JPH065616Y2 - 管内面検査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、たとえば、核燃料棒を構成する燃料棒被覆管
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ものである。

［従来の技術］ 上記のような燃料棒被覆管は、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装置として、本出願人は先に特
願昭61-76204号（特開昭62-232544号）に示される装置
を提案している。この装置は、検査対象の管内部に挿入
されるボアスコープと、管内部に他端側から挿入されて
ボアスコープの先端から所定距離隔てて設置される反射
鏡とを備えており、以下簡単にこの装置について説明す
る。

ボアスコープは、先端に、照光部および集像部が設けら
れており、一方の反射鏡は、ボアスコープの照光部から
発せられる光を管内面に向けて反射するとともに、この
反射光により照らし出される管内面の像をボアスコープ
の集像部へ送る円錐面状の反射面を有するものである。

そして、ボアスコープを管の一端から内部に挿入し、一
方、反射鏡はロッドで支持して、その反射面がボアスコ
ープの先端に対向するように管の他端から挿入して、ボ
アスコープの先端と反射鏡との間に所定距離隔てた状態
にする。その状態において、その位置における管内の周
面の像は、反射鏡の反射面からボアスコープの集像部に
達し、ここから外部に接続された映像手段等に送られ
る。したがって、映像手段等により管の内面を観察する
ことができる。また、この状態を保持して管を移動させ
たり、あるいは反射鏡とボアスコープを移動させること
により、管全長に旦って管内面の傷等を検査できるよう
になっている。

しかもこの装置においては、照光部から発せられる光を
反射鏡によって管内面へ向けて反射させ、かつ、管内面
の像を円錐状の反射鏡によって集像部へ送り込むように
していることから、前記照光部から発せられる光の管内
面に対する入射角が鋭角になるとともに光の分散が抑さ
えられ、これによって、管内面における照度が高めら
れ、観察される像の鮮明度が高められる。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のように、ボアスコープの先端と、反射
鏡との間を一定の距離を保持した状態で管を移動させた
り、あるいはボアスコープと反射鏡を移動させるには、
移動の装置および制御が複雑になる。また、反射鏡を支
持するために必要なロッド等の部材は管の長さ分を要す
るので、装置全体が長くなり、大きい設置スペースが必
要であった。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、検査対象の管内部に挿入される装置本体の先端に
設けられ、同先端面から同管軸方向前方に向って照光を
発する照光部と、前記装置本体の先端面と対向し、かつ
同先端面と間隔をおいて配置された円錐面状の反射鏡
と、前記装置本体の先端に設けられ、前記反射鏡の反射
光により照らし出される管内面の像を装置本体の後端側
へ送る集像部とからなる管内面検査装置において、前記
集像部の視野範囲が、前記反射鏡からの管内面の像が送
られると共にこの反射鏡の外周近傍であって管内面を含
む像が直接集像部に送られるように設定されていること
を特徴とする。

［実施例］ 以下、第１図ないし第４図を参照して本考案の一実施例
を説明する。

第１図は、その要部の構成を示す図であり、第４図は全
体の構成を示す図である。

第１図において、符号１で示されるものは内面検査をし
ようとする管、２は直視型のボアスコープ（装置本
体）、３はボアスコープ２の先端に固定された反射鏡４
を有するプリズムである。

ボアスコープ２は、第１図および第２図に示すように、
管１の内径より若干小径のステンレスチューブ５ででき
ており、軸心部には光ファイバ束または複数個のレンズ
の組み合わせによって構成された像伝達路６が形成され
ている。この像伝達路６の先端には、集像レンズ７が設
けられている。この集像レンズ７の視野角は、θで示さ
れる範囲である。また、像伝達路６の外側には円筒状の
ライトガイド８が形成されている。このライトガイド８
は光ファイバ束によって構成されており、その後端は図
示しない光源に光学的に接続され、先端が管１の軸方向
に光源からの光を発する照光部８ａとなっている。

