SE439377B - Anordning for optisk inspektion av rorledningar - Google Patents

Description

7906033-1 2 Inspektionen av reaktorn omfattar många olika moment och ett viktigt sådant är den visuella inspektionen. Härvid används en apparat med en TV-kamera och ett inspektionshuvud med ett optiskt system för mottagande av en bild som förs in i röret, varefter bilden av rörväggen projiceras på en TV- monitor på stort avstånd därifrån.

I sådana stora anläggningar är det emellertid oftast många olika rör med olika dimensioner som skall inspekteras och ibland är diametern av ett rör mindre vid mynningen än inne i röret, vilket kan vara ett hinder för in- förandet av inspektionshuvudet.

Av denna anledning är det därför vanlig praxis att göra ett flertal olika inspektionshuvuden med olika form och storlek samt karaktär motsvarande rören som skall inspekteras och använda ett system där dessa huvuden byts ut efter behov såsom beskrivas i än japanska patentansökan 127.094/75, eller ett system där flera olika huvuden är anordnade på samma travers och används omväxlande såsom beskrivas i den japanska patentansökan 5872/77.

Det förstnämnda av dessa system blir emellertid tidskrävande och det sist- nämnda blir skrymmande.

I de kända anordningarna är det vanligt att ett känselelement är anordnat vid framänden av inspektionshuvudet och undersökningsobjektet avbildas genom att hålla TV-kameran på ett fast avstånd från rörväggen med hjälp av känselelementet. Därvid kan emellertid detta lämna ett spår i rörväggen som kan dölja eventuella fel på denna.

Uppfinningen avser att lösa dessa problem så att undersökning av många o- lika rör kan ske med ett och samme inspektionshuvud utan att vidröra rör- väggarna. Vidare avser uppfinningen apparaten och en metod att styra denna för visuell inspektion med hög precision, även om inställningen av appara- ten framför röret med hjälp av traversen skulle avvika från en på förhand avsedd.inställning.

Enligt uppfinningen löses detta såsom angivits i bifogade patentkrav beträf- fande inspektionsanordningen och en metod för att styra denna under använd- ningen.

Uppfinningen skall för övrigt närmare beskrivas under hänvisning till bifoga- de ritningar, där 7906035-1 Fig 1 visar ett exempel på en anläggning som skall inspekteras med hjälp av en anordning enligt uppfinningen, där Fig 2 visar en vy över hela inspektionsapparaten,där Fig Sa-c visar exempel på olika rörformer som skall inspekteras och stadier av detta inspektionsarbete,där åta 2: visar diagram över styrsystem för anordningen enligt uppfinningen,där Fig 5 visar ett diagram över ett mönster över inspektionspunkter på en rörvägg som skall undersökas, där Fig 6 och 7 visar principen för avståndesökare för att styra in inspektionsappa- raten till rätt läge för undersökningen,där Fig 8 är ett flödesschema för arbetstekten för inspektionsapparaten enligt uppfinningen,där Fig 9 visar ett diagram som förklarar hur man beräknar avvikelsen mellan röret, centeraxel och inspektionsapparatens centeraxel, där Fig 1D och 11 är diagram som förklarar styrprocessen för de anordningar som styr in inspektionshuvudet under arbetet, där Fig 12 är ett längdsnitt i ett inspektionshuvud,där Fig 13 visar sammankopplingen mellan en bildledare från inspektionshuuudet i fig 12 och en TV-kamera, där Fig 14 är en vy för att förklara TV-bilden som uppnås från inspektione- huvudet och där Fig 15 är ett diagram som visar hur man separerar avstândsdata från video- signalerna från inspektionshuvudet.

Fig 1 visar schematiskt en kärnreaktor som skall undersökas enligt uppfinningen.

Reaktcrn betecknas med 1 och de olika rören anslutna till den betecknas med 2a-f. Vid inspektion frilägges reaktorns övre del och en ställning 5 monteras uppe på den och på denna ställning monteras en travers 6.

