JPS62231104A - 曲面体のひずみ計測システム - Google Patents

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〉 この発明はベローズ型配管継手などの曲面体のひずみを
測定するために利用する曲面体のひずみ計測システムに
関する。

〈従来の技術〉 高速増殖炉の１次系配管に使用される曲面体としてのベ
ローズ型伸縮管継手は、約５５０℃もの高温でひずみの
性能試験を行う必要がある。このため、従来はベローズ
の曲率を計算し、この曲率に合せた形状１寸度のひずみ
ゲージを作成し、このひずみゲージを上記伸縮継手管壁
に貼着などの方法によって丁寧に取り付けており、この
ひずみゲージが出力する電気信号のレベル差を検出する
ことにより、ひずみの度合いを計測し、これにより上記
伸縮管継手の耐久性などを判断していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、かかる従来の曲面体のひずみ計測システ
ムにおいては、各ベローズ形状に適合したひずみゲージ
を作る必要があるので高価につくほか、このひずみゲー
ジの伸縮管継手への貼着作業が面倒であるという問題点
があった。また、伸縮管継手が小さいものでは、通常サ
イズのひずみゲージによっては局部的なひずみ分布を正
しく測定できないという問題点があった。

この発明はかかる従来の問題点に着目してなされたもの
であり、ベローズ型伸縮管継手などの曲面体のひずみを
、ビデオカメラの撮像画像処理および画像データの三角
計測法にもとづく三角法演算によって、正確にしかも迅
速、容易に求めることができる曲面体のひずみ計測シス
テムを得ることを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 この発明にかかる曲面体のひずみ計測システムは、曲面
体に付したマークを、ビデオカメラによって、予め定め
た２点から撮像し、この撮像した画像データをフレーム
メモリに格納し、このフレームメモリから、マイクロプ
ロセッサにより、上記画像データを読み出し、この画像
データにもとづき上記マーク位置およびそのマーク位置
の線形変位量を三角法演算によって求めるようになし、
さらにこの演算結果をモニタに表示するような構成とし
たものである。

く作用〉 この発明におけるマイクロプロセッサは１画像処理およ
び演算によって求めたマーク位置を、このマイクロプロ
セッサが独自に有する処理プログラムに従って三角法計
算して求め、これをモニタに表示するように作用する。

〈発明の従来例〉 第１図はこの発明の一実施例を示すひずみ計測システム
のブロック接続図であり、図において１はビデオカメラ
で、これがＹテーブル２およびＸテーブル３を順次介し
て取付台４Ａ上の回転テーブル４上にＨｉｔされている
。なお、ビデオカメラ１に対向する位置にベローズであ
る曲面体５が設置され、この曲面体に、例えば正三角形
の平面を作る３つのマーク、例えば魚卵６が付設される
。

７．８．９は上記の各Ｙテーブル２、Ｘテーブル３、回
転テーブル４を独自に駆動するステップモータで、これ
らが駆動回路１６からの電流によって選択的に駆動され
る。１０はビデオカメラ１の電源ユニットで、撮像した
各フィールド信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器などを内蔵している。１１は画像データをフレーム
データとして一時格納するフレームメモリ、１２はマイ
クロプロセッサで、これはフレームメモリ１１から読み
出したフレームデータ、つまり画像データ中の３つのマ
ーク位置を例えば座標データ上の位置としてビデオカメ
ラの２つの位置ごとに演算によって求め、さらにこうし
て求めた３つのマーク位置からこれらを結ぶ三角平面内
の各重心を求め。

続いて、これらの各重心の線形変位量を求めるように作
用する。この重心はこの発明で必要とする計算上のマー
ク位置である。１３はビデオモニタで、撮影中の画像お
よびフレームメモリ１１から読み出した画像データ、さ
らにはマイクロプロセッサ１２による処理画像を表示す
る。１４は操作卓側に設けられ、各種データやプログラ
ムの入力および変更、修正を指示する。ＣＲＴディスプ
レイ１５はマイクロプロセッサ１２による演算処理を実
行させるためのプログラム等をロードするためのフロッ
ピディスク装置であり、これには必要に応じひずみデー
タの最終処理値を格納するようにすることもできる。な
お、駆動回路１６はマイクロプロセッサ１２の制御出力
にもとづいて、上記各モータ７．８．９を駆動制御する
。

