KR940003710B1 - 광 관 검사장치 - Google Patents

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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
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Abstract

내용 없음.

Description

광 관 검사장치
제1도는 본 발명의 특징에 따라 구조된 광 검사 시스템의 사용을 예시 및 구체화한 핵증기 발생 용기 하단부의 부분 종단면도.
제2도는 제1도의 증기 발생 용기의 한 열교환기 관 내에 위치된 것을 예시한 본 발명의 제1실시예에 따라 검사팀침의 부분 확대 단면도.
제3도는 광섬유 센서의 충분히 수축된 위치내에 광섬유 센서를 예시한 제2도의 선3-3선을 취한 확대 종단면도.
제4도는 광섬유 센서의 방사상으로 뻗은 위치로 광섬유 센서의 조절을 예시한 제3도와 유사한 도면.
제5도는 제4도의 탐침 조립체의 평면도.
제6도는 제4도의 선6-6을 취한 수평 단면도.
제7도는 제3도의 선7-7을 취한 수평 단면도.
제8도는 제3도 및 4도의 탐침의 센서 조립체의 부분 측면도.
제9도는 제2도 및 3도의 탐침의 에미터/검출기 장치의 하나에 관한 확대 부분 측면도.
제10도는 본 발명의 센서 조립체의 대체 실시예를 예시하는 확대 부분 투시도 및 평면도.
제11도는 본 발명의 광 검사 시스템의 제어 회로류의 블록 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 핵증기 발생용기 14 : 챔버
16 : 관 17 : 내부표면
23,23a : 연장된 아암 24,24a : 구동장치
30 : 탐침 조립체 32 : 커플링 슬리이브관
40 : 변환기 조립체 45 : 에미터/검출기 장치
46 : LED 48 : 광 트랜지스터
50 : 센서장치 55,55A : 광섬유 다발
60 : 중심 슬리이브관 63,64 : 핑거
79 : 고정나사 80 : 제어회로
83 : 변조기/복조기
본 발명은 일반적으로 관 내부 표면의 원격 검사용 장치에 관한 것이다.
본 발명은 증기발생기, 특히 원자력 증기 발생기의 보수에 특별히 응용된다. 핵증기 발생기는 서로 밀접한 관계로 배열된 여러 수직관을 포함한다. 원자로심을 통하여 순환에 의해서 가열되는 제1유체는 관을 통하여 순환된다. 동시에, 제2유체, 또는 급수는 유체와 더불어 열전달 관계로 관 주위에 순환되며, 그것에 의해서 관내에 제1유체로부터 관 주위의 제2유체까지 열을 전달하고 제2유체부분이 증기로 변환되게 한다.
핵증기 발생기내에 제2유체로부터 방사성 제1유체의 격리는 위험하다. 따라서, 전체 열교환기 관도 역시 위험하고, 시험 및 보수 절차는 관내에 결함의 보수 및 관의 검사를 위하여 발전되어 있다. 관내에 국부적 결함을 보수하기 위한 하나의 기술은 슬리이브, 즉, 결함 영역을 보수하기 위해서 결함관 내부의 보조관 부분을 설치하며, 그것에 의해서 관을 관의 정상적 열전달 용량으로 복귀한다. 결함 영역을 검출 및 보수를 검사하기 위하여 관내에 탐침 장치의 삽입은 검사 및 보수 절차에 대하여 근본적이다. 하나의 위와같은 검사는 슬라이브 동작중에 행해진다. 슬리이브는 관의 내부 표면에 대하여 땜질 또는 용접되며, 산화의 축적을 통상적으로 가지는 어떤 내부 표면은 땜질 또는 용접을 하기 위하여 갈아야만 한다(또는 철사로 브러시한다).
간후에, 표면이 땜질 하기에 적당한 상태인지를 확실하게 검사되어야 하고, 이것은 검사탐침이 관의 빛나게 같은 표면과 무딘 산화된 표면 사이를 구별할 수 있는 것을 요한다.
광섬유 탐침과 더불어 사용될때 광검사 기술은 관의 내부 표면을 직접적으로 검사하기 위하여 사용되어 왔다.
