JPH11218461A - 管状体のピンホール検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小なピンホールの検出が可能であり，ピン
ホール検出位置の特定も可能であり，かつ，能率的な検
出が可能なピンホール検出装置を得る。 【解決手段】 液体Ｗを収容した液槽３と，管状体であ
る被検体１を気体による内圧をかけた状態で連続的に送
り出して，前記液槽内の液体中を連続的に通過させる被
検体連続浸漬手段４と，前記液槽３内の液体Ｗ中を通過
する被検体１のピンホールから液体中に発生した気泡を
撮影する撮像素子式のカメラ５とこのカメラ５から送ら
れた画像信号を処理して気泡の有無を検出する画像処理
装置６とからなる気泡検出手段とを備えている。被検体
１のピンホールから液体中に発生する気泡を撮像素子式
のカメラ５で撮影し，画像処理装置６で処理して被検体
１のピンホールを検出する。微小な気泡の検出が可能で
あり，微小なピンホールの検出が可能となる。また，検
査作業の能率が高く，ピンホールの位置の特定が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，管状体のピンホ
ールを検出するための管状体のピンホール検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば熱交換器用のステンレス製コルゲ
ートパイプは，ガス漏れを生じさせるピンホールがあっ
てはならないので，ピンホールの有無の検査が行われる
が，この種のピンホール検査装置として，従来，次のよ
うなものが知られている。 Ａ．ピンホールのない圧力容器等の基準物と検査しよう
とする被検体とを差圧計の両側にそれぞれ接続し，基準
物および被検体に同一のガス圧力をかけて，一定時間経
過後の差圧によりピンホールの有無を判定する差圧検知
式ピンホール検出装置。 Ｂ．被検体内にヘリウムガス等の検知用ガスを封入した
後，真空缶内に納め，次いで真空缶内を減圧し，被検体
から漏出するガスを検出するガス検知式ピンホール検出
装置。 Ｃ．内面加圧した被検体を水等の液体中に浸漬し，漏出
するガスの泡を目視によって検出する液中浸漬式ピンホ
ール検出装置。 Ｄ．ガスを封入し被検体を液槽内の液体中に連続的に通
過させ，被検体にピンホールがある場合にそのピンホー
ルから発生する気泡を捕集器に集めて集合管に案内し，
そこに配置した光屈折式の気泡検出器により気泡を検出
する気泡捕集・光屈折式ピンホール検出装置（特願平１
−３２２３０７号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の差圧検知式ピン
ホール検出装置（Ａ）には，ピンホールの位置を特定
できない，被検体へのガス封入時に断熱膨張により温
度変化した被検体内ガスを基準物内ガスと同じ温度にす
るために，長時間の放置が必要であり，能率が低い，
温度変化により基準物および被検体の内容積が変化する
ため，判定に誤差が発生する，等の欠点がある。上記の
ガス検知式ピンホール検出装置（Ｂ）には，ピンホー
ルの位置を特定できない，検出に使用するヘリウム等
の検知用ガスは一般に高価であり，また，真空缶やポン
プ等の装置も高価であり，検査コストが高いものとな
る，空気中のヘリウムや水素（水分）等により検出値
に誤差が生じるため，あるレベルでの判定基準設定とな
る，等の欠点がある。上記の水中浸漬式ピンホール検出
装置（Ｃ）には，ピンホールの位置を特定できない，
気泡が小さい場合は，これの被検体への付着等で検知
できない，目視検査であるため，精度を確保できな
い，等の欠点がある。上記の気泡捕集・光屈折検知式ピ
ンホール検出装置（Ｄ）の場合は，ピンホールの位置を
ある程度特定することができる。しかし，微小な気泡
の場合は，光屈折式検知方法ではこれを検出できない，
微小な気泡の場合は，これが捕集器等に付着してしま
い，検出することができない，液体の温度変化によ
り，液槽内に過飽和気体が発生して，誤検知を引き起こ
す，等の欠点がある。