Travereen bär inspektionsapparaten 10 med en TV-kamera och förflyttar appara- ten framför rören, varefter apparaten utför inspektionen; Från TV-kameran skic- kas en videosignal till en TV-monitor B på lagom avstånd där den övervakas ev en operatör. Travereen 6 och inspektionseppareten 10 styrs av en etyranordning 7, som också är placerad på avstånd från reaktorn.

Fig 2 visar inspektionsapparaten enligt uppfinningen, såsom den kan användas för olika rörtyper. Siffran 2 anger ett rör som skall undersökas och fia anger 7906033-1 änden av en arm på traversen 6. På denna arm har placerats en mekanism 10 som grovinställs från traversen. Själva traversen omfattas inte av uppfinningen.

För att möjliggöra inspektion av olika typer av rör har anordningen enligt uppfinningen fem olika grader av rörelsefrihet visat med pilarna 11'-15' enligt följande system. Anordningen är försedd med ett axiellt rörligt skaft 15, varmed ett inspektionshuvud 20 kan förflyttas i rörets axialriktning, en axel 14, som är vridbar och omger skaftet 15, en svängaxel 13 för ändring av lut- ningen hos axeln 14, en skruvspindel 12, varmed delarna 13-15 kan förflyttas upp och ned, och en vridaxel 11, varmed hela systemet 12-15 kan vridas runt.

Eventuellt kan någon eller några av dessa axlar utelämnas beroende på antalet och arten av rör och arten av arbete som skall utföras.

Inspektionshuvudet 20 är försett med ett optiskt system 21, för upplysning av rörväggen och mottagning av en bild av denna, och avståndsgivare 22a och b som skall detektera avståndet mellan inspektionshuvudet och rörväggen. Ingången från det optiska systemet överförs till en ITV-kamera 27 via en ljusledare och går vidare som en videosignal till TV-monitorn 8 som visats i fig 1. Den flex- ibla delen 25 innehåller dels en bildledare till TV-kameran dels en ljusledare för att mata inspektionshuvudet med ljus från en ljuskälla 26.

Fig 3a-3c visar hur konstruktionen enligt uppfinningen kan användas för in- spektion av olika typer av rör.

Fig Sa visar inspektion av ett rör med stor diameter. I detta fall sker av- sökningen med huvudet 20 runt rörets omkrets med hjälp av den vridbara axeln 11 och avsökningen i axíell riktning med skaftet 15. Um härvid centeraxeln av röret 2a markerad med den streckprickade linjen Z1 och rotationsaxeln Z2 för apparaten 10 inte sammanfaller, kan avståndet mellan huvudet 20 och rörväggen ändå hållas konstant vid ett visst värde genom att styra på spindeln 12.

Vidare kan i detta fall vinkeln mellan huvudet 20 och rörväggen hållas konstant genom att vrida på axeln 14.

Fig Sb visar inspektion av ett snävt rör 2b. Härvid sker avsökningen runt rörväggen genom att vrida axeln 14 och styrningen för att hålla konstant av- stånd mellan huvudet 20 och rörväggen sker genom samtidig inställning av vrid- axeln 11 och spindeln 12.

Fig So visar inspektion av ett rör 2c i vilket det finns en cylindrisk kropp 5.

Härvid är styrprincipen för de olika axlarna i huvudsak den samma som enligt 7906033-1 Fig Sa. Genom att skaftet 15 är placerat längst från på apparaten kan under- sökningen genomföras även om kroppen 3 är försedd med att framsprång Sa.

Vidare är det möjligt att föra in inspektionshuvudet 2D i den smala spalten mellan kroppen 3 och rörväggen i röret 2 genom att skaftet 15 är gjort mycket tunt.

Som framgår av fig 2 är det i alla tre fallen enligt fig Sa-c möjligt att kompensera för en vinkelavvikelse mellan centaraxeln Z1 i röret och apparatens rotationsaxel Z2 genom att justera på svängaxeln 13 i fig 2.

Som framgår av det ovanstående är principen i mekanismen enligt uppfinningen denna att spindeln 12 är anordnad på änden av den vridbara axeln 11 medan axeln 14 vrider sig om en axel vinkelrät mot spindeln 12 och skaftet 15 i sin tur kan röra sig i längdriktningen av axeln 14. Vidare är inspektionshuvudet 20 placerat på änden av skaftet 15, så att det blir möjligt att inspektera rör av mycket olika diametrar även om de skulle råka ha någon inbyggd kropp.

