JPH08261947A - Inner face photographing device for tubular body - Google Patents

Inner face photographing device for tubular body

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JPH08261947A
JPH08261947A JP7062276A JP6227695A JPH08261947A JP H08261947 A JPH08261947 A JP H08261947A JP 7062276 A JP7062276 A JP 7062276A JP 6227695 A JP6227695 A JP 6227695A JP H08261947 A JPH08261947 A JP H08261947A
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JP
Japan
Prior art keywords
tubular body
light
steel pipe
illumination
dimensional image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7062276A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kuninaga
永 学 國
Noboru Hasegawa
谷 川 昇 長
Shuji Naito
藤 修 治 内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP7062276A priority Critical patent/JPH08261947A/en
Publication of JPH08261947A publication Critical patent/JPH08261947A/en
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Abstract

PURPOSE: To inspect the whole inner periphery of a steel pipe without rotating the relative position between the steel pipe and an inspection device in the peripheral direction. CONSTITUTION: A lighting mechanism 1 having a parabolic mirror and the reflecting faces of truncated cone slant faces is arranged on the center axis of a steel pipe, and the circular region on the whole inner periphery of the steel pipe is concurrently illuminated. A light guide mechanism 2 having reflecting faces 21-24 similar to the slant faces of a pyramid is arranged at the position facing the illuminated region. The light reflected on the reflecting faces of the light guide mechanism 2 is received by optical systems having independent one-dimensional image sensors 31-34. The effective visual field of each optical system is set to 90 deg., and the whole peripheral direction is concurrently photographed by four optical systems.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、管状体の内面撮影装置
に関し、例えば管状体の内壁表面の凹凸などを検査する
のに利用しうる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for photographing an inner surface of a tubular body, which can be used, for example, to inspect irregularities on the inner wall surface of the tubular body.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、鋼管のような管状体の品質を保
証するために、表面疵等の検査が実施される。ところ
が、鋼管の内面については、その全体を直接目視するこ
とはできないので、その検査には特別な装置を用いなけ
ればならない。
2. Description of the Related Art For example, in order to guarantee the quality of a tubular body such as a steel pipe, a surface flaw is inspected. However, since the entire inner surface of the steel pipe cannot be directly visually inspected, a special device must be used for the inspection.

【0003】この種の鋼管内面の検査に利用される装置
に関する従来技術としては、例えば、特開昭59−10
9848号公報および特開昭61−202109号公報
が知られている。
As a conventional technique relating to an apparatus used for inspecting the inner surface of a steel pipe of this type, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-10 is available.
9848 and JP-A-61-202109 are known.

【0004】特開昭59−109848号公報において
は、鋼管の外側に配置した光学系を介してスポット状の
レ−ザ光を管内にその中心軸に沿って照射し、管内に配
置したシリンドリカルレンズによって、レ−ザ光を扇状
に拡張して鋼管内壁に照射し、その領域を照明してい
る。そして、前記シリンドリカルレンズの近傍に配置し
たリニアイメ−ジセンサカメラを用いて、鋼管内壁の照
明された領域を撮影している。また、鋼管内面の全周に
渡って撮影をするために、検査対象物である鋼管がその
軸を中心として回転するように構成される。撮影した画
像から、管内の凹凸や疵の存在の有無を識別することが
可能である。
In Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-109848, a spot-like laser beam is radiated into the tube along its central axis through an optical system arranged outside the steel tube, and a cylindrical lens is arranged inside the tube. The laser light is expanded into a fan shape to irradiate the inner wall of the steel pipe to illuminate the area. Then, the illuminated area of the inner wall of the steel pipe is photographed using a linear image sensor camera arranged in the vicinity of the cylindrical lens. Further, in order to take an image over the entire circumference of the inner surface of the steel pipe, the steel pipe as the inspection object is configured to rotate about its axis. It is possible to identify the presence or absence of irregularities or flaws in the tube from the captured image.

【0005】また特開昭61−202109号公報にお
いては、光源からの光を光ファイバを介して管内に導
き、ミラ−を介して管の内面の一部分を照明するととも
に、管内面の照明部分からの光をミラ−及びレンズを介
して受光用の光ファイバに導き、管の外側に配置した受
像部で管内を撮影している。また、鋼管内面の全周に渡
って撮影をするために、管内に挿入される撮像部の先端
部分を、モ−タを用いて回転させるように構成してあ
る。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-202109, light from a light source is guided into the tube through an optical fiber, a part of the inner surface of the tube is illuminated through a mirror, and the illuminated part of the inner surface of the tube is illuminated. Light is guided to a light receiving optical fiber through a mirror and a lens, and an image is taken inside the tube by an image receiving portion arranged outside the tube. Further, in order to take an image over the entire circumference of the inner surface of the steel pipe, the tip portion of the image pickup section inserted into the pipe is configured to rotate using a motor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開昭59−1098
48号公報及び特開昭61−202109号公報のいず
れにおいても、管内の全周に渡って撮影をするために、
検査対象物又は検査装置の機械的な回転走査を実施して
いる。この回転走査に時間がかかるので、管の全体を検
査するのにかかる所要時間がかなり長くなるのは避けら
れない。また、管の全体を撮影するために、回転走査を
実施しながら、軸方向への走査も実施する必要がある
が、両方の走査を実施すると、螺旋状に走査することに
なるので、撮像領域が不連続になり、撮像されない領域
が生じる恐れがある。これを防止するためには、走査速
度を遅くせざるを得ない。
Problems to be Solved by the Invention JP-A-59-1098
In both Japanese Patent Laid-Open No. 48 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-202109, in order to take a picture over the entire circumference of the tube,
The mechanical rotation scanning of the inspection object or the inspection device is performed. Due to the time required for this rotary scan, it is inevitable that the time required to inspect the entire tube will be quite long. In addition, in order to image the entire tube, it is necessary to perform axial scanning while performing rotational scanning. However, if both scannings are performed, spiral scanning is performed. May become discontinuous, and there may be a region that is not imaged. In order to prevent this, the scanning speed must be reduced.

【0007】また特開昭61−202109号公報で
は、光ファイバの捩じれによる検査装置の回転範囲の制
限があるため、周方向の走査の方向を1回転毎に逆転さ
せなければならず、様々な不具合が生じる。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-202109, since the rotation range of the inspection device is limited by the twisting of the optical fiber, the scanning direction in the circumferential direction must be reversed for each rotation, and various rotations are required. Defect occurs.

【0008】更に、検査対象の鋼管の長さが長い場合に
は、検査装置の鋼管内に挿入する部分を安定に支持する
ために、その支持装置を例えば車輪などを介して鋼管内
壁に接触させ、かつ走査のために鋼管と支持装置とを相
対移動可能に構成しなければならない。ところが、例え
ばU0管と呼ばれる鋼管には軸方向に延びる継ぎ目が存
在するので、この継ぎ目部分に溶接ビ−ドがある場合に
は、支持装置が溶接ビ−ドを通過する際に、検査装置が
振動し、正常な撮影ができなくなる。鋼管を回転しなが
ら検査する場合には、支持装置が溶接ビ−ドを通過する
のを避けることはできない。
Further, when the length of the steel pipe to be inspected is long, in order to stably support the portion of the inspection device to be inserted into the steel pipe, the supporting device is brought into contact with the inner wall of the steel pipe through, for example, wheels. In addition, the steel tube and the supporting device must be movable relative to each other for scanning. However, for example, a steel pipe called U0 pipe has a seam extending in the axial direction. Therefore, if there is a weld bead at this seam, the inspection device is used when the supporting device passes through the weld bead. It vibrates and you cannot shoot normally. When inspecting a steel pipe while rotating it, it is inevitable that the supporting device will pass through the weld bead.

