JPH0614013B2 - 管内面検査装置 - Google Patents

管内面検査装置

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JPH0614013B2
JPH0614013B2 JP61076204A JP7620486A JPH0614013B2 JP H0614013 B2 JPH0614013 B2 JP H0614013B2 JP 61076204 A JP61076204 A JP 61076204A JP 7620486 A JP7620486 A JP 7620486A JP H0614013 B2 JPH0614013 B2 JP H0614013B2
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JP
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borescope
tube
pipe
reflecting mirror
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芳隆 柳沼
要 木田
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば核燃料棒を構成する燃料被覆管など
の長尺小径管の内面の傷等を検査する際に用いられる管
内面検査装置に関する。
「従来の技術」 例えば、発電用原子炉の1種であるPWR(加圧水型原
子炉)の炉心内部に収納される原子炉用核燃料棒は、内
部に複数個の燃料ペレットが充填される燃料被覆管と、
この燃料被覆管内部に挿入されて燃料ペレットを押さえ
るコイルバネと、燃料被覆管の両端部を閉塞する端栓と
を主体に構成されている。
上記燃料被覆管は内径が9mm程度の長尺小径管によって
構成されているが、この種の長尺小径管の内面を視覚的
に検査する方法としては、従来第4図に示すような側視
型のボアスコープ(管視鏡)が用いられていた。このボ
アスコープは内部に像伝達路1とライトガイド2が設け
られたステンレスチューブ3と、このステンレスチュー
ブ3の先端側に設けられ、対物レンズ4及びプリズム5
からなる対物部6と、ステンレスチューブ3の基端側に
設けられ接眼レンズ7が収納された接眼部8と、ライト
ガイド2を介して対物部6に光を供給する光源9とから
構成されている。上記ライトガイド2は光ファイバ束に
よって構成されており、その一端はステンレスチューブ
3の内周面に沿って対物部6に達し、他端部は接眼部8
の照明光導入部8aから引き出されて光源9に光学的に
接続されている。また、像伝達路1は光ファイバ束又は
複数個のレンズの組み合わせによって構成されている。
このような側視型のボアスコープを用いて管内面の検査
を行う場合は、まず、対物部6を検査すべき管、つまり
被検査管10内の検査個所まで挿入し、接眼部8に目を
近づけ、ボアスコープ全体を回して対物部6のプリズム
5の方向を検査個所に向ける。この場合、光源9から発
せられた光がライトガイド2に導かれて対物部6に達
し、プリズム5を介して被検査管10の内面の検査個所
に照射され、この検査個所で反射した光がプリズム5及
び対物レンズ4を介して接眼レンズ7に導かれる。これ
により、検査員は接眼レンズ7を通して被検査管10の
内面の傷等を視覚により検査することができる。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した側視型のボアスコープを使用して被
検査管10の内面を全長及び全周に渡って検査する場
合、ボアスコープ全体を回転させつつ対物部6を序々に
挿入していかなければならず、したがって、検査作業が
煩雑であると共に検査に多大な時間を必要とし、作業能
率が極めて悪く、また被検査管10の内面が曲面であ
り、かつ照明光を均一に照射することが難しいため、均
一な明るさの管内面像が得にくいという問題点があっ
た。さらに、側視型ボアスコープはライトガイド2が対
物レンズ4の外側に配置されているため、反射面の角度
と対物レンズ4との幾何学的位置関係によっては、正反
射光が対物レンズ4に入射した際にハレーション現象が
生じてしまうという欠点があった。
そこで、第5図に示すような直視型のボアスコープ12
を用いることが考えられる。このボアスコープ12は、
先端部12aの端面のライトガイド2の端面2aから照
明光が発せられると共に、先端部12aの対物レンズ4
によって被検査管10の内面の全周像を直接取り込む他
は、第4図に示した側視型のボアスコープと同様の構成