Fig 4a och 4b visar scheman för styrkretsar för att låta inspektionshuvudet avsöka innerväggen av ett rör med hjälp av den ovan beskrivna mekanismen.

I fig 4a anger rutan 10 mekanismen för inspektionshuvudet, varvid siffrorna 41 (41a-41e, endast de båda yttre är antydde) anger drivanordningarna för de olika axlarna 11-15. Varje anordning 41 består av en servomotor 42, en reduk- tionsväxel 43 och en potentiometer 44, som fungerar som lägesgivare. Av de fem drivanordningarna för de fem axlarna 11-15 i fig 2 är endast 41a visad mera utförligt. I mekanismen 10 finns vidare en avståndsgivare 22, en kontakt- givare 47 och en gränskontakt 48. Här är kontaktgivsren 4? sammankopplad med skyddskåpor 16a och 16b visade i fig 2 och ger därmed signal om någon av dessa delar råkar vidröra undersökningsobjektet på grund av någon felfunktion.Gräns- kontakten 48 gar signal om drivanordningen 41 når till ändläget för dess ar- betsområde. Ãven om det bara har visats en av vardera av givarna 22,47,4B kan dessa mycket väl finnas i större antal om så erfordras.

Styrningen av mekanismen 10 sker från etyranordningen 7 som ligger långt från reaktorn som framgår av fig 1. Dm man då tänker sig att överföra signalerna från potentiometrarna 44, gränskontakterna 48 och givarna 22,4? direkt som de kommer från dessa många komponenter,kommer kablarna härför att bli ganske skrymmande och otympliga. Det är därför önskvärt att ordna dessa signaler i 7906033-1 4,» serier och överföra sådana signalserier över ett litet antal transmissions- kanaler. För detta ändamål finns 1 närheten av mekanismen 10 en signalkon- verterare 30 som framgår av fig 2 och 4a.

I schemat på fig 4a finns det två transmissionskanaler från signalkonvertera- ren 30. Den första kanalen 37 tar hand om signalerna från potentiometern 44 och avstàndsgivaren 22 vilka signaler i form av digitala signaler överförs i en serie via en multiplexor 31,sn A/D omvandlare 32 och en utgångskrets 33.

Den andra kanalen 38 överför signalerna från kontaktgivaren 47 och gränskom- takten 48, som båda avger till-från signaler, som överförs i serie över multi- plexorn 34 och utgångskretsen 35. På så vis kan det stora antalet signaler till styranordningen 7 överföras över bara två kanaler.

Komponenterna 31-35 styrs av en sekvensgivare 36 varvid signalerna lämnas till kanalerna 37 och 38 i en förutbestämd följd.

Fig 4b visar en styrkrets 50 och en mikrodator 70 som ingår i styranordningen 7 och deltar i styrningen av mekanismen 10.

Styrkretsen 50 är uppdelad i en mottagarkrets för uppdelning av signalserien från konverteraren 30 och servokretsar för styrning av servomotorerna 42 i mekanismen 10. Servokretsarna 51 omfattar fem kanaler 51a-51e motsvarande drivanordningarna 41a-41e, varvid endast kanalen 51a är visad mera utförligt.

"Nottagarkretsen innehåller en krets 61 som tar emot signalerna från kanalen 37 och delar upp dam i parallella signaler, och en krets 62 som tar emot signaler- na från kanalen 38 som också delas upp i parallella signaler. De utgångar från kretsen 61 som motsvarar signalerna från potentiometrarna 44 överförs till register 55 i servokretsarna 51 och utgångarna motsvarande signalerna från avståndsgivarna 22 överförs till ett register 63. Utgångarna från kretsen 62 motsvarande signalerna från kontaktgivarna 47 och gränskontakterna 48 överförs till register 64 varav endast ett har visats. Dessa register styrs av en sek- vensgivare 65. Registren 63 och 64 är anslutna till en signalskena 77 i mikro- datorn 70 och deras signaler används för olika styrsteg som beskrivas senare.