위와 같은 탐침은 아나로그 광섬유 케이블을 통하여 원격 광원으로부터 관내에 광을 전송하는 것을 포함할 수 있으며, 반사된 광은 다른 부분의 케이블을 통하여 카메라 또는 원격 위치의 다른 조사 장치로 복귀된다. 그러나 검출 능력은 긴 광섬유 케이블 내에 광손실 또는 산화 침전물로서 코트된 것과 같은, 더 높은 레벨의 조도를 필요로 하는 어두운 표면 또는 광흡수 표면을 검사해야 하는 결과로 인하여 위와 같은 시스템으로 제한될 수 있다.
또한, 위와 같은 섬유 스코우프는 매우 비싸고, 조심스럽게 다룰 필요성이 있고, 파손되기 쉽고, 관의 전체의 원주 적용범위에 이르르기 위해서 반드시 회전할 수 있어야만 한다. 역시, 그런 광 영상 시스템은 검사자의 결정을 단지 검사자가 바라본 것에 기본을 둔 개개의 검사자의 주관적 결정에 의존된다.
그러므로, 표준화가 어려운 결과는 가능하다면, 오퍼레이터의 시각적 예민성 및 능력에 의존된다.
또한, 위의 광 영상 시스템으로부터 측정은 주위광의 영향에 의해서 떨어진다.
탐침위에 광원 및 광검출 장치를 설치함으로서 광손실의 문제점을 최소화 하는 것은 알려졌으며, 그래서 단지 전기 신호는 원격 제어 위치로 뻗은 긴 케이블을 통하여 전송된다. 그러나 위의 시스템은 위에서 서술된 것처럼, 광 영상 시스템의 다른 단점을 가진다.
본 발명은 원칙적으로 슬리이브를 마련하려고 관의 내부 표면 검사에 관한 것인 반면에, 그것은 역시 증기 발생기관의 가동중 검사, 예를들면, 관 상태의 빠른 진단이 필요할때 결함 검출하기 위하여 보다 일반적인 응용이 된다.
초음파 및 에디 전류 기술을 포함하여 여러 검사 기술은 위와 같은 목적으로 지금까지 사용되었다. 초음파 기술은 초음파 에너지가 액체 커플링 매질에 의해서 처럼, 관 벽내에 기계적으로 결합되어야 하는 단점을 가진다. 에디 전류 기술은 어떤 물질과 함께 사용할 수 있고, 측정은 관외부의 지지판과 같은 구조물의 실체에 의해서 영향을 받는다.
또한, 위와 같은 종래 기술은 통상적으로 표준 프로우필과 데이타를 비교하는 것과 같은 데이타에 관한 주관적인 오퍼레이터 해석을 부과하였고, 이것은 데이타가 개개의 오퍼레이터 기술에 의존되므로 결과를 부정확성 및 모순으로 이끈다.
본 발명은 일반적으로 관의 내부 표면을 검사하기 위하여 검사장치를 제공하며, 검사장치는 종래 장치의 단점을 보완하고, 반면에 부가적 구조 및 동작상 장점을 제공하며, 검사장치는 관의 내부 표면의 상태에 관한 정확하고 명확한 측정을 제공하며, 검사장치는 장치의 회전없이 전체의 원주 적용범위를 제공하고, 검사 장치는 대체로 주위 광 영향을 받지 않고, 검사장치는 다수의 에미터/검출기 장치 사이의 분명한 구별을 제공하고, 검사장치는 장치의 구경측정의 단순한 조절을 제공하고, 쉽게 제거할 수 있고 대체할 수 있는 모듈소자를 제공하는 검사장치를 울퉁불퉁하나 단순하고 경제적 구조를 가진다. 넓은 의미에서 본 발명은 관의 내부 표면의 표면 검사하기 위하여 광전기 장치를 포함하며, 또한 광원장치를 포함하고, 내부 표면의 원주에 일정한 간격을 가지는 부분으로부터 반사된 광을 수신하고 거기에 반응하여 전기 신호를 발생하기 위한 다수의 광 감지장치, 상기 광원장치 및 상기 광 감지장치를 관의 내부를 따라서 이동 및 유지하기 위한 탐침 장치를 특징으로 한다.
