JPH0729405U - 管内面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査対象である管の曲管部への挿入を可能と
し、検査効率を改善し得ると共に信頼性を向上し得る管
内面検査装置を提供する。 【構成】 検査ヘッド４０は、レーザ発光素子２３、ボ
ールレンズ２４、ピンホール板２５、投光用円錐ミラー
２６からなる投光部、受光用円錐ミラー２８、ピンホー
ルレンズ２９、ＣＣＤ３０からなる受光部を備えてい
る。この検査ヘッド４０に対し、レーザ発光素子２３を
駆動する発光用駆動回路部と、この駆動回路部に動作電
源を供給するバッテリと、上記検査ヘッド４０内のＣＣ
Ｄ３０を駆動するＣＣＤ駆動回路部とを分離して設け、
上記各部間を連結器により屈曲可能に連結する。そし
て、検査対象の管２０の内表面からの反射光がＣＣＤ３
０により撮像され、ＣＣＤ駆動回路部より信号ケーブル
を介して外部の画像処理装置へ送られて処理される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボイラ等の熱交換器の細管内部形状検査に適用される管内面検査装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ボイラ等の熱交換器の細管内部形状検査に用いられる管内面検査装置は 、検査ヘッドが図４に示すように構成されている。すなわち、円筒状のケース１ 内にバッテリ２、発光用駆動回路３、発光素子４、投光レンズ５、投光用円錐ミ ラー６からなる投光部と、受光用円錐ミラー７、受光レンズ８、ＣＣＤ（固体撮 像素子）９、ＣＣＤ駆動回路１０からなる受光部が一体的に設けられ、ＣＣＤ駆 動回路１０から出力される撮像信号が信号ケーブル１１を介して処理装置（図示 せず）へ送られる。また、ケース１には、投光用円錐ミラー６及び受光用円錐ミ ラー７が設けられている部分に、光を透過させるための窓１２が設けられており 、発光素子４からの光が投光レンズ５及び投光用円錐ミラー６を介して窓１２よ り被検査面（管内表面）に投射される。そして、被検査面からの反射光が窓１２ より受光用円錐ミラー７、受光レンズ８を通り、ＣＣＤ９により撮像され、ＣＣ Ｄ駆動回路１０より信号ケーブル１１を介して処理装置へ送られて処理される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように構成された従来の管内面検査装置では、投光部を構成するバッテ リ２、発光用駆動回路３、発光素子４、及び受光部を構成するＣＣＤ９、ＣＣＤ 駆動回路１０等が一体構造となっているので長尺構造となり、検査対象である管 の曲管部への挿入が不可能で、直管部の検査しかできないという問題があった。

【０００４】 本考案は上記実情に鑑みてなされたもので、検査対象の曲管部への挿入及び検 査を可能とし、検査効率を改善し得ると共に信頼性を向上し得る管内面検査装置 を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る管内面検査装置は、発光素子より発生した光を光学系を介して検 査対象に投射する投光部、及び上記検査対象からの反射光を光学系により内部に 導いて撮像する固体撮像素子を備えた検査ヘッド部と、この検査ヘッド部内の発 光素子を駆動する発光用駆動回路部と、この駆動回路部に動作電源を供給する電 源部と、上記検査ヘッド内の固体撮像素子を駆動する撮像素子駆動回路部と、上 記各部間を屈曲可能に連結する連結部とを具備したことを特徴とする。

【０００６】 また、上記検査ヘッド部は、投光部に発光素子、ボールレンズ及び投光用円錐 ミラーを設け、受光部に受光用円錐ミラー、ピンホール型レンズ、固体撮像素子 を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

検査ヘッド部、光学用駆動回路部など各部が分離された検査装置は、検査対象 である管内に挿入される。管内に挿入された光学用駆動回路部は、電源部から供 給される電力により動作し、検査ヘッド部内の発光素子例えばレーザ発光素子を 駆動する。これによりレーザ発光素子からレーザ光が発射され、ボールレンズを 介して投光用円錐ミラーに投射される。この結果、レーザ光が投光用円錐ミラー により円周方向にリング状に反射され、検査対象の管内表面に投映される。そし て、この管内表面からのリング状の反射光が受光用円錐ミラーに入射し、反射し てピンホール型レンズを通り、固体撮像素子で撮像され、撮像素子駆動回路部よ り信号ケーブルを介して外部の画像処理装置へ送られて処理される。

【０００８】 上記のように検査ヘッド部に対し、光学用駆動回路部、電源部、撮像素子駆動 回路部をそれぞれ分離して構成し、かつ、各部間を屈曲自在に連結することによ り、管の曲管部にも検査装置を挿入することが可能となる。

【０００９】

【実施例】 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。 図１は本考案の一実施例に係る管内面検査装置の検査ヘッド部の構造を示す断 面図である。また、図１では、検査ヘッド部を検査対象である管２０内に挿入し た状態を示している。同図において、２１ａは投光部が設けられるケース、２１ ｂは受光部が設けられるケースである。ケース２１ａの一端部に外部接続用のコ ネクタを２２を介してレーザ発光素子２３を設け、このレーザ発光素子２３の前 面にボールレンズ２４、ピンホール板２５、投光用円錐ミラー２６等からなる光 学系を設けている。

【００１０】 上記ケース２１ａと２１ｂとの間に円筒状の透明部材２７を介在させ、透明部 材２７内に上記投光用円錐ミラー２６を位置させると共に、受光用円錐ミラー２ ８を配置している。すなわち、レーザ発光素子２３からの光が投光用円錐ミラー ２６で反射して透明部材２７より検査対象である管２０の内面に投映され、その 反射光が透明部材２７を介して受光用円錐ミラー２８に入射するように構成して いる。

