JP2004020336A - サーモグラフィー検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して精度よく、効率的に欠陥の検査を行うことができるようにする。
【解決手段】被検査体１を加熱する加熱部１１と、前記被検査体１からの赤外線を検知する赤外線検知部１２とを備え、赤外線サーモグラフィーにより前記被検査体１に存在する欠陥を検査可能なサーモグラフィー検査装置であり、前記加熱部および前記赤外線検知部を備える装置本体１０を設け、その装置本体１０を前記被検査体上で走行可能とする走行装置３１を設け、前記装置本体１０を走行駆動する駆動装置３２を設けると共に、前記装置本体１０を前記被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持する姿勢保持機構４０を設け、前記装置本体と前記被検査体との間を遮光する遮光部２９を設けてある。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーモグラフィー検査装置に関し、さらに詳しくは、被検査体を加熱する加熱部と、前記被検査体からの赤外線を検知する赤外線検知部とを備え、赤外線サーモグラフィーにより前記被検査体に存在する欠陥を検査可能なサーモグラフィー検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検査体を加熱すると、被検査体に存在する欠陥に起因して被検査体の温度分布に乱れが生じるので、その温度分布を赤外線サーモグラフィーにより調べることで、欠陥の検出や、その位置、形状等の欠陥の検査を非破壊で行うことができ、このようなサーモグラフィー法による欠陥の検査が、近年注目されている。
従来、この種のサーモグラフィー検査は、例えば、被検査体として配管に対して検査を行うときには、手動で操作を行う加熱装置（手動熱風装置等）により被検査体の加熱を行い、赤外線カメラを手持ち操作で、加熱された被検査体からの赤外線を検知して、赤外線サーモグラフィーにより被検査体に存在する欠陥の検査が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、欠陥の検査を行う際に外部雰囲気の影響を受け易く、例えば被検査体が屋外配管等の場合には、以下のような問題がある。
【０００４】
つまり、加熱装置が手動で位置変更等の操作を行うものであることや、また、外部雰囲気（特に風）の影響を受け易いことなどから、被検査体を均一加熱することができず、このために、加熱装置により加熱した被検査体の表面の温度分布に大きな乱れが生じてしまうことがある。この結果、例えば、欠陥の間隙からの放射冷却による温度降下を超えて、外部雰囲気に起因する温度降下が起こるなど、外乱による温度分布の乱れのために、被検査体に存在する欠陥に起因する温度分布の乱れが打ち消されてしまい、安定して精度よく欠陥の検査を行うことができないという問題がある。
また、屋外では、被検査体からの赤外線を検知する際、太陽光の赤外線の影響を受け、被検査体の温度を正確に検知することができないため、検査個所周辺に暗幕シートを張って検査作業を行ったり、又は、夜間に検査を行ったりする必要があり、あまり効率よく検査を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、安定して精度よく、効率的に欠陥の検査を行うことができるサーモグラフィー検査装置を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、被検査体を加熱する加熱部と、前記被検査体からの赤外線を検知する赤外線検知部とを備え、赤外線サーモグラフィーにより前記被検査体に存在する欠陥を検査可能なサーモグラフィー検査装置であって、
前記加熱部および前記赤外線検知部を備える装置本体を設け、
その装置本体を前記被検査体上で走行可能とする走行装置を設け、前記装置本体を走行駆動する駆動装置を設けると共に、前記装置本体を前記被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持する姿勢保持機構を設け、