본 발명의 보다 상세한 이해는 부수 도면과 관련된 양호한 실시예에 관한 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
제1도에 있어서, 원통형 측백(11) 및 부분적 원형의 하부벽(12)을 포함하는 기호 10으로 일반적으로 나타내는 핵증기 발생용기가 예시된다. 측벽(11)의 하단부는 격리판(14a)에 의해서 분리된 두개 채널 헤드 챔버(14)사이를 한정하기 위해서 하부벽(12)과 공동 작용하는 원형의 관시트(13)에 의해서 닫힌다. 각 챔버(14)와 통하는 것은 통로(15) 및 노즐(도시되지 않음)이다. 노즐은 원자로 및 증기 발생용기(10)사이에 제 1의 냉각제를 순환하기 위한 연결된 원자로에 적당한 도관에 의해서 연결되기에 알맞다.
특히, 제1 냉각제는 한 챔버(14)로 들어가서 다수의 인버어트된 U자형 열교환기 관(16)(소수만이 도시됨)을 통하여 위쪽으로 흐르고, 관의 하단부는 관 시트(13)내에 보조 오우프닝 내에 수용되고, 동시에 각 관(16)은 두개 챔버(14)와 각각 통하는 관의 두개 하단부를 가진다. 각 관(16)은 원통형 내부표면(17)(제2도 참조)을 가진다.
제1냉각제는 관(16)을 통하여 한 챔버(14)로부터 다른 챔버(14)까지 순환하고 그러므로서 원자로에 되돌아간다. 제2냉각제는 냉각제와 더불어 열교환 관계로 관 시트(13)위에 관(16)을 둘러싸고, 제2냉각제는 알려진 방법으로 증기로 변환된다.
본 발명은 관의 검사를 위하여 관(16)내에 삽입용 탐침 조립체(30)에 관한 것이다. 이런 목적으로, 미합중국 특허 제4,302,146호에 설명된 형태의 표준 에디 전류 탐침 삽입 조립체(20), 관 시트(13)의 하부측에 설치되고 종속된 포우스트를 가지는 베이스 판(21)이 이용될 수 있다. 포우스트의 축에 대하여 회전 운동하기 위하여 캔털레버 방식으로 포우스트(22)로부터 방사상으로 뻗은 것은 확장 아암(23a)에 대해 회전축으로 설치된 연장된 아암(23)이다. 아암(23, 23a)의 회전운동은 구동장치(24, 24a)에 의해서 각각 제어된다. 카메라 아암 조립체(25)는 확장 아암(23a)의 끝단부에 설치되고 확장 아암에 대하여 종적 왕복, 회전으로 움직일 수 있으며, 카메라 아암 조립체(25)는 비데오 카메라(25a)를 포함한다. 통로(15)위에 설치된 것은 카메라 아암 조립체(25)의 단부에 의해서 가지는 안내 슬리이브관(27) 및 삽입노즐(27a)을 통하여 탐침을 밀기위한, 관(16)중에서 선택된 하나내에 연결된 탐침을 삽입하기 위한 탐침푸서(26)이다. 구동장치(24, 24a) 및 카메라(25a)는 케이블(28)을 제어하기 위해서 연결되고 탐침푸서(26)는 제어 및 데이타 전송 케이블(29)에 연결되며, 케이블(28, 29)은 원격제어 스테이션까지 확장된다.
