JPH02223849A - ポリエチレンサンプル検査装置 - Google Patents
ポリエチレンサンプル検査装置Info
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- JPH02223849A JPH02223849A JP1321242A JP32124289A JPH02223849A JP H02223849 A JPH02223849 A JP H02223849A JP 1321242 A JP1321242 A JP 1321242A JP 32124289 A JP32124289 A JP 32124289A JP H02223849 A JPH02223849 A JP H02223849A
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G—PHYSICS
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- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
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- G01N2021/8427—Coatings
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はポリエチレン外被う−プルを検査するための検
査システムおよび該システムの操作方法に関する。
査システムおよび該システムの操作方法に関する。
［従来の技術］
絶縁ケーブルの製造分野では、金属導体を含有する電気
ケーブルおよび光ファイバを含有する通信ケーブルは一
般的に、ポリエチレンの外被に包まれている。これらの
う°−プルの多くは、極めて高い電圧の電気エネルギー
を伝送するか、または多湿雰囲気中に装架される。訪電
圧および多湿雰囲気の両方とも、欠陥の可能性に関して
許しい懸念を生起するか、または、ケーブル外被中に傷
を生じ、ケーブルの使用が開始された後にケーブルの設
備に重大な破損を生じる。物理的修理を行うための実際
的費用の点、およびサービスの中断により歳入欠陥の点
の両方の点から、このような破損は高価なものになる。
ケーブルおよび光ファイバを含有する通信ケーブルは一
般的に、ポリエチレンの外被に包まれている。これらの
う°−プルの多くは、極めて高い電圧の電気エネルギー
を伝送するか、または多湿雰囲気中に装架される。訪電
圧および多湿雰囲気の両方とも、欠陥の可能性に関して
許しい懸念を生起するか、または、ケーブル外被中に傷
を生じ、ケーブルの使用が開始された後にケーブルの設
備に重大な破損を生じる。物理的修理を行うための実際
的費用の点、およびサービスの中断により歳入欠陥の点
の両方の点から、このような破損は高価なものになる。
必要なサービスに供用されている絶縁ケーブルの予定外
の破損を防ぐための１−程として、電気ケーブルおよび
光フアイバケーブルの製造者らはポリエチレンう−プル
外被の欠陥または傷を検査ｒるための装置および方法を
開発した。
の破損を防ぐための１−程として、電気ケーブルおよび
光フアイバケーブルの製造者らはポリエチレンう−プル
外被の欠陥または傷を検査ｒるための装置および方法を
開発した。
このような検査システムの一例は、ビー・ダブリュ・ラ
ーチ（Ｂ、胃、Ｌｅｒｃｈ）らにより“ベル システム
テクニカル ジャーナル”、１５３巻、４号のパート
ｌ、１２２５〜１２２９頁に開示されている。このシス
テムはポリエチレンジャケットのキャパシタンスを測定
する。欠陥または傷のない検査済ポリエチレンジャケッ
トは全て一定の値のキャパシタンスを有する。キャパシ
タンスの値が変動すれば、ポリエチレンジャケット中の
欠陥がある所、またはポリエチレンの存在しない所がケ
ーブルに沿って全て発見される。
ーチ（Ｂ、胃、Ｌｅｒｃｈ）らにより“ベル システム
テクニカル ジャーナル”、１５３巻、４号のパート
ｌ、１２２５〜１２２９頁に開示されている。このシス
テムはポリエチレンジャケットのキャパシタンスを測定
する。欠陥または傷のない検査済ポリエチレンジャケッ
トは全て一定の値のキャパシタンスを有する。キャパシ
タンスの値が変動すれば、ポリエチレンジャケット中の
欠陥がある所、またはポリエチレンの存在しない所がケ
ーブルに沿って全て発見される。
別の検査システムは電力研究所（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ）に
より、次の一連の報告占に開示されている。（１）
“高電圧う一プル検査用遠赤外レーザスキャナ”、１９
８２年ｌＯ月；（２）“ケーブル絶縁の遠赤外検査”、
１９７８年４月；（３）“ポリエチレン絶縁型カケープ
ル中のボイドおよび汚染物質のレーザ検出”、１９７９
年１２月。このシステムでは、遠赤外光はポリエチレン
外被ケーブルに直接照射される。ポリエチレンの表面か
ら、または、ポリエチレン中の欠陥部分の表面から反射
された遠赤外光の少なくとも一部分は光学装置により検
出される。この一連の報告９に開示された検査システム
の概要説明は。
ｏｗｅｒ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ）に
より、次の一連の報告占に開示されている。（１）
“高電圧う一プル検査用遠赤外レーザスキャナ”、１９
８２年ｌＯ月；（２）“ケーブル絶縁の遠赤外検査”、
１９７８年４月；（３）“ポリエチレン絶縁型カケープ
ル中のボイドおよび汚染物質のレーザ検出”、１９７９
年１２月。このシステムでは、遠赤外光はポリエチレン
外被ケーブルに直接照射される。ポリエチレンの表面か
ら、または、ポリエチレン中の欠陥部分の表面から反射
された遠赤外光の少なくとも一部分は光学装置により検
出される。この一連の報告９に開示された検査システム
の概要説明は。
ジェー働エッチ・オウスベｌしくＪ 、Ｈ、Ａｕ５ｕｂ
ｅ Ｉ ）らにより“レーザの発明から応用まで”（Ｌ