プリズム３は上記ボアスコープ２と同径の円筒体であ
り、一端が上記ボアスコープ２の先端に、ボアスコープ
２と一体となるよう密着して取り付けられている。

したがって、前記プリズム３は、その一端が、前記集像
レンズ７および照光部８ａとを覆うようになされてい
る。このプリズム３の他端は、凹部が円錐状にカットさ
れている。このカット面は、ボアスコープ２の光学系お
よび照明系の寸法から決まる所定の角度およびボアスコ
ープ２からの距離をおいてカットされている。そして、
このカット面は、カット面の頂部および縁部を残して、
銀膜等によって形成された反射鏡４に仕上げられてい
る。

したがって、前記照光部８ａから照射された光は、前記
プリズム３へ入光されて反射鏡４に導かれ、この反射鏡
４によって径方向外方へ向けて反射されて管内面へ照射
されるようになっているとともに、管内面の画像が反射
鏡４によって反射されて、前記プリズム３内をとおって
集像レンズ７へ導かれるようになっている。

上記プリズム３には、反射鏡４の裏側にガイド部材９が
固定されている。このガイド部材９は合成樹脂等で形成
されており、管１の内周面に接する外周面９ａを有する
とともに、プリズム３の反射鏡４に密接する円錐部９ｂ
が形成されている。この円錐部９ｂがプリズム３の反射
鏡４に密着されており、これによってボアスコープ２
は、集像レンズ７が常に管１内の中心に位置した状態に
支持されている。また、このガイド部材９は反射鏡４に
密着するので、反射鏡４は汚れや傷からの保護がなされ
る。

次に、第４図を参照して上記構成の管内面検査装置を用
いて管１の内面を検査するための装置全体を説明する。

図中符号10で示されるものは、管１が固定された固定台
であり、上面の両端に設けられた固定部10aに管１が固
定されるようになっている。

この固定台10の一端側、図において右側には、ボアスコ
ープ２およびプリズム３を管１内に挿入する挿入装置11
が基台12上に設置されている。この挿入装置11は、ボア
スコープ２およびプリズム３を支持する支持部ローラ13
と、ボアスコープ２およびプリズム３を管１内に挿入す
るための駆動機構14とからなり、固定台10側には、ボア
スコープ２を管１に挿入するための挿入位置決め部15が
設けられている。

ボアスコープ２の後端には工業用テレビカメラ16が固定
されており、このテレビカメラ16の撮像レンズは、ボア
スコープ２の像伝達路６の後端に接続されている。そし
て、このテレビカメラ16による画像は、符号17で示す自
動内面像処理装置に送られ、ここで所定の画像処理が行
なわれる。

なお、上記自動内面像処理装置17は、画像を記録するビ
デオテープレコーダ18、受像するモニターテレビ19およ
びこれらの操作をするための操作盤20とからなってい
る。

次に、以上のように構成された本実施例の管内面検査装
置によって、管１の内面を検査する動作および原理を説
明する。

挿入装置11の駆動機構14を作動させ、管１内にガイド部
材９からプリズム３およびボアスコープ２を挿入させて
いく。このとき、光源よりライトガイド８を介して照光
部８ａから光を発した状態とする。

ボアスコープ２のライトガイド８の照光部８ａから発せ
られた光は、プリズム３を透過して反射鏡４で反射し、
管１の内面を全周に旦って明るく照らす。これととも
に、管１の内面の全周像は反射鏡４で反射してボアスコ
ープ２の先端部の集像レンズ７に達し、集像レンズ７お
よび像伝達路６を介してテレビカメラ16で捕えられる。

この場合、集像レンズ７に達する周面の範囲、すなわち
観察範囲は、第１図に示すように、反射鏡４に反射して
まっすぐに近い視野に映る部分Ａ_１と、集像レンズ７の
外側の視野によって直接周面が映る部分Ａ_２とによるＡ
で示した部分となる。そして、この範囲Ａがテレビカメ
ラ16で捕えられる映像は、第３図に示す通り、反射鏡４
で反射された全周像Ａ_１は中央に映り、集像レンズ７に
直接取り込まれた全周像Ａ_２は外側に映る。