제2-4도에서, 탐침 조립체(30)는 연결된 암리셉터클(31a)(제4도 참조)에 연결하기 적당한 수 플러그 연결자(31)를 포함하고, 연결된 암 리셉터클(31a)은 연결된 제어 및 데이타 전송 케이블(29)의 한 단부에 연결된다. 플러그 연결자(31)는 슬리이브관의 단부 중간의 외부 오톨오톨한 부분(33) 및 슬리이브관의 상단부의 외부 나선 부분(34)을 가지는 원통형 커플링 슬리이브관(32)을 포함한다. 원통형 삽입물(35)은 커플링 슬리이브관(32)내에 포개어 끼워 넣을 수 있게 수용할 수 있고, 삽입물(35)은 대체로 원통형이고 삽입물의 단부 중간에 방사상으로 외부에 뻗은 환상 플랜지(36)를 가진다. 삽입물(35)은 리셉터클(31a)의 대응하는 암 접점에 연결하기에 적당한 다수의 핀(37)을 가진다. 삽입물(35)과 포위된 관계에 있어서 커플링 슬리이브관(32)내에 포개어 끼워 넣을 수 있게 배치된 것은 플랜지(36)를 수용하기 위한, 커플링 슬리이브관(32)내에 삽입물(35)을 위치하기 위한 연결된 리세스를 가지는 분할 슬리이브관(38)이다.
분할 슬리이브관(38)의 상단부는 외부의 나선형 부분(34)의 하단부에 인접하게 배치되고 슬리이브관의 상단부 위에 일반적으로 기호 40으로 나타낸 변환기 조립체를 수용한다.
특히, 제9도에서, 변환기 조립체(40)는 분할 슬리이브관(38)의 상단부 위에 놓이고 얇은 노치 또는 원형의 베이스 외부에이지 내에 형성된 슬롯(42)을 가지는 원형의 베이스(41)를 포함한다. 베이스(41) 위에 설치되는 것은 다수의 에미터/검출기 장치(45)(한개가 도시됨)이다. 3개 또는 4개의 장치(45)가 제공될 수 있고, 4개는 예시된 실시예내에 제공된다. 각 에미터/검출기 장치(45)는 적외선 광 방출 다이오드(“LED”)(46) 및 연결된 에폭시 렌즈(47)를 포함하는 스칸-에이-매틱에 의해서 제조된 S-27시리즈중의 하나와 같이 널리 시판될 수 있는 칩 장치이다. 광섬유 봉(49)은 렌즈(47)의 중심을 통하여 축으로 뻗고 에미터/검출기 장치(45)의 베이스에 광 트랜지스터(48)와 통신한다. LED(46) 및 광 트랜지스터(48)의 도선은 삽입물(35)의 핀(37)에 교대로 연결되는 쌍선(44)에 각각 연결된다.
각 에미터/검출기 장치(45)는 커플링 슬리이브관(32)의 상단부 위에 약간의 거리를 두고 위쪽으로 돌출한다. 제6도 및 8도에서, 변환기 조립체(40) 위에 위치하는 것은 원형의 베이스(51)와 더불어 종속되는 원통형 벽(52)을 가지는 원형의 베이스(51)를 포함하는 센서 장치(50)이다. 원통형 벽(52)의 하단부는 커플링 슬리이브관(32)의 상단부 위에 놓이고, 변환기 조립체 베이스(41)의 슬롯(42)내에 맞물려 끼워 넣기 적당한 한개 이상 종속되는 반대회전 키(53)(제8도 참조)를 제공한다. 센서 장치(50)에 의해서 지니는 것은 4개 광섬유 다발(55)이고 각각은 베이스(51)를 통하여 뻗고 내부단부(56)와 더불어 공축으로 연결된 하나의 에미터/검출기 장치(45) 위에 놓이는 내부단부(56)를 가지며, 그래서 다발(55)의 외부섬유는 광으로 LED(46)에 연결되고 다발(55)의 중심 섬유는 광으로 트랜지스터(48)의 광섬유 봉(49)에 연결된다. 각 광 다발(55)은 연장되고 광 인터페이스를 한정하는 외부단부 표면(58)으로 끝나는 바깥으로 곡선이 된 상단부(57)를 가진다. 커플링 너트(59)는 센서 장치(50)의 베이스(51) 위에 놓이고 조립된 상태에서 변환기 조립체(40) 및 센서 장치(50), 플러그 연결자(31)를 안전하게 유지하기 위해서 플러그 연결자(31)의 외부 나선형부분(34)과 나선형으로 맞물린다.