ａｓｅｒｓ １ｎｙｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ＡｐｐＨｃａ
ｔｌｏｎ） （ナシ日ナル アカデミ−出版、１９７
８年発行）４０〜４４頁に記載されている。
ｅ Ｉ ）らにより“レーザの発明から応用まで”（Ｌ
ａｓｅｒｓ １ｎｙｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ＡｐｐＨｃａ
ｔｌｏｎ） （ナシ日ナル アカデミ−出版、１９７
８年発行）４０〜４４頁に記載されている。
［発明が解決しようとする課題］
前記の集成装置は両方とも、ポリエチレンケーブルジャ
ケット中に存在する欠陥に関する検出および正確で明確
なデータの表示に問題がある。検査システムの装置およ
び＋２査の操作のコストが高すぎ、あるいは、広範に使
用することを躊躇わせるほどの不ｌＥ確性を有する。従
って、殆どのポリエチレン外波高電圧ケーブルおよび光
ファイバウ゛−ブルはポリエチレン表面の目視観察また
は何らかの部用な安価な検査装置で検査しながら製造さ
れている。
ケット中に存在する欠陥に関する検出および正確で明確
なデータの表示に問題がある。検査システムの装置およ
び＋２査の操作のコストが高すぎ、あるいは、広範に使
用することを躊躇わせるほどの不ｌＥ確性を有する。従
って、殆どのポリエチレン外波高電圧ケーブルおよび光
ファイバウ゛−ブルはポリエチレン表面の目視観察また
は何らかの部用な安価な検査装置で検査しながら製造さ
れている。
従って、ポリニゲ・レン外被ケーブルの完全な検査のた
めの正確で低コストの７ステムの開発が求められている
。
めの正確で低コストの７ステムの開発が求められている
。
［課題を解決するための手段］
前記の問題は、内包された欠陥または傷をｆ−ｒするサ
ンプルおよび近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラ
を組み込んだサンプル検査集成装置により解決される。
ンプルおよび近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラ
を組み込んだサンプル検査集成装置により解決される。
近赤外光のビームがサンプルの少なくとも−・部分を透
過するか、または、ケーブルの無欠陥部分および内包穴
Ａ１に関するデータを収集するカメラにサンプルから反
射されるように、近赤外光の光源をサンプルに向ける。
過するか、または、ケーブルの無欠陥部分および内包穴
Ａ１に関するデータを収集するカメラにサンプルから反
射されるように、近赤外光の光源をサンプルに向ける。
欠陥または傷について未着色ポリエチレンのサンプルの
内部の非破壊検査方法は、サンプルの少な（とも一部分
を通して近赤外光ビームを近赤外光の波長範囲内の検出
器に透過させ、サンプルから透出してくる近赤外光ビー
ムからデータを収集することからなる。このデータは、
サンプル中のポリエチレンの無欠陥部分を示す比較的均
一な値と、サンプルのポリエチレン中の少なくとも１個
の欠陥または傷を示す大幅な変動値とを含む。
内部の非破壊検査方法は、サンプルの少な（とも一部分
を通して近赤外光ビームを近赤外光の波長範囲内の検出
器に透過させ、サンプルから透出してくる近赤外光ビー
ムからデータを収集することからなる。このデータは、
サンプル中のポリエチレンの無欠陥部分を示す比較的均
一な値と、サンプルのポリエチレン中の少なくとも１個
の欠陥または傷を示す大幅な変動値とを含む。
［実施例］
以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する
。
。
第１図を参照する。ここには、ケーブル２０を被覆する
未着色ポリエチレンジャう゛ットの内部を光学的に検査
するための近赤外光検査集成装置１８の概略図が示され
ている。ケーブル２０は貯ｉｔリールまたはケーブルパ
ン２１から巻取リールまたはケーブルパン２２にまで移
動しながら検査される。ハロゲン石英ランプ２５はケー
ブルの所定部分に光２６の入射ビームを照射する。ケー
ブル２０は内部に鋼管のような不透明材料２８を含む。
未着色ポリエチレンジャう゛ットの内部を光学的に検査
するための近赤外光検査集成装置１８の概略図が示され
ている。ケーブル２０は貯ｉｔリールまたはケーブルパ
ン２１から巻取リールまたはケーブルパン２２にまで移
動しながら検査される。ハロゲン石英ランプ２５はケー
ブルの所定部分に光２６の入射ビームを照射する。ケー
ブル２０は内部に鋼管のような不透明材料２８を含む。
この不透明材料は全ての入射光ビームを反射する。
銅は高電圧の電力を送るための媒体として機能する。銅
の周囲を取り囲む保護絶縁ジャケット２９は未着色ポリ
エチレンから構成されている。
の周囲を取り囲む保護絶縁ジャケット２９は未着色ポリ
エチレンから構成されている。
銅の表面およびポリエチレンジャケット２９の表面の両
方から反射された反射光３０は光偏光子３２、拡大レン
に系３３およびロングパスフィルタ３４を経て長波長ビ
デオカメラ３６に入射される。ビデオカメラ３６で受（
５された信号はケーブル３８により可視像を形成するた
めの高解像度ビデオモニタ４０と、別のケーブル４２に
より可視像をプリントアウトするためのペーパーコピー
プリンタ４４に再伝送される。ポラロイド スクリーン
シュータ−カメラ４５により写真コピーを作ることも
できる。
方から反射された反射光３０は光偏光子３２、拡大レン
に系３３およびロングパスフィルタ３４を経て長波長ビ
デオカメラ３６に入射される。ビデオカメラ３６で受（
５された信号はケーブル３８により可視像を形成するた
めの高解像度ビデオモニタ４０と、別のケーブル４２に
より可視像をプリントアウトするためのペーパーコピー
プリンタ４４に再伝送される。ポラロイド スクリーン
シュータ−カメラ４５により写真コピーを作ることも
できる。
第２図は第１図に示したハロゲン石英ランプまたは白色
光源２５の動作特性を示すグラフ図である。光源２５か