【００１１】 一方、ケース２１ｂ内には、受光用円錐ミラー２８の前方にピンホール型のレ ンズ２９及びＣＣＤ（固体撮像素子）３０を所定の間隔を保って設け、ケース２ １ｂの端部に上記ＣＣＤ３０に接続するコネクタ３１を設けている。

【００１２】 上記のように構成された検査ヘッド４０に対し、図２の全体構成図に示すよう にレーザ駆動回路部４１、電源部であるバッテリ４２、ＣＣＤ駆動回路部４３を それぞれ分離して構成し、これらの各部間を全方向自在に屈曲する連結器（信号 ケーブルを含む）４４により連結する。連結器としては、ユニバーサルジョイン ト式のものが用いられる。このような分離構造とすることにより、管２０の曲が っている部分に対しても検査装置を挿入することが可能となる。

【００１３】 そして、上記ＣＣＤ駆動回路部３４は、信号ケーブル４５を介して画像処理装 置４６及び挿入装置４７に接続され、更に、この画像処理装置４６及び挿入装置 ４７がコンピュータ４８に接続される。上記挿入装置４７は、検査ヘッド４０等 の検査装置を管２０へ挿入すると共に、その挿入位置を示す情報をコンピュータ ４８に出力する。このコンピュータ４８は、画像処理装置４６で処理された情報 及び挿入装置４７からの挿入位置情報に基づいて管２０内の各位置における内面 の状態を検査する。

【００１４】 次に上記実施例の動作を説明する。検査ヘッド４０を含む検査装置を検査対象 である管２０の始端部に挿入し、挿入装置４７を作動させると、この挿入装置４ ７は、検査装置を所定の速度で管２０内に順次挿入すると共に、管２０に対する 検査ヘッド４０の位置情報をコンピュータ４８に出力する。この場合、検査ヘッ ド４０に対し、レーザ駆動回路部４１、バッテリ４２、ＣＣＤ駆動回路部４３が それぞれ分離して構成されていると共に、各部間が屈曲自在に連結されているの で、図２に示すように管２０の曲管部にも検査装置を挿入することが可能となる 。

【００１５】 一方、レーザ駆動回路部４１は、バッテリ４２から供給される電力により動作 し、図１に示す検査ヘッド４０内のレーザ発光素子２３を駆動する。これにより レーザ発光素子２３からレーザ光が発射され、ボールレンズ２４により細い平行 なビームにされ、更にピンホール板２５にて円形のビームにされる。次に、この 円形ビームは、投光用円錐ミラー２６の頂部に当り、円周方向にリング状に放射 し、管２０内の表面に投映される。そして、そのリング状の反射光が受光用円錐 ミラー２８に入射し、反射してピンホールレンズ２９を通り、ＣＣＤ３０で撮像 され、ＣＣＤ駆動回路部４３より信号ケーブル４５を介して画像処理装置４６へ 送られる。

【００１６】 図３（ａ）、（ｂ）は、管２０の内面形状を撮像して得られた出力例を示した ものである。管２０の内面形状が正常で真円の場合は、図３（ａ）に示すように 撮像して得られたリング形状５１も真円を描く。しかし、管２０の内面に凹凸が あると、その部分の形状変化に伴い、図３（ｂ）に示すようにリング形状５１も 変化し、異常部である突出量ｔや突出幅ｗがコンピュータ４８により検出される 。コンピュータ４８は、この異常状態を挿入装置４７からの位置情報と共に表示 部（図示せず）に表示する。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳記したように本考案によれば、検査対象である管内に挿入される検査装 置が自由に曲がる構造となっているので、検査対象の管の曲管部への挿入及び検 査が可能となり、検査効率を改善し得ると共に検査の信頼性を大幅に向上するこ とができる。また、検査ヘッド部の受光側では、受光レンズに代えてピンホール 型のレンズを使用しているので、レンズスペースを短くすることができる共に、 焦点深度を深くでき、検査対象である管の内径が異なる場合であっても、焦点調 整が不要となる。更に、投光レンズとしてボールレンズを使用することによって も、スペースを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る管内面検査装置の検査
ヘッド部を示す断面図。

【図２】同実施例における管内面検査装置の全体構成を
示す図。

【図３】同実施例における撮像出力例を示す図。

【図４】従来の管内面検査装置の検査ヘッド部を示す断
面図。

【符号の説明】

２０ 管（検査対象） ２１ａ，２１ｂ ケース ２２ コネクタを ２３ レーザ発光素子 ２４ ボールレンズ ２５ ピンホール板 ２６ 投光用円錐ミラー ２７ 透明部材 ２８ 受光用円錐ミラー ２９ ピンホールレンズ ３０ ＣＣＤ（固体撮像素子） ３１ コネクタ ４０ 検査ヘッド ４１ レーザ駆動回路部 ４２ バッテリ ４３ ＣＣＤ駆動回路部 ４４ 連結器 ４５ 信号ケーブル ４６ 画像処理装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子より発生した光を光学系を介し
   て検査対象に投射する投光部、及び上記検査対象からの
   反射光を光学系により内部に導いて撮像する固体撮像素
   子を備えた検査ヘッド部と、この検査ヘッド部内の発光
   素子を駆動する発光用駆動回路部と、この駆動回路部に
   動作電源を供給する電源部と、上記検査ヘッド内の固体
   撮像素子を駆動する撮像素子駆動回路部と、上記各部間
   を屈曲可能に連結する連結部とを具備したことを特徴と
   する管内面検査装置。
2. 【請求項２】 上記検査ヘッド部は、投光部に発光素
   子、ボールレンズ及び投光用円錐ミラーを設け、受光部
   に受光用円錐ミラー、ピンホール型レンズ、固体撮像素
   子を設けたことを特徴とする管内面検査装置。