となっている。しかしながら、この直視型のボアスコー
プ12を単に用いた場合、ライトガイド2の端面2aか
ら発せられた光が被検査管10の内面に入射する角度が
図に点線で示すように鋭角となるため、被検査管10の
内面から対物レンズ4の方向に向かう光量が少なく、し
たがって被検査管10の内面を検査する場合に充分な光
量が得られず、明瞭な管内面の像が得られないという欠
点があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、被検
査管の内面を検査する際の作業能率の向上が図られると
共に、明瞭な管内面の像が得られる管内面検査装置を提
供することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」 この発明は、管状部材の内部に照明光伝達路と像伝達路
を設けると共に、前記管状部材の先端側の端面に照明光
出力部と像導入部を、前記管状部材の他端側に照明光導
入部と像出力部を設けた直視型のボアスコープと、円錐
状の反射面が形成された反射鏡とを備え、前記像導入部
の視野範囲を前記反射鏡の最大径を越えた範囲に設定す
ると共に、前記ボアスコープの先端部を前記被検査管の
一端側の開口部から挿入し、前記反射鏡を前記被検査管
の他端側の開口部から挿入し、前記反射鏡の反射面と前
記ボアスコープの照明光出力部及び像導入部とを、前記
被検査管の内部で所定距離隔てて対向させ、この対向状
態の前記反射鏡及び前記ボアスコープ、または前記被検
査管を、前記被検査管の軸方向に移動させる移動機構を
設けたことを特徴とする。
「作用」 ボアスコープの先端部の端面の照明光出力部から発せら
れた光は、この先端部の端面から所定距離隔てて対向す
る反射鏡の反射面で反射し、被検査管の内面を全周に渡
って均一な照度で明るく照らす一方、この被検査管の内
面の全周像は反射鏡の反射面で反射してボアスコープの
先端部の端面の像導入部に達するので、被検査管の内面
の像を視覚または工業用テレビカメラで捕らえて検査す
るのに充分な光量が得られ、明瞭な管内面の像が得られ
る。また、この状態で反射鏡及びボアスコープ、または
被検査管をその軸方向に移動することにより、被検査管
の内面を全長及び全周に渡って連続的に、かつ短時間で
検査することができ、検査の作業能率の向上が図られ
る。この場合、反射鏡の反射面とボアスコープの先端部
の端面との間の距離を適宜設定し、また反射鏡を構成す
る円錐状の部材の頂角を適宜な角度とすることにより、
ハレーション現象が生じない明瞭な管内面像が得られ
る。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例の要部の構成を示す図であ
り、第2図(イ)は同実施例の全体構成を示す図である。
第1図において、直視型のボアスコープ12は第5図に
示したものと同様の構成であって、その先端部12aの
端面のライトガイド2の端面2aから照明光が発せら
れ、先端部12aに設けられた対物レンズ4を介して像
が導入されるようになっている。また、ボアスコープ1
2の先端部12aは被検査管10の一端側の開口部10
a(第2図(イ)参照)から挿入されるが、この場合、
ステンレスチューブ3の外周面に設けられ合成樹脂等か
らなるガイド部材13が、被検査管10の内周面に当接
することにより先端部12aが常に被検査管10内の中
心部に保持されるようになっている。
一方、14は被検査管10の内径よりも若干小さな径の
円錐状部材14aと円柱状部材14bをガラスによって
一体に構成し、円錐状部材14aの周面に銀膜等によっ
て反射面14cを形成してなる反射鏡である。この反射
鏡14は円柱状部材14bにはめ込まれたロッド15に
よって支持されており、被検査管10の他側の開口部1
0b(第2図(イ)参照)から挿入されるようになってい
る。また、ロッド15の外周面は合成樹脂等からなるガ
イド部材16が設けられ、このガイド部材16が被検査
管10の内周面に当接することにより反射鏡14が常に
被検査管10内の中心部に保持されるようになってい
る。
ここで、直径7mmのボアスコープ12を用いた場合、反
射鏡の反射面14cの頂部の角度、すなわち円錐状部材
14aの頂角θ(第1図参照)は113度とすることが
望ましい。そして、反射鏡14と対物レンズ4との距離
Lを適宜設定することにより、ハレーション現象が生じ
ない明瞭な管内面像が得られる。
次に、第2図(イ)において、20は図示せぬ管搬送装置
によって送られてきた被検査管10を支持すると共に、
支持した被検査管10を、その軸方向に移動する被検査
管移動装置である。また21は先端部に反射鏡14が取