らのエネルギーの光学またはスペクトル放射は８００〜
１６００ｎｍの波長帯におけるその最大スペクトル放射
の百分率として示されている。最大放射は１１０００ｎ
の波長付近で起こる。このような白色光源は市販されて
おり、極めて長い寿命を有し、また、発光ダイオードお
よびレーザよりも低コストである。
光源２５の動作特性を示すグラフ図である。光源２５か
らのエネルギーの光学またはスペクトル放射は８００〜
１６００ｎｍの波長帯におけるその最大スペクトル放射
の百分率として示されている。最大放射は１１０００ｎ
の波長付近で起こる。このような白色光源は市販されて
おり、極めて長い寿命を有し、また、発光ダイオードお
よびレーザよりも低コストである。
第３図は、第１図における保護絶縁ケーブルジャうット
２９を形成する中密度未着色ポリエチレン（ユニオンカ
ーバイド社製９品番ＤＩＩＤＡ１１８４）のサンプルの
光学またはスペクトル透過率の近似特性５２を示すグラ
フ図である。この未着色ポリエチレンジャケット２９は
、鋼管２８およびその内容物（図示されていない）など
のケーブルの内部素子を機械的に保護する。更に、未着
色ポリエチレンジャゲット２９は銅管２８に印加される
超高電圧に対して絶縁性を発揮する。数千ボルトのよう
な電圧は絶縁破壊を起こし、その結果、ケーブルシステ
ムの破壊を起こすほどの高電圧である。
２９を形成する中密度未着色ポリエチレン（ユニオンカ
ーバイド社製９品番ＤＩＩＤＡ１１８４）のサンプルの
光学またはスペクトル透過率の近似特性５２を示すグラ
フ図である。この未着色ポリエチレンジャケット２９は
、鋼管２８およびその内容物（図示されていない）など
のケーブルの内部素子を機械的に保護する。更に、未着
色ポリエチレンジャゲット２９は銅管２８に印加される
超高電圧に対して絶縁性を発揮する。数千ボルトのよう
な電圧は絶縁破壊を起こし、その結果、ケーブルシステ
ムの破壊を起こすほどの高電圧である。
第３図に示されるような未着色ポリエチレンの透過率は
８００〜１６００ｎｍの範囲内の近赤外波長帯における
最大スペクトル透過率の百分率として示される。未着色
ポリエチレンのスペクトル透過率のピークは１１００．
１３００および１５００ｎ論付近に生じる。
８００〜１６００ｎｍの範囲内の近赤外波長帯における
最大スペクトル透過率の百分率として示される。未着色
ポリエチレンのスペクトル透過率のピークは１１００．
１３００および１５００ｎ論付近に生じる。
第４図は、第１図のロングパスフィルタ３２の光学また
はスペクトル透過率特性を示す。フィルタ３２のスペク
トル透過率は８００〜１８００ｎｍの範囲内の近赤外波
長帯における最大スペクトル透過率の百分率として示さ
れる。このフィルタ３２は検査用の近赤外波長を主に残
し、可視光波長を除去するように選択される。図示され
ているように、スペクトル透過率は９００ｎｓで急速に
上昇し始め、そして、約１１０Ｏｎ＋ｓ付近の屈曲部ま
で上昇し続ける。その後、１６００ｎｍ以下の長波長部
分については横ばい状態になる。
はスペクトル透過率特性を示す。フィルタ３２のスペク
トル透過率は８００〜１８００ｎｍの範囲内の近赤外波
長帯における最大スペクトル透過率の百分率として示さ
れる。このフィルタ３２は検査用の近赤外波長を主に残
し、可視光波長を除去するように選択される。図示され
ているように、スペクトル透過率は９００ｎｓで急速に
上昇し始め、そして、約１１０Ｏｎ＋ｓ付近の屈曲部ま
で上昇し続ける。その後、１６００ｎｍ以下の長波長部
分については横ばい状態になる。
第５図は様々な赤外線感応性電子ビデオカメラ装置の３
本の正規化スペクトル応答特性曲線６０゜６２および６
４を示す。応答曲線は各個のビデオカメラについて正規
化されている。特性曲線６０は速応答性ＣＣＤビデオ撮
像カメラのスペクトル応答を示す。このような速応答性
ＣＣＤビデオ撮像カメラはオンライン製造工程検査シス
テムおよび第１図のう−プル２０に最高品質のポリエチ
レンジャケット２９を被着する押出制御システムで使用
されている。このカメラは長いケーブルを迅速に検査し
、−層入念に＠杏すべき箇所を明らかにすることができ
る。第５図の特性曲線６２は靜正検査ステージａンで使
用されている遅応答性ビデオカメラを示す曲線である。
本の正規化スペクトル応答特性曲線６０゜６２および６
４を示す。応答曲線は各個のビデオカメラについて正規
化されている。特性曲線６０は速応答性ＣＣＤビデオ撮
像カメラのスペクトル応答を示す。このような速応答性
ＣＣＤビデオ撮像カメラはオンライン製造工程検査シス
テムおよび第１図のう−プル２０に最高品質のポリエチ
レンジャケット２９を被着する押出制御システムで使用
されている。このカメラは長いケーブルを迅速に検査し
、−層入念に＠杏すべき箇所を明らかにすることができ
る。第５図の特性曲線６２は靜正検査ステージａンで使
用されている遅応答性ビデオカメラを示す曲線である。
このような静止検査は一層人念に検査する必要のあるケ
ーブルの箇所の高解像度画像をもたらす。最後の曲線６
４は試験的な開発目的に使用される長波長ビデオカメラ
のスペクトル応答特性曲線である。このカメラは、カメ
ラ内に特別な特徴を何するので、極めてゆっくりとした
応答時間を必要とするが、最も高い解像度の画像をもた
らす。曲線６０．６２および６４は８００〜１８００ｒ
＋ａ＋の範囲内の近赤外波長帯における正規化スペクト
ル応答として示されている。
ーブルの箇所の高解像度画像をもたらす。最後の曲線６
４は試験的な開発目的に使用される長波長ビデオカメラ
のスペクトル応答特性曲線である。このカメラは、カメ
ラ内に特別な特徴を何するので、極めてゆっくりとした
応答時間を必要とするが、最も高い解像度の画像をもた
らす。曲線６０．６２および６４は８００〜１８００ｒ
＋ａ＋の範囲内の近赤外波長帯における正規化スペクト
ル応答として示されている。
光測光子３３および拡大レンズ系３４は次のような光学
効果のために挿入されている。光測光子３３はケーブル
表面からビデオカメラ３６への反１４量を低Ｆさせ、そ