제7도에서, 탐침 조립체(30)는 연장된 중심 슬리이브관(60)의 단부 중간에 두꺼운 벽 부분(62)과 더불어 관형동체(61)를 가지는 연장된 중심 슬리이브관(60)을 포함한다. 관형동체(61)는 다수의 상부핑거(63) 및 다수의 하부핑거(64)를 한정하기 위해서 관형동체의 상단부 및 하단부로 나뉘며, 각 핑거(63, 64)는 노치(65)에 의해서 이웃한 핑거로부터 분리된다. 각 핑거(63, 64)의 외부 표면내에 형성되는 것은 확대된 직경 베어링 비드(66)이며, 비드는 주변으로 정렬되고 연결된 한개관(16)의 내부표면(17) 직경보다 다소 더 큰 외부 직경을 가지는 확대된 직경 부분을 한정하기 위해서 공동 작용한다. 핑거(63, 64)는 연결된 한개관(16)내에 중심 슬리이브관(60)을 삽입하도록 방사상으로 유연성이 있고, 관(16)의 내부표면(17)을 따라서 핑거의 미끄럼 마찰 운동을 조절하고 탐침 조립체(30)가 관(16)을 따라서 움직일때 흔들림을 최소화한다. 관형동체(61)는 두꺼운 부분(62) 바로 아래에 다수의 등각으로 일정한 간격을 둔 슬롯(67)을 제공하며, 슬롯(67)은 수자상 동일하고 광 다발(55)의 외부단부 표면(58)과 정렬하기 위하여 각각 배치된다.
중심 슬리이브관(60)과 공축으로 배치되는 연장된 원통 나선형 봉(71)을 포함하는 조절 조립체(70)가 제공된다. 나선형 봉(71)의 하단부는 센서장치(50)의 베이스(51)에 고정되게 설치되고, 봉(71)의 상단부는 캠부재(72)의 하단부와 나선형으로 맞물린다.
특히, 캠 부재(72)는 나선형 봉(71)이 수용되는 캠 부재의 하단부에서 내부의 나선형 축방향 안지름(74)을 가지는 연장된 원통형 동체(73)를 포함한다. 캠 부재(72)는 역시 캠 부재의 하단부에서 프러스토코니컬 캠 표면(75)에 제공되고 캠 부재의 상단부에서 확장된-직경의 헤드(76)에 제공된다. 확장된 헤드(76)내에 축방향으로 형성된 것은 정교한 조절을 하기 위하여 나사돌리개와 같은 연결된 도구를 수용하기 위한 직경 슬롯(77)이다. 중심 슬리이브관(60)의 두꺼운 부분(62)은 중심 슬리이브관(60)을 캠 부재(72)에 고정되게 설치하기 위하여 고정나사(9)를 각각 수용한 두꺼운 부분내에 형성된 한개 이상의 방사 안지름을 가진다(제3도와 제4도 참조).
탐침 조립체(30)가 연결된 관(16)내에 삽입할때, 광섬유 다발(55)은 관의 내부표면(17)에 대한 동등한 주변의 일정한 간격 부분을 조사하고, 광 다발(55)은 각각 중심 슬리이브관(60)내에 슬롯(67)을 통하여 조사하는 것을 알 수 있다. 이런 면에 있어서, 광섬유 다발(55) 사이의 면을 한정하는 외부 단부 표면(58) 및 관(16)의 내부표면(17) 사이의 방사 거리는 에미터/검출기 장치(45)로부터 최대 전류 출력을 얻기 위하여 정확하게 세트되는 것은 중요하다. 조절 조립체(70)가 이 거리의 신속한 조절을 낮추고 있음은 본 발명의 중요한 특징이다.
특히, 캠 부재(72)는 슬롯(77)내에 삽입되는 나사 돌리개, 또는 유사한 것의 사용에 의해서 회전되고, 그것에 의해서 나선형 봉(71)을 따라서 축방향으로 캠(72)을 이동한다. 캠 표면(75)은 제4도에 예시된 것처럼, 캠 부재(72)가 축방향 아래쪽으로 움직일때 외부단부 표면(58)을 방사적으로 외부로 탄력있게 추진하기 위하여 광섬유 다발(55)의 곡선형 상단부(57)와 맞물려서 캠 운동할때 배치된다. 광섬유 다발(55)의 제3도에 예시된 것처럼 광섬유 다발의 방사상 내부로 배치된 위치에 대하여 탄력적으로 셀프바이어스 되고, 그래서 광섬유 다발은 캠 부재(72)가 축방향 위쪽으로 수축될때 자연이 그 위치로 되돌아 갈 것이다. 캠부재(72)를 조절하기 위하여, 고정나사(79)는 먼저 느슨해지고 캠부재(72)가 조절되는 동안에 중심 슬리이브관(60)은 수동적으로 고정되고, 고정나사(79)는 조절이 있은 후 다시 팽팽하게 된다.
