KR20210002267A - apparatus for internal inspection of pipe - Google Patents

apparatus for internal inspection of pipe Download PDF

Info

Publication number
KR20210002267A
KR20210002267A KR1020190078054A KR20190078054A KR20210002267A KR 20210002267 A KR20210002267 A KR 20210002267A KR 1020190078054 A KR1020190078054 A KR 1020190078054A KR 20190078054 A KR20190078054 A KR 20190078054A KR 20210002267 A KR20210002267 A KR 20210002267A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
wall
main body
laser
image
Prior art date
Application number
KR1020190078054A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102208927B1 (en
KR102208927B9 (en
Inventor
김정호
노병섭
김경화
Original Assignee
한국광기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020190078054A priority Critical patent/KR102208927B1/en
Publication of KR20210002267A publication Critical patent/KR20210002267A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102208927B1 publication Critical patent/KR102208927B1/en
Publication of KR102208927B9 publication Critical patent/KR102208927B9/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/005—Investigating fluid-tightness of structures using pigs or moles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Abstract

The present invention relates to a pipe interior inspection apparatus using a circular beam. The pipe interior inspection apparatus includes: a body made to be driven in a pipe by rotating driving wheels performing a rolling motion; a laser scan part installed in the body to radiate a laser beam to an inner wall of the pipe, and receiving the beam reflected from the inner wall of the pipe; and a control part controlling the operation of the laser scan part and the driving of the body and processing inspection information received from the laser scan part. The laser scan part includes: a laser beam source installed in the body to output a laser beam in a direction parallel with a first direction which is a driving direction of the body; a diffraction optical element installed in a rotary body to generate a circular beam, which is radiated to the whole area of the inner wall in a circumferential direction of the pipe, by diffusing the beam outputted from the laser beam source and radiate the beam to the inner wall of the pipe; and a first image sensor installed in the body to photograph the inner wall and obtain image information of the pipe lit by the beam projected from a front side via the diffraction optical element in accordance with the driving direction of the body. Therefore, the pipe interior inspection apparatus using a circular beam is capable of determining whether there is an abnormality from a front image photographed from a circular beam radiated to an inner wall of a pipe, and enabling a side image to be obtained in case of an abnormality, thereby increasing inspection speed.

Description

원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치{apparatus for internal inspection of pipe} Apparatus for internal inspection of pipe using circular beam

본 발명은 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 레이저 광원으로부터 생성한 원형빔을 배관 내부에 조사하여 검사정보를 획득할 수 있도록 된 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe internal inspection apparatus using a circular beam, and more particularly, to a pipe internal inspection apparatus using a circular beam capable of obtaining inspection information by irradiating a circular beam generated from a laser light source into the pipe. .

유체를 이송하는 관 예를 들면, 도시가스관, 상하수관, 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에 사용되는 증기관 등은 시간의 경과 또는 외부로부터 인가된 진동 또는 충격 등에 의해 균열 또는 부식이 발생할 수 있다.Pipes that transfer fluids, for example, city gas pipes, water supply and sewage pipes, petrochemical plant pipes, steam pipes used in cogeneration power plants, etc., may crack or corrode due to the passage of time or vibration or shock applied from the outside.

이러한 관의 균열 또는 부식에 의한 파손이 발생하여 가연성 가스와 같은 유체가 외부로 누출되는 경우 심각한 재해를 야기시킬 수 있다.If such a pipe is cracked or damaged due to corrosion, and a fluid such as a combustible gas leaks to the outside, it may cause a serious disaster.

따라서, 적절한 주기로 관의 상태를 검사 및 진단하여 설비의 안전성을 확보하는 것이 요구된다.Therefore, it is required to ensure the safety of the facility by inspecting and diagnosing the condition of the pipe at appropriate intervals.

이러한 관 내부를 검사하기 위한 장치가 국내 등록특허 제10-1386252호 및 등록특허 제10-1384722호에 게시되어 있다. 그런데, 상기 장치들은 초음파를 이용하여 검사함으로써 낮은 분해능에 의해 결함 및 마모 위치를 정밀하게 탐색하기 어려운 단점이 있다.Devices for inspecting the inside of such a pipe are published in Korean Patent No. 10-1386252 and Patent No. 10-1384722. However, the above devices have a disadvantage in that it is difficult to accurately search for defects and wear locations due to low resolution by inspection using ultrasonic waves.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 출원인에 의해 레이저를 이용하여 배관 내부를 검사하는 장치를 국내 등록특허 제10-1945508호를 통해 제안한 바 있다. 그런데, 제안된 장치는 주행방향과 직교하는 방향에 대해 레이저광을 출사하여 배관 내벽에 대한 영상을 확보하도록 되어 있어 검사에 소요되는 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. In order to improve this problem, an apparatus for inspecting the inside of a pipe using a laser has been proposed by the present applicant through Korean Patent No. 10-1945508. However, the proposed device has a disadvantage in that it takes a lot of time for inspection because it is designed to secure an image of the inner wall of the pipe by emitting laser light in a direction orthogonal to the driving direction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 배관 내부의 이상을 검사하기 위한 검사 속도를 높일 수 있는 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pipe internal inspection apparatus using a circular beam capable of increasing an inspection speed for inspecting an abnormality inside a pipe.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치는 구름 운동하는 구동바퀴를 회전시켜 배관 내부를 주행할 수 있도록 된 본체와; 상기 본체에 설치되어 배관의 내벽을 향해 레이저광을 조사하고, 배관의 내벽으로부터 반사된 광을 수신하는 레이저 스캔부와; 상기 본체의 주행과 상기 레이저 스캔부의 구동을 제어하며 상기 레이저 스캔부에서 수신된 검사정보를 처리하는 제어부;를 구비하고, 상기 레이저 스캔부는 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향인 제1방향과 나란한 방향을 향해 레이저광을 출사하는 레이저 광원과; 상기 레이저 광원에서 출사되는 광을 확산시켜 배관의 원주방향을 따르는 내벽 전체에 조사되는 원형빔을 생성하여 배관의 내벽에 조사되게 상기 본체에 설치된 회절광학소자와; 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향을 따르는 전방에서 상기 회절광학소자를 거쳐 투사된 광에 의해 조명된 배관의 내벽 영상정보를 촬상하는 제1이미지센서;를 구비한다.In order to achieve the above object, the apparatus for inspecting inside a pipe using a circular beam according to the present invention includes: a main body configured to run inside the pipe by rotating a driving wheel for rolling; A laser scanning unit installed in the main body to irradiate laser light toward an inner wall of the pipe and receive light reflected from the inner wall of the pipe; And a control unit for controlling the driving of the main body and driving the laser scanning unit and processing the inspection information received from the laser scanning unit, wherein the laser scanning unit is installed in the main body to provide a first direction that is a driving direction of the main body. A laser light source for emitting laser light toward a parallel direction; A diffractive optical element installed in the main body to diffuse the light emitted from the laser light source to generate a circular beam irradiated to the entire inner wall along the circumferential direction of the pipe and irradiate the inner wall of the pipe; And a first image sensor installed in the main body to capture image information on an inner wall of the pipe illuminated by light projected through the diffractive optical element from a front along the traveling direction of the main body.

바람직하게는 상기 레이저 스캔부는 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향인 제1방향과 나란한 방향을 회전중심으로하여 회전될 수 있게 마련된 회전체 상에 상기 레이저 광원과, 상기 회절광학소자 및 상기 제1이미지 센서가 장착되어 있고, 상기 회전체상에 설치되어 상기 레이저 광원에서 출사되는 광을 상기 회절광학소자로 이어지는 제1경로와, 상기 제1경로와 교차되는 방향의 제2경로로 분할하여 출사하는 빔스플릿터와; 상기 빔스플릿터로부터 출사되어 배관의 내벽으로부터 반사된 광을 수신하도록 상기 제1방향에 직교하는 방향으로 광입사면이 배치되게 상기 회전체에 설치된 제2이미지센서;를 더 구비한다.Preferably, the laser light source, the diffraction optical element, and the first on a rotating body installed in the main body so as to be rotated in a direction parallel to the first direction of the main body as a rotation center. 1The image sensor is mounted, and the light emitted from the laser light source is divided into a first path leading to the diffractive optical element and a second path crossing the first path to be emitted. A beam splitter; And a second image sensor installed on the rotating body such that a light incident surface is disposed in a direction orthogonal to the first direction to receive light emitted from the beam splitter and reflected from the inner wall of the pipe.

또한, 상기 제어부는 상기 제1이미지센서에서 촬상된 영상정보로부터 이상부분이 있는지를 판단하고, 이상이 있는 것으로 판단되면 상기 회전체가 회전되게 제어하면서 상기 제2이미지센서로부터 촬상된 영상정보를 수신처리한다.In addition, the control unit determines whether there is an abnormal part from the image information captured by the first image sensor, and if it is determined that there is an abnormality, the controller receives the image information captured from the second image sensor while controlling the rotating body to rotate. Process.

본 발명에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치에 의하면, 배관 내벽에 조사된 원형빔으로부터 촬상된 전방영상으로부터 이상여부를 판단하고, 이상이 있는 경우에는 측방영상도 함께 획득할 수 있도록 함으로써 검사속도를 높일 수 있는 장점을 제공한다.According to the pipe internal inspection apparatus using a circular beam according to the present invention, it is possible to determine whether there is an abnormality from the front image captured from the circular beam irradiated to the inner wall of the pipe, and if there is an abnormality, the inspection speed can be obtained together with a side image. It provides an advantage that can increase.

도 1은 본 발명에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치를 나타내 보인 측면도이고,
도 2는 도 1의 회전체 부분을 발췌하여 도시한 단면도이고,
도 3은 도 1의 배관 내부 검사장치의 제어계통을 나타내 보인 블록도이고,
도 4는 도 3의 제어부의 제어과정을 나타내 보인 플로우도이다.1 is a side view showing a pipe internal inspection apparatus using a circular beam according to the present invention,
2 is a cross-sectional view showing an excerpted portion of the rotating body of FIG. 1,
3 is a block diagram showing the control system of the pipe internal inspection apparatus of FIG. 1,
4 is a flow diagram showing a control process of the control unit of FIG. 3.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a pipe internal inspection apparatus using a circular beam according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치를 나타내 보인 측면도이고, 도 2는 도 1의 회전체 부분을 발췌하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 배관 내부 검사장치의 제어계통을 나타내 보인 블록도이다.1 is a side view showing a pipe internal inspection apparatus using a circular beam according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an extract of the rotating body of FIG. 1, and FIG. 3 is a control of the pipe internal inspection apparatus of FIG. It is a block diagram showing the system.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치(100)는 본체(110)와 레이저 스캔부(160) 및 제어부(190)를 구비한다. Referring to FIGS. 1 to 3, a pipe internal inspection apparatus 100 using a circular beam according to the present invention includes a main body 110, a laser scanning unit 160, and a control unit 190.

본체(110)는 하부에 장착되어 구름 운동하는 구동바퀴(112)를 회전시켜 배관(10) 내부를 주행할 수 있도록 되어 있다. 구동바퀴(112)는 제어부(190)에 의해 구동이 제어되는 주행모터(114)의 구동에 의해 회전될 수 있게 구축될 수 있다. 여기서, 주행모터(114)는 구동바퀴(112)의 림에 장착되어 구동바퀴(112)를 정역회전시키는 림모터가 적용될 수 있다. 본체(110)에는 동력에 의해 가동되는 요소로의 전력을 공급하는 배터리(111)가 장착되어 있다. The main body 110 is mounted on the lower side and rotates the driving wheel 112 for rolling movement to move the inside of the pipe 10. The driving wheel 112 may be constructed to be rotated by the driving of the driving motor 114 that is controlled by the control unit 190. Here, the driving motor 114 may be applied to a rim motor that is mounted on the rim of the driving wheel 112 to rotate the driving wheel 112 forward and backward. The main body 110 is equipped with a battery 111 that supplies power to an element driven by power.

본체(110)는 사각 함체 형태로 형성되어 있고, 메인지지기둥(121)과 서브지지기둥(131)을 수용하여 수직상으로 승하강될 수 있게 가이드하는 메인 승하강 가이드 홈(116)과 서브 승하강 가이드홈(118)이 형성되어 있다.The main body 110 is formed in a rectangular enclosure shape, and accommodates the main support pillar 121 and the sub support pillar 131 and guides the main elevating and descending guide groove 116 and the sub-elevating vertically. A descending guide groove 118 is formed.

메인 지지기둥(121)은 본체(110)의 메인 승하강 가이드 홈(116)에 일부가 구속되게 수용되어 본체(110)의 상면(110a)으로부터 본체(110) 상방으로 수직상으로 승하강될 수 있게 되어 있다. 메인 지지기둥(121)은 상호 이격되어 본체(110)의 모서리 부근에 각각 마련되어 있다. 즉, 메인 지지기둥(121) 4개가 상호 이격되게 형성되어 있다. The main support pillar 121 is partially constrained in the main elevating guide groove 116 of the main body 110 and can be vertically lifted and lowered upward from the upper surface 110a of the main body 110 to the upper side of the main body 110. It is supposed to be. The main support pillars 121 are spaced apart from each other and are provided near the corners of the main body 110, respectively. That is, four main support pillars 121 are formed to be spaced apart from each other.

보조 바퀴(123)는 배관(10)의 상부 내벽과 접촉될 수 있게 메인 지지기둥(121)의 상단에 각각 회전가능하게 설치되어 있다.The auxiliary wheels 123 are respectively rotatably installed on the upper end of the main support pillar 121 so as to contact the upper inner wall of the pipe 10.

이러한 보조 바퀴(123)는 본체(110)를 배관(10) 내벽 상부와도 지지되게 접촉시킴으로서 본체(110)의 지지안정성 및 주행안정성을 높일 수 있다.The auxiliary wheel 123 may increase the support stability and driving stability of the main body 110 by bringing the main body 110 into contact with the upper inner wall of the pipe 10 to be supported.

서브지지기둥(131)은 메인 지지기둥(121)들을 연결하는 제1점유영역 내에서 메인 지지기둥(121)에 대해 이격되는 위치에서 본체(110)의 상면(110a)으로부터 상방으로 수직상으로 승하강 될 수 있게 4개가 적용되어 있다.The sub-support pillar 131 rises vertically upward from the upper surface 110a of the main body 110 at a position spaced apart from the main support pillar 121 within the first occupied area connecting the main support pillars 121. Four are applied to be able to descend.

여기서, 서브 지지기둥(131)은 서브 승하강 가이드홈(118)에 구속되어 승하강 될 수 있게 되어 있다. Here, the sub support pillar 131 is constrained by the sub elevating guide groove 118 so as to be elevated.

지지플레이트(135)는 서브 지지기둥(131)의 상부와 결합되어 서브 지지기둥(131)에 연동되어 승하강 되며 후술되는 스캔구동부(160)의 작동요소가 탑재된다.The support plate 135 is coupled to the upper portion of the sub support pillar 131 and interlocks with the sub support pillar 131 to elevate and descend, and an operating element of the scan driving unit 160 to be described later is mounted.

이러한 구조에서 후술되는 레이저광원(171)이 배관(10)의 내주 궤도의 중심위치에 위치되는 것이 결함정보 생성을 위한 연산과정이 단순화되며 이를 위해 레이저 광원(171)이 검사대상 배관(10)의 내경이 변화될 때에도 용이하게 중앙으로 센터링 되게 조정할 수 있게 연동구동부가 마련되어 있고 상세구조는 등록특허 제10-1945508호에 상세히 개시되어 있어 상세한 설명은 생략한다.In this structure, the laser light source 171, which will be described later, is located at the center position of the inner circumferential orbit of the pipe 10, which simplifies the calculation process for generating defect information, and for this purpose, the laser light source 171 Even when the inner diameter is changed, an interlocking drive unit is provided so that it can be easily adjusted to be centered to the center, and the detailed structure is disclosed in detail in Patent Registration No. 10-1945508, and a detailed description thereof will be omitted.

본체(110)는 도시된 예와 다르게 배관(10) 내부를 주행할 수 있는 구조로 형성된 것을 적용할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the main body 110 may be formed in a structure capable of running inside the pipe 10 unlike the illustrated example.

레이저 스캔부(160)는 본체(110)에 설치되어 배관(10)의 내벽(10a)을 향해 레이저광을 조사하고, 배관(10)의 내벽(10a)으로부터 반사된 광을 수신처리한다. 레이저 스캔부(160)는 본체(110)의 주행방향인 제1방향과 나란한 방향을 회전중심으로하여 회전될 수 있게 마련된 회전체(170) 상에 스캔 요소가 장착되어 배관(10)의 내벽(10a)을 향해 레이저광을 조사하고, 배관(10)의 내벽(10a)으로부터 반사된 광을 수신 처리하여 검사정보인 배관 내벽(10a) 표면에 대한 영상정보를 생성한다.The laser scanning unit 160 is installed on the main body 110 to irradiate the laser light toward the inner wall 10a of the pipe 10 and receive and process the light reflected from the inner wall 10a of the pipe 10. The laser scanning unit 160 is mounted on a rotating body 170 provided to be rotated in a direction parallel to a first direction, which is a driving direction of the main body 110, as a rotation center, so that the inner wall of the pipe 10 ( A laser beam is irradiated toward 10a), and the light reflected from the inner wall 10a of the pipe 10 is received and processed to generate image information on the surface of the inner wall 10a of the pipe, which is inspection information.

레이저 스캔부(160)는 스캔모터(162), 회전체(170), 레이저 광원(171), 빔스플릿터(173), 회절광학소자(175), 제1이미지센서(181), 제2이미지센서(182)를 구비한다.The laser scanning unit 160 includes a scan motor 162, a rotating body 170, a laser light source 171, a beam splitter 173, a diffraction optical element 175, a first image sensor 181, and a second image. It has a sensor 182.

스캔 모터(162)는 지지플레이트(135)에 설치되되 본체(110)의 길이방향인 제1방향과 나란한 방향으로 구동축(162a)이 연장되게 배치된다.The scan motor 162 is installed on the support plate 135 and the drive shaft 162a is disposed to extend in a direction parallel to the first direction, which is the length direction of the main body 110.

회전체(170)는 스캔모터(162)의 구동축(162a)의 종단을 감싸는 브라켓을 통해 결합되어 있고, 후술되는 레이저광원(171)을 포함한 레이저 스캔부(160)의 작동요소가 탑재될 수 있는 장착영역을 제공하도록 전방이 열린 내부공간을 갖게 부분절단된 원통형으로 형성되어 있다.The rotating body 170 is coupled through a bracket surrounding the end of the drive shaft 162a of the scan motor 162, and the operating element of the laser scanning unit 160 including the laser light source 171 to be described later can be mounted. It is formed in a partially cut cylindrical shape with an inner space open in front to provide a mounting area.

레이저 광원(171)은 구동축(162a)과 나란한 제1방향이 광축이 되게 회전체(170) 내의 베이스플레이트(170a)를 통해 지지되게 설치되어 제1방향을 향하는 전방을 향해 레이저 광을 출사한다.The laser light source 171 is installed to be supported through the base plate 170a in the rotating body 170 such that a first direction parallel to the driving shaft 162a becomes an optical axis, and emits laser light toward the front facing the first direction.

빔스플릿터(173)는 회전체(170)상에 설치되어 레이저 광원(171)에서 출사되는 광을 광축 상에 설치된 회절광학소자(175)로 이어지는 제1경로(172a)와, 제1경로(172a)와 교차되는 방향의 제2경로(172b)로 분할하여 출사한다. 제2경로(172b)에 대향되는 회전체(170) 부분은 레이저 광이 투사될 수 있는 투과창(170c)이 마련되어 있다.The beam splitter 173 is installed on the rotating body 170 and connects the light emitted from the laser light source 171 to the diffractive optical element 175 installed on the optical axis, and a first path 172a and a first path ( The output is divided into a second path 172b in the direction crossing 172a). The portion of the rotating body 170 facing the second path 172b is provided with a transmission window 170c through which laser light can be projected.

회절광학소자(175)는 빔스플릿터(173)를 거쳐 전방으로 진행되는 광을 확산시켜 배관(10)의 내벽(10a)에 조사되게 회전체(170)의 베이스 플레이트(170a)에 설치되어 있다. 회절광학소자(175)는 레이저 광원(171)에서 출사되는 광을 확산시켜 배관(10)의 원주방향을 따르는 내벽(10a) 전체에 조사되는 원형빔을 생성하여 배관(10)의 내벽(10a)에 조사한다. 회절광학소자(175)는 입사된 빔을 회절에 의해 확산시킬 수 있도록 원주방향으로 다수의 요철을 갖게 형성된 구조 등 다양한 구조로 형성된 것을 적용할 수 있다. 바람직하게는 회절광학소자(175)에 의해 확산되어 생성되는 원형빔의 확산각도는 10 내지 60°를 적용한다.The diffractive optical element 175 is installed on the base plate 170a of the rotating body 170 to diffuse the light traveling forward through the beam splitter 173 and irradiate the inner wall 10a of the pipe 10. . The diffractive optical element 175 diffuses the light emitted from the laser light source 171 to generate a circular beam irradiated to the entire inner wall 10a along the circumferential direction of the pipe 10, and thus the inner wall 10a of the pipe 10 Investigate in. The diffractive optical element 175 may be formed in various structures such as a structure formed with a plurality of irregularities in the circumferential direction so as to diffuse the incident beam by diffraction. Preferably, the diffusion angle of the circular beam generated by being diffused by the diffraction optical element 175 is 10 to 60°.

제1이미지 센서(181)는 회전체(170)에 설치되어 본체(110)의 주행 전방에서 회절광학소자(175)를 거쳐 확산되게 투사된 원형빔에 의해 조명된 배관(10)의 내벽(10a) 영상정보를 촬상한다. 제1이미지 센서(181)의 광입사면은 전방에 대향되게 설치된다. 여기서, 제1이미지센서(181)에 의해 촬상되는 영상은 본체(110)로부터 이격된 전방의 배관(10)의 원주방향을 따르는 내부 전체에 대한 전방 영상을 획득할 수 있고 이를 설명의 편의상 제1영상이라 한다.The first image sensor 181 is installed on the rotating body 170 and the inner wall 10a of the pipe 10 illuminated by a circular beam projected to be diffused through the diffractive optical element 175 in front of the main body 110. ) Image information is captured. The light incident surface of the first image sensor 181 is installed to face the front side. Here, the image captured by the first image sensor 181 can obtain a front image of the entire interior along the circumferential direction of the pipe 10 in the front spaced apart from the main body 110. This is the first image for convenience of explanation. It is called video.

제2이미지센서(182)는 빔스플릿터(173)로부터 제2경로(172b)로 출사되어 배관(10)의 내벽(10a)으로부터 반사된 광을 수신하도록 제1방향에 직교하는 방향으로 광입사면이 배치되게 회전체(170)에 설치되어 있다. 이러한 제2이미지 센서(182)는 배관(10)의 원주방향에 대해 현재 대향되고 있는 측면에 대한 부분영상인 측방영상을 획득할 수 있고, 제2이미지 센서(182)에 의해 촬상된 영상을 제2영상이라 한다.The second image sensor 182 is emitted from the beam splitter 173 to the second path 172b to receive the light reflected from the inner wall 10a of the pipe 10 in a direction orthogonal to the first direction. It is installed on the rotating body 170 so that the surface is arranged. The second image sensor 182 can obtain a lateral image, which is a partial image of the side that is currently facing with respect to the circumferential direction of the pipe 10, and obtains an image captured by the second image sensor 182. It is called 2 video.

제1 및 제2이미지 센서(181)(182)는 픽셀별로 광의 강도 정보를 수신처리할 수 있는 CCD센서가 적용될 수 있다.The first and second image sensors 181 and 182 may be applied with a CCD sensor capable of receiving and processing light intensity information for each pixel.

따라서, 레이저광원(171)으로부터 조사되어 전방과, 전방과 직교하는 측방으로 각각 분기되어 조사된 광에 의해 배관(10)의 전방 내벽(10a) 전체 영상인 제1영상과, 본체(110)를 기준으로 주행방향과 직교하는 방향인 배관(10)의 내벽(10a) 측면에 대한 부분 영상인 제2영상을 모두 획득할 수 있다.Therefore, the first image, which is the entire image of the front inner wall 10a of the pipe 10, and the main body 110 are separated by the light irradiated from the laser light source 171 and branched to the front and the side orthogonal to the front. As a reference, all of the second images, which are partial images of the side of the inner wall 10a of the pipe 10 that is a direction orthogonal to the driving direction, may be acquired.

제어부(190)는 주행모터(114)를 통해 본체(110)의 주행을 제어하고, 레이저 스캔부(160)의 구동을 제어한다.The controller 190 controls the traveling of the main body 110 through the traveling motor 114 and controls the driving of the laser scanning unit 160.

제어부(190)는 레이저 광원(171)의 구동을 제어하고, 제1이미지센서(181)로부터 수신된 제1영상으로부터 배관(10) 내벽(10a)에 대한 이상여부를 판단하면서 이상이 없다고 판단되면 제1이미지센서(181)로부터 제1영상 정보만 취득하면서 주행을 계속 진행하는 신속처리모드를 수행한다. The control unit 190 controls the driving of the laser light source 171, and determines whether there is an abnormality in the inner wall 10a of the pipe 10 from the first image received from the first image sensor 181, A fast processing mode in which driving is continued while only the first image information is acquired from the first image sensor 181 is performed.

이와는 다르게 제어부(190)는 제1이미지센서(181)로부터 취득된 제1영상으로부터 영상분석에 의해 마모, 크랙, 돌출과 같은 이상부분이 있는 것으로 판단되면 해당부분에 대해 제2이미지센서(182)의 제1영상 정보도 함께 취득할 수 있도록 스캔모터(162)를 가동하며 영상정보를 획득하는 정밀처리모드를 수행하고 이를 도 3을 참조하여 설명한다. Unlike this, if it is determined that there is an abnormal part such as abrasion, crack, or protrusion from the first image acquired from the first image sensor 181 by image analysis, the second image sensor 182 for the corresponding part. The scan motor 162 is operated so that the first image information of is also acquired, and a precision processing mode is performed to acquire image information, which will be described with reference to FIG. 3.

먼저, 제어부(190)는 본체(110)를 주행하고(단계 310), 제1이미지센서(181)로부터 배관(10)의 전방에 대해 취득된 제1영상으로부터 이상부분이 발견됐는지를 판단한다(단계 320).First, the control unit 190 drives the main body 110 (step 310), and determines whether an abnormal part is found from the first image acquired with respect to the front of the pipe 10 from the first image sensor 181 (step 310). 320).

단계 320에서 이상부분이 발견된 것으로 판단되면, 스캔모터(162)를 가동하여 회전체(170)를 회전시키고(단계 330), 제2이미지센서(182)로부터 제2영상도 함께 수집하여 취득한다(단계 340). 여기서 스캔모터(162)를 가동하여 회전체(170)를 회전시키는 과정은 이상부분에 대해 제2이미지센서(182)로 제2영상을 촬상할 수 있는 위치에 본체(110)가 도달됐을 때 수행하도록 구축될 수 있다.If it is determined that the abnormal part is found in step 320, the scan motor 162 is operated to rotate the rotating body 170 (step 330), and a second image is also collected and acquired from the second image sensor 182. (Step 340). Here, the process of rotating the rotating body 170 by operating the scan motor 162 is performed when the main body 110 reaches a position where a second image can be captured with the second image sensor 182 for the abnormal part. Can be built to do.

제2이미지 센서(182)로부터 제2영상을 취득하는 과정은 본체(110)의 주행을 중지하고 회전체(170)를 원주방향으로 360°회전시켜 제2영상을 취득하고, 다시 설정된 단위 간격만큼 본체(110)를 전진시킨 상태에서 회전체(170)를 원주방향으로 360°회전시켜 제2영상을 취득하는 과정을 이상발견 구간을 통과할 때까지 수행하도록 구축될 수 있다. 이러한 과정을 통해 제1이미지센서(181)에 의해 취득된 제1영상의 이상부분 중 제1이미지센서(181)에 노출되지 않는 그림자영역이 있을 수 있고, 이를 제2영상을 통해 획득할 수 있어 이상부분에 대한 정밀한 정보를 획득할 수 있다.In the process of acquiring a second image from the second image sensor 182, the main body 110 stops running and rotates the rotating body 170 360° in the circumferential direction to acquire a second image, It may be constructed to perform the process of acquiring the second image by rotating the rotating body 170 in the circumferential direction by 360° while the main body 110 is advanced until the abnormality detection section passes. Through this process, among the abnormal portions of the first image acquired by the first image sensor 181, there may be a shadow area that is not exposed to the first image sensor 181, and this can be obtained through the second image. You can obtain precise information on the abnormal part.

다음은 이상발견 구간을 통과하였는지를 판단하고(단계 350), 이상발견구간을 통과한 것으로 판단되면 회전체(170)의 회전을 중지시키고 단계 310으로 복귀한다. Next, it is determined whether or not the abnormality detection section has passed (step 350), and when it is determined that the abnormality detection section has passed, the rotation of the rotating body 170 is stopped and the process returns to step 310.

이러한 제어과정에 의하면, 회절광학소자(175)를 통해 확산된 원형빔에 의해 전반 배관(10) 내부 전체 영상을 획득하고, 이상이 있는 것으로 판단됨 부분에서만 회전체(170)를 회전시켜 원주방향에 대한 제2이미지센서(182)로부터의 제2영상을 추가 확보하도록 검사가 진행됨으로써 검사 진행 속도를 향상시킬 수 있다.According to this control process, the entire inside of the entire pipe 10 is acquired by the circular beam diffused through the diffractive optical element 175, and the rotating body 170 is rotated only in the part where it is determined that there is an abnormality. By performing the inspection to additionally secure the second image from the second image sensor 182 for the inspection process can be improved.

제어부(190)는 생성된 검사정보를 무선 통신부(185)를 통해 무선으로 수신기(200)로 송출한다.The control unit 190 wirelessly transmits the generated test information to the receiver 200 through the wireless communication unit 185.

이와는 다르게, 제어부(190)는 검사정보를 기억부(미도시)에 저장처리하도록 구축될 수 있다.Alternatively, the control unit 190 may be configured to store and process the inspection information in a storage unit (not shown).

이상에서 설명된 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치에 의하면, 배관 내벽에 조사된 원형빔으로부터 촬상된 전방영상으로부터 이상여부를 판단하고, 이상이 있는 경우에는 측방영상도 함께 획득할 수 있도록 함으로써 검사속도를 높일 수 있는 장점을 제공한다.According to the pipe internal inspection apparatus using the circular beam described above, it is possible to determine whether there is an abnormality from the front image captured from the circular beam irradiated to the inner wall of the pipe, and if there is an abnormality, the inspection speed can be obtained together with a side image. It provides an advantage that can increase.

110: 본체 160: 레이저 스캔부
171: 레이저 광원 173: 빔스플릿터
175: 회절광학소자 181: 제1이미지 센서
182: 제2이미지 센서110: main body 160: laser scanning unit
171: laser light source 173: beam splitter
175: diffraction optical element 181: first image sensor
182: second image sensor

Claims (3)

구름 운동하는 구동바퀴를 회전시켜 배관 내부를 주행할 수 있도록 된 본체와;
상기 본체에 설치되어 배관의 내벽을 향해 레이저광을 조사하고, 배관의 내벽으로부터 반사된 광을 수신하는 레이저 스캔부와;
상기 본체의 주행과 상기 레이저 스캔부의 구동을 제어하며 상기 레이저 스캔부에서 수신된 검사정보를 처리하는 제어부;를 구비하고,
상기 레이저 스캔부는
상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향인 제1방향과 나란한 방향을 향해 레이저광을 출사하는 레이저 광원과;
상기 레이저 광원에서 출사되는 광을 확산시켜 배관의 원주방향을 따르는 내벽 전체에 조사되는 원형빔을 생성하여 배관의 내벽에 조사되게 상기 본체에 설치된 회절광학소자와;
상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향을 따르는 전방에서 상기 회절광학소자를 거쳐 투사된 광에 의해 조명된 배관의 내벽 영상정보를 촬상하는 제1이미지센서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치.A main body configured to be able to travel inside the pipe by rotating a driving wheel for rolling;
A laser scanning unit installed in the main body to irradiate laser light toward the inner wall of the pipe and receive light reflected from the inner wall of the pipe;
A control unit for controlling the driving of the main body and driving of the laser scanning unit, and processing inspection information received from the laser scanning unit,
The laser scanning unit
A laser light source installed in the main body and emitting laser light in a direction parallel to a first direction that is a driving direction of the main body;
A diffractive optical element installed in the main body to diffuse the light emitted from the laser light source to generate a circular beam irradiated to the entire inner wall along the circumferential direction of the pipe and irradiate the inner wall of the pipe;
A circular beam comprising: a first image sensor installed in the main body and configured to capture image information on an inner wall of a pipe illuminated by light projected through the diffractive optical element from a front along the traveling direction of the main body. Pipe internal inspection device used. 제1항에 있어서, 상기 레이저 스캔부는
상기 본체에 설치되어 상기 본체의 주행방향인 제1방향과 나란한 방향을 회전중심으로하여 회전될 수 있게 마련된 회전체 상에 상기 레이저 광원과, 상기 회절광학소자 및 상기 제1이미지 센서가 장착되어 있고,
상기 회전체상에 설치되어 상기 레이저 광원에서 출사되는 광을 상기 회절광학소자로 이어지는 제1경로와, 상기 제1경로와 교차되는 방향의 제2경로로 분할하여 출사하는 빔스플릿터와;
상기 빔스플릿터로부터 출사되어 배관의 내벽으로부터 반사된 광을 수신하도록 상기 제1방향에 직교하는 방향으로 광입사면이 배치되게 상기 회전체에 설치된 제2이미지센서;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치.The method of claim 1, wherein the laser scanning unit
The laser light source, the diffraction optical element, and the first image sensor are mounted on a rotating body installed in the main body to be rotated in a direction parallel to the first direction of the main body as a rotation center. ,
A beam splitter installed on the rotating body to divide the light emitted from the laser light source into a first path leading to the diffractive optical element and a second path crossing the first path to emit light;
And a second image sensor installed on the rotating body such that a light incident surface is disposed in a direction orthogonal to the first direction so as to receive light emitted from the beam splitter and reflected from the inner wall of the pipe; Pipe internal inspection device using circular beam. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1이미지센서에서 촬상된 영상정보로부터 이상부분이 있는지를 판단하고, 이상이 있는 것으로 판단되면 상기 회전체가 회전되게 제어하면서 상기 제2이미지센서로부터 촬상된 영상정보를 수신처리하는 것을 특징으로 하는 원형빔을 이용한 배관 내부 검사장치.

The method of claim 2, wherein the controller determines whether there is an abnormal part from the image information captured by the first image sensor, and if it is determined that there is an abnormality, the rotating body is controlled to rotate while the image is imaged from the second image sensor. Pipe internal inspection device using a circular beam, characterized in that receiving processing image information.
KR1020190078054A 2019-06-28 2019-06-28 apparatus for internal inspection of pipe KR102208927B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190078054A KR102208927B1 (en) 2019-06-28 2019-06-28 apparatus for internal inspection of pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190078054A KR102208927B1 (en) 2019-06-28 2019-06-28 apparatus for internal inspection of pipe

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20210002267A true KR20210002267A (en) 2021-01-07
KR102208927B1 KR102208927B1 (en) 2021-01-29
KR102208927B9 KR102208927B9 (en) 2022-04-11

Family

ID=74126733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190078054A KR102208927B1 (en) 2019-06-28 2019-06-28 apparatus for internal inspection of pipe

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102208927B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116625238A (en) * 2023-07-19 2023-08-22 山东鲁联机械制造有限公司 Machining detection device and method for mechanical component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716593B1 (en) * 2006-07-27 2007-05-10 한양대학교 산학협력단 Contactless inspection system of pipe using ring-arrayed laser illumination
KR101087012B1 (en) * 2009-02-19 2011-11-25 탑전자산업 주식회사 A robot for inspecting and repairing a pipe
KR20130135438A (en) * 2012-06-01 2013-12-11 한국생산기술연구원 Measuring apparatus using optical interferometer
KR101945508B1 (en) * 2017-07-27 2019-02-08 한국광기술원 apparatus for internal inspection of pipe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716593B1 (en) * 2006-07-27 2007-05-10 한양대학교 산학협력단 Contactless inspection system of pipe using ring-arrayed laser illumination
KR101087012B1 (en) * 2009-02-19 2011-11-25 탑전자산업 주식회사 A robot for inspecting and repairing a pipe
KR20130135438A (en) * 2012-06-01 2013-12-11 한국생산기술연구원 Measuring apparatus using optical interferometer
KR101945508B1 (en) * 2017-07-27 2019-02-08 한국광기술원 apparatus for internal inspection of pipe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116625238A (en) * 2023-07-19 2023-08-22 山东鲁联机械制造有限公司 Machining detection device and method for mechanical component
CN116625238B (en) * 2023-07-19 2023-09-26 山东鲁联机械制造有限公司 Machining detection device and method for mechanical component

Also Published As

Publication number Publication date
KR102208927B1 (en) 2021-01-29
KR102208927B9 (en) 2022-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101945508B1 (en) apparatus for internal inspection of pipe
US7614934B2 (en) Double-side polishing apparatus
CN105937888B (en) Method and apparatus for detecting eccentricity of tire
KR102208927B1 (en) apparatus for internal inspection of pipe
KR101180835B1 (en) Apparatus for inspecting defects
CN111272111A (en) Eccentricity detection method and eccentricity detection device for lens
KR101751985B1 (en) Tube inspection system using optical device
JP5743565B2 (en) Rolling bearing surface inspection equipment
CN1902026B (en) Laser beam machining system
JPH09243573A (en) Surface inspection apparatus
KR102290609B1 (en) Apparatus and method for vision measuring using laser scanning
JPH1054805A (en) Spherical surface inspector
KR102378693B1 (en) apparatus for internal inspection of pipe
US6046868A (en) Translation system for directing an optical signal to predetermined coordinates
JP2001056318A (en) Flaw detection method of pipe by ultrasonic waves and ultrasonic flaw detector
JP4619282B2 (en) X-ray analyzer
JP2016085221A (en) Container inspection method and container inspection device
JP5128344B2 (en) Oil seal inspection device
KR102307971B1 (en) Appearance Inspection Apparatus For Steel Ball
KR20040056822A (en) Apparatus for detecting line typed scratch defects
RU207785U1 (en) Device for diagnosing the corrosion state of the inner surface of reinforced concrete supports of the contact network
CN113295632B (en) Environmental pollution monitoring device based on big data and artificial intelligence
JP5554372B2 (en) Internal shape measuring device
CN104107981A (en) Laser processing method and processing device
JPH05142157A (en) Appearance inspecting device for soldered state

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]