れにより、ポリエチレンジャケット２９の内部を明瞭に
見ることができる。拡大レンズ系３４は画像を拡大し、
それにより、ポリエチレンジャケット２９内の極く小さ
な欠陥も検出することができる。
効果のために挿入されている。光測光子３３はケーブル
表面からビデオカメラ３６への反１４量を低Ｆさせ、そ
れにより、ポリエチレンジャケット２９の内部を明瞭に
見ることができる。拡大レンズ系３４は画像を拡大し、
それにより、ポリエチレンジャケット２９内の極く小さ
な欠陥も検出することができる。
未着色ポリエチレンの内部を光学的に検査ｒる通常の近
赤外波長帯で効率的な光学またはスペクトル特性を何す
る市販の装置があることが発見された。第２図、第３図
、第４図および第５図の曲線は８００ｎｍ−１８００ｎ
ｉｒの範囲内に限定されているが、少なくとも２４００
ａｍ以下のその他の波長も有用である。全ての部品は容
易に入手でき、これらを結合し、ポリエチレン中に存在
する欠陥の明瞭な画像またはポリエチレンが存在しない
部分の明瞭な画像を形成する好都合な装置に組み立てる
ことができる。特に、第２図に示されているように、第
１図のハロゲン石英光源２５は１ｌ１００ｎの波長を有
する光波についてほぼ最大のスペクトル放射を発生する
。第１図の未着色ポリエチレンジャケット２９およびフ
ィルタ３２は、第３図および第４図に比較的詳細に示さ
れているように、１ｌｏｏｎ閣の波長を透過する。これ
ら３種類のビデオカメラは全て１０００〜１ｌ１００ｎ
の範囲内の波長帯の波長に対して中し分な（応答する。
赤外波長帯で効率的な光学またはスペクトル特性を何す
る市販の装置があることが発見された。第２図、第３図
、第４図および第５図の曲線は８００ｎｍ−１８００ｎ
ｉｒの範囲内に限定されているが、少なくとも２４００
ａｍ以下のその他の波長も有用である。全ての部品は容
易に入手でき、これらを結合し、ポリエチレン中に存在
する欠陥の明瞭な画像またはポリエチレンが存在しない
部分の明瞭な画像を形成する好都合な装置に組み立てる
ことができる。特に、第２図に示されているように、第
１図のハロゲン石英光源２５は１ｌ１００ｎの波長を有
する光波についてほぼ最大のスペクトル放射を発生する
。第１図の未着色ポリエチレンジャケット２９およびフ
ィルタ３２は、第３図および第４図に比較的詳細に示さ
れているように、１ｌｏｏｎ閣の波長を透過する。これ
ら３種類のビデオカメラは全て１０００〜１ｌ１００ｎ
の範囲内の波長帯の波長に対して中し分な（応答する。
長波長カメラに関する特性曲線６２および６４の両方と
も８００〜１２００ｎ■の範囲内の近赤外波長帯の全域
を通して極めて高レベルで推移する。
も８００〜１２００ｎ■の範囲内の近赤外波長帯の全域
を通して極めて高レベルで推移する。
実際、未着色ポリエチレンのスペクトル透過特性は、６
００〜２４０ｎｍの近赤外波長範囲内の全域で最適な特
性を有するその他のシステム部品を選択使用することを
可能にする。
００〜２４０ｎｍの近赤外波長範囲内の全域で最適な特
性を有するその他のシステム部品を選択使用することを
可能にする。
第２図〜第５図の様々な特性曲線の好都合な部分の偶然
の波長整合の結果として、−層低コストなＭ査システム
を設計した。このシステムでは、明瞭で極めて正確なビ
デオ画像を形成する。この画像はビデオモニタ４０のス
クリーンに表示することができ、プリンタ４４からペー
パーコピーとしてプリントアウトすることができ、また
は、スクリーンシュータ−を用いて写真にとることもで
きる。
の波長整合の結果として、−層低コストなＭ査システム
を設計した。このシステムでは、明瞭で極めて正確なビ
デオ画像を形成する。この画像はビデオモニタ４０のス
クリーンに表示することができ、プリンタ４４からペー
パーコピーとしてプリントアウトすることができ、また
は、スクリーンシュータ−を用いて写真にとることもで
きる。
第６図を参照りる。ここには、第１図の検査システムに
より形成されるような、無欠陥ケーブル。
より形成されるような、無欠陥ケーブル。
の明瞭な画像に一例が示されている。第６図には重置な
３種類の領域がある。黒点部分７０はケーブルの未着色
ポリエチレンジャケット７２を取り巻く空気の像である
。画像のこの領域７０は、空気からカメラに光が全く反
射されないので、暗灰色である。ジャケット７２は入射
光を若Ｔ反射する未着色ポリエチレンから生じる明灰色
をしている。中間的な灰色部分はケーブルの中心に存在
する銅管７４の不透明表面を示す。銅７４の部分は、入
射光が銅の表面で若干反射されるので、中間的な灰色を
示す。第６図において、画像は領域７０゜７２および７
４の何れも均質である。
３種類の領域がある。黒点部分７０はケーブルの未着色
ポリエチレンジャケット７２を取り巻く空気の像である
。画像のこの領域７０は、空気からカメラに光が全く反
射されないので、暗灰色である。ジャケット７２は入射
光を若Ｔ反射する未着色ポリエチレンから生じる明灰色
をしている。中間的な灰色部分はケーブルの中心に存在
する銅管７４の不透明表面を示す。銅７４の部分は、入
射光が銅の表面で若干反射されるので、中間的な灰色を
示す。第６図において、画像は領域７０゜７２および７
４の何れも均質である。
第７図は欠陥に関する別の情報を示していること以外は
第６図の画像と同様な画像を示す。第１図の光源２５は
ケーブル２０の片側を照射しているので、一部分の光は
ケーブルの表面に衝突すると、その表面から反射される
。前記に述べたように、光源の一部の波長はポリエチレ
ン中に進入し、そして、ポリエチレンを透過する。この
ような光はポリエチレン中の欠陥の表面で反射される。
第６図の画像と同様な画像を示す。第１図の光源２５は
ケーブル２０の片側を照射しているので、一部分の光は
ケーブルの表面に衝突すると、その表面から反射される
。前記に述べたように、光源の一部の波長はポリエチレ
ン中に進入し、そして、ポリエチレンを透過する。この
ような光はポリエチレン中の欠陥の表面で反射される。
第７図において、未着色ポリエチレン７２の中間部にト