【0009】本発明は、上述のような検査装置の不具合
を解消することを課題とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the inspection device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、管状体の内空間に配置されてその内周
面を光学的に撮影する管状体の内面撮影装置において、
前記管状体の内周面の環状の領域を同時に照明する照明
機構(1);3以上のN個の光反射面(21,22,2
3,24)を有する反射鏡部材を含み、それらの光反射
面の各々が、前記照明機構によって照明される管状体内
周面の環状領域と対向する位置に配置され、前記N個の
光反射面が、前記管状体の中心軸を囲む形で形成され
た、光案内機構(2);前記光案内機構のN個の光反射
面のそれぞれと対向する位置に配置され、前記照明機構
によって照明される管状体内周面からの光をそれぞれ受
光するとともに、それぞれが前記管状体の円周方向に沿
う向きに並べられた多数の受光素子を含む、N個の一次
元撮像手段(31,32,33,34);および互いに
対向する前記光反射面と前記一次元撮像手段との間にそ
れぞれ配置され、該光反射面からの光を一次元撮像手段
の受光面に導くN個のレンズ(41,42,43,4
4);を備える。
In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided an inner surface photographing apparatus for a tubular body, which is arranged in the inner space of the tubular body and optically photographs the inner peripheral surface thereof.
An illumination mechanism (1) for simultaneously illuminating an annular region of the inner peripheral surface of the tubular body; N or more N light reflection surfaces (21, 22, 2)
3, 24), each of the light reflecting surfaces of which is arranged at a position facing an annular region of the tubular inner peripheral surface of the tubular body illuminated by the illumination mechanism. A light guide mechanism (2) formed so as to surround the central axis of the tubular body; arranged at a position facing each of the N light reflection surfaces of the light guide mechanism, and illuminated by the illumination mechanism. N one-dimensional image pickup means (31, 32, 33) each receiving light from the peripheral surface of the tubular body and including a large number of light receiving elements arranged in a direction along the circumferential direction of the tubular body. , 34); and N lenses (41, 41) arranged respectively between the light reflecting surface and the one-dimensional imaging means facing each other, and guiding the light from the light reflecting surface to the light receiving surface of the one-dimensional imaging means. 42, 43, 4
4);

【0011】また請求項2においては、前記照明機構
は、円錐もしくは円錐台の斜面の形に形成された光反射
面を有する照明用反射部材(11),該照明用反射部材
と対向する位置に配置された放物面鏡(12),および
該放物面鏡の焦点位置に配置された光源(13)、を備
える。
According to a second aspect of the present invention, the illumination mechanism has an illumination reflection member (11) having a light reflection surface formed in the shape of a cone or an inclined surface of a truncated cone, and at a position facing the illumination reflection member. It is provided with a parabolic mirror (12) arranged and a light source (13) arranged at the focal position of the parabolic mirror.

【0012】また請求項3においては、前記照明機構と
前記光案内機構とを前記管状体の中心軸の方向に対して
相対移動する第1の移動機構(5)を更に備える。
Further, according to a third aspect of the invention, there is further provided a first moving mechanism (5) for relatively moving the illumination mechanism and the light guiding mechanism with respect to the direction of the central axis of the tubular body.

【0013】また請求項4においては、前記光案内機構
の各々の光反射面と前記一次元撮像手段の各々とを前記
管状体の中心軸の方向に対して相対移動する第2の移動
機構(6)を更に備える。
According to a fourth aspect of the present invention, a second moving mechanism for moving the light reflecting surface of each of the light guiding mechanisms and each of the one-dimensional image pickup means relative to the direction of the central axis of the tubular body ( 6) is further provided.

【0014】また請求項5においては、前記照明機構,
光案内機構,N個の一次元撮像手段およびN個のレンズ
を支持するベ−ス部材、および該ベ−ス部材の位置を前
記管状体の径方向に関して調節する昇降機構(7)を更
に備える。
Further, in claim 5, the illumination mechanism,
It further comprises a light guide mechanism, a base member for supporting N one-dimensional image pickup means and N lenses, and a lifting mechanism (7) for adjusting the position of the base member in the radial direction of the tubular body. .

【0015】また請求項6においては、前記照明機構,
光案内機構,N個の一次元撮像手段およびN個のレンズ
を支持するベ−ス部材、および該ベ−ス部材の位置を前
記管状体の軸方向に移動する第3の移動機構(8)を更
に備える。
Further, in claim 6, the illumination mechanism,
A light guiding mechanism, a base member supporting N one-dimensional image pickup means and N lenses, and a third moving mechanism (8) for moving the position of the base member in the axial direction of the tubular body. Is further provided.

【0016】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であり、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要素
のみに限定されるものではない。
The symbols shown in parentheses are for reference only to the reference numerals of the corresponding elements in the examples described later, and each component of the present invention is only a specific element in the examples. It is not limited to.

【0017】[0017]

【作用】本発明においては、照明機構(1)は、検査対
象の管状体の内空間に配置され、前記管状体の内周面の
環状の領域を同時に照明する。光案内機構(2)は、3
以上のN個の光反射面(21,22,23,24)を有
する反射鏡部材を含み、それらの光反射面の各々が、前
記照明機構によって照明される管状体内周面の環状領域
と対向する位置に配置され、前記N個の光反射面が、前
記管状体の中心軸を囲む形で形成されている。またN個
の一次元撮像手段(31,32,33,34)は、前記
光案内機構のN個の光反射面のそれぞれと対向する位置
に配置され、前記照明機構によって照明される管状体内
周面からの光をそれぞれ受光するとともに、それぞれが
前記管状体の円周方向に沿う向きに並べられた多数の受
光素子を含む。更に、互いに対向する前記光反射面と前
記一次元撮像手段との間にそれぞれレンズ(41,4
2,43,44)が配置され、前記光反射面からの光が
一次元撮像手段の受光面に導かれる。
In the present invention, the illumination mechanism (1) is arranged in the inner space of the tubular body to be inspected and simultaneously illuminates the annular area on the inner peripheral surface of the tubular body. The light guide mechanism (2) is 3
A reflecting mirror member having the above N light reflecting surfaces (21, 22, 23, 24) is included, and each of the light reflecting surfaces faces the annular region of the tubular inner peripheral surface illuminated by the illumination mechanism. The N light-reflecting surfaces are formed so as to surround the central axis of the tubular body. Further, N number of one-dimensional image pickup means (31, 32, 33, 34) are arranged at positions facing each of the N number of light reflecting surfaces of the light guide mechanism, and the tubular inner circumference of the body illuminated by the illumination mechanism. Each of the light receiving elements receives light from the surface and includes a large number of light receiving elements arranged in a direction along the circumferential direction of the tubular body. Further, a lens (41, 4) is provided between the light-reflecting surface and the one-dimensional imaging means, which face each other.
2, 43, 44) are arranged, and the light from the light reflecting surface is guided to the light receiving surface of the one-dimensional image pickup means.

【0018】従って、検査対象の管状体内面の円周方向
の全域からの反射光が、N個の領域に分割されて、それ
ぞれの領域の反射光が、それに対向する位置に存在する
光反射面(21,22,23,24)で反射し、レンズ
(41,42,43,44)によって集光されて同時に
一次元撮像手段(31,32,33,34)に入射す
る。つまり、円周方向に機械的な走査を実施することな
く、管状体内面の円周方向の全域の画像を同時に撮影す
ることができる。円周方向の機械的な走査が不要である
ため、管状体の全域を撮影するのにかかる所要時間が短
縮されるし、制御も簡単になる。更に、機械走査は管状
体の軸方向だけでよいため、この装置によって実際に撮
像される領域は連続的な二次元領域になり、走査速度が
比較的速い場合であっても、検査漏れの領域が生じにく
い。
Therefore, the reflected light from the entire area of the inner surface of the tubular body to be inspected in the circumferential direction is divided into N areas, and the reflected light in each area exists at the position opposite to that. The light is reflected by (21, 22, 23, 24), condensed by the lenses (41, 42, 43, 44) and simultaneously incident on the one-dimensional imaging means (31, 32, 33, 34). That is, it is possible to simultaneously capture images of the entire area of the inner surface of the tubular body in the circumferential direction without performing mechanical scanning in the circumferential direction. Since mechanical scanning in the circumferential direction is not required, the time required to image the entire tubular body is shortened and the control is simplified. Furthermore, since the mechanical scanning is only in the axial direction of the tubular body, the area actually imaged by this device is a continuous two-dimensional area, and even if the scanning speed is relatively fast, the area of the inspection omission is Is less likely to occur.

