JPS62197745A

JPS62197745A - 蒸気もれ検出装置

Info

Publication number: JPS62197745A
Application number: JP3820386A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Nakajima; 利郎中島; Mitsuhito Kamei; 光仁亀井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-09-01
Also published as: JPH0519936B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、各種プラントの点検に利用可能な蒸気もれ
検出装置に関し、特に検出手段に光を用いた蒸気もれ検
出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、従来より蒸気もれ検出を行う際に用いられて
いた蒸気もれ検出装置の構成を示す。図において、ｆ１
）は監視の対象となる蒸気搬送用のパイプ、（２）はパ
イプ（ハから漏れた蒸気、１．７１１ｄレーザ、（２／
）はレーザ（３）により照射したとき蒸気（２１から発
生する散乱光、（，２２）はレーザ（Ｊｌからの照射に
より周囲の壁面（ａＪ）から反射された散乱光、（ｔｕ
）は散乱光検出のための光検出器、（ｔｓ）は信号処理
回路である。

次に動作について説明する。パイプ（ｆｌから漏れた蒸
気Ｃ２）にレーザ（３）から発射されるレーザ光を照射
すると、蒸気（２）から散乱光（コｌ）が発生する。

光検出器（ハ・は蒸気（Ｊｌからの散乱光（コｌ）を受
光して受光した散乱光の強度を電気信号に変換した後、
信号処理回路（ｔｓ）へ伝送する。信号処理回路（１３
”）は散乱光（２１）を受光することによって生じる′
電気信号のレベル変化を検出することによって、パイプ
（ｆｌからの蒸気もれを検知する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の蒸気吃れ検出装置は、以上のように構成されてい
たので、蒸気もれ検出視野内に壁（，２，７）やパイプ
等からの蒸気以外の散乱光（，２３）が１７−ザ照射に
より発生した場合も、蒸気（２）の場合と同様に光検出
器（ハ→が受光する光強度が変化−するため蒸気（２）
の散乱光（２１）と認識して誤動作することとなる。こ
のため、検定視野内に壁やパイプ等が存在する通常の環
境下においては、蒸気もれだけを正確特定することがで
きないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、レーザ光の散乱光を、蒸気からの散乱光と蒸
気以外の壁などからの散乱光とに分離し蒸気のみを検出
できる蒸気もれ検出装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る蒸気もれ検出装置は、受光手段である撮
儂テレとカメラの受光面の前面に、互いに直交した２つ
の偏光方向の光を発生しこれらを交互に切り換える機構
を設け、この切換機構によって受光手段を通った１枚の
画像をそれぞれ記憶し１両者の比較を行なえる信号処理
部を設けたものである。切換機構としては２枚の検光子
を回転板に設置して回転させてもよく、あるいは７枚の
検光子をｑｆ回転させてもよい。この場合、偏光方向の
一方が照射光の偏光方向と一致している。

〔作　用〕

この発明において、蒸気からの散乱光は、受光手段の前
に交互に出現する検光子のうち、照射光と平行な偏光方
向の検光子のみを通過し、一方、壁やパイプ等からの散
乱光は出現するどの検光子をも通過する。この結果、蒸
気からの散乱光と壁からの散乱光が同時に測定視野内に
ある場合、受光手段から出力されて記憶されるコつの画
像の間ては差が生じ、これらを信号処理部で比較するこ
とにより不一致が生じたとき蒸気もれのみを検知できる
。

〔実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明に係る蒸気もれ検出装置の構及び受光
手段としてのテレビカメラ（６）を備え、信号処理部（
り）をテレビカメラ（６）に接続していると♂−ろが第
Ｓ図の従来例と異なる。

第２図において、（ｆｌはカメラ（Ａ）のレンズ位１ｔ
ｆ−偏光方向が照射レーザ光と平行となるよう回転円板
（ｇｌに取り付けられた検光子、（ｑ）はカメラレンズ
位置で検光子、（ｆｆｌと偏光方向が直交するようへり
付けられた検光子、である。

また、第３図において、第３図（ａｌの（ｉｏ）は照射
レーザ光と偏光方向が平行な検光子（す）を通過させる
ことによりテレビカメラによって得られた画像を示し、
このうち（ｉｏｔ）は壁面からの散乱光によって生じた
画面上の輝点、（１０２）は蒸気（，２１からの散乱光
による輝点である。第３図（１））の（ｆｌ）は検光子
（９）を通過させて得られた画像を示し１、このりち（
／／／）は壁面からの散乱光による輝点で」）る。