ラップされたボイドまたは気泡７５からの反射画像が示
されている。更に、銅管７４の表面と第１図のカメラ３
６との間で未着色ポリエチレン中にトラップされたその
他の気泡７６の反射画像も示されている。また、第７図
には、第１図のカメラ３８から銅管７４の若干後ろの未
着色ポリエチレン中にトラップされた気泡７８の反射画
像も示されている。第７図には示されていないが、含有
物、汚染物質、核、ポリエチレンの塊および炭化ポリエ
チレンの片のようなその他の欠陥も第１図のカメラ３６
により形成された画像として示される。塊および核、は
画像中のそのジオメトリ−により消去することもできる
。その他の列挙した欠陥は暗点として表示される。反射
画像の分解能は、ビデオモニタ４０のスクリーン、プリ
ンタ４４からプリントアウトされた紙または第１図の検
査システムからの写１°〔の何れかの形の［１視観察に
より極く小さな欠陥も容易に検出されるほど良好である
。
ラップされたボイドまたは気泡７５からの反射画像が示
されている。更に、銅管７４の表面と第１図のカメラ３
６との間で未着色ポリエチレン中にトラップされたその
他の気泡７６の反射画像も示されている。また、第７図
には、第１図のカメラ３８から銅管７４の若干後ろの未
着色ポリエチレン中にトラップされた気泡７８の反射画
像も示されている。第７図には示されていないが、含有
物、汚染物質、核、ポリエチレンの塊および炭化ポリエ
チレンの片のようなその他の欠陥も第１図のカメラ３６
により形成された画像として示される。塊および核、は
画像中のそのジオメトリ−により消去することもできる
。その他の列挙した欠陥は暗点として表示される。反射
画像の分解能は、ビデオモニタ４０のスクリーン、プリ
ンタ４４からプリントアウトされた紙または第１図の検
査システムからの写１°〔の何れかの形の［１視観察に
より極く小さな欠陥も容易に検出されるほど良好である
。
１）；Ｉ記のような検査システムはケーブルのサンプル
を静止的に検査する目的にも、あるいは、ケーブルの製
造ラインに沿っ゛Ｃ配置された検査ステージ日ンをウー
ブルが通過する際か、または、一方のケーブルリールま
たはパンから他方のリールまたはパンにケーブルが移動
されている際に、ケーブルの未着色ポリエチレンジャケ
ットを連続的に検査する目的にも使用できる。
を静止的に検査する目的にも、あるいは、ケーブルの製
造ラインに沿っ゛Ｃ配置された検査ステージ日ンをウー
ブルが通過する際か、または、一方のケーブルリールま
たはパンから他方のリールまたはパンにケーブルが移動
されている際に、ケーブルの未着色ポリエチレンジャケ
ットを連続的に検査する目的にも使用できる。
第８図は本発明により構成された別の検査システムのＷ
ｆｆ図である。ケーブル２０、光信光子３２、拡大レン
ズ系３３、ロングパスフィルタ３４およびビデオカメラ
３６は第１図の集成装置におけるこれら部品の配置と同
様に配置されている。
ｆｆ図である。ケーブル２０、光信光子３２、拡大レン
ズ系３３、ロングパスフィルタ３４およびビデオカメラ
３６は第１図の集成装置におけるこれら部品の配置と同
様に配置されている。
しかし、ハロゲン石英白色光源８５はケーブルシャケブ
トを通して光信光γ３２、拡大レンズ３８、ロングパス
フィルタ３４およびビデオカメラ３６に光を直接照射す
るように配置されている。ビデオカメラ３６に衝突する
光は光源８５から直接入射するので、第１図の集成装置
におけるビデオカメラ３６に到達する光よりも遥かに明
るい。第８図の集成装置の場合、カメラ虹彩に対する特
別なフィルタまたは調整が必要である。
トを通して光信光γ３２、拡大レンズ３８、ロングパス
フィルタ３４およびビデオカメラ３６に光を直接照射す
るように配置されている。ビデオカメラ３６に衝突する
光は光源８５から直接入射するので、第１図の集成装置
におけるビデオカメラ３６に到達する光よりも遥かに明
るい。第８図の集成装置の場合、カメラ虹彩に対する特
別なフィルタまたは調整が必要である。
第９図および第１０図に示されるように、第８図のビデ
オカメラ３６により形成された画像は第１図の検査シス
テムにより形成された画像と若王異なる。
オカメラ３６により形成された画像は第１図の検査シス
テムにより形成された画像と若王異なる。
第９図は第８図の直接光源集成装置により生成された、
ケーブルの無欠陥部分の画像を示す。第９図において、
空気９０の領域は、光が光源８５がら空気を通してカメ
ラに直接透過されるので、極めて明るい。未着色ポリエ
チレンジャう゛ブト９２の領域は無欠陥領域については
均一・な明灰色である。光は光源８５から未着色ポリエ
チレンを通してビデオカメラに直接透過される。鋼管の
領域９４は、光源８５からの光が不透明銅材料により遮
断されるので、暗灰色の影である。
ケーブルの無欠陥部分の画像を示す。第９図において、
空気９０の領域は、光が光源８５がら空気を通してカメ
ラに直接透過されるので、極めて明るい。未着色ポリエ
チレンジャう゛ブト９２の領域は無欠陥領域については
均一・な明灰色である。光は光源８５から未着色ポリエ
チレンを通してビデオカメラに直接透過される。鋼管の
領域９４は、光源８５からの光が不透明銅材料により遮
断されるので、暗灰色の影である。
第１０図には、欠陥を有するケーブルの断片の直接光画
像が示されている。このケーブルは空気９０により取り
囲まれている。鋼は不透明なので、銅９４の何れの側の
欠陥もカメラで目視することはできない。鋼管の影はこ
のような欠陥を全て）夏い隠してしまう。未着色ポリエ
チレンジャケット９２中に存在するその他の欠陥９６は
容易に検出される。このような位置では、適当な波長の
光はジャケットを通して欠陥およびカメラまで照射する
。このような欠陥は、第８図のカメラ３６により形成さ
れる場合、第１Ｏ図の画像のように［１視できる。
像が示されている。このケーブルは空気９０により取り
囲まれている。鋼は不透明なので、銅９４の何れの側の
欠陥もカメラで目視することはできない。鋼管の影はこ