【0019】また請求項2においては、光源(13)か
ら出る光は、放物面鏡(12)によって前記管状体の中
心軸にほぼ平行な向きに整えられ、それと対向する位置
に存在する照明用反射部材(11)の光反射面に照射さ
れる。この光反射面は、円錐もしくは円錐台の斜面の形
に形成されているため、軸方向と平行な向きに入射する
光は斜め方向に反射され、前記管状体の内壁に対して、
ある程度の幅を有する環状の面領域を均一な照度で同時
に照明することになる。この環状の面領域に含まれる部
分を撮影することによって、円周方向の全領域を同時に
検査することが可能になる。
According to a second aspect of the present invention, the light emitted from the light source (13) is aligned by the parabolic mirror (12) in a direction substantially parallel to the central axis of the tubular body, and the illumination exists at a position facing the central axis. The light reflection surface of the reflective member (11) is irradiated. Since this light reflecting surface is formed in the shape of a cone or a truncated cone, light incident in a direction parallel to the axial direction is reflected in an oblique direction, and with respect to the inner wall of the tubular body,
An annular surface area having a certain width is simultaneously illuminated with uniform illuminance. By photographing the portion included in this annular surface area, it becomes possible to inspect the entire area in the circumferential direction at the same time.

【0020】また請求項3においては、第1の移動機構
(5)の働きによって、前記照明機構と前記光案内機構
とを前記管状体の中心軸の方向に対して相対移動させる
ことができる。従って、撮影対象の管状物の径が変化し
た場合でも、その変化に応じて前記相対移動を実施すれ
ば、常に、照明機構の照明位置に光案内機構を対向させ
ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the function of the first moving mechanism (5) allows the illumination mechanism and the light guide mechanism to be relatively moved with respect to the direction of the central axis of the tubular body. Therefore, even if the diameter of the tubular object to be imaged changes, if the relative movement is performed according to the change, the light guide mechanism can always face the illumination position of the illumination mechanism.

【0021】また請求項4においては、第2の移動機構
(6)の働きによって、前記光案内機構の各々の光反射
面と前記一次元撮像手段の各々とを前記管状体の中心軸
の方向に対して相対移動させることができる。従って、
撮影対象の管状物の径が変化して、管状体内面の撮像位
置から一次元撮像手段までの光路長が変化した場合で
も、その変化に応じて前記相対移動を実施すれば、光路
長を一定に維持することができる。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, by the action of the second moving mechanism (6), the light reflecting surface of each of the light guiding mechanisms and each of the one-dimensional image pickup means are directed in the direction of the central axis of the tubular body. Can be moved relative to. Therefore,
Even if the diameter of the tubular object to be imaged changes and the optical path length from the imaging position on the inner surface of the tubular body to the one-dimensional imaging means changes, if the relative movement is performed according to the change, the optical path length becomes constant. Can be maintained at.

【0022】また請求項5においては、昇降機構(7)
の働きによって、前記照明機構,光案内機構,N個の一
次元撮像手段およびN個のレンズを支持するベ−ス部材
の位置を前記管状体の径方向に関して調節することがで
きる。従って、撮影対象の管状物の径が変化した場合で
も、前記照明機構,光案内機構,N個の一次元撮像手段
およびN個のレンズで構成される装置の中心位置を管状
物の中心軸の位置に配置することができる。
Further, in claim 5, the elevating mechanism (7).
The position of the base member supporting the illumination mechanism, the light guiding mechanism, the N one-dimensional image pickup means and the N lenses can be adjusted in the radial direction of the tubular body by the function of. Therefore, even when the diameter of the tubular object to be imaged changes, the central position of the device composed of the illumination mechanism, the light guiding mechanism, the N one-dimensional imaging means, and the N lenses can be set to the central axis of the tubular object. Can be placed in position.

【0023】また請求項6においては、第3の移動機構
(8)の働きによって、前記照明機構,光案内機構,N
個の一次元撮像手段およびN個のレンズを前記管状体の
軸方向に移動することができるので、これによって、撮
影位置を管状物の軸方向に走査することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the function of the third moving mechanism (8) causes the illumination mechanism, the light guiding mechanism, and the N mechanism.
Since the one-dimensional image pickup means and the N lenses can be moved in the axial direction of the tubular body, the photographing position can be scanned in the axial direction of the tubular object.

【0024】[0024]

【実施例】実施例の検査装置の外観を図3に示す。この
検査装置は、図3に示すように鋼管100の内部に配置
された状態で、管の軸方向(図3の左右方向)に自走し
ながら、鋼管100の内周表面を光学的に撮影し、撮影
して得た画像を処理して表面疵の有無を検査する。検査
対象となる鋼管は、例えば直径が400〜1500m
m、長さが12m程度のものである。
EXAMPLE FIG. 3 shows the appearance of the inspection apparatus of the example. As shown in FIG. 3, this inspection device optically scans the inner peripheral surface of the steel pipe 100 while self-propelled in the axial direction of the pipe (left-right direction in FIG. 3) while being arranged inside the steel pipe 100. Then, the photographed image is processed to inspect for surface flaws. The steel pipe to be inspected has a diameter of 400 to 1500 m, for example.
m, and the length is about 12 m.

【0025】図3を参照すると、この検査装置は、車輪
104によって鋼管内部を移動自在な台車103上に搭
載されている。台車103は、台車駆動機構8に含まれ
る電気モ−タによって鋼管100の軸方向に駆動され
る。検査装置の本体を支持するベ−ス部材102は、昇
降機構7を介して、台車103上に水平に支持されてい
る。昇降機構7に含まれる電気モ−タを駆動することに
よって、ベ−ス部材102を水平に維持したまま昇降さ
せることができる。
Referring to FIG. 3, this inspection apparatus is mounted on a carriage 103 which is movable inside a steel pipe by wheels 104. The dolly 103 is driven in the axial direction of the steel pipe 100 by an electric motor included in the dolly driving mechanism 8. The base member 102 that supports the main body of the inspection apparatus is horizontally supported on the carriage 103 via the elevating mechanism 7. By driving the electric motor included in the lifting mechanism 7, the base member 102 can be lifted and lowered while being kept horizontal.

【0026】一端に照明機構1が固定されたシャフト1
5は、ベ−ス部材102上に水平に支持され、軸方向に
移動自在になっている。また、シャフト15の他端には
ラック部15aが形成されており、ラック部15aは照
明移動機構5と係合している。従って、照明移動機構5
に含まれる電気モ−タを駆動することによって、照明機
構1の位置を軸方向に移動することができる。
Shaft 1 having illumination mechanism 1 fixed at one end
5 is horizontally supported on the base member 102 and is movable in the axial direction. A rack portion 15 a is formed at the other end of the shaft 15, and the rack portion 15 a is engaged with the illumination moving mechanism 5. Therefore, the illumination moving mechanism 5
The position of the illumination mechanism 1 can be moved in the axial direction by driving the electric motor included in.