【０００４】上述の通り，従来の各方法にはそれぞれ，
ピンホールの位置を特定できない（Ａ，Ｂ，Ｃ），検査
に時間を要する（Ａ），検出コストが高い（Ｂ），検出
値に誤差（温度変化，空気中のヘリウム等による誤差）
が発生し易い（Ａ，Ｄ，Ｂ），人の感覚を利用するので
一定の精度を確保できない（Ｃ），微細なピンホールの
検出が困難である（Ｃ，Ｄ），等の欠点がある。本発明
は上記従来の各欠点が改善された管状体のピンホール検
出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】上記課題を解決する本発
明の管状体のピンホール検出装置は，液体を収容した液
槽と，管状体である被検体を気体による内圧をかけた状
態で連続的に送り出して，前記液槽内の液体中を連続的
に通過させる被検体連続浸漬手段と，前記液槽内の液体
中を通過する被検体のピンホールから液体中に発生した
気泡を撮影する撮像素子式のカメラとこのカメラから送
られた画像信号を処理して気泡の有無を検出する画像処
理装置とからなる気泡検出手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００６】請求項２は，請求項１の管状体のピンホー
ル検出装置におけるカメラの検査視野における被検体の
背後に黒色系統の背景面を配置したことを特徴とする。

【０００７】請求項３は，請求項１の管状体のピンホー
ル検出装置における液槽中に超音波発振装置を配置した
ことを特徴とする。

【０００８】請求項４は，請求項１の管状体のピンホー
ル検出装置における液槽をカメラの視野領域が含まれる
第１液槽とこれと仕切られた第２液槽とに分割しかつ第
１液槽と第２液槽との間で液体を循環させるとともに，
前記第２液槽内から第１液槽への循環経路の途中に，液
体の濾過を行う濾過装置および液体中の気泡を除去する
脱気装置を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項５は，請求項４の管状体のピンホー
ル検出装置において，濾過装置および脱気装置を経た液
体を第１液槽内に流入させる際に，カメラ検査視野にあ
る被検体に吹き付けるように流入させることを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を図１
〜図３に示した一実施例の管状体のピンホール検出装置
を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の管状体
のピンホール検出装置２の全体構成についての側面図に
よる模式図，図２は図１における検出部７の詳細を示し
た平面図による模式図，図３は図２におけるＡ−Ａ断面
図の模式図である。これらの図に示すように，この管状
体のピンホール検出装置２は，水などの液体Ｗを収容し
た液槽３と，管状体である被検体１を気体による内圧を
かけた状態で連続的に送り出して，前記液槽３内の液体
Ｗ中を連続的に通過させる被検体連続浸漬手段４と，前
記液槽３内の液体Ｗ中を通過する被検体１のピンホール
から液体Ｗ中に発生した気泡を撮影する撮像素子式のカ
メラ５とこのカメラ５から送られた画像信号を処理して
気泡の有無を検出する画像処理装置６とからなる気泡検
出手段とを備えている。カメラ５等を設けた液槽３の近
傍を検出部７と呼ぶ。

【００１１】前記被検体連続浸漬手段４は，例えば図示
例ではコイル積み状の管状体を連続的に繰り出す送出部
１０，液槽３中の水平なガイドロール１１，液槽３の入
側および出側の外部の水平なガイドロール１１’および
垂直な幅ガイドロール１１”（図２），ピンホール検査
を終えた管状体を連続的に巻き取る巻取部１２などから
なっている。

【００１２】前記カメラ５は，例えば２０万〜２０００
万画素程度のＣＣＤ撮像素子を用いている。画像処理装
置６は，カメラ５から送られた画像信号を処理する処理
回路部６ａと，これを表示するモニタ６ｂとからなって
いる。実施例ではカメラ５を液槽３の側壁の外側に設
け，該カメラ５で液体Ｗ中を観察する部分の液槽３の側
壁を透明なガラスまたはプラスチックで形成している。
なお，水中カメラを使用した場合は，これを液槽３内の
液体Ｗ中に配置することができる。また，カメラ５が位
置する液槽３の上方部には，蛍光燈２１が下方に向けて
配置されている。この蛍光燈２１は，気泡を画像処理に
よって「白」とて検知し易くするために設けたものであ
る。また，液槽３のカメラ５と反対側の側壁内面には，
画像処理装置６において気泡を白く認識して容易に気泡
を検知できるように，黒色系統の背景面２２を配置して
いる。また，カメラ３は視野方向を除いてボックス２３
で囲まれて遮光され，かつ，カメラ５の視野領域は上部
からの蛍光燈２１の光以外の光線が入らないように遮光
されている。