のような欠陥を全て）夏い隠してしまう。未着色ポリエ
チレンジャケット９２中に存在するその他の欠陥９６は
容易に検出される。このような位置では、適当な波長の
光はジャケットを通して欠陥およびカメラまで照射する
。このような欠陥は、第８図のカメラ３６により形成さ
れる場合、第１Ｏ図の画像のように［１視できる。
第１１図は未着色ポリエチレンジャケットで被覆された
移動中のケーブル１０５を動的に検査するための近赤外
光検査システム１００の概要図である。第１図の検査装
置の部品と同様なシステム１００の部品には同じ符シｆ
が付けられている。第１１図のケーブル１０５が左から
右へ移動するにつれて、１個以上の光源２５とカメラ３
６を汀する光検出ステージーン１１０を通過する。２個
以七の光源とカメラは、ケーブルが検出ステーション１
１０を通過する際に、未着色ポリエチレンの内部を全部
観察ｒるのにａ用である。互いに１２０°の角度からケ
ーブルを観察するように配置された３個の光源とカメラ
は、ケーブルジャケットの内部全部を観察することがで
きる。
移動中のケーブル１０５を動的に検査するための近赤外
光検査システム１００の概要図である。第１図の検査装
置の部品と同様なシステム１００の部品には同じ符シｆ
が付けられている。第１１図のケーブル１０５が左から
右へ移動するにつれて、１個以上の光源２５とカメラ３
６を汀する光検出ステージーン１１０を通過する。２個
以七の光源とカメラは、ケーブルが検出ステーション１
１０を通過する際に、未着色ポリエチレンの内部を全部
観察ｒるのにａ用である。互いに１２０°の角度からケ
ーブルを観察するように配置された３個の光源とカメラ
は、ケーブルジャケットの内部全部を観察することがで
きる。
各ビデオカメラ３６は動作検出回路１１２を具備する。
動作検出回路１１２はう−プルが検査ステーション１１
０を通過する際に、ケーブルジャケット中に欠陥が存在
するか否か決定する。スクリーン上に画像として表示さ
れた欠陥は、関連カメラ３６から付随動作検出回路１１
２に伝送された信号に変動を生じる。
０を通過する際に、ケーブルジャケット中に欠陥が存在
するか否か決定する。スクリーン上に画像として表示さ
れた欠陥は、関連カメラ３６から付随動作検出回路１１
２に伝送された信号に変動を生じる。
第１２図は第１１図のビデオカメラ３６のうちの一つに
より発生されたビデオ信号の大きさをアナログ表示した
波形図である。ビデオカメラが無欠陥ポリエチレンジャ
ケットおよび鋼管を有するケーブルの均一な灰色部分を
走査している間は、ビデオ信すの大きさは・定である。
より発生されたビデオ信号の大きさをアナログ表示した
波形図である。ビデオカメラが無欠陥ポリエチレンジャ
ケットおよび鋼管を有するケーブルの均一な灰色部分を
走査している間は、ビデオ信すの大きさは・定である。
未青色ポリエチレン中に欠陥が発生すると、様々なピー
ク８２で示されるように、ビデオ信号の大きさが変化す
る。動作検出回路１１２はこのようなビデオ信号の変動
を検出りる。リード線１１５は、ポリエチレンジャケッ
トが欠陥を含有し、そして、検査で落とされる時に、動
作検出回路１１２で発生された信号を伝送する。
ク８２で示されるように、ビデオ信号の大きさが変化す
る。動作検出回路１１２はこのようなビデオ信号の変動
を検出りる。リード線１１５は、ポリエチレンジャケッ
トが欠陥を含有し、そして、検査で落とされる時に、動
作検出回路１１２で発生された信号を伝送する。
タイマーおよび制御回路１１６はリード線１１５からの
信号に応答し、ポリエチレンジャラット中の欠陥の存在
を示す時間遅延４５号を発生する。
信号に応答し、ポリエチレンジャラット中の欠陥の存在
を示す時間遅延４５号を発生する。
遅延時間はケーブルの速度および検出ステーション１１
０と記録検査ステーション１２０の間の距離により決定
される。時間および制御回路１１６からの時間遅延信号
は、ケーブルの欠陥部分が記録検査ステーション１２０
により検査するために配置された時に、発生するように
指定されている。
０と記録検査ステーション１２０の間の距離により決定
される。時間および制御回路１１６からの時間遅延信号
は、ケーブルの欠陥部分が記録検査ステーション１２０
により検査するために配置された時に、発生するように
指定されている。
記録検査ステーションの光源およびカメラの光学的構成
は検出ステーション１１０のものと同様である。記録検
査ステージジン１２０では、欠陥を検出する代わりに、
ポリエチレンジャケットの欠陥部分の画像を示すビデオ
信号をケーブル１２２によりカッド結合系１２４からビ
デオ記録系１２６に伝送する。カッド結合系１２４は４
個以下のビデオカメラ源からの信号をその出力端で４個
のビデオ信号ウィンドウに結合する。この出力信号はビ
デオ記録系１２６またはビデオモニター系（図示されて
いない）の何れか、若しくは、両方に伝達される。ケー
ブルの欠陥部分の画像を示すビデオデータは＋ｉＪ視ス
ペクトルビデオカメラ１２８の出力と一緒に電気的に記
録される。ビデオカメラ１２８はデイスプレーバネル１
３０から様々な情報を集める。このような情報は例えば
、ケーブルの速度、文書で証明されたケーブル領域の位
置、ケーブル同定番号などである。ビデオ記録から、画
像はビデオモニタまたは紙打ち出しあるいは写真の何れ
かの形で形成される。
は検出ステーション１１０のものと同様である。記録検
査ステージジン１２０では、欠陥を検出する代わりに、
ポリエチレンジャケットの欠陥部分の画像を示すビデオ
信号をケーブル１２２によりカッド結合系１２４からビ
デオ記録系１２６に伝送する。カッド結合系１２４は４
個以下のビデオカメラ源からの信号をその出力端で４個
のビデオ信号ウィンドウに結合する。この出力信号はビ
デオ記録系１２６またはビデオモニター系（図示されて
いない）の何れか、若しくは、両方に伝達される。ケー
ブルの欠陥部分の画像を示すビデオデータは＋ｉＪ視ス
ペクトルビデオカメラ１２８の出力と一緒に電気的に記
録される。ビデオカメラ１２８はデイスプレーバネル１