【0027】照明機構1の構成を図1に示す。図1を参
照して説明する。照明機構1には、ランプ13,放物面
鏡12,拡散鏡11及びケ−シング14が備わってい
る。放物面鏡12は、その中央部がシャフト15の一端
に固定されている。ランプ13は、その発光部が放物面
鏡12の焦点に位置する状態で放物面鏡12に固定され
ている。また、シャフト15は中空、即ちパイプ状に形
成されており、ランプ13に電力を供給する電線はシャ
フト15の内部を通して配線されている。ランプ13が
放物面鏡12の焦点に配置されているので、ランプ13
から出た光は、放物面鏡12の面で反射して、軸方向に
平行な平行光線に変換され、拡散鏡11に入射する。
The structure of the illumination mechanism 1 is shown in FIG. This will be described with reference to FIG. The illumination mechanism 1 is equipped with a lamp 13, a parabolic mirror 12, a diffusion mirror 11, and a casing 14. The central portion of the parabolic mirror 12 is fixed to one end of the shaft 15. The lamp 13 is fixed to the parabolic mirror 12 with its light emitting portion located at the focal point of the parabolic mirror 12. The shaft 15 is hollow, that is, formed in a pipe shape, and an electric wire for supplying electric power to the lamp 13 is wired through the inside of the shaft 15. Since the lamp 13 is arranged at the focal point of the parabolic mirror 12, the lamp 13
The light emitted from the parabolic mirror 12 is reflected by the surface of the parabolic mirror 12, is converted into parallel rays parallel to the axial direction, and enters the diffusion mirror 11.

【0028】拡散鏡11は、図2に示すように、円錐台
の斜面の形状に形成されている。従って、拡散鏡11に
入射した平行光線は、拡散鏡11の外周面の斜面11a
で反射され、円周方向に拡散される。ケ−シング14は
照明に必要な部分は透明な部材で構成されているので、
拡散鏡11から出た光は、ケ−シング14を透過し、鋼
管100の内周面に入射してその面を照明する。無効な
光はケ−シング14で遮断される。照明機構1の中心が
鋼管100の軸の中心と一致するように位置決めするこ
とによって、鋼管100の同時に照明される領域は、図
1及び図2に示すように、所定の幅Wを有する環状の領
域101になる。台車103を移動することによって、
鋼管100上の照明される領域101を軸方向に移動す
ることができる。
As shown in FIG. 2, the diffusing mirror 11 is formed in the shape of a truncated cone. Therefore, the parallel rays incident on the diffusing mirror 11 are inclined on the outer peripheral surface 11 a of the diffusing mirror 11.
Is reflected by and diffused in the circumferential direction. Since the casing 14 is made of a transparent member in a portion necessary for lighting,
The light emitted from the diffusion mirror 11 passes through the casing 14 and enters the inner peripheral surface of the steel pipe 100 to illuminate the surface. The invalid light is blocked by the casing 14. By positioning so that the center of the illumination mechanism 1 coincides with the center of the axis of the steel pipe 100, the simultaneously illuminated area of the steel pipe 100 has an annular shape with a predetermined width W, as shown in FIGS. It becomes the area 101. By moving the dolly 103,
The illuminated area 101 on the steel pipe 100 can be moved axially.

【0029】ベ−ス部材102上に固定された光案内機
構2は、鋼管100上の照明される領域101と対向す
る位置に配置される。この光案内機構2は、図4及び図
5(図3のV−V線断面を示す)に示されるように、周
辺部にそれぞれ平担な4つの反射面21,22,23及
び24を備えている。これら4つの反射面21,22,
23及び24は、四角錘の斜面の一部を形成するような
形で配置され、それぞれの面の向きが鋼管100の軸方
向に対して45度傾いている。また、光案内機構2の中
央部には、シャフト15が通る穴20aが形成され、そ
の下方にはベ−ス部材102と嵌合する開口部20bが
形成されている。
The light guide mechanism 2 fixed on the base member 102 is arranged at a position facing the illuminated area 101 on the steel pipe 100. As shown in FIGS. 4 and 5 (showing a cross section taken along line VV in FIG. 3), the light guiding mechanism 2 includes four flat reflecting surfaces 21, 22, 23, and 24 in the peripheral portion, respectively. ing. These four reflective surfaces 21, 22,
23 and 24 are arranged so as to form a part of the inclined surface of the quadrangular pyramid, and the direction of each surface is inclined by 45 degrees with respect to the axial direction of the steel pipe 100. Further, a hole 20a through which the shaft 15 passes is formed in the center of the light guide mechanism 2, and an opening 20b for fitting with the base member 102 is formed below the hole 20a.

【0030】図3に示すように、ベ−ス部材102上に
は光案内機構2と対向する位置に、撮像機構3が配置さ
れている。この撮像機構3は、図6(図3のVI−VI
線断面を示す)に示すように、ベ−ス部材102に支持
され、ベ−ス部材102に対して鋼管100の軸方向に
摺動自在な支持部材30と、それの外側に固定された4
つの1次元イメ−ジセンサ31,32,33及び34を
備えている。また、1次元イメ−ジセンサ31,32,
33及び34の受光部には、焦点合せ機構FCを備える
広角レンズ41,42,43及び44がそれぞれ設置さ
れている。そして、1次元イメ−ジセンサ31,32,
33及び34は、それぞれ光案内機構2の反射面21,
22,23及び24の中央部から、鋼管100の軸に平
行な軸に沿ってずれた位置に配置され、受光軸が反射面
21,22,23及び24と対向するように向けてあ
る。
As shown in FIG. 3, an image pickup mechanism 3 is arranged on the base member 102 at a position facing the light guide mechanism 2. This image pickup mechanism 3 is shown in FIG. 6 (VI-VI in FIG. 3).
As shown in FIG. 4), a support member 30 supported by the base member 102 and slidable in the axial direction of the steel pipe 100 with respect to the base member 102, and a support member 30 fixed to the outside of the support member 30.
It has one one-dimensional image sensor 31, 32, 33 and 34. In addition, the one-dimensional image sensors 31, 32,
Wide-angle lenses 41, 42, 43, and 44 having a focusing mechanism FC are installed in the light receiving portions of 33 and 34, respectively. Then, the one-dimensional image sensors 31, 32,
Reference numerals 33 and 34 denote the reflecting surfaces 21 of the light guiding mechanism 2,
It is arranged at a position displaced from the central portion of 22, 23 and 24 along an axis parallel to the axis of the steel pipe 100, and is oriented so that the light receiving axis faces the reflecting surfaces 21, 22, 23 and 24.

【0031】従って、鋼管100の内周面で反射し、そ
の中心、即ち鋼管100の軸に垂直な方向に向かう光
は、光案内機構2の反射面21,22,23及び24の
いずれかによって反射される。そして、反射面21で反
射された光は、広角レンズ41により集光されて1次元
イメ−ジセンサ31に入射し、反射面22で反射された
光は、広角レンズ42により集光されて1次元イメ−ジ
センサ32に入射し、反射面23で反射された光は、広
角レンズ43により集光されて1次元イメ−ジセンサ3
3に入射し、反射面24で反射された光は、広角レンズ
44により集光されて1次元イメ−ジセンサ34に入射
する。
Therefore, the light reflected by the inner peripheral surface of the steel pipe 100 and directed toward the center thereof, that is, in the direction perpendicular to the axis of the steel pipe 100, is reflected by any of the reflecting surfaces 21, 22, 23 and 24 of the light guide mechanism 2. Is reflected. Then, the light reflected by the reflecting surface 21 is condensed by the wide-angle lens 41 and is incident on the one-dimensional image sensor 31, and the light reflected by the reflecting surface 22 is condensed by the wide-angle lens 42 and is one-dimensional. The light that has entered the image sensor 32 and is reflected by the reflecting surface 23 is condensed by the wide-angle lens 43, and the one-dimensional image sensor 3
The light that has entered 3 and reflected by the reflecting surface 24 is condensed by the wide-angle lens 44 and enters the one-dimensional image sensor 34.