り付けられたロッド15の基端部を支持すると共に、反
射鏡14を被検査管10内に挿入する反射鏡挿入装置で
あり、反射鏡14がボアスコープ12の先端部12aの
端面と所定距離Lを隔てて対向するまで挿入する。この
状態において、前記反射鏡14の反射面14cが、前記
ボアスコープ12のライトガイドの端面(照明光出力
部)2aおよび対物レンズ(像導入部)4に所定距離を
隔てて対向させられる。22は架台23上に固定された
工業用テレビカメラであり、このテレビカメラ22の撮
像レンズにはボアスコープ12の接眼部8が取り付けら
れている。この接眼部8は第4図に示した側視型のボア
スコープと同じであり、接眼レンズ7が設けられ、また
光ファィバ束によって構成されたライドガイド2の端部
が照明光導入部8aから引き出されて光源9に光学的に
接続されている。
上記テレビカメラ22の映像出力信号はCRT(陰極線
管)ディスプレイ装置24及び画像処理装置25に各々
供給され、この画像処理装置25による処理結果はプリ
ンタ26によってプリントアウトされるようになってい
る。また、被検査管移動装置20、反射鏡挿入装置21
及び管搬送装置の後述する一連の動作は駆動制御装置2
7によって制御され、この駆動制御装置27から検査開
始と終了のタイミング信号が画像処理装置25に供給さ
れるようになっている。
以上のように構成された一実施例の動作を説明する。
まず、第2図(イ)に示すように、被検査管10が被検査
管移動装置20上にセットされた時点で、反射鏡挿入装
置21が動作を開始し、反射鏡14を矢印R方向へ移
動して、この反射鏡14をボアスコープ12の先端部1
2aの端面と所定距離Lを隔てて対向する位置まで挿入
し、第1図に示す状態とする。この状態で、被検査管移
動装置20が動作を開始し、被検査管10を第2図(ロ)
に示す矢印R方向へ移動する。
ここで、ボアスコープ12の先端部12aのライトガイ
ド2の端面2aから発せられた光は、反射鏡14の反射
面14cで反射し、被検査管10の内面を全周に渡って
明るく照らす。また被検査管10の内面の全周像は反射
鏡14の反射面14cで反射してボアスコープ12の先
端部12aの対物レンズ4に達し、接眼レンズ7を介し
てテレビカメラ22で捕らえられる。この場合、テレビ
カメラ22で捕らえられた映像は第3図に示す通りであ
る。この図において、中央のAで示す領域は、反射面
14cで反射されて対物レンズ4に取り込まれた被検査
管10の内面の全周像を示し、外側のAで示す領域
は、対物レンズ4に直接取り込まれた被検査管10の内
面の全周像を示している。このように、被検査管10の
内面に直角に近い視角による管内面像と、鋭角な視角に
よる管内面像の2種類の像が得られる。
この状態で被検査管10が矢印R方向へ移動すること
により、ボアスコープ12によって被検査管10の内面
の全周像が全長に渡って連続的に外部に取り出され、テ
レビカメラ22で捕らえられる。このテレビカメラ22
で捕らえた内面の像はCRTディスプレイ装置24によ
ってリアルタイムに映し出されると共に、画像処理装置
25によって処理され、被検査管10の内面に傷等の損
傷が生じているか否かが自動的に判別される。これによ
り、検査員はCRTディスプレイ装置24を目視観察す
ることにより、被検査管10の内面の損傷の有無を検査
する。また画像処理装置25の処理結果、すなわち損傷
の有無等に関する検査データはプリンタ26によってプ
リントアウトされる。
次に、被検査管10の内面の検査が終了すると、反射鏡
挿入装置21が反射鏡14を第2図(ハ)に示す矢印L
方向へ移動させて被検査管10から引き抜き、これと同
時に管移動装置20が被検査管10を矢印L方向へ移
動させて、第2図(イ)に示す初期位置まで戻す。次い
で、管搬送装置によって、被検査管10が次のものに取
り替えられ、再び管内面検査が開始される。
なお、上述した一実施例においては、ボアスコープ12
を固定し、反射鏡14を被検査管10の内部に挿入する
ようにしたが、これと逆に反射鏡14を固定し、ボアス
コープ12の先端部12aを挿入するように構成しても
構わない。
次に、上述した一実施例の変形例について説明する。第
6図は被検査管10を固定した状態で、反射鏡14及び
ボアスコープ12を所定距離L隔てて移動するようにし
た場合の構成を示す図である。この図において、30は
先端に反射鏡14が取り付けられたロッド15を矢印A
方向へ移動するロッド駆動部、31および32はボアス
コープ12および反射鏡14を被検査管10の両端10
aおよび10bの開口部に案内するための挿入位置決め