제2도-9도의 실시예에 있어서, 각 광섬유 다발(55)에 대하여 하나의 에미터/검출기 장치(45)가 있으며, 각 광섬유 다발(55)은 그 자체에 LED 광원(46)을 가진다.
제10도에서, 변환기 조립체(40A) 및 센서장치(50A)를 포함하는 본 발명의 다른 실시예가 예시된다. 변환기 조립체(40A)는 베이스(41) 위에 한개 LED(46A) 및 3개 광 트랜지스터(48A)를 설치하는 것을 제외하고, 위에서 서술된 것처럼, 변환기 조립체(40)와 유사하다. 센서장치(50A)는 센서장치가 세개 광섬유 다발(55A)을 포함하는 것을 제외하고, 센서장치(50)와 유사하다. 광섬유 다발(55A)의 상단부는 커브되고 센서장치(50)에 대하여 위에서 서술된 것과 동일한 방법으로 단부표면(58A)으로 끝난다. 그러나 광섬유 다발 하단부에서, 각 광섬유 다발(55A)은 한개 LED(40A)와 정렬하기 위하여 위치(54A)에 대하여 지시되고 분리된 광섬유 다발의 광섬유 부분을 가지며, 반면에 광섬유 다발(55A)의 나머지는 각 광 트랜지스터(48A)와 정렬하도록 각각 배치된다. 그러므로, 모든 광섬유 다발(55A)에 대하여 일반적이고 제10도의 화살표 방향으로 광섬유 다발을 통하여 위쪽 방향으로 광을 전송하는 하나의 높은 세기의 광원이 제공된다. 각 광섬유 다발(55A)은 광섬유 다발 자체의 광 트랜지스터(48A)를 가지나, 광 트랜지스터에 대하여 광섬유 다발(55A)은 제10도의 화살표 방향 아래쪽으로 광을 전송한다.
변환기 조립체(40)와 센서장치(50)가 각 모듈 구성이며, 그래서 변환기 조립체 및 센서장치는 손상, 오염, 기능장애등의 경우에, 탐침 조립체(30)내에서 빠르고 쉽게 제거되고 다시 설치된다. 이것은 종래와 대조적으로 손상 또는 기능장애 경우에 전체의 탐침 조립체의 대체를 필요로 하는 탐침 장치이다.
제11도에 있어서, 탐침 조립체(30)의 동작을 제어하기 위한 제어회로(80)가 예시된다. 제11도에서 꺽인선(90)은 증기 발생용기(10)의 경계를 나타내며, 탐침 조립체(30)가 증기 발생용기(10)내에 배치되고, 제어회로(80)는 증기 발생용기(10)로부터 500피트 이상일 수 있는 원격위치에서, 증기 발생용기(10)의 외부에 배치됨을 알 수 있다. 제어 조립체(80)는 제어회로(82)에 연결되는 송신/수신 조립체(81)를 포함한다. 송신/수신 조립체(81)는 양호한 실시예에서 3 또는 4개가 이용되는 광 트랜지스터(48)수와 동일한 다수의 변조기/복조기(83)를 포함한다. 양호하게, 변조기/복조기(83)는 널리 판매되는 회로이고, TM2B라는 명칭으로 배너 공학사에 의해서 판매되는 것과 변조된 시험 계량기를 구성할 수 있다. 각 변조기/복조기(83)는 정합네트워크(84)를 통하여 LED(46)중에서 연결된 하나에 걸리는 변조된 출력을 발생한다. 변조는 각 LED(46)의 고주파(약 30KHz) 작동 및 비작동을 포함한다. 제3-9도의 실시예에서, 3개 또는 4개의 에미터/검출기 장치(45)의 LED(46)는 변조기/복조기(83)의 변조된 출력에 각각 연결된다. 제10도의 실시예에서, 한 개 LED(46A)는 하나의 변조기/복조기(83)의 변조된 출력에 연결되고, 다른 변조기/복조기(83)의 변조된 출력은 연결되지 않는다.