Servokretsen 51a är konstruerad på följande sätt. Den innehåller ett register 52 som mottager en rörelsesignel från mikrodatorn 70. Denna signal omvandlas av Q/A konverteraren 53 till en analog signal som via en servoförstärkare 54 går ut på kanalen 40a som en signal för att styra likströmsservomotorn 42 i drivanordningen 41a. Utsignalen från potentiometern 44 har överförts till 790-6033-1 registret 55 och utgången härifrån återföra till summetorn 57 via en D/A konverterare 56.

Mikrodatorn 70 innehåller en processor 71, en RAM 72 för att lagra data, en RUM 73 för att lagra program och en aritmetrisk enhet 74 för snabba operationer, samt en interface krets 75 för att möjliggöra anslutning till en separat styrkrets 90 som styr traversen 6 eller liknande. Som senare skall förklaras styr mikrodatorn följden av inspektionsarbeten liksom den lagrar de uppmätta resultaten vid de olika inställningarna av inspektionshuvu- det i förhållande till rören som har undersökts. Vidare kan mikrodatorn styra de aritmetriska processerna för ett inspektionsarbeta baserat på lagrade resultat.

Videosignalen som över kanalen 84 överförs från TV-kameran 2? förstärks i vidacförstärkaren 85 och projiceras på TU-monitorn 8.

Dperatören som arbetar vid TV-skärmen kan ingripa i styrningen av mekanismen 10, enligt mikrodatorn 70, genom att gå in på en styrpanel 80. En belysninge- regulatorkrets 81 kan också styras från panelen 80. Utgången från ljusregler- kretsen 81 överförs över kanalen 83 till ljuskällan 27 som lyser upp bilden som iakttagas av huvudet 20 och på så sätt kan klarheten i denna bild regleras.

Följande punkter skall nämnas som speciellt viktiga vid automatisk inspektion av innerväggen av ett rör med den ovan beskrivna utrustningen. (1) Betraktningspunkten kan alltid fastställas exakt.

Vid visuell inspektion av ett rör i en stor anläggning är det otillfreds- ställande om man bara kan konstatera rost eller skador på en yta utan att exakt kunna fastställa läget härav. Detta med tanke på att skadan eventuellt skall repareras med en annan utrustning efter inspektionen eller att man se- nare vill kontrollera hur ett angrepp utvecklar sig under en vise kontroll- period. Man tänker sig exempelvis att inspektionshuvudet 20 har ett rektangu- lärt bildfält av viss utsträckning. När då huvudet avsöker ínnerväggen av det cylindriska objektet måste det successivt röra sig i överensstämmelse med givna positioner i ett visst mönster (nedan kallad "adresser") motsvarande storleken av nämnda bildfält såsom angivits med de streckade linjerna i Fig 5. Ett sådant mönster måste utformas i överensstämmelse med det cylindriska . -_' :Vi yøoa Qfijåßitl 790603341 röret. Omvänt, om en viss adress har angivits måste inspektionshuvudet placeras mitt för den punkt i mönstret som motsvarar denna adress. (2) Inspektionsarhetet utförs så att betraktningsavståndet och betraktnings- vinkeln hållas i huvudsak konstant.

Um variationer i avståndet mellan inspektionehuvudet och objektets yta skulle uppträda skulle dimensionerna på fläckar och liknande såsom operatö- ren ser dem på TV-monitorn inte vara entydiga. Ändringar i betraktningsvinkeln skulle medföra förvrängningar i den betraktade bilden.

Dvan har angivits de viktiga förutsättningarna för att en precis visuell inspektion skall kunna genomföras. I stora anläggningar kan det dock vara mycket svårt att uppfylla dessa förutsättningar. Orsaken härtill är bl a att rörets läge i sig själv kan vara osäkert och att traversen 6, som skall ställa in inspektionsapparaten, är mycket stor varför dess precision är begränsad.

Inspektionsmekanismen kräver därför en funktion för att korrigera för even- tuella inställningsfel av ovannämnda orsaker.