【００１３】前記液槽３は，カメラ５の視野領域が含ま
れる第１液槽３ａとこれと仕切り板１４で仕切られた第
２液槽３ｂとに分けられ，第１液槽３ａと第２液槽３ｂ
との間で水などの液体Ｗを循環させるとともに，前記第
２液槽３ｂ内から第１液槽３ａへの循環経路の途中に，
液体の濾過を行う濾過装置１５および液体中の気泡を除
去する脱気装置１６を設けている。１７は第２液槽３ｂ
内から第１液槽３ａへの循環経路の配管を示す。前記仕
切り板１４には被検体１が通過する穴１４ａが設けられ
ており，かつ，この穴から第１液槽３ａ内の液体が第２
液槽３ｂに戻るようにしている。仕切り板１４は，被検
体１を傷つけないように，ゴム板，スポンジ等の材質を
用いている。

【００１４】前記濾過装置１５および脱気装置１６は，
気泡検出の性能を高めるために設けている。すなわち，
連続的に使用する場合，第２液槽３ｂ中の水などの液体
Ｗは，水あかや埃および被検体１から持ち込まれる汚れ
などによって，徐々に液中に浮遊物が含まれる。白系統
のごみは画像処理によって，検知され，異常検知とな
る。また，汚れが進行すると，画像処理の感度を低下さ
せる。濾過装置１５はこれらを改善して第２液槽３ｂ内
の液体Ｗを第１液槽３ａに送り込む。濾過装置１５の構
造は任意であるが，活性炭フィルタ等を利用するとよ
い。また，液体Ｗ中に被検体１を連続的に送り込むこと
によって液体Ｗ中に空気が混入するが，空気を飽和状態
に含んだ液体Ｗは，液体温度の変化により過飽和とな
り，液槽３の内壁等に気泡を生じる。これが前述と同様
に異常検知となる。脱気装置１６は，これらを改善す
る。脱気装置１６の構造は任意であるが，膜式あるいは
真空式あるいはその併用式その他の構造を採用できる。

【００１５】また，前記脱気装置１６から第１液槽３ａ
への配管１７の流入口１７ａは，カメラ検査視野にある
被検体１に近接して配置し，流入した液体が被検体１に
吹き付けられるようにしている。これは，流入口１７ａ
からの液体の流れを被検体１に当てることによって，気
泡が被検体１から容易に離れて浮き上がるようにするた
めである。

【００１６】また，液槽内に超音波発振装置１９を配置
している。この超音波発振装置１９は，被検体１の内部
からピンホールを経て被検体１表面に漏れた微小体積の
気体が被検体１の外表面から容易に離脱し気泡として浮
上するように設けたものである。これにより，十分微小
なピンホールの検出が可能となり，高性能の装置が得ら
れる。例えば，外周面に山と谷がある蛇腹状のフレキシ
ブル管等では，微小ピンホール（例えば３μφのピンホ
ール）の場合，谷の部分に気泡が付着して浮上しない
が，超音波をかけることによって浮上が促進される。さ
らに，この超音波発振装置１９は，被検体１の洗浄およ
び液槽３の内壁の洗浄を行う作用，および液槽３の内壁
等に気泡が付着するのを防止する作用も果たすので，こ
の点でも性能が向上する。

【００１７】次に，上記の管状体のピンホール検出装置
２によるピンホール検査について説明する。管状体であ
る被検体１は，送出部１０から巻きほどかれて，検出部
７に供給される。そして，この検出部７でピンホール検
査された後，巻取部１２に巻き取られる。検出部７で
は，液槽３内に水などの液体Ｗが貯留されており，被検
体１は，ガイドロール１１により案内されて，この液体
Ｗ内を浸漬して通過する。被検体１は，例えば，直径１
０ｍｍ，長さが４００〜１５００ｍのガス管等の管状体
であり，この管状体である被検体１の両端は例えば加圧
された空気が封入された状態で閉塞されている。一方，
液槽３内の液体Ｗは，濾過装置１５に内蔵されたポンプ
により第２液槽３ｂ側から濾過装置１５内に取り込ま
れ，濾過装置１５で濾過され，クリーンな液となって脱
気装置１６に送り出され，脱気装置１６において液中の
空気分がある程度除去された後，液槽３の第１液槽３ａ
側に流入口１７ａより流入する。この時，流入口１７ａ
から流入した液体Ｗが被検体１のカメラ視野範囲の下側
に当たり，気泡が被検体１から容易に離れて浮き上が
る。