前記装置本体と前記被検査体との間を遮光する遮光部を設けてあるところにある。
【０００７】
〔作用効果〕
加熱部および赤外線検知部が装置本体に備えられており、この装置本体が保持機構により被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持されているので、所定の検査範囲を安定して均一加熱し易く、また、所定位置に赤外線検知部が固定されることで安定した赤外線サーモグラフィー画像を得ることができ、その結果、例えば欠陥の検出性が向上されるなど、安定して精度よく欠陥の検査を行うことができる。しかも、このような検査姿勢が保持された状態にて、装置本体を、走行装置および駆動装置により、被検査体上で自走させることができるので、連続的に検査範囲をかえ、被検査体の広い範囲を効率的に検査できる。さらに、装置本体と被検査体との間を遮光する遮光部を設けてあるので、検査の際、太陽光等の外部雰囲気からの赤外線の影響を受けることなく、検査個所周辺に暗幕シートを張ったりすることなく、日中でも屋外で簡易に検査を行うことができ、効率的である。
従って、安定して精度よく、効率的に欠陥の検査を行うことができる。そして、このように赤外線サーモグラフィーを用いることで、各種材料からなる被検査体についての欠陥検査を行え、また、被検査体の表面だけだなくその内部に存在する欠陥のも検査を行え、より便利である。
【０００８】
請求項２記載の発明の特徴構成は、上記請求項１の特徴構成に加えて、前記被検査体が管体であり、前記姿勢保持機構として、前記管体をその周方向に沿って挟持する挟持機構を設け、前記装置本体を前記管体の周方向に沿って走行可能に構成してあるところにある。
【０００９】
〔作用効果〕
被検査体が管体であるときには、管体をその周方向に沿って挟持する挟持機構により、装置本体が、管体上で検査可能な検査姿勢に保持され、その管体の周方向に沿って自走することで、管体の外周側を周方向にわたって安定して連続的に欠陥の検査を行うことができ、好適である。
【００１０】
請求項３記載の発明の特徴構成は、上記請求項１または２の特徴構成に加えて、前記赤外線検知部の前記被検査体からの赤外線検知域の大きさが、前記加熱部による前記被検査体の加熱域の大きさ以下であるところにある。
【００１１】
〔作用効果〕
赤外線検知部の被検査体からの赤外線検知域の大きさが、加熱部による被検査体の加熱域の大きさ以下であるため、赤外線サーモグラフィーの画像の分解能が向上され、一層精度よく、欠陥の検査を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
一例として、ステンレス合金製の配管（管体の一例）Ｐどうしを対向させ溶接させてなる屋外配管（被検査体の一例）１の溶接部Ｗに存在する欠陥を検出する例をあげて、説明する。
【００１３】
図１，２に示すように、本発明に係るサーモグラフィー検査装置は、加熱部および赤外線検知部を備える装置本体１０を、配管Ｐの外周上で走行装置３１と駆動装置３２により自走可能に構成し、しかも挟持機構によりその配管Ｐの周方向に沿って検査姿勢を保持した状態にて走行移動することで、配管Ｐの周方向に沿って欠陥の検出を行うことができるように構成されている。
【００１４】
装置本体１０は、直方体状の筐体からなり、その４つの側面はアルミニウム板から形成され、そして、その上面はアルミニウム板で覆われ、その下面は開放面とされている。このため、装置本体１０の側方や上方からその内部に風が侵入することなく、また、外部から入射する太陽光も遮断され、日中でも屋外にて屋外配管１の検査を効率的に行うことができる。
【００１５】
この装置本体１０の内部の中央近傍に、開放面である下面方向（装置本体１０の下方）を加熱可能な熱風供給装置（加熱部の一例）１１を設け、また、下面より入射される赤外線を検知可能な赤外線カメラ（赤外線検知部の一例）１２を設けてある。