För att utföra en sådan korrigering använder anordningen enligt uppfinningen en avståndsgivare 22 på inspektionshuvudet. I själva verket är det tal om flera avståndsgivare som mäter mot den undersökta ytan, såsom förklaras senare, vilket ger goda praktiska resultat. Innebörden härav skall beskrivas under hänvisning till fig 6 och 7.

Först skall beskrivas principen för att placera avståndsgivaren. För att föra fram huvudet 20 till röret och sedan låta det avsöka röret skulle i princip två givare vara nödvändiga. Nämligen en givare för att mäta avståndet till en vägg runt röret som antytt med en streckad pil i fig 6 då huvudet är i läge 1, och en givare för att mäta avståndet till rörets innervägg som visat med pilen vid läge 3. Um man emellertid använder en snedställd givare i framänden på huvudet som visat i fig 7 kan de två nämnda avetåndsmätningarna göras med en och samma givare samtidigt som mätningen av avståndet till ett hörn eller en kant blir möjlig som visats vid läge 2 i fig 7. Huvudet 20 i fig 2 är försett med givaren 22a med sådan funktion och dessutom med en givare 22b, varvid det blir möjligt att avkänna lutningen av inspektionshuvudet i förhållande till rörets axialriktning. 7906033-1 Härefter skall beskrivas styrprocessen i avståndsmätningen med hjälp av avståndsgivarna och inspektionsarbetet under användning av räkneresultaten.

Fig 8 visar schematiskt styrningen av inspektionsarbetet. Först förs inspek- tionsapparaten 10 i läge framför det aktuella röret med hjälp av traversen 5 (block 5T1).Härunder är huvudet 20 indraget i skyddekåpan 16a visad i fig 2.

Därefter går styrningen vidare enligt block ST2 för att mäta läget av huvudet 20 i förhållande till objektet. Denna mätning sker på följande sätt. Skaftet 15 förs fram så att huvudet 20 närmar sig väggen runt röret och avståndet till väggen mäts med avståndsgivaren. Detta motsvarar läget 1 i fig 6 eller 7 och anger Z-koordinatan för röret. Som följd härav kan adresserna för skaftet 15 i Z-riktningen, exempelvis 101a och 102a osv, visade i fig 5, bestämmas.

Dm avståndet från huvudet till väggen skulle visa sig vara särskilt stort fortsätter styrförloppet till block ST3. Är förhållandet för övrigt normalt kommer i alla fall mätningen så småningom att genomföras. Skaftet 15 kommer att skjutas fram så att inspektionshuvudet förs in i röret runt hörnet som antytt vid läge 2 i fig 7. Eventuellt förs huvudet in mot röraxeln genom att spindeln 12 roteras i den ena eller andra riktningen. Därefter förs huvudet 20 runt i en periferisk bana vid läget 3 i fig 6 eller 7, varvid huvudet inställs på ett visst förutbestämt avstånd från rörväggen vilket avstånd därefter hålls konstant under hela rörelsen. Härigenom kan man bestämma det exakta läget av röraxeln 21 utifrån vridvinkeln av axeln 11 och inställningen av spindeln 12.

Avståndsmätningen till innerväggen av röret beskrivs närmare under hänvisning till fig 9. Det antas nu att centrum för axeln 11 ligger i punkten P1, som avviker x-koordinatan 3 och y-koordinatan Q från punkten Po, som anger rör- axeln Z1, och att röret har radien R.

Samtidigt med styrningen av den ut- och inåtgående spindeln 12 i beroende av signalen från avståndsgivarna 22a eller 22b ändras vinkelavvikelsen hos axeln 11 från B tilLB'. Följaktligen rör sig huvudet 20 från läget M till N', medan ett konstant avstånd 5 till rörväggen 2 upprätthålles. 0m därvid punkterna M och M' motsvarar vinklarna_' och' I mot x-axeln utifrån origo Po och den fria längden av spindeln 12 har ändrats från r till r' fås koordinaterna a och b av ekvationerna: 7906033-1 1Û a = (R - S) cos/3 - r cos Q ...(1) = (R'- s) sin/S-rsino ...(2) r cos B - r' cos 9') -1 tan (_ I' S11? g - I' Slfl g där /5 + L Gus-1{2 (R - S)2 - (r2 + r'22 + 2 r ri cos(Q - B')2 ___ (3) 2 2 (R - 5)* -f Följaktligen kan vinkeln 0, som är den vinkel axeln 11 skall vridas för att föra huvudet till en önskad vinkel _'räknad från origo PD, bestämmas av ekvationen: Q = tan -1( ) ...(4) (R - S) coskï - a Vinkeln W mellan radierna PO-M och Ph-M blir 91-7: /g-'Q ooq(5) Ifall resultatet av ovanstående mätningar innebär att avståndet mellan axeln 11 och röret 2 är obekvämt stort, skall detta tolkas som att inspektione- arbetst inte går att genomföra, varför en korrigering av läget genom traversen 6 skall krävas (block ST3 ger signalen NU till block ST1).