【0032】また、1次元イメ−ジセンサ31,32,
33及び34は、各々の撮像素子の並び方向が、それぞ
れ、反射面21,22,23及び24の長手方向と一致
するように配置してあるので、1次元イメ−ジセンサ3
1,32,33及び34は、それぞれ、鋼管100の内
面の円周方向の一次元画像を撮像する。更に具体的にい
えば、この実施例においては、広角レンズを含む1次元
イメ−ジセンサ31,32,33及び34の各々の有効
視野を90度に定めてある。つまり、鋼管100の内面
の周方向の全領域を、円周方向に4分割し、それぞれの
90度の分割領域を1次元イメ−ジセンサ31,32,
33及び34で撮像できるように、光学系を構成してあ
る。従って、図7に示す円周方向の領域RA,RB,R
C及びRDの範囲が、それぞれ、1次元イメ−ジセンサ
31,32,33及び34によって撮像される。
The one-dimensional image sensors 31, 32,
Since the image pickup devices 33 and 34 are arranged so that the arrangement directions of the respective image pickup devices coincide with the longitudinal directions of the reflecting surfaces 21, 22, 23 and 24, respectively, the one-dimensional image sensor 3 is shown.
1, 32, 33 and 34 respectively capture a one-dimensional image in the circumferential direction of the inner surface of the steel pipe 100. More specifically, in this embodiment, the effective visual field of each of the one-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34 including the wide-angle lens is set to 90 degrees. That is, the entire area of the inner surface of the steel pipe 100 in the circumferential direction is divided into four in the circumferential direction, and each 90 degree divided area is divided into one-dimensional image sensors 31, 32, 32 ,.
The optical system is configured so that images can be picked up by 33 and 34. Therefore, the areas RA, RB, R in the circumferential direction shown in FIG.
The ranges of C and RD are imaged by the one-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34, respectively.

【0033】この実施例では、検査対象の円周方向の全
領域を4分割して、分割された領域毎に独立した光学系
で鋼管の内面を撮像しているが、領域の分割数は3でも
よいし、5以上でも問題はない。例えば分割数が3であ
る場合には、光案内機構2の反射面を三角錘の斜面の形
状に配置して各々のイメ−ジセンサの有効視野を120
度に定めればよく、分割数が5である場合には、光案内
機構2の反射面を五角錘の斜面の形状に配置して各々の
イメ−ジセンサの有効視野を72度に定めればよい。
In this embodiment, the entire circumferential region of the inspection target is divided into four parts, and the inner surface of the steel pipe is imaged by an independent optical system for each divided region. The number of divided regions is three. However, it does not matter even if it is 5 or more. For example, when the number of divisions is 3, the reflecting surface of the light guide mechanism 2 is arranged in the shape of a triangular pyramid so that the effective field of view of each image sensor is 120.
If the number of divisions is 5, the reflecting surface of the light guide mechanism 2 is arranged in the shape of a pentagonal pyramid and the effective field of view of each image sensor is set to 72 degrees. Good.

【0034】1次元イメ−ジセンサ31,32,33及
び34を支持する支持部材30に形成された穴30aに
はねじが形成されている。そして、この穴30aを貫通
するねじ棒61が穴30aと螺合している。ねじ棒61
は、受光部移動機構6に連結されている。即ち、受光部
移動機構6に含まれる電気モ−タを駆動すると、ねじ棒
61が回転し、それと螺合する支持部材30及び1次元
イメ−ジセンサ31,32,33及び34が、ベ−ス部
材102上を鋼管100の軸方向に移動する。従って、
鋼管内周面からイメ−ジセンサ31,32,33及び3
4までの光路長が、鋼管の周面からその中心までの距離
と一致するように、受光部移動機構6により調整するこ
とができる。予めこのように調整しておくと、あとは焦
点合せ機構FCの焦点合せだけで鋼管径の変化に対応し
うる。受光部移動機構6を省略して支持部材30をベ−
ス部材102上に固定してもよい。
A screw is formed in the hole 30a formed in the supporting member 30 for supporting the one-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34. A screw rod 61 that penetrates the hole 30a is screwed into the hole 30a. Screw rod 61
Is connected to the light receiving unit moving mechanism 6. That is, when the electric motor included in the light receiving unit moving mechanism 6 is driven, the screw rod 61 rotates, and the support member 30 and the one-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34 screwed with the screw rod 61 are placed in the base. It moves on the member 102 in the axial direction of the steel pipe 100. Therefore,
Image sensors 31, 32, 33 and 3 from the inner peripheral surface of the steel pipe
The optical path length up to 4 can be adjusted by the light receiving unit moving mechanism 6 so that the optical path length up to 4 matches the distance from the peripheral surface of the steel pipe to its center. If such adjustment is made in advance, then only the focusing of the focusing mechanism FC can cope with the change in the diameter of the steel pipe. The light receiving unit moving mechanism 6 is omitted and the support member 30 is
It may be fixed on the support member 102.

【0035】1次元イメ−ジセンサ31,32,33及
び34の各々を構成する撮像素子の数(画素数)は、検
査対象とする鋼管100の最大径と、検査対象とする最
小の疵の大きさに応じて予め決定される。
The number of image pickup elements (number of pixels) forming each of the one-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34 is the maximum diameter of the steel pipe 100 to be inspected and the minimum flaw size to be inspected. It is determined in advance according to the size.

【0036】なお、鋼管径の変化に対しては、受光部移
動機構6の移動により、鋼管内周面からイメ−ジセンサ
31,32,33及び34までの光路長が一定になるよ
うに調整してもよい。その場合には、最大径の鋼管に対
して、イメ−ジセンサ31,32,33及び34の各々
の視野が、鋼管の円周方向の1/4の領域と一致するよ
うに調整すればよい。またその場合、径の小さい鋼管を
撮像すると、イメ−ジセンサ31,32,33及び34
で撮像される画像に互いにオ−バ−ラップする部分が生
じるので、画像信号を電気的に処理して、オ−バ−ラッ
プ部分を除去するのが望ましい。
With respect to changes in the diameter of the steel pipe, the light receiving portion moving mechanism 6 is moved so that the optical path length from the inner peripheral surface of the steel pipe to the image sensors 31, 32, 33 and 34 becomes constant. May be. In that case, the visual field of each of the image sensors 31, 32, 33, and 34 may be adjusted so as to coincide with the ¼ region in the circumferential direction of the steel pipe with respect to the steel pipe having the maximum diameter. Further, in that case, when imaging a steel pipe having a small diameter, the image sensors 31, 32, 33 and 34 are imaged.
It is desirable to remove the overlapping portion by electrically processing the image signal, since portions overlapping each other are generated in the image picked up by.

【0037】図3に示した検査装置の電気回路の構成を
図8に示す。図8を参照すると、この検査装置には、画
像制御装置201,画像処理装置202,CRT表示装
置203,疵検出処理装置204,明度検出装置20
5,アラ−ム表示器206,駆動制御装置207,及び
モ−タドライバDV1〜DV4が含まれている。モ−タ
ドライバDV1〜DV4には、電気モ−タM1〜M4が
接続されている。電気モ−タM1,M2,M3及びM4
は、それぞれ前述の台車駆動機構8,昇降機構7,照明
駆動機構5,及び受光部移動機構6の駆動源である。ま
た、台車駆動機構8の電気モ−タM1に連結された移動
検出器81は、電気モ−タM1の微小回転毎、即ち台車
103の微小移動毎にパルス信号S0を出力する。な
お、これらの構成要素のうち、CRT表示装置203,
疵検出処理装置204,及びアラ−ム表示器206は、
鋼管100の外側に設置され、図示しない電気ケ−ブル
を介して台車103上の装置と接続されている。
FIG. 8 shows the configuration of the electric circuit of the inspection apparatus shown in FIG. Referring to FIG. 8, the inspection device includes an image control device 201, an image processing device 202, a CRT display device 203, a flaw detection processing device 204, and a brightness detection device 20.
5, an alarm display 206, a drive controller 207, and motor drivers DV1 to DV4 are included. Electric motors M1 to M4 are connected to the motor drivers DV1 to DV4. Electric motors M1, M2, M3 and M4
Are drive sources of the cart drive mechanism 8, the lifting mechanism 7, the illumination drive mechanism 5, and the light receiving unit moving mechanism 6, respectively. Further, the movement detector 81 connected to the electric motor M1 of the carriage drive mechanism 8 outputs a pulse signal S0 every minute rotation of the electric motor M1, that is, every minute movement of the carriage 103. Note that among these components, the CRT display device 203,
The flaw detection processing device 204 and the alarm display 206 are
It is installed outside the steel pipe 100 and is connected to a device on the carriage 103 via an electric cable (not shown).