この状態で駆動機構14を作動させて管１内を進行させて
いけば、ボアスコープ２によって管１の内面の全周像が
全長に旦って連続的に取り出され、テレビカメラ16に捕
らえられる。テレビカメラ16で捕えられた管１の内面の
画像は、モニターテレビ19にリアルタイムに映し出され
るとともに、その記録はビデオテープレコーダ18に録画
される。つまり、モニターテレビ19を見ることにより、
管１の内面に傷等の損傷が生じているかどうかが判別す
ることができ、その状態はビデオテープレコーダ18に録
画される。

上記のように管１の内面は検査されるが、本実施例の装
置によれば、反射鏡４は、照光部８ａと集像レンズ７が
設けられたボアスコープ２の先端にボアスコープ２と一
体的に取り付けられたプリズム３のカット面であるた
め、反射鏡４との間隔が常に一定である。したがって、
従来のように、管内に設置される反射鏡をボアスコープ
の先端から所定距離隔てた状態を保つための装置が必要
でなくなり、単にボアスコープを移動させていくだけで
よくなった。

また、集像レンズ７の視野範囲が、反射鏡４の最大径部
を越えて設定されていることから、テレビカメラ16で捕
えられる映像が、反射鏡４によって反射される映像と、
集像レンズ７に直接捕えられる映像とによって構成され
る。

したがって、前者の管１の内面に直角に近い視角による
管内面像と、後者の鋭角な視覚による管内面像の２種類
の映像が得られることとなり、角度の異なる方向からの
映像の比較によって、より高度の検査が可能となる。

なお、上記実施例では、カット面を鏡面加工して反射鏡
４を構成したが、プリズム３のカット面に銀膜等を貼り
付けてこの面を反射鏡しても同様の効果が得られる。

また、管１を固定し、ボアスコープ側を移動させて管内
を進行させるようにしたが、これとは逆に、ボアスコー
プ２側を固定し、管１を移動させるようにしてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の管内面検査装置によれ
ば、反射鏡を、同反射鏡と前記ボアスコープの先端面間
に介在された透明ガラス体によりボアスコープ側に支持
しているので、照光部および集像部が設けられている装
置本体の先端と反射鏡との間隔は常に一定の状態に保た
れるとともに、反射鏡を装置本体が挿入される反対側か
ら何らかの手段によって支持する必要がないので、装置
自体がコンパクトになり、また、集像部の視野範囲を、
前記反射鏡からの管内面の像が送られると共にこの反射
鏡の外周近傍であって管内面を含む像が直接集像部に送
られるように設定したことにより、捕えられる映像が、
反射鏡４によって反射される映像と、集像レンズ７に直
接捕えられる映像とによって構成され、これによって、
前者の管の内面に直角に近い視角による管内面像と、後
者の鋭角な視覚による管内面像の２種類の映像を得るこ
とができ、角度の異なる方向からの映像の比較によっ
て、より高度の検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示す図であっ
て、第１図は要部の側断面図、第２図はボアスコープの
正面図、第３図は実施例によって得られる管内面の全周
像を説明するための図、第４図は全体の構成を示す側面
図である。 １……燃料棒被覆管、 ２……ボアスコープ（装置本体）、 ３……プリズム（透明ガラス体）、 ４……反射鏡、 ７……集像レンズ（集像部）、 ８ａ……照光部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象の管内部に挿入される装置本体の
   先端に設けられ、同先端面から同管軸方向前方に向って
   照光を発する照光部と、前記装置本体の先端面と対向
   し、かつ同先端面と間隔をおいて装置本体と一体に配置
   された円錐面状の反射鏡と、前記装置本体の先端に設け
   られ、前記反射鏡の反射光により照らし出される管内面
   の像を装置本体の後端側へ送る集像部とからなる管内面
   検査装置において、前記集像部の視野範囲が、前記反射
   鏡からの管内面の像が送られると共に該反射鏡の外周近
   傍であって管内面を含む像が直接集像部に送られるよう
   に設定されていることを特徴とする管内面検査装置。