３０から様々な情報を集める。このような情報は例えば
、ケーブルの速度、文書で証明されたケーブル領域の位
置、ケーブル同定番号などである。ビデオ記録から、画
像はビデオモニタまたは紙打ち出しあるいは写真の何れ
かの形で形成される。
動的検査用の近赤外光検査システム１００は公知の検査
装置よりも幾つかの利点を仔する。本発明のシステム１
００は従来のキャパシタス測定システムにより得られる
データよりも遥かに明確で、しかも、通かに正確な＋ｊ
ｌ査データをもたらす。また、本発明のシステム１００
は、従来の遠赤外検査システムにより得られるデータと
少なくとも同τの明確で、しかも正確な検査データを提
供ｒる。
装置よりも幾つかの利点を仔する。本発明のシステム１
００は従来のキャパシタス測定システムにより得られる
データよりも遥かに明確で、しかも、通かに正確な＋ｊ
ｌ査データをもたらす。また、本発明のシステム１００
は、従来の遠赤外検査システムにより得られるデータと
少なくとも同τの明確で、しかも正確な検査データを提
供ｒる。
改装なことは、本発明のシステムｌＯＯが従来の遠赤外
検査システムよりもとかに安価なことである。操作上で
は、本発明のシステム１００はケーブルに沿った特定の
位置に付随して画像を形成する。これらの画像は目視に
より、あるいは、精密な検査のために何本かのケーブル
の配置を除去する目的のために画像処理の何れかの形で
評価することができる。
検査システムよりもとかに安価なことである。操作上で
は、本発明のシステム１００はケーブルに沿った特定の
位置に付随して画像を形成する。これらの画像は目視に
より、あるいは、精密な検査のために何本かのケーブル
の配置を除去する目的のために画像処理の何れかの形で
評価することができる。
言うまでもなく、前記の構成は全て本発明を単に例証す
るだけのものである。当業行ならば前記以外の構成を工
夫することは可能であり、これらも当然本発明の範囲内
に含まれる。
るだけのものである。当業行ならば前記以外の構成を工
夫することは可能であり、これらも当然本発明の範囲内
に含まれる。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、ポリエチレン外
被ケーブルの完全な検査のための正確で低コストのシス
テムが提供される。
被ケーブルの完全な検査のための正確で低コストのシス
テムが提供される。
第１図は未着色ポリエチレンサンプルの内部を非破壊的
に反射光で検査を行うための検査装置の例のＲ要因であ
る。 第２図はハロゲン６英光源からのスペクトル放射を示す
グラフ図である。 第３図は中密度ポリエチレンのスペクトル透過率を示す
グラフ図である。 第４図は光フィルタのスペクトル透過率を示すグラフ図
である。 第５図は３種類のカメラの正規化スペクトル透過率を示
すグラフ図である。 第６図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの反射検査画像である。 第７図は傷または欠陥を有する未着色ポリエチレンで被
覆されたケーブルのサンプルの反射検査画像である。 第８図は未青色ポリエチレンジャケットの内部を通過し
て透過により非破壊的に直接光で検査を行うための検査
装置の−・例のＷ１要図である。 第９図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの直接検査画像である。 第１０図は欠陥を有する未着色ポリエチレンで被覆され
たケーブルのサンプルの直接検査ｍＲである。 第１１図は連続的に移動しているケーブルの未着色ポリ
エチレンシャケ°−／ トの内部を連続的に非破壊的に
反射検査するための装置の概要図である。 第１２図は欠陥を含有す名木着色ポリエチレンの部分に
対する第１１図の装置の応答具合を示すグラフ図である
。 出願人：アメリカン テレフォン アンドΔ汽 ＦＩＧ、２ １０００ １２００ １４００
ノθ００流長（ｎｍ） ＦＩＯ，３ １０００１２００ノ４００ ｌθ００５Ｌ長（ｎｍ
） ＦＩＧ、４ １イ００ Ｉθ００ ＦＩｏ、５ 成長（ｎｍ） Ｉθ００ ＦＴｏ、８ ＦＩｏ、９ １”ｌＧ、ｌｏ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、＋２
に反射光で検査を行うための検査装置の例のＲ要因であ
る。 第２図はハロゲン６英光源からのスペクトル放射を示す
グラフ図である。 第３図は中密度ポリエチレンのスペクトル透過率を示す
グラフ図である。 第４図は光フィルタのスペクトル透過率を示すグラフ図
である。 第５図は３種類のカメラの正規化スペクトル透過率を示
すグラフ図である。 第６図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの反射検査画像である。 第７図は傷または欠陥を有する未着色ポリエチレンで被
覆されたケーブルのサンプルの反射検査画像である。 第８図は未青色ポリエチレンジャケットの内部を通過し
て透過により非破壊的に直接光で検査を行うための検査
装置の−・例のＷ１要図である。 第９図は無欠陥未着色ポリエチレンで被覆されたケーブ
ルのサンプルの直接検査画像である。 第１０図は欠陥を有する未着色ポリエチレンで被覆され
たケーブルのサンプルの直接検査ｍＲである。 第１１図は連続的に移動しているケーブルの未着色ポリ
エチレンシャケ°−／ トの内部を連続的に非破壊的に
反射検査するための装置の概要図である。 第１２図は欠陥を含有す名木着色ポリエチレンの部分に
対する第１１図の装置の応答具合を示すグラフ図である
。 出願人：アメリカン テレフォン アンドΔ汽 ＦＩＧ、２ １０００ １２００ １４００
ノθ００流長（ｎｍ） ＦＩＯ，３ １０００１２００ノ４００ ｌθ００５Ｌ長（ｎｍ
） ＦＩＧ、４ １イ００ Ｉθ００ ＦＩｏ、５ 成長（ｎｍ） Ｉθ００ ＦＴｏ、８ ＦＩｏ、９ １”ｌＧ、ｌｏ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、＋２
Claims (20)