【0038】駆動制御装置207は、生産情報を管理す
る図示しないプロセスコンピュ−タと接続されており、
それが出力する鋼管径の情報を入力する。そして、駆動
制御装置207は、まず検査装置の初期位置合せを実施
する。即ち、入力された鋼管径の情報に基づいて、電気
モ−タM2を駆動して、シャフト15の軸中心位置(検
査装置の中心軸)が鋼管100の中心軸と一致するよう
に、ベ−ス部材102の高さを調節する。また、鋼管径
の情報に基づいて、電気モ−タM3を駆動して、シャフ
ト15及び照明機構1をその軸方向に移動して、鋼管内
面の照明機構1によって照明される領域101の位置が
光案内機構2の位置と一致するように位置決めする。更
にこの後で、実際に1次元イメ−ジセンサ31,32,
33及び34によって鋼管内面を撮像して得られる画像
信号に基づいて、検査装置の位置を微調整する。即ち、
明度検出装置205から出力される画像の明暗分布を示
す情報に基づいて、シャフト15の軸中心位置が鋼管1
00の中心からずれていると識別できる場合には、ずれ
を小さくするように、電気モ−タM2を駆動してベ−ス
部材102の高さを補正する。また、明度検出装置20
5から出力される画像の明るさの情報に基づいて、鋼管
上の照明領域101と光案内機構2の位置とがずれてい
ると識別できる場合には、そのずれを小さくするよう
に、電気モ−タM3を駆動して照明機構1の軸方向の位
置を補正する。
The drive control device 207 is connected to a process computer (not shown) for managing production information,
Input the information of the steel pipe diameter that it outputs. Then, the drive control device 207 first performs the initial alignment of the inspection device. That is, based on the input information of the steel pipe diameter, the electric motor M2 is driven so that the axial center position of the shaft 15 (the central axis of the inspection device) coincides with the central axis of the steel pipe 100. The height of the member 102 is adjusted. Further, based on the information on the diameter of the steel pipe, the electric motor M3 is driven to move the shaft 15 and the illumination mechanism 1 in the axial direction, and the position of the region 101 illuminated by the illumination mechanism 1 on the inner surface of the steel pipe is determined. The light guide mechanism 2 is positioned so as to match the position of the light guide mechanism 2. Further after this, the one-dimensional image sensors 31, 32,
The position of the inspection device is finely adjusted based on the image signal obtained by imaging the inner surface of the steel pipe with 33 and 34. That is,
Based on the information indicating the brightness distribution of the image output from the brightness detection device 205, the axial center position of the shaft 15 is the steel pipe 1.
If it can be identified that the deviation is from the center of 00, the height of the base member 102 is corrected by driving the electric motor M2 so as to reduce the deviation. Further, the brightness detection device 20
If the illumination area 101 on the steel pipe and the position of the light guide mechanism 2 can be discriminated from each other on the basis of the information on the brightness of the image outputted from No. 5, the electric model is adjusted so as to reduce the deviation. -Drive M3 to correct the axial position of the illumination mechanism 1.

【0039】オペレ−タのスイッチ操作などによって、
スタ−ト指示が与えられると、駆動制御装置207は、
電気モ−タM1を一定の速度で駆動して、台車103を
鋼管100の軸方向に移動する。この状態で、移動検出
器81からパルス信号S0がほぼ一定の周期で現われ
る。このパルス信号S0は、画像制御装置201および
駆動制御装置207に入力される。画像制御装置201
は、パルス信号S0に基づいて生成した制御信号を1次
元イメ−ジセンサ31,32,33,34および画像処
理装置202に出力する。
By operating the switch of the operator,
When the start instruction is given, the drive controller 207
The carriage 103 is moved in the axial direction of the steel pipe 100 by driving the electric motor M1 at a constant speed. In this state, the pulse signal S0 appears from the movement detector 81 in a substantially constant cycle. The pulse signal S0 is input to the image control device 201 and the drive control device 207. Image control device 201
Outputs a control signal generated based on the pulse signal S0 to the one-dimensional image sensors 31, 32, 33, 34 and the image processing device 202.

【0040】実際には、図10に示すように、パルス信
号S0が1つ現われる毎に、制御信号S1,S2,S3
及びS4にそれぞれ1つのパルスが順番に現われる。1
次元イメ−ジセンサ31,32,33及び34は、それ
ぞれ、制御信号S1,S2,S3及びS4にパルスが現
われる毎に、1ラインの画像を撮像し、その画像情報を
出力する。4つの1次元イメ−ジセンサがそれぞれ出力
する画像情報S5,S6,S7及びS8は画像処理装置
202に印加される。
Actually, as shown in FIG. 10, every time one pulse signal S0 appears, the control signals S1, S2, S3 are generated.
And S4, one pulse each appears in sequence. 1
The three-dimensional image sensors 31, 32, 33 and 34 pick up an image of one line each time a pulse appears in the control signals S1, S2, S3 and S4 and output the image information. The image information S5, S6, S7 and S8 output by the four one-dimensional image sensors are applied to the image processing device 202.

【0041】画像処理装置202は、制御信号S9に同
期して、画像情報S5,S6,S7及びS8を入力し、
所定の画像処理を実施するとともに画像信号S10を出
力する。画像処理装置202は、その内部に2フレ−ム
の画像メモリを備えており、入力される画像情報S5,
S6,S7及びS8は、一方のフレ−ムの画像メモリ上
の走査位置に応じたアドレスに順次に書き込まれる。ま
た他方のフレ−ムの画像メモリの情報が順次に読み出さ
れ、走査同期信号とともに、画像信号S10として出力
される。一方のフレ−ムの画像メモリの全てのアドレス
に情報が記憶されると、書込みフレ−ムと読み書きフレ
−ムが切換えられる。画像信号S10が入力されるCR
T表示装置203の画面上には、例えば図9に示すよう
に、鋼管100の円周方向の全領域を撮像して得た画像
が2次元画像情報として表示される。
The image processing apparatus 202 inputs the image information S5, S6, S7 and S8 in synchronization with the control signal S9,
The predetermined image processing is performed and the image signal S10 is output. The image processing device 202 is provided with an image memory of 2 frames inside thereof, and receives the input image information S5.
S6, S7 and S8 are sequentially written at addresses corresponding to the scanning position on the image memory of one frame. Further, the information in the image memory of the other frame is sequentially read and output as the image signal S10 together with the scanning synchronization signal. When information is stored at all addresses in the image memory of one frame, the writing frame and the reading / writing frame are switched. CR to which the image signal S10 is input
On the screen of the T display device 203, for example, as shown in FIG. 9, an image obtained by imaging the entire area of the steel pipe 100 in the circumferential direction is displayed as two-dimensional image information.

【0042】また画像処理装置202上で実施される画
像処理には、例えばシェ−ディング補正処理が含まれて
いる。この処理は、受光光学系が非線形であるために生
じる濃度分布のむらや、各イメ−ジセンサの検出感度分
布のむらを補正するものである。
The image processing executed on the image processing apparatus 202 includes, for example, shading correction processing. This processing corrects the unevenness of the density distribution caused by the non-linearity of the light receiving optical system and the unevenness of the detection sensitivity distribution of each image sensor.

【0043】疵検出処理装置204は、画像信号S10
を入力し、疵の有無を識別する。例えば、画像の隣接す
る画素間で所定レベル以上の急激な濃度変化が検出され
ると、疵有として認識される。そして、疵有が検出され
ると、アラ−ム表示器206が付勢される。
The flaw detection processing device 204 uses the image signal S10.
Enter to identify the presence or absence of defects. For example, when a rapid density change of a predetermined level or more is detected between adjacent pixels of an image, it is recognized as a defect. When a defect is detected, the alarm display 206 is activated.