【００１８】液槽３内の液体中を通過する被検体１にピ
ンホールがある場合は，図３に示すように，被検体１の
ピンホールから気泡が発生し，浮上する。気泡がカメラ
５の検査視野に入ると，カメラ５のＣＣＤ撮像素子がこ
れを感知する。カメラ５が感知した画像信号は連続的に
画像処理装置６に送られているので，気泡が画像処理装
置６で検知される。画像処理装置６の処理回路部６ａ
は，「白」と「黒」とに二値化されたもののなかの
「白」の画素をカウントするもので，前述のように２０
万画素〜２０００万画素等を持つＣＣＤ撮像素子が感知
した「白」の画素数と，被検体１の内圧および送り速度
とに基づく演算により，ピンホールの概算径を知ること
ができる。そして，気泡の発生状況をモニタ６ｂに映像
として直接表示するとともに，気泡を検出した時には，
気泡検出信号を発生させ，かつ，前述のピンホールの概
算径の演算結果等を表示する。また，詳細説明は省略す
るが，気泡検出信号に基づいて，表示灯，ブザ−などに
より，ピンホールの発生を作業者等に知らせるととも
に，被検体１におけるピンホールが検出された部分が液
槽から外に出た時に，このピンホール発生部分にマーキ
ングを施す。これはピンホール検出時点から被検体１の
移動速度を考慮した一定のタンミングで行うことにより
実現できる。また，ピンホール発生時点で，ラインを停
止させてもよい。さらには，画像処理装置６からビデ
オ，パソコン等への接続も可能である

【００１９】上述のピンホール検出において，被検体１
の大きなピンホールからは，大きなかつ多数の気泡を発
生するので，大きなピンホールの検出は容易である。一
方，微小なピンホールから発生する気泡は小さいので，
従来装置では微小のピンホールの検出は困難であった
が，本発明では，撮像素子式のカメラ５で気泡を撮影
し，画像処理装置６で処理してこれを検出するので，微
小の気泡の検出が可能であり，微小のピンホールの検出
が可能となる。特に，被検体１に付着した微小な気泡
は，循環経路の流入口１７ａからの液流により被検体１
の表面から容易に離脱して浮上し，また超音波発振装置
１９によっても同じく被検体１の表面から容易に離脱し
て浮上するので，この点でも微小な気泡の検出が可能と
なり，高い検出精度が実現される。

【００２０】上述のように，本発明の管状体のピンホー
ル検出装置では，検出部７を連続的に通過する被検体１
に対してピンホールの有無を撮像素子式のカメラ５およ
び画像処理装置６を使って検査し，気泡に対応する画素
数からピンホールの大きさを概算し，ピンホール位置に
マーキングを施したり，またはラインを停止させたりす
ることが可能である。このため，ピンホールの位置と大
きさが特定されるので，ピンホールの修復や切断除去作
業を容易に行うことができる。

【００２１】なお，液槽３内に収容する液体Ｗとしては
水道水等の通常の水を使用することができるが，この他
に油，または溶剤などを使用してもよい。また，脱気装
置１６や超音波発振装置１９は，ピンホールから発生す
る気泡がきわめて微小であって，液体中の微小気泡によ
る誤検知やピンホールからの微小気泡が被検体１から離
脱しない場合に有効であるが，大きな気泡の場合は，自
分で十分浮上すること，および，液体中の微小気泡を画
像処理の調整で検知しないようにできること等により，
これらは不要である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば，液体中を通過する被検
体のピンホールから液体中に発生する気泡を撮像素子式
のカメラで撮影し，画像処理装置で処理して被検体のピ
ンホールを検出するものであるから，次のような効果が
得られる。 微小の気泡の検出が可能となり，微小なピンホールの
検出が可能となる。また，被検体の内圧を高くすること
により，一層微小なピンホールを検出することが可能と
なる。 温度変化による誤差や空気中のヘリウムの存在による
誤差等の誤差原因がなく，誤差の少ないピンホール検査
が可能となる。 目視で行うような人の感覚を利用するものでないか
ら，一定の精度を確保できる。 被検体を連続的に検出することが可能であり，検査時
間は極めて短く済み，検査作業の能率が向上する。 ピンホールの位置をある程度特定することが可能であ
る。したがって，ピンホールの修復作業あるいは欠陥部
分の切断除去作業を容易にかつ能率的に行うことができ
る。 ピンホールの個数および大きさもある程度特定するこ
とが可能となり，この点でも，ピンホールの修復作業あ
るいは欠陥部分の切断除去作業を容易にかつ能率的に行
うことができるとともに，すべてのピンホールを確実に
修復することが可能となる。 装置として特殊なものや大型のものが不要であり，設
備費が易く済み，検査コストを下げることができる。ま
た，液槽内に収容する液体は単なる水でよく，また被検
体の内圧をかける気体は圧縮空気でよいので，製造工程
のライン内への組み込みが容易であり，検査コストにお
けるランニングコストも易くなる。 検査の自動化が容易で，人手がほとんど不要となるの
で，この点でも検査コストを下げることができる。