Um det däremot konstateras att inspektionen är möjlig fortsätter styrningen till block ST4 och erforderliga data för automatisk inställning av huvudet enligt adress-mönstret i fig 5 tas fram genom beräkningar. I nästa block ST5 styrs inspektionsapparatens olika axlar på basis av de beräknade data och inspektionshuvudet förs stegvis fram till de olika adresserna på rörväggen enligt mönstret.

Beräkningen i block ST4 för inställning av huvudet enligt adresserna skall beskrivas under hänvisning till fig 10. Här anger 2 själva rörväggan medan Q anger den bana som huvudet 20 skall följa under ett inspektionsvarv. För enkelhetens skull antas att denna bana omfattar åtta adresser. Um därvid centret av vridaxeln 11 sammanfaller med rörcsntret Po betyder detta att axeln 11, då huvudet förs fram utmed adresserna M1 - M2 - M3 osv, vrids i konstanta vinkelsteg Dß(i detta fall 450) och spindeln 12 hålls på en konstant radie rÜ. Um däremot axeln 11 har sitt centrum i punkt P1, på grund av us 7906033-1 11 icke tillräckligt noggrann inställning av traversen 6, måste axeln 11 vridas vinklarna 02 och 03 och spindeln 12 måste inställas på radierna r2 och r3 vid övergången mellan adresserna M1, M2, och M3 osv. Arbetslägena för axeln 11 motsvarande de olika adresserna beräknas från ekvationerna (4) och (5) på basis av koordinaterna a och b mellan punkterna P1 och Po. Koordinaterna a och b beräknas i sin tur från ekvationerna (1), (2) och (3) enligt mätresul- taten runt periferien som ovan beskrivits. Den periferiella mätningen behöver inte alltid göras runt hela röret.

Dm exempelvis kroppen 3 i fig 30 finns i röret och dess exakta läge i röret är känt, kan en mätning mot denna kropp ibland ersätta mätningen runt röret.

Därvid är det inte säkert att evståndsgivaren behöver vara på konstant avstånd från objektet. Nan kan också använda en metod där axeln 11 vrids medan spindeln 12 hålls på konstant radie, så att man får relationen mellan vridvinkeln och avståndsgivarens signal.

Dm avvikelsen mellan punkterna P1 och Po är stor är det inte möjligt att göra en tillfredsställande undersökning enbart genom att korrigera på axeln 11 och spindeln 12 enligt fig 10. Detta beror på att inspektionshuvudets 20 synvinkel kommer att ändra sig mellan värdena 21, 2,,3 osv enligt mönstret i fig 11.

Av denna orsak beräknas vinkelevvikelsen och axeln 14 i fig 2 användas För att vrida bilden rätt.

Som framgår av ovanstående mäts rörets läge i förhållande till utrustningen före den automatiska inspektionen och den visuella inspektionen planeras på basis av mätningarna. Vidare beräknas arbetslägena för de olika axlarna för en exakt automatisk inspektion, om en sådan kan genomföras. Därefter kan den automatiska inspektionen utföras i hög fart, och även om den automatiska inspektionen medelst block ST5 störs genom ingripande från operatören över block ST6 kan inspektionshuvudet snabbt återföras till respektive adresser.

Vidare är det möjligt att kompensera för ej tillräckligt noggranna beräkningar genom att återföra signalerna