【0044】台車103の移動、即ち検査装置の鋼管軸
方向の走査は、検査位置が鋼管100の終端に到達する
まで継続される。即ち、駆動制御装置207は、信号S
0のパルス数を計数して実走査距離を常時把握してお
り、予め入力された鋼管長さから検査装置の走査開始位
置の補正を加えて目標走査距離を計算し、実走査距離が
目標走査距離を越えると、走査を停止する。また、明度
検出装置205が出力する信号S11によって、検査位
置が鋼管100の終端に到達したと認められた場合に
は、実走査距離が目標走査距離を越える前であっても走
査を停止する。
The movement of the carriage 103, that is, the scanning of the inspection apparatus in the axial direction of the steel pipe is continued until the inspection position reaches the end of the steel pipe 100. That is, the drive control device 207 determines that the signal S
The actual scanning distance is constantly grasped by counting the number of pulses of 0, and the target scanning distance is calculated by adding the correction of the scanning start position of the inspection device from the previously input steel pipe length, and the actual scanning distance is the target scanning distance. When the distance is exceeded, scanning is stopped. Further, when it is recognized by the signal S11 output from the brightness detection device 205 that the inspection position has reached the end of the steel pipe 100, the scanning is stopped even before the actual scanning distance exceeds the target scanning distance.

【0045】なお、上記実施例においては、検査装置の
台車103を鋼管軸方向の一方の向きに走査しながら鋼
管内面の円周方向全領域を検査する場合を説明したが、
検査装置の台車103を鋼管軸方向に沿って往復するよ
うに駆動してもよい。その場合には、一方向に走査する
毎に検査装置の位置を鋼管の回転方向にずらせば、一方
向の走査で周方向全領域の検査をする必要はないので、
各々のイメ−ジセンサの有効視野を90度よりも狭くす
ることができる。
In the above embodiment, the case in which the entire area in the circumferential direction of the inner surface of the steel pipe is inspected while scanning the carriage 103 of the inspection device in one direction of the axial direction of the steel pipe has been described.
The cart 103 of the inspection device may be driven so as to reciprocate along the axial direction of the steel pipe. In that case, if the position of the inspection device is shifted in the direction of rotation of the steel pipe each time scanning in one direction, it is not necessary to inspect the entire area in the circumferential direction by scanning in one direction.
The effective field of view of each image sensor can be narrower than 90 degrees.

【0046】以上説明した実施例によれば、検査対象の
管状体内面の円周方向の全域からの反射光が、N個の領
域に分割されて、それぞれの領域の反射光が、それに対
向する位置に存在する光反射面21,22,23,24
で反射し、広角レンズ41,42,43,44によって
集光されて同時に一次元撮像手段(31,32,33,
34)に入射する。つまり、円周方向に機械的な走査を
実施することなく、管状体内面の円周方向の全域の画像
を同時に撮影することができる。円周方向の機械的な走
査が不要であるため、管状体の全域を撮影するのにかか
る所要時間が短縮されるし、制御も簡単になる。更に、
機械走査は管状体の軸方向だけでよいため、この装置に
よって実際に撮像される領域は連続的な二次元領域にな
り、走査速度が比較的速い場合であっても、検査漏れの
領域が生じにくい。
According to the embodiment described above, the reflected light from the entire area of the inner surface of the tubular body to be inspected in the circumferential direction is divided into N areas, and the reflected light of each area faces it. Light reflecting surfaces 21, 22, 23, 24 existing at positions
And is condensed by the wide-angle lenses 41, 42, 43, 44, and at the same time the one-dimensional image pickup means (31, 32, 33,
34). That is, it is possible to simultaneously capture images of the entire area of the inner surface of the tubular body in the circumferential direction without performing mechanical scanning in the circumferential direction. Since mechanical scanning in the circumferential direction is not required, the time required to image the entire tubular body is shortened and the control is simplified. Furthermore,
Since the mechanical scanning is only in the axial direction of the tubular body, the area actually imaged by this device is a continuous two-dimensional area, which results in areas of inspection failure even when the scanning speed is relatively fast. Hateful.

【0047】また、光源であるランプ13から出る光
は、放物面鏡12によって管状体の中心軸にほぼ平行な
向きに整えられ、それと対向する位置に存在する拡散鏡
11の光反射面に照射される。この光反射面は、円錐台
の斜面の形に形成されているため、軸方向と平行な向き
に入射する光は斜め方向に反射され、前記管状体の内壁
に対して、幅Wを有する環状の面領域を均一な照度で同
時に照明することができる。この環状の面領域に含まれ
る部分を撮影することによって、円周方向の全領域を同
時に検査することができる。
The light emitted from the lamp 13, which is the light source, is aligned by the parabolic mirror 12 in a direction substantially parallel to the central axis of the tubular body, and is reflected by the light reflecting surface of the diffuser mirror 11 existing at a position opposite to it. Is irradiated. Since the light reflecting surface is formed in the shape of a truncated cone, light incident in a direction parallel to the axial direction is reflected in an oblique direction and has an annular width W with respect to the inner wall of the tubular body. It is possible to simultaneously illuminate the surface area of the with uniform illuminance. By photographing the portion included in this annular surface area, the entire area in the circumferential direction can be inspected at the same time.

【0048】また、第1の移動機構(5)の働きによっ
て、前記照明機構と前記光案内機構とを前記管状体の中
心軸の方向に対して相対移動させることができるので、
撮影対象の管状物の径が変化した場合でも、その変化に
応じて前記相対移動を実施すれば、常に、照明機構の照
明位置に光案内機構を対向させることができる。
Further, since the first moving mechanism (5) works, the illumination mechanism and the light guide mechanism can be moved relative to the direction of the central axis of the tubular body.
Even if the diameter of the tubular object to be imaged changes, the light guide mechanism can always face the illumination position of the illumination mechanism by performing the relative movement according to the change.

【0049】また、第2の移動機構(6)の働きによっ
て、光案内機構の各々の光反射面と前記一次元撮像手段
の各々とを前記管状体の中心軸の方向に対して相対移動
させることができる。従って、撮影対象の管状物の径が
変化して、光源である照明機構の位置から一次元撮像手
段までの光路長が変化した場合でも、その変化に応じて
前記相対移動を実施すれば、光路長を一定に維持するこ
とができる。
Further, by the action of the second moving mechanism (6), each light reflecting surface of the light guiding mechanism and each of the one-dimensional image pickup means are moved relative to the direction of the central axis of the tubular body. be able to. Therefore, even if the diameter of the tubular object to be imaged changes and the optical path length from the position of the illumination mechanism, which is the light source, to the one-dimensional imaging means changes, if the relative movement is performed according to the change, the optical path is changed. The length can be kept constant.

【0050】また、昇降機構(7)の働きによって、前
記照明機構,光案内機構,N個の一次元撮像手段および
N個の広角レンズを支持するベ−ス部材の位置を前記管
状体の径方向に関して調節することができる。従って、
撮影対象の管状物の径が変化した場合でも、前記照明機
構,光案内機構,N個の一次元撮像手段およびN個の広
角レンズで構成される装置の中心位置を管状物の中心軸
の位置に配置することができる。
The position of the base member supporting the illumination mechanism, the light guide mechanism, the N one-dimensional image pickup means, and the N wide-angle lenses is controlled by the function of the elevating mechanism (7) to determine the diameter of the tubular body. It can be adjusted with respect to direction. Therefore,
Even if the diameter of the tubular object to be imaged changes, the central position of the device including the illumination mechanism, the light guide mechanism, the N one-dimensional image pickup means, and the N wide-angle lenses is set to the position of the central axis of the tubular object. Can be placed at.