部、33は被検査管10を固定する管固定部、34はボ
アスコープ12を矢印B方向へ移動するボアスコープ移
動部、35はボアスコープ12を支持する支持部であ
る。また、36はディスプレイ装置24に接続されたビ
デオテープレコーダ、37は操作盤である。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、直視型のボア
スコープと、円錐状の反射面が形成された反射鏡とを備
え、前記像導入部の視野範囲を前記反射鏡の最大径を越
えた範囲に設定すると共に、前記ボアスコープの先端部
を前記被検査管の一端側の開口部から挿入し、前記反射
鏡を前記被検査管の他端側の開口部から挿入し、前記反
射鏡の反射面と前記ボアスコープの照明光出力部及び像
導入部とを、前記被検査管の内部で所定距離隔てて対向
させ、この対向状態の前記反射鏡及び前記ボアスコー
プ、または前記被検査管を、前記被検査管の軸方向に移
動させる移動機構を設けたので、ボアスコープの先端部
の端面から発せられた光が対向する反射鏡の反射面で反
射し、被検査管の内面が全周に渡って明るく照らされ
る。またこの被検査管の内面の全周像が反射鏡の反射面
で反射してボアスコープの先端部の端面の像導入部に達
し、さらに像出力部に導かれ、これにより、管内面に直
角に近い視角による管内面像と、鋭角な視角による管内
面像の2種類の明瞭な像が得られ、この2種類の明瞭な
像により詳しい検査をおこなうことができ、さらにこの
状態で反射鏡及びボアスコープ、または被検査管をその
軸方向に移動することにより、被検査管の内面の傷等の
損傷の有無を、被検査管の全長及び全周に渡って連続的
にかつ短時間で検査することができ、検査の作業能率の
向上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の要部の構成を示す一部切
欠正面図、第2図(イ)〜(ハ)は同実施例の全体構成及び動
作を説明するための正面図、第3図は同実施例において
得られる管内面の全周像を説明するため図、第4図は従
来の側視型のボアスコープの構成を示す正断面図、第5
図は従来の直視型のボアスコープの構成を示す正断面図
である、第6図はこの発明の一実施例の変形例の構成を
示す正面図。 1……像伝達路、2……ライトガイド(照明光伝達
路)、2a……端面(照明光出力部)、3……ステンレ
スチューブ(管状部材)、4……対物レンズ(像導入
部)、10……被検査管、10a……一端、10b……
他端、12……直視型のボアスコープ、12a……先端
部、13……ガイド部材、14……反射鏡、14a……
円錘状部材、14b……円柱状部材、14c……反射
面、15……ロッド、16……ガイド部材、20……被
検出管移動装置、21……反射鏡移動装置、22……工
業用テレビカメラ、24……CRTディスプレイ装置、
25……画像処理装置、27……駆動制御装置、L……
所定距離。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−90952(JP,A) 特開 昭57−108644(JP,A) 特開 昭57−211114(JP,A) 実開 昭58−98608(JP,U) 実公 昭45−17758(JP,Y1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検査管の内面を検査する管内面検査装置
    において、管状部材の内部に照明光伝達路と像伝達路を
    設けると共に、前記管状部材の先端側の端面に照明光出
    力部と像導入部を、前記管状部材の他端側に照明光導入
    部と像出力部を設けた直視型のボアスコープと、円錐状
    の反射面が形成された反射鏡とを備え、前記像導入部の
    視野範囲を前記反射鏡の最大径を越えた範囲に設定する
    と共に、前記ボアスコープの先端部を前記被検査管の一
    端側の開口部から挿入し、前記反射鏡を前記被検査管の
    他端側の開口部から挿入し、前記反射鏡の反射面と前記
    ボアスコープの照明光出力部及び像導入部とを、前記被
    検査管の内部で所定距離隔てて対向させ、この対向状態
    の前記反射鏡及び前記ボアスコープ、または前記被検査
    管を、前記被検査管の軸方向に移動させる移動機構を設
    けたことを特徴とする管内面検査装置。
JP61076204A 1986-04-02 1986-04-02 管内面検査装置 Expired - Lifetime JPH0614013B2 (ja)

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