- （１）近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラ；欠陥
を内包するポリエチレンサンプル；およびポリエチレン
サンプルの少なくとも一部分を透過して該ポリエチレン
サンプルおよび該サンプルに内包される欠陥に関するデ
ータを収集するカメラに入射する電気光学ビームを発生
する手段；とからなるポリエチレンサンプル検査装置。 - （２）収集されたデータを欠陥内包ポリエチレンサンプ
ルを表示する目視画像に変換するための、カメラに結合
された手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の
サンプル検査装置。 - （３）カメラは電子ムービーカメラであり；ポリエチレ
ンサンプルは未着色ポリエチレンからなり；また、 ビーム発生手段は近赤外光の範囲内の波長を有する電気
光学ビームを発生する； ことを特徴とする請求項２記載のサンプル検査装置。 - （４）サンプルは、カメラおよび電気光学ビームの波長
範囲と共通の波長範囲内で高スペクトル透過率を有する
スペクトル透過率特性曲線を有することを特徴とする請
求項１記載のサンプル検査装置。 - （５）共通波長範囲が約６００ｎｍ〜２４００ｎｍの間
であることを特徴とする請求項４記載のサンプル検査装
置。 - （６）カメラに対してサンプルを移動させる手段；およ
び、 サンプルがカメラに対して移動されるにつれて、収集デ
ータ中の相違を検出するための、カメラに結合された手
段； を更に含むことを特徴とする請求項１記載のサンプル検
査装置。 - （７）近赤外光の範囲内の波長に応答するカメラ；傷を
有するポリエチレンサンプル；および、ポリエチレンサ
ンプル中を透過し、そして、傷で反射されて、サンプル
および傷に関するデータを収集するカメラに入射される
近赤外波長を含む光ビームを発生するための手段； からなるポリエチレンサンプル検査装置。 - （８）収集されたデータを、ポリエチレンサンプルおよ
び傷を表示する目視画像に変換するための、カメラに結
合された手段を更に含むことを特徴とする請求項７記載
のサンプル検査装置。 - （９）近赤外波長を含む光ビームをポリエチレンサンプ
ルの少なくとも一部分を透過させて、近赤外波長の範囲
内の光波に応答するビデオカメラに入射させ； ポリエチレンサンプルから透出した光ビームから、ポリ
エチレンサンプル中の傷の兆候を含むデータをビデオカ
メラにより検出し；そして、検出データをポリエチレン
サンプルと傷の目視画像に変換する； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - （１０）ビデオカメラに対してポリエチレンサンプルを
移動させ、ポリエチレンサンプルの異なる箇所を連続的
に光ビームに暴露する工程を更に含むことを特徴とする
請求項９記載の検査方法。 - （１１）近赤外光ビームをポリエチレンサンプル中を透
過させて近赤外光の範囲内の波長に応答するビデオカメ
ラに入射させ；そして、 該ポリエチレンサンプルから透出した光ビームから、ポ
リエチレンサンプルの無傷の部分を示す比較的均一な値
と、ポリエチレンサンプル中の傷を示す値の変動とを含
むデータを収集する；工程からなるポリエチレンサンプ
ル検査方法。 - （１２）収集データをポリエチレンサンプルと傷の目視
画像に変換する工程を更に含むことを特徴とする請求項
１１記載の検査方法。 - （１３）ビデオカメラに対してポリエチレンサンプルを
移動させ、ポリエチレンサンプルの異なる箇所を連続的
に光ビームに暴露し；そして、 傷の位置を示すデータの値の変動を検出する工程を更に
含むことを特徴とする請求項１１記載の検査方法。 - （１４）近赤外波長を含む光ビームをポリエチレンサン
プルの少なくとも一部分を透過させて近赤外波長の範囲
内で動作する光検出器に入射させ；ポリエチレンサンプ
ルから透出した光ビームから、ポリエチレンサンプル中
の傷の兆候を含むデータを検出し；そして、 検出データをポリエチレンサンプルと傷の目視画像に変
換する； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - （１５）ポリエチレンサンプルを移動させ、ポリエチレ
ンサンプルの異なる箇所を連続的に光ビームに暴露する
工程を更に含むことを特徴とする請求項１４記載の検査
方法。 - （１６）近赤外光の波長範囲内で動作する検出器に、ポ
リエチレンサンプルから近赤外光ビームを反射させ；そ
して、 反射された近赤外光ビームから、ポリエチレンサンプル
の無傷の部分を示す比較的均一な値とポリエチレンサン
プル中の傷を示す値の相当な変動を含むデータを収集す
る； 工程からなるポリエチレンサンプル検査方法。 - （１７）収集データをポリエチレンサンプルと傷の目視
画像に変換する工程を更に含むことを特徴とする請求項
１６記載の検査方法。 - （１８）検出器および近赤外光ビームに対してポリエチ
レンサンプルを移動させ、ポリエチレンサンプルの異な
る箇所を連続的に近赤外光ビームに暴露し；そして、 傷の位置を決定するために、収集データ中の変動を検出
する工程を更に含むことを特徴とする請求項１６記載の
検査方法。 - （１９）ポリエチレンサンプルに対して検出器および近
赤外光ビームを移動させ、ポリエチレンサンプルの異な
る箇所を連続的に近赤外光ビームに暴露し；そして、 傷の位置を決定するために、収集データ中の変動を検出
する工程を更に含むことを特徴とする請求項１６記載の
検査方法。 - （２０）近赤外光の範囲内の波長に対して応答するカメ
ラ； 欠陥を内包するポリエチレンサンプル；およびポリエチ
レンサンプルおよび該サンプルに内包される欠陥により
反射されて該ポリエチレンサンプルおよび該サンプルに
内包される欠陥に関するデータを収集するカメラに入射
する電気光学ビームを発生する手段； とからなるサンプル検査装置。
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