DE4313104A1

DE4313104A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Kanalrohrwänden

Info

Publication number: DE4313104A1
Application number: DE19934313104
Authority: DE
Inventors: Josef Riezler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1993-04-22
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein nach dem Verfahren arbeitendes Gerät zur Zustands-Untersuchung von Wänden nicht begehbarer Hohlkörper, wie Behälter und Kanalrohre, bei dem der zu untersuchende Wandbereich beleuchtet und ein Bild des Wandbereiches mit einer Fernsehkamera oder einem Bildaufnehmer eines Kamera systems aufgenommen wird.

Inspektionsgeräte dieser Art sind häufig selbstfahrend ausgebildet und werden ferngesteuert durch die zu unter suchenden Kanalrohre bewegt. In der EP 0234 203 B1 ist ein derartiges Gerät beschrieben. Deckseitig trägt es eine abnehmbare Kamera. Werden mit diesem Gerät Kanalrohre untersucht, so lassen sich zwar Risse sehr gut feststellen und auf einem Monitor anzeigen, jedoch können die Dimensio nen der Risse nur recht grob geschätzt werden, da die auf dem Monitor abgebildeten Dimensionen von der Entfernung der Kamera zum Objekt abhängig ist. Durch Heranfahren oder Zurückfahren der Kamera an den bzw. von dem zu untersuchen den Wandbereich vergrößert bzw. verkleinert sich optisch die Größe eines Risses am Beobachtungsmonitor.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein nach dem Verfahren arbeitendes Inspektionsgerät zu schaffen, bei dem ein Orientierungsmaß in dem zu untersuchenden Wand bereich erzeugt und auf dem Monitor abgebildet wird.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß zwei parallele Lichtstrahlen auf den zu untersuchenden Wandbereich gerichtet und dort als Lichtpunkte mit vorgegebenen Abstand abgebildet werden und daß die Lichtpunkte zusammen mit dem Bild des Wand bereiches aufgenommen werden.

Das erfindungsgemäße Inspektionsgerät zur Zustands-Unter suchung von Wänden nicht begehbarer Hohlkörper, wie Be hälter, Kanalrohre und dergleichen weist ein bewegliches Traggestell auf, an dem eine Fernsehkamera und eine Be leuchtungseinrichtung angeordnet sind und ist dadurch gekennzeichnet, daß im Nachbarbereich des Objektivs des Bildaufnehmers oder der Fernsehkamera zwei Lasersysteme mit parallelen Achsen im Abstand voneinander angeordnet sind.

Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die bei den Lasersysteme gleich ausgebildete Laserpointer in Form von Fertigmodulen darstellen, wobei jedes der beiden La sersysteme in einem kreiszylindrischen Rohr untergebracht ist, das ausgangsseitig von einer Linse geschlossen ist. Mit der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe in einfacher Weise gelöst. Die beiden Halbleiterlaser sind vorzugsweise in einem Abstand von 30 mm bis etwa 60 mm außerhalb des Objektivs am Objektivträger angeordnet und zwar vorzugs weise so, daß sie bezüglich der Objektivachse einander diametral mit gleichem Achsabstand gegenüber liegen. Die beiden Laser erzeugen auf der zu untersuchenden Wandfläche zwei Lichtpunkte, deren Abstand gleich dem Achsabstand der Laser am Inspektionsgerät ist. Dieser Abstand der Licht punkte an der Wandoberfläche ist unabhängig von der Ent fernung der Kamera zum Wandbereich. Auf dem Monitor wird dieser Lichtpunktabstand in einem Maßstab abgebildet, der dieser Entfernung umgekehrt proportional ist. Da der Riß auf dem Monitor in demselben Maßstab abgebildet wird, wie die Entfernung der beiden Lichtpunkte und der wirkliche Abstand der Lichtpunkte einen bekannten vorgegebenen Wert hat, lassen sich die Dimensionen des Risses recht genau abschätzen, wobei die Ungenauigkeit etwa bei 10% liegt. Wesentlich ist, daß die beiden Lichtstrahlen extrem scharf gebündelt sind, was mit den erfindungsgemäß eingesetzten Laserpointern erreicht wird. Die Anordnung der beiden La serpointer in gleichem Abstand beidseitig der Objektivach se ist nicht zwingend aber vorteilhaft, da der abgebildete Maßstab dann der Bildmitte zugeordnet wird, wo sich der Riß befindet. Die beiden Lichtpunkte auf dem Monitor haben dann einen minimalen Abstand von dem Wandriß oder sonstigen Fehlerstelle, so daß die Dimensionsabschätzung eine hohe Genauigkeit verspricht.