【0051】また、第3の移動機構(8)の働きによっ
て、前記照明機構,光案内機構,N個の一次元撮像手段
およびN個の広角レンズを前記管状体の軸方向に移動す
ることができるので、これによって、撮影位置を管状物
の軸方向に走査することができる。
By the action of the third moving mechanism (8), the illumination mechanism, the light guiding mechanism, the N one-dimensional image pickup means and the N wide-angle lenses can be moved in the axial direction of the tubular body. As a result, the imaging position can be scanned in the axial direction of the tubular object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図3の検査装置の一部分を拡大して示す縦断
面図である。
FIG. 1 is an enlarged vertical sectional view showing a part of the inspection device of FIG.

【図2】 図1の照明機構の一部分を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing a part of the illumination mechanism of FIG.

【図3】 鋼管内に配置した検査装置の機構部全体を示
す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the entire mechanical portion of the inspection device arranged in the steel pipe.

【図4】 図3の検査装置の一部分を拡大して示す斜視
図である。
4 is an enlarged perspective view showing a part of the inspection device of FIG.

【図5】 図3のV−V線から見た断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.

【図6】 図3のVI−VI線から見た断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.

【図7】 図3のVI−VI線から見た断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.

【図8】 図3の検査装置の電装部の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an electrical component section of the inspection device of FIG.

【図9】 表示装置203に表示される画面中の表示要
素の並びを示す模式図である。
9 is a schematic diagram showing an arrangement of display elements in a screen displayed on the display device 203. FIG.

【図10】 図8に示す回路中の信号を示すタイムチャ
−トである。
10 is a time chart showing signals in the circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:照明機構 2:光案内機構 3:撮像機構 5:照明移動機構 6:受光部移動機構 7:昇降機構 8:台車駆動機構 11:拡散鏡 12:放物面鏡 13:ランプ 14:ケ−シング 15:シャフト 15a:ラック部 20a:穴 20b:開口部 21,22,23,2
4:反射面 30:支持部材 31,32,33,34:1次元イメ−ジセンサ 41,42,43,44:広角レンズ 81:移動検出器 100:鋼管 101:照明領域 102:ベ−ス部材 103:台車 104:車輪 201:画像制御装置 202:画像処理装置 203:CRT表示装置 204:疵検出処理装
置 205:明度検出装置 206:アラ−ム表示
器 207:駆動制御装置 FC:焦点合せ機構 DV1〜DV4:モ−タドライバ M1,M2,M3,M4:電気モ−タ
1: Illumination mechanism 2: Light guide mechanism 3: Imaging mechanism 5: Illumination moving mechanism 6: Light receiving part moving mechanism 7: Lifting mechanism 8: Truck driving mechanism 11: Diffusing mirror 12: Parabolic mirror 13: Lamp 14: Case Thing 15: Shaft 15a: Rack 20a: Hole 20b: Opening 21, 22, 23, 2
4: Reflective surface 30: Support member 31, 32, 33, 34: One-dimensional image sensor 41, 42, 43, 44: Wide-angle lens 81: Movement detector 100: Steel pipe 101: Illumination area 102: Base member 103 : Bogie 104: Wheel 201: Image control device 202: Image processing device 203: CRT display device 204: Defect detection processing device 205: Brightness detection device 206: Alarm display device 207: Drive control device FC: Focusing mechanism DV1 to DV1 DV4: Motor driver M1, M2, M3, M4: Electric motor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管状体の内空間に配置されてその内周面
を光学的に撮影する管状体の内面撮影装置において、 前記管状体の内周面の環状の領域を同時に照明する照明
機構;3以上のN個の光反射面を有する反射鏡部材を含
み、それらの光反射面の各々が、前記照明機構によって
照明される管状体内周面の環状領域と対向する位置に配
置され、前記N個の光反射面が、前記管状体の中心軸を
囲む形で形成された、光案内機構;前記光案内機構のN
個の光反射面のそれぞれと対向する位置に配置され、前
記照明機構によって照明される管状体内周面からの光を
それぞれ受光するとともに、それぞれが前記管状体の円
周方向に沿う向きに並べられた多数の受光素子を含む、
N個の一次元撮像手段;および互いに対向する前記光反
射面と前記一次元撮像手段との間にそれぞれ配置され、
該光反射面からの光を一次元撮像手段の受光面に導くN
個のレンズ;を備える管状体の内面撮影装置。
1. An inner surface photographing apparatus for a tubular body, which is arranged in the inner space of the tubular body and optically photographs the inner peripheral surface thereof, wherein an illumination mechanism for simultaneously illuminating an annular region of the inner peripheral surface of the tubular body; A reflecting mirror member having three or more N light reflecting surfaces, each of the light reflecting surfaces being arranged at a position facing an annular region of the tubular inner peripheral surface illuminated by the illumination mechanism; A light guiding mechanism, in which a plurality of light reflecting surfaces are formed so as to surround the central axis of the tubular body; N of the light guiding mechanism.
The light-reflecting surface is arranged at a position facing each of the light-reflecting surfaces, receives light from the inner peripheral surface of the tubular body illuminated by the illumination mechanism, and is arranged in a direction along the circumferential direction of the tubular body. Including a large number of light receiving elements,
N number of one-dimensional imaging means; and arranged between the light reflecting surface and the one-dimensional imaging means facing each other,
N for guiding the light from the light reflecting surface to the light receiving surface of the one-dimensional image pickup means
An inner surface photographing apparatus for a tubular body, comprising:
【請求項2】 前記照明機構は、円錐もしくは円錐台の
斜面の形に形成された光反射面を有する照明用反射部
材,該照明用反射部材と対向する位置に配置された放物
面鏡,および該放物面鏡の焦点位置に配置された光源、
を備える前記請求項1記載の管状体の内面撮影装置。
2. The illumination mechanism has an illumination reflection member having a light reflection surface formed in the shape of a cone or an inclined surface of a truncated cone, a parabolic mirror arranged at a position facing the illumination reflection member, And a light source arranged at the focal position of the parabolic mirror,
The inner surface photographing device for a tubular body according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記照明機構と前記光案内機構とを前記
管状体の中心軸の方向に対して相対移動する第1の移動
機構を更に備える、前記請求項1記載の管状体の内面撮
影装置。
3. The inner surface photographing apparatus for the tubular body according to claim 1, further comprising a first moving mechanism that relatively moves the illumination mechanism and the light guide mechanism with respect to a direction of a central axis of the tubular body. .
【請求項4】 前記光案内機構の各々の光反射面と前記
一次元撮像手段の各々とを前記管状体の中心軸の方向に
対して相対移動する第2の移動機構を更に備える、前記
請求項1記載の管状体の内面撮影装置。
4. A second moving mechanism for moving the light reflecting surface of each of the light guide mechanisms and each of the one-dimensional imaging means relative to the direction of the central axis of the tubular body. Item 1. The inner surface photographing device for a tubular body according to Item 1.
【請求項5】 前記照明機構,光案内機構,N個の一次
元撮像手段およびN個のレンズを支持するベ−ス部材、
および該ベ−ス部材の位置を前記管状体の径方向に関し
て調節する昇降機構を更に備える、前記請求項1記載の
管状体の内面撮影装置。
5. A base member for supporting said illumination mechanism, light guide mechanism, N one-dimensional image pickup means and N lenses,
The apparatus for photographing an inner surface of a tubular body according to claim 1, further comprising an elevating mechanism for adjusting the position of the base member in the radial direction of the tubular body.
【請求項6】 前記照明機構,光案内機構,N個の一次
元撮像手段およびN個のレンズを支持するベ−ス部材、
および該ベ−ス部材の位置を前記管状体の軸方向に移動
する第3の移動機構を更に備える、前記請求項1記載の
管状体の内面撮影装置。
6. A base member for supporting said illumination mechanism, light guide mechanism, N number of one-dimensional image pickup means and N number of lenses,
2. The tubular body inner surface photographing apparatus according to claim 1, further comprising a third moving mechanism for moving the position of the base member in the axial direction of the tubular body.
JP7062276A 1995-03-22 1995-03-22 Inner face photographing device for tubular body Withdrawn JPH08261947A (en)

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