第４図は第１図の信号処理部（７）を更に具体的に示す
もので、（７／）は通過させる検光子（ｒｌ及び（？１
を切り替える毎にテレビカメラ（６）からのビデオ信号
を切り換えるビデオ信号切換回路、（ク２）及び（７３
）は切換機構としての回転板（１１、駆動装置（Ｓ）。

並びに検光子（Ｋｌ及び（９）を切換動作させるときに
同期して動作する切換回路（７１）によって切り換えら
れたビデオ信号を一画面分記憶するビデオメモリ、（７
ｑ）はコつのビデオメモＩＪ（７ｘ）及び（７３）９で
記憶された画像を比較する画像比較回路、である。

ｍＫ、上記の実施例について、その動作を説明する、直線偏光レーザ（３）を励起してパイプ（ハから漏れた
蒸気（２）にレーザ光を照射する。そして、回転板ｆｔ
１１９駆動装置（５）によって回転させ、まず、検光子
ＩＩＩをカメラレンズ位置に位置決めし、上記の両方の
散乱光（２））及び（２２）の像をカメラ（６）で取り
込む。

次て回転板ｆｉｌを／　ｇ　Ｏ”回転させ検光子（？）
をカメラレンズ位置に位置決めした後、同様に両方の散
乱光（２））及び（２２）の像をテレビカメラ（６）に
よって取り込む。一方、検出対象となる蒸気（２）は、
直径が数μｍ〜数ＩＯμｍの球状の水滴の集合である。

このような球状粒子による散乱光の電場は、Ｆ、ｒ＝８
／・Ａｆｒｌ　ｓ　Ｅｒａ　　　　　　（／ＩＷｔ　＝
　Ｓコ　”　　Ａ４ｒｌ　　・Ｅｌｏ　　　　　　　　
　　ｆ２１ただし、Ｅｔ、Ｅｒ　：散乱光の電場の平行
、当直成分Ｅｔｏ、Ｅｒｏ：入射光の電場の平行、垂直成分Ｓｉ　”ＡＩｒｌ　　：光学条件による撮幅関数と表わ
される。Ｓｌ・Ａ（ｒｌは光学的配置によって決定され
る定数なので１式（１）１式（２）より蒸気粒子からの
散乱光は入射光の偏光特性をそのまま保持していること
がわかる。レーザ光としてＨｅ　ｅＮｅレーザ（直線偏
光ｚｍｗ　）　？用いて、照射レーザ光、蒸気からの散
乱光壁面からの散乱光の各偏光特性を実測した結果を第
５図（ａ）　、　（ｂｌ　、　（ｃｌにそれぞれ示す。

実測結果から明らかなように、蒸気からの散乱光は入射
光の偏光特性？はぼ保持しているのに対し、壁面からの
散乱光は入射光の偏光特性が保持されていない。

以上のことから、蒸気と壁面とでは散乱光の偏光特性に
大きな差のあることが実験的に確かめられ、この特性を
利用すること疋より、蒸気からの散乱光を４択的に検出
することが可能であることが明らかとなったにの結果、照射レーザ光と［司−の偏光方向をもつ検光子
（ｔ）？通して得られた画像（ｌθ）には、蒸気（２）
からの散乱光（２１）による輝点（１０ユ）と壁面から
の散乱光による９点（ｔＯｔ）とが映し出されるのに対
し、照射レーザ光と直交した偏光方向をもつ検光子（ｑ
ｌを通して得られた画像（１１）には、桟゛（面からの
散乱光（２２）による輝点（／／／）のみが映１．出さ
れる。

このようにして得られた第３図ｆａｌ及び（ｂｌの二枚
のｉｌ！ｉｉ保は、用いた検光子ごとに信号切換回路（
ｑ）Ｋよって振り分けられ、それぞれ対応したビデオメ
モリ（ク２）及び（７３）に一画面分記憶される。記憶
された一つの画面は、互いに画像比較回路（７ｑ）にお
いて比較される。