前記熱風供給装置１１は、検査対象箇所を均一加熱できるようにしてある。また、前記赤外線カメラ１２で測定された測定データが画像処理装置１３等に送られ、データ処理等が行われ、被検査体の欠陥情報が表示装置１４に表示され、赤外線サーモグラフィーにより被検査体である屋外配管１に存在する欠陥を検出できるようにしてある。
【００１６】
尚、本実施形態では、一例として、図１に示すように、前記熱風供給装置１１と前記赤外線カメラ１２の間に仕切り板１５を設けることで、装置本体１０がその前後方向に分割され、熱風供給装置１１を収容する第一収容室２１と、赤外線カメラ１２を収容する第二収容室２２とが形成されている。よって、検査の際、赤外線カメラ１２が熱風供給装置１１の影響を受けることなく、精度よく欠陥の検査を行うことができる。
【００１７】
さらに、本実施形態では、一例として、次のようにして赤外線カメラ１２の被検査体からの赤外線検知域の大きさが、熱風供給装置１１による被検査体の加熱域の大きさと同面積となるようにしてある。このため、先述のようにして得られる赤外線サーモグラフィーの画像の分解能が向上され、欠陥の検査をより精度よく行うことができる。
具体的には、図１に示すように、赤外線カメラ１２を収容する第二収容室２２において、赤外線カメラ１２と装置本体１０の下面との間に、アルミニウム製等の赤外線遮断板２６を設け、その赤外線遮断板２６のうち、赤外線カメラ１２の下方鉛直方向に位置する箇所に所定面積の貫通口２６ａを形成することで、赤外線カメラ１２の視野が制限され、その被検査体からの赤外線検知域の大きさを調節することができる。
【００１８】
そして、装置本体１０の下部には、アクリル樹脂製の４つの車輪等からなる走行装置３１を設けてあり、装置本体１０の上部に設けてあるモーター（駆動装置の一例）３２による駆動で走行装置３１を走行駆動させ、装置本体１０が被検査体上で走行できるようにしてある。本実施形態では、一例として、屋外配管１の外周上を前記車輪が転動することで、装置本体１０が屋外配管１の外周上をその周方向に自走移動し、屋外配管１の周方向の検査が効率的に行われる。
【００１９】
また、図１に示すように、装置本体１０の４つの側面各々の下部に、ゴム板材２８をその下端側が被検査体に摺接するように取り付け、装置本体１０の下部全周にわたる遮蔽部２９を設けてある。このため、装置本体１０の下面側は、被検査体の上面および遮蔽部２９とで囲まれた閉空間となり、かかる閉空間に太陽光が入射したり、風が進入することなどなく、その結果、外部雰囲気による外乱が抑制され、被検査体の欠陥の検査を安定して精度よく行うことができる。
【００２０】
そして、このような装置本体１０は、走行装置３１を構成する４つの車輪を屋外配管１の外周上に設置させ、欠陥の検査を行うことができる検査姿勢に設置された状態にて、図１，２に示すように、姿勢保持機構４０にて保持されており、安定して被検査体上で自走しながら欠陥の検査を行うことができるようにしてある。
【００２１】
本実施形態では、図１，２に示すように、姿勢保持機構４０として、一例として、アルミニウム合金製のローラチェーン４１を用いて被検査体を周方向に沿って全周から挟持する挟持機構を設けてある。
具体的には、一例として、装置本体１０を被検査体上に載置した状態で、装置本体１０の上面に連結部１８を介してローラチェーン４１を連結すると共に、被検査体である配管Ｐの全周にわたってローラチェーン４１を巻きつけ、そのローラチェーン４１の端部どうしを、締結部材（カチット冶具等）により締結し、ローラチェーン４１に備えさせてあるターンバックルにより固定張力を持たせて、配管Ｐを周方向に沿って全周から挟持する挟持機構として、装置本体１０を配管Ｐ上で検査姿勢を保持した状態にて自走可能に構成してある。尚、このように締結冶具によりローラチェーン４１は屋外配管１への取り付けおよび取り外しが簡易にできるようにしてあり、また、図２に示すように、ローラチェーン４１は２列平行に取り付けてある。
【００２２】
以上のように構成されるサーモグラフィー検査装置では、例えば、装置本体１０を屋外配管１の外周上をでその周方向に沿って自走移動させながら、熱風供給装置１１により屋外配管１を連続加熱し、赤外線カメラ１２で得られるサーモグラフィーの画像から屋外配管１の欠陥の検出をその周方向にわたって、安定して精度よく行うことができ、しかも日中でも太陽光等の外部雰囲気の影響を受けることなく効率的に検査を行える。
【００２３】
（実施例）
次に、人工欠陥数個を入れ呼び径３００Ａの配管を被検査体として、上述のようにして欠陥の検出を行い加熱温度による検出状態について調べた。その結果を表１に示す。尚、加熱部としては温風ドライヤーに類似の装置またはシート状の赤外線ヒーターを用いる。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１中、◎は鮮明な画像が得られ欠陥検出良好、○はやや不鮮明の画像が得られ欠陥検出良好、△は不鮮明な画像となり欠陥の存在を判定し難いことを示す。
【００２６】
表１に示すように、本発明によれば良好に欠陥の検出をできることが確認された。また、加熱温度を高くするほど、微細な欠陥についての検出精度が向上されることもわかった。
【００２７】
〔別実施形態〕
以下に他の実施形態を説明する。
〈１〉　先の実施形態では、挟持機構としてローラチェーン４１を用いたものを例示したが、管体をその周方向に沿って挟持し、装置本体を管体の周方向に沿って走行可能に構成してあるものであればいかなるものでもよい。例えば、図３に例示するように、装置本体１０の前後各々に、管体Ｐを外周側からその周方向に沿って挟持する挟持装置４２を設け、その挟持装置４２の先端部４２ａをゴム材等により管体Ｐの外周上を摺動可能に構成しておけばよい。
〈２〉　そして、姿勢保持機構は、このような挟持機構に限らず、装置本体を被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持するものであればよく、例えば、被検査体が磁着可能な材質のものであれば、走行装置の車輪を磁石等の磁性材料により形成し、磁力により装置本体を被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持するようにしてあってもよい。
〈３〉　加熱部は、先の実施形態で説明した熱風供給装置に限るものではなく、例えば、赤外線ランプ等のヒーターを用いてもよい。
〈４〉　尚、被検査体は先の実施形態で説明した屋外配管に限らず、屋内配管でもよい。そして、配管に限らず各種管体を被検査体とすることができるが、管体に限らず、平板状等の各種形状のものを被検査体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーモグラフィー検査装置の一例を示す断面図
【図２】本発明に係るサーモグラフィー検査装置の一例を示す斜視図
【図３】本発明に係るサーモグラフィー検査装置の別例を示す断面図
【符号の説明】
Ｐ　　　　　管体
１　　　　　被検査体
１１　　　　加熱部
１２　　　　赤外線検知部
２９　　　　遮蔽部
３１　　　　走行装置
３２　　　　駆動装置
４０　　　　姿勢保持機構
４１，４２　挟持機構

Claims (3)

1. 被検査体を加熱する加熱部と、前記被検査体からの赤外線を検知する赤外線検知部とを備え、赤外線サーモグラフィーにより前記被検査体に存在する欠陥を検査可能なサーモグラフィー検査装置であって、
   前記加熱部および前記赤外線検知部を備える装置本体を設け、
   その装置本体を前記被検査体上で走行可能とする走行装置を設け、前記装置本体を走行駆動する駆動装置を設けると共に、前記装置本体を前記被検査体上で検査可能な検査姿勢に保持する姿勢保持機構を設け、
   前記装置本体と前記被検査体との間を遮光する遮光部を設けてあるサーモグラフィー検査装置。
2. 前記被検査体が管体であり、前記姿勢保持機構として、前記管体をその周方向に沿って挟持する挟持機構を設け、前記装置本体を前記管体の周方向に沿って走行可能に構成してある請求項１記載のサーモグラフィー検査装置。
3. 前記赤外線検知部の前記被検査体からの赤外線検知域の大きさが、前記加熱部による前記被検査体の加熱域の大きさ以下である請求項１または２記載のサーモグラフィー検査装置。

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