第２図は上記各テーブル２，３．４の組立正面図、第３
図は取付台４Ａ上に取り付けられた回転テーブル４の平
面図である。同図において、２１はステップモータ７お
よびＹテーブル２を支持する基台であり、そのＹテーブ
ル２上にＸテーブル３およびステップモータ８を支持す
る可動台２２が取り付けられている。なお、このＸテー
ブル３はステップモータ８によって駆動されるねじ捧２
５に螺合し、しかも図示しないガイド棒に沿ってＸ方向
移動する。また、Ｘテーブル３上にはジヤツキ部材２３
が取り付けられ、これに取り付けた高さ調節ねじ杆２４
を回転操作することで、このジヤツキ部材２３上に取り
付けた上記取付台４Ａを支持棒２０に沿って昇降作動で
きるようになっている。また第３図において、取付台４
Ａ上にはビデオカメラ１を載置する回転テーブル４が取
り付けられ、この回転テーブル４は、ロック部材２６に
よって回転位置が固定されるようになっている０回転テ
ーブル４はステップモータ９によって駆動されるねじ捧
２７によって回転するように連繋されている。２８はス
テップモータ９の回転軸とねじ捧２７とを連結するカプ
ラである。２９はリード線によってステップモータ９に
駆動電流を供給するためのコネクタである。３ｏはビデ
オカメラのレンズ部である。なお、上記Ｙテーブル２お
よびＸテーブル３はステップモータ９，８の各１ステツ
プの回転で１例えば０．０２ミリ移動し、回転テーブル
４は例えば０．０１３５＠回転するものとする。また、
ビデオカメラ１としてＣＣＤカメラが用いられる。

かかる構成になる各Ｙテーブル２、Ｘテーブル３および
回転テーブル４は、マイクロプロセッサ１２が出力する
制御信号に従って、各ステップモータ７．８．９によっ
て所定量ずつ回転し、ビデオカメラ１を２点から曲面体
５上のマーク６を撮影する。そして、かかる撮像データ
をフレームメモリ１１に格納した後、既述の処理を行う
。

すなわち、マイクロプロセッサ１２はフロッピディスク
装置からロードされた上記プログラムおよびデータにも
とづき、３つのマークの画像データを演算して、先ず上
記２つの重心を決定し、これらの重心をマーク位置とす
る線形変位量の有無およびその変位量の大きさを求める
。そして、この結果を、モニタ１３によって確認しなが
ら、上記曲面体５のひずみの有無およびそのひずみの大
きさを計測する。

なお、上記のマーク６の位置データの記憶容量、計算速
度が限られたマイクロコンピュータで上記処理を精度良
〈実施する必要から、上記のような画像処理を前処理と
本処理に分け、前処理においてマーク位置を近似的に求
め１本処理においては、マークの近傍のみを処理して、
処理速度を高めたり、背景の濃淡が一定でないときに、
マークの検索もれを防止するように工夫したり、照明位
置によってマークの検出位置が変らないような位置決め
法を採用したり、マークがいびつな形になったとき１点
を２点と誤認しないような処理法を採用するなどの各種
の方策を講じることが望ましい。

〈発明の効果〉 以上詳述したように、この発明によれば、曲面体に付し
たマークを、ビデオカメラによって、予め定めた２点か
ら撮像し、この撮像した画像データをフレームメモリに
格納し、このフレームメモからマイクロプロセッサによ
り、上記画像データを読み出し、この画像データにもと
づき上記マーク位置およびそのマーク位置の線形変位量
を三角法演算によって求めるようになし、さらにこの演
算結果をモニタに表示するようにしたことにより、曲面
体各部のひずみの計測が、ひずみゲージを用いることな
く高精度に行えるほか、ひずみゲージでは測定できない
高温の被測定体のひずみも。

非接触で離れた位置から高精度に検出できるという実用
上の利点が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる曲面体のひずみ計測システム
を示すブロック接続図、第２図はビデオカメラを載せる
テーブルの組立正面図、第３図は回転テーブルの平面図
である。 １・・ビデオカメラ、２・・Ｙテーブル、３・・Ｘテー
ブル、４・・回転テーブル、５・・曲面体。 ６・・マーク、７，８．９・・ステップモータ、１１・
・フレームメモリ、１２・・マイクロプロセッサ、１３
１・モニタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）曲面体に付したマークを、予め定めた２点から撮像
   するビデオカメラと、このビデオカメラで撮像した上記
   ２点の画像データを１時格納するフレームメモリと、こ
   のフレームメモリから読み出した画像データにもとづき
   、三角測量法に従って上記マーク位置およびこのマーク
   位置の線形変位量を演算によって求めるマイクロプロセ
   ッサと、上記画像データおよび演算結果を表示するモニ
   タとを備えたことを特徴とする曲面体のひずみ計測シス
   テム。 ２）マーク位置が曲面体に付した３つのマークが作る三
   角形の重心位置であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の曲面体のひずみ計測システム。 ３）ビデオカメラをＸ−Ｙ−Ｚの各軸方向移動および水
   平回転がそれぞれ可能なテーブル上に設置したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の曲面体のひずみ
   計測システム。 ４）マーク位置は、予め定めた２点間の基線長と、これ
   らの２点とマーク位置とを結ぶ２直線が上記基線に対し
   て作る２つの角とにもとづいて、三角法計算により求め
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の曲面体のひずみ計測システム。 ５）モニタがＣＲＴディスプレイであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の曲面体のひずみ計測シ
   ステム。