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff 151 abgespei- auf die Überprüfung der inneren Oberfläche eines

chert Überdies treibt der Horizontal-Synchronisations- Rohrs mit kreisförmigem Querschnitt beschrieben. Der

impuls 147 einen Zähler 150 an, der durch einen Grundgedanke der Erfindung kann jedoch auch auf

Vertikal-Synchronisationsimpuls 148 aus dem Synchro- Rohre und Hohlräume mit anderen Is kreisförmigen

nisationsimpüls-Generator 146 zurückgesetzt ist. Ein «j Querschnitten oder die Außenoberfläche der Rohre

Ausgang aus dem Zähler 150 bezeichnet die Anzahl von angewendet werden, horizontalen Abtastlinien und wird im Speicher 151

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur optischen Untersuchung der Innenoder Außenfläche eines Objekts (2), nämlich eines s Rohres oder sonstigen Hohlkörpers, von einem entfernten Ort aus, mit einem relativ zu dem Objekt (2) bewegbaren optischen Prüfkopf (20), einem berührungsfreien Annäherungsfühler (22a, 22b) zur Ermittlung des Abstandes zwischen dem Prüfkopf (20) und dem Objekt (2) sowie einer Einrichtung (27) zur Übertragung des von dem Prüfkopf (20) aufgenommenen Bildes des Objekts (2) und einer von dem Annäherungsfühler (22a, 22b) erzeugten, den Abstand wiedergebenden optischen Markierung (134, i35) an eine an dem entfernten Ort angeordnete Bildverarbeitungseinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (27) das Bild des Objekts (2) und die Markierung (134, 135) in elektrische Signale umsetzt und das der Markierung (134, 135) entsprechende Positionssignal (140) einer Steuereinrichtung (7) zuführt, die einen den Prüfkopf (20) gemäß einem vorprogrammierten Weg relativ zu dem Objekt (2) führenden Positioniermechanismus (11... 15) in Abhängigkeit von dem Positioniersignal (140) steuert

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Annäherungsfühler {22a) bezüglich des Prüfkopfes (20) schräg nach vorne ausgerichtet ist

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsmechanismus eine an ihrem vorderen Ende den Prüfkopf (20) tragende, längs ihrer Achse bewegbare erste Antriebswelle (13 ... 15), eine die erste Antriebswelle (13 ... 15) senkrecht zu ihrer Achse bewegende zweite Antriebswelle (12) und eine die zweite Antriebswelle (12) drehende dritte Antriebswelle (11) aufweist

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebswelle (13 ... 15) drehbar ist

5. Verfahren zur Steuerung des Gerätes nach einem der Ansprüche 3 oder 4 zur Untersuchung eines Rohres (2), dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebswelle (13 ... 15) vorwärts geschoben wird und den Prüfkopf (20) in das Rohr (2) einführt, daß die dritte Antriebswelle (11) um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, während die zweite Antriebswelle (12) in Abhängigkeit von dem Positionssignal (140) bewegt wird, um den Abstand zwischen dem Prüfkopf (20) und der Rohrinnenfläche konstant zu halten, und die Positionsabweichung zwischen der dritten Antriebswelle (11) und der Mittelachse des Rohres (2) ermittelt wird, und daß der Drehwinkel der dritten Antriebswelle (11) in Abhängigkeit von der Positionsabweichung gesteuert wird, während die zweite Antriebswelle (12) in Abhängigkeit von dem Positionssignal (140) bewegt wird und in Umfangsrichtung des Rohres (2) in gleichen Intervallen Bilder der Rohrinnenfläche aufgenommen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der ersten Antriebswelle (13 ... 15) in Abhängigkeit von der Positionsabweichung zwischen der dritten Antriebswelle (11) und der Mittelachse des Rohres (2) sowie vom Drehwinkel der dritten Antriebswelle (11) gesteuert wird, wodurch das optische System des Prüfkopfes

(20) an allen Untersuchungspositionen senkrecht zur Rohrinnenfliche ausgerichtet ist