Bei vielen Inspektionsgeräten ist das Objektiv in einem Traggestell schwenkbar gelagert, wobei die Beleuchtungsein heit nicht mit dem Objektiv mitschwenkt, sondern rahmen fest am Traggestell angeordnet ist. Denkbar wäre die Anordnung der beiden Laser am Rahmen des Traggestells etwa zwischen den Beleuchtungseinheiten oder auch anstelle von zwei Beleuchtungseinheiten wenn mindestens weitere Beleuchtungseinheiten vorhanden sind, jedoch führt eine solche Anordnung dazu, daß beim Verschwenken des Objek tes die am Monitor abgebildeten Lichtpunkte nicht mit schwenken, so daß sie im Extremfall an den Bildrand des Monitores gelangen. Aber auch in diesem Fall wird der Maßstab auf dem Monitor abgebildet, so daß die Dimensio nen einer Fehlerstelle in der zu untersuchenden Wand mit ausreichender Genauigkeit abschätzbar sind. Eine vorteil haftere Lösung besteht darin, daß die beiden Achsen der Laserstrahlen nicht nur parallel zueinander sondern auch parallel zur optischen Achse des Objektivs liegen, was bedeutet, daß bei einem schwenkbaren Objektiv die beiden Laser entsprechend mitschwenken. Damit wird der Vorteil erreicht, daß die auf dem Monitor abgebildeten Lichtpunk te immer an derselben Stelle und vorzugsweise im Mittel bereich des Monitorbildes liegen.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schwenkvorrichtung mit Fernsehkamera und Beleuchtungseinheit und dem neuen Laserpointersystem,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Schwenkvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die optische Abbildung eines Wandrisses mit zwei Lichtpunkten auf einem Monitor in einem gewissen Abstand der Kamera von dem abgebildeten Wandbereich, und

Fig. 4 eine Ansicht des Monitorbildes gemäß Fig. 3, jedoch bei weiter an den zu untersuchenden Wandbereich he rangefahrener Kamera. Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Traggestell 10 la gert einen Kameraträger 12 schwenkbar um eine Querachse 14. Im Kameraträger 12 befindet sich eine Fernsehkamera 16. Die Achse des nicht dargestellten Objektivs der Kamera 16 ist mit 18 bezeichnet. Frontseitig befindet sich am Trag gestell 10 ein Beleuchtungssystem, das aus vier um die Ob jektivachse 18 herumgruppierten Lampen 20, 22, 24, 26 be steht. Die beiden Lampen 24, 26 sind am Kameraträger 12 befestigt, verschwenken also mit diesem, während die bei den Lampen 20, 22 am Traggestell befestigt sind.

Vor dem Objektiv der Fernsehkamera 16 befindet sich eine durchsichtige Abdeckscheibe 28, die mit einer rahmenartigen Fassung 30 am Kameraträger 12 gehalten wird. Diese Abdeck scheibe 28 weist zwei Bohrungen auf, in denen je ein zy lindrisches Lasermodul 32 gehaltert ist. Beide Lasermodule 32 liegen außerhalb des Objektivfeldes der Kamera 16, sind einander diametral gegenüber liegend bezüglich der Objektivachse 18 und im gleichen Abstand von dieser angeordnet. Wesentlich ist, daß die Achsen der beiden La sermodule 32 genau parallel liegen. Im Ausführungsbeispiel liegen die Achsen der beiden Lasermodule auch parallel zur Objektivachse 18. Der Abstand der beiden Lasermodule 32 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 40 mm. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, stehen die beiden Lasermodule 32 gering fügig über die Abdeckscheibe 28 nach außen vor und ragen etwa zur Hälfte nach hinten über die Abdeckscheibe 28 hi naus und liegen an einer Ringfläche der Kamera 16 an.

Im Betrieb erfaßt die Kamera 16 einen Riß in der Wandung des Kanalrohres. Die Kamera wird dann so ausgerichtet, daß der Riß etwa in Bildmitte des Monitors 34 erscheint. Die beiden Laser 32 erzeugen dann beidseitig benachbart des Risses auf der Rohrwand zwei Lichtpunkte, die auf dem Monitor 34 als Bildpunkte 36 abgebildet werden. Der Ab stand der beiden Bildpunkte 36 auf dem Monitor 34 ist von der Entfernung der Kamera von der Wandoberfläche abhängig. Fährt man die Kamera näher an die zu untersuchende Wand heran (Fig. 4), so vergrößert sich das Bild des Risses und entsprechend auch der Abstand der beiden Bildpunkte 36 der von den beiden Lasern 32 erzeugten Lichtpunkte auf der Wand. Da der wirkliche Abstand der beiden Lichtpunk te bekannt ist, im Ausführungsbeispiel also 40 mm be trägt, läßt sich die Breite des Risses am Monitor aus messen und ergibt hier einen Wert von etwa 2,5 mm. Die Rißlänge wird mit etwa 25 mm ermittelt.

Da die beiden Laser 32 am Kameraträger 12 befestigt sind, liegen die Bildpunkte 36 auf dem Monitor 34 immer auf derselben Linie und zwar hier auf der Mittellinie des Monitors.

Obwohl zwar vorteilhaft, ist es jedoch nicht zwingend, die beiden Laser 32 symmetrisch auf beiden Seiten der Kamera achse 18 anzuordnen. Die beiden Laser 32 könnten auch auf derselben Seite bezüglich einer Axialebene der Kamera 16 angeordnet sein und sie müssen auch nicht notwendigerwei se die Abdeckscheibe 28 durchsetzen, sondern können an geeigneter Stelle des Kameraträgers 12 positioniert sein. Nicht einmal notwendig ist es, die beiden Laser 32 am Ka meraträger 12 anzuordnen, obwohl damit der Vorteil gewon nen wird, daß die Bildpunkte 36 auf dem Monitor 34 zusam men mit dem aufgenommenen Bild der untersuchten Wand er scheinen. In einer nicht dargestellten Abwandlung könnten die beiden Laser 32 auch rahmenfest am Traggestell 10 etwa in den nicht besetzten Frontbereichen zwischen zwei Lampen 20-26 angeordnet sein. Ist einer derartigen Ausgestaltung eines Inspektionsgerätes könnte es sein, daß nach einer gewissen Verschwenkung der Kamera 16 zwar ein Riß optisch erfaßt wird, die beiden Bildpunkte 36 aber nicht auf dem Monitor erscheinen. Der Riß wird dann ausgemessen und ohne Veränderung der Position des Traggestells 10 wird dann der Kameraträger 12 in seine Neutralstellung verschwenkt, in der dann die beiden Bildpunkte 36 auf dem Monitor 34 er scheinen, so daß deren Abstand ebenfalls gemessen werden kann. Auch bei einer solchen Alternative ist die genaue Abschätzung bzw. Ausmessung der Rißdimensionen gewährleistet.

Claims

1. Verfahren zur Zustands-Untersuchung von Wänden nicht begehbarer Hohlkörper, wie Behälter und Kanalrohre, bei dem der zu untersuchende Wand bereich beleuchtet und ein Bild des Wandbereiches mit einer Fernsehkamera oder einem Bildaufnehmer aufgenommen wird dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Lichtstrahlen auf den zu unter suchenden Wandbereich gerichtet und dort als zwei Lichtpunkte mit vorgegebenem Abstand ab gebildet werden und daß die beiden Lichtpunkte einerseits und das Bild des Wandbereiches gleich zeitig oder nacheinander aufgenommen und auf einem Monitor angezeigt werden.

2. Inspektionsgerät zur Zustands-Untersuchung von Wänden nicht begehbarer Hohlkörper, wie Behälter und Kanalrohre, mit einem beweglichen Traggestell (10), an dem eine Fernsehkamera (16) und eine Beleuchtungseinrichtung (20-26) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Nachbarbereich des Objektivs des Bildaufnehmers oder einer Fern sehkamera (16) zwei Lasersysteme (32) mit para llelen Achsen im Abstand voneinander angeordnet sind.

3. Inspektionsgerät nach Anspruch 2 dadurch ge kennzeichnet, daß die Achsen der Lasersysteme (32) parallel zur optischen Achse (18) der Kamera (16) angeordnet sind.

4. Inspektionsgerät nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lasersysteme (32) gleich ausgebildete Laserpointer in Form von Fertigmodulen darstellen.

5. Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 2-4 dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden La sersysteme (32) in einem kreiszylindrischen Rohr untergebracht ist, das ausgangsseitig von einer Linse geschlossen ist.

6. Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 2-5 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lasersysteme (32) in einer durchsichtigen Abdeckscheibe (28) eines vor dem Objektiv der Kamera (16) angeordne ten Aufsatzes (30) angeordnet sind und von der Abdeckscheibe (28) nach vorn und/oder hinten axial vorstehen.

7. Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 2-6 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden La sersysteme (32) bezüglich der Objektivachse (18) einander diametral mit gleichem Achsab stand gegenüberliegend angeordnet sind.

8. Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 2-7 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lasersysteme (32) außerhalb des Objektivfel des angeordnet sind.

9. Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß die Fernseh kamera (16) in einem Schwenkkopf (12) montiert ist, der in einem Traggestell (10) schwenkbar gelagert ist und daß die beiden Lasersysteme (32) am Schwenkkopf (12) vor dem Kameraobjek tiv jedoch außerhalb des Objektivfeldes montiert sind.

10. Inspektionsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-9 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lasersysteme (32) einen Achsabstand von mindestens 10 mm und höchstens etwa 100 mm auf weisen.