その結果、第３図（ａｌ及びｆｂｌに示すように、二つ
の画面（ｔＯ）及び（１１）に差のある場合（すなわち
、輝点数が異る場合）は、比較回路（ｑｔＩ）が不一致
信号を出力して蒸気もれがあると判定し、差が無い場合
（特に図示しないが、２つの画面の輝点数が同一の場合
）は、比較回路（７グ）が一致信号を出力して蒸気もれ
が無いものと判定する。

なお、上記実施例では、検光子を取り換える手段として
回転板を用いる方法を示したが、切換えるための機構手
段としては、既存の各種移動手段が利用できることは明
らかである。

またこの発明では、二枚の検光子を用いた例を示したが
、カメラレンズ位置にセットした１枚の同一検光子を９
グ回転させて画像を取り込んでも同等の効果が得られる
。

更に、照射光として直？ｆＭ偏光特性をもつレーザを用
いたが、直線偏光特性をもつ光であればよく。

たとえば、検光子を通した白色光を照射光として用いて
も同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればレーザ光を蒸気に照射
し、蒸気からの散乱光の偏光特性を利用すると共に偏光
方向が直交する検光子並び罠受光手段として一次撮像素
子であるテレビカメラを用い光学的に蒸気からの散乱光
と壁からの散乱光とを分離し、これを電気的に比較する
ことにより蒸気もれ検出を行うように構成したので、壁
やパイプ等の周囲の一般構造物が存在する環境において
。

蒸気のみを選択的に検出することが可能となり、各擁プ
ラントの点検に利用できる等、実用上着しい効果が得ら
れるものでおる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による蒸気もれ検出装置の
全体的な構成を示す図、第２図は第１図に用いられる検
光子を取り付けた回転板の概略図第３図は第一図の検光
子を通してテレビカメラにより得られた画像の一例を示
す図、第一図は第１図の信号処理部名を更に具体的に示
した回路図、第Ｓ図は実験に基づく偏光特性を測定した
図、第６図は従来の蒸気もれ検出装置を示す概略構成図
。である。（ｚｌ・争パイプ、　（２１＠・蒸気、（３）＊・レー
ザ、（コ／）、（２２）＠・散乱光、（ｑ）―−回転板
、（ｓ＋・・駆動装置、（６１・・テレビカメラ、（り
）・・信号処理部、（にｌ　、　（ｑｌ・・検光子、　
（？ｚ）嚇・切換回路、（７２）、（り３）・・ビデオ
メモリ、（７ｔＩ）・・画像比較回路。なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。％２図８．９；検光子鴨３図亮４図手続補正書（自発）０１６１す５．刀２ア　８

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直線偏光特性を持つ光を物体に照射する投光手段
と、該照射により散乱された光の像を検出する受光手段
、該受光手段の前面に設置され互いに直交する２つの偏
光方向を有する光に前記散乱光を交互に変換する切換機
構、及び該切換機構によつて前記受光手段を交互に通つ
た画像をそれぞれ別々に記憶し、これら記憶した２枚の
画像を互いに比較して不一致を検出する信号処理部、を
備えたことを特徴とする蒸気もれ検出装置。
（２）前記切換機構が、互いに直交し且つ一方が前記照
射光の偏光方向と一致した偏光方向を有する２枚の検光
子と、この２枚の検光子を設置した回転板と、この回転
板を回転させる駆動装置と、で構成されている特許請求
の範囲第１項記載の蒸気もれ検出装置。
（３）前記切換機構が、前記照射光の偏光方向と一致又
は直交した偏光方向を有する１枚の検光子と、この検光
子を９０°回転させる手段と、で構成されている特許請
求の範囲第１項記載の蒸気もれ検出装置。
（４）前記信号処理部が、前記受光手段の画像出力を、
前記切換機構の切換動作と同期させて切り換える切換回
路と、該切換回路の各画像出力を記憶する２つのビデオ
メモリと、該ビデオメモリの記憶画像同士を比較する回
路と、で構成されている特許請求の範囲第１項乃至第３
項のいずれかに記載の蒸気もれ検出装置。
（５）前記受光手段が、テレビカメラである特許請求の
範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の蒸気もれ検出
装置。
（６）前記直線偏光特性を持つ光が、レーザ光である特
許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の蒸気
もれ検出装置。