위에서 설명된 것처럼, LED(46 또는 46A)는 센서장치(50 또는 50A)의 광섬유 다발(55 또는 55A)에 광으로 연결된다. 제3-9도의 실시예에서, 각 LED(46)는 연결된 하나의 광섬유 다발(55)에 연결된다. 제10도의 실시예에서, 한개 LED(46A)는 각 광섬유 다발(55A)의 섬유 부분에 광으로 연결된다. LED(46 또는 46A)로부터 광은 관(16)의 내부표면(17)을 비추고 내부면적으로부터 반사되고, 반사된 광은 섬유 다발(55 또는 55A)을 통하여 수신되고 광 트랜지스터(48 또는 48A)에 적용된다. 각 광 트랜지스터(48 또는 48A)는 변조기/복조기(83)의 연결된 하나의 입력에 정합 네트워크(84)를 통하여 연결되는 대응하는 전기 신호를 발생하기 위하여 그것에 의해서 수신되는 광 신호에 반응한다.
각 변조기/복조기(83)는 변조된 입력신호를 복조하도록 설계된다. 그러므로, 각 변조기/복조기(83)는 미리 결정된 변조 주파수에서 변조되는 신호에 반응하고, 그것에 의해서 회로류가 대체로 변조되지 않는 주위의 광에 반응하지 않게 된다. 다수의 LED(46)의 경우에, LED는 동일 주파수에서 모두 변조될 수 있고, 혹은 각 변조기/복조기(83)는 다른 변조 주파수를 가질 수 있으며, 그것에 의해서 광섬유 다발(55)에 의해서 한정되는 여러개의 수신채널 사이의 식별을 매우 용이하게 하고, 다른 광섬유 다발(55)에 의해서 조사되는 관 내부표면(17)의 다른 주변의 부분 사이의 식별을 신속하게 하는 것을 이해할 수 있다.
각 변조기/복조기(83)는 신허처리 조립체(85)에 적용되는 아나로그 출력신호를 발생한다. 특히 신호처리 조립체(85)는 변조기/복조기(83)로부터 아나로그 출력신호를 수신하는 필터(86)를 포함하며, 필터(86)의 출력은 아마 마이크로 컴퓨터인 컴퓨터(88)에 적용되는 디지탈 출력을 발생하는 아나로그-대-디지탈 변환기(87)에 적용된다. 아나로그-대-디지탈 변환기(87)는 역시 변환기의 동작을 제어하기 위하여 제어회로(82)에 연결된다. 제어 조립체(80)는 역시 미리 결정된 기준 위치에 관한 관(16)내에 탐침 조립체(30)의 축 위치를 결정하기 위하여, 회전센서인 위치센서(89)를 포함한다. 위치센서(89)의 출력은 역시 제어회로(82)에 적용되며, 그래서 오퍼레이터가 연결된 제어장치(도시되지 않음)에 의해서 탐침 조립체(30)의 위치를 쉽게 결정할 수 있다.
제어 조립체(80)가 관(16)의 반사적인 같은면과 비반사적인 같지않은면 사이를 분명히 구별하는 분명한 출력신호를 발생하는 것은 본 발명의 중요한 특징이다. 적당한 소프트웨어의 사용에 의해서, 위치센서(89)로부터 데이타 및 센서장치(50 또는 50A)로부터 데이타는 관(16)의 내부표면(17)지도를 효과적으로 발생하도록 결합될 수 있다. 다수의 광 다발(55 또는 55A)과 광 트랜지스터(48 또는 48A)가 이용되기 때문에, 관(16)의 내부표면(17)의 전체 원주의 적용범위는 탐침 조립체(30)를 회전하지 않고 얻을 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 구조 모델에서, 컴퓨터(88)는 IBM PC XT 또는 AT와 같은 마이크로 컴퓨터하고, 신호처리 조립체(85)의 나머지는 DASH-16 상표로 메트라바이트사에서 판매하는 것과 같은 데이타 수집 및 제어회로이다. 연결자(31)는 FG3B320C0117이란 명칭으로 LEMO USA사에 의해서 판매되는 형태의 20-접촉 연결자이다.