【００２３】請求項２のように黒色系統の背景面を配置
すると，気泡の検出レベルを高くすることができ，一層
微小なピンホールの検出が可能となる。

【００２４】請求項３のように超音波発振装置を液槽内
に設置すれば，被検体からの気泡の離脱を促進すること
ができ，一層微小なピンホールの検出も可能となる。ま
た，超音波発振装置は，管状体の洗浄の作用，および液
槽内壁の洗浄の作用も果たし，検出精度の向上に有効に
寄与する。

【００２５】請求項４のように，濾過装置および脱気装
置を設けると，測定環境に起因する誤差を小さくするこ
とができるとともに，誤差の範囲内に入る可能性のある
ような微小なピンホールを検出することも可能となる。
すなわち，検出精度のレベルを高くすることができる。

【００２６】請求項５のように，濾過装置および脱気装
置を経た液体を第１液槽に流入させる際に，被検体に吹
き付けるようにすれば，被検体に付着した気泡の離脱を
促進するので，一層微小なピンホールの検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の管状体のピンホール検出装
置の全体構成を側面図で示した模式図である。

【図２】図１における検出部を拡大した平面図で示した
模式図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ断面についての模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 被検体（管状体） ２ 管状体のピンホール検出装置 ３ 液槽 ４ 管状体連続浸漬手段 ５ 撮像素子式のカメラ（気泡検出手段） ６ 画像処理装置（気泡検出手段） ６ａ 画像処理回路部 ６ｂ モニタ ７ 検出部 １０ 送出部 １１ ガイドロール １２ 巻取部 １４ 仕切り板 １５ 濾過装置 １６ 脱気装置 １７ 配管 １７ａ 流入口 １９ 超音波発振装置 ２１ 蛍光灯 ２２ 背景面 Ｗ 液体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容した液槽と，管状体である被
   検体を気体による内圧をかけた状態で連続的に送り出し
   て，前記液槽内の液体中を連続的に通過させる被検体連
   続浸漬手段と，前記液槽内の液体中を通過する被検体の
   ピンホールから液体中に発生した気泡を撮影する撮像素
   子式のカメラとこのカメラから送られた画像信号を処理
   して気泡の有無を検出する画像処理装置とからなる気泡
   検出手段とを備えたことを特徴とする管状体のピンホー
   ル検出装置。
2. 【請求項２】 前記カメラの検査視野における被検体の
   背後に黒色系統の背景面を配置したことを特徴とする請
   求項１記載の管状体のピンホール検出装置。
3. 【請求項３】 前記液槽中に超音波発振装置を配置した
   ことを特徴とする請求項１記載の管状体のピンホール検
   出装置。
4. 【請求項４】 前記液槽を前記カメラの視野領域が含ま
   れる第１液槽とこれと仕切られた第２液槽とに分割しか
   つ第１液槽と第２液槽との間で液体を循環させるととも
   に，前記第２液槽内から第１液槽への循環経路の途中
   に，液体の濾過を行う濾過装置および液体中の気泡を除
   去する脱気装置を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の管状体のピンホール検出装置。
5. 【請求項５】 前記濾過装置および脱気装置を経た液体
   を第１液槽内に流入させる際に，カメラ検査視野にある
   被検体に吹き付けるように流入させることを特徴とする
   請求項４記載の管状体のピンホール検出装置。