이상으로부터, 관의 내부 표면을 검사하기 위한 장치가 제공되며, 관 상태의 정확하고 분명한 표시를 제공하고, 단순한 민감도 조절을 하고, 탐침 조립체의 회전없이 관의 전체 원주의 적용범위를 제공하는 장치는 간단하고 경제적 구조를 가지는 것을 알 수 있다.
[도면에서 사용된 참조 기호의 확인]
Figure kpo00001

Claims (18)

  1. 관의 내부 표면 검사용 광 전기장치에 있어서, 광원장치를 포함하며, 내부 표면의 원주에 일정한 간격을 가지는 부분으로부터 반사된 광을 수신하고 거기에 반응하여 전기신호를 발생하기 위한 다수의 광 감지장치와, 상기 광원장치 및 상기 광 감지장치를 이동 및 유지하고 관의 내부를 따라서 상기 광원장치 및 상기 광 감지장치를 이동하기 위한 탐침 장치를 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 관에 대하여 집중되는 상기 탐침 장치를 유지하고 상기 탐침 장치가 관을 따라서 이동할때 상기 탐침의 흔들림을 최소화 하기 위하여 관의 내부 표면과 미끄럼 마찰 맞물리도록 배치되고 상기 탐침 장치에 의해서 지탱되는 중심선 측량 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원장치는 적외선 광 발생장치를 포함하고 상기 중심선 측량장치는 상기 탐침 장치의 최소 부분을 둘러싸는 관형 슬리이브를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 슬리이브관은 관의 내부 표면과 미끄럼 맞물릴 수 있는 다수의 탄성적이며 유연성 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 슬리이브관은 상기 광원장치로부터 내부 표면과 내부 표면으로부터 상기 광 감지장치까지 광의 통과를 조절하기 위하여 슬리이브관 내에 오우프닝을 가지는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  6. 제1항에 있어서, 관에 대하여 종적으로 상기 탐침 장치의 위치를 결정하기 위하여 위치 감지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광원장치를 변조하고 상기 광 감지장치로부터 전기신호를 복조하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광원장치는 상기 광 감지장치와 수적으로 동일한 다수의 광 에미팅 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광원장치 및 상기 감지장치에 광으로 결합되고 광 인터페이스를 제한하는 광 송신장치와, 상기 광 인터페이스 및 관의 내부 표면 사이의 거리를 선택적으로 변화시키기 위하여 상기 탐침 장치에 의해서 지탱되는 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광 송신장치는 광의 방향을 고치기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 광 송신장치는 광섬유 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광섬유 장치는 광섬유 장치의 한 단부에서 상기 광 인터페이스를 한정하며, 상기 조절장치는 관에 대하여 대체로 방사상으로 상기 광 인터페이스의 운동을 실시하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 조절장치는 관에 대하여 축으로 이동할 수 있는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 조절장치는 상기 광섬유 장치와 캠 맞물리도록 배치되는 캠 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 조절장치는 상기 축 운동을 조절하기 위하여 나선형 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  16. 제9항에 있어서, 다수의 상기 광 감지장치 및 다수의 상기 광 인터페이스를 각각 한정하는 다수의 상기 광 송신장치를 포함하며, 상기 조절장치는 상기 광 인터페이스의 운동을 동시에 실시하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광원장치는 광 에미팅 다이오드를 포함하고 각 상기 광 감지장치는 광 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 광원장치와 상기 광 감지장치와 상기 광 송신장치는 상기 탐침 장치로부터 신속히 제거하고 상기 탐침 장치내에 신속히 설치하기 위하여 모듈 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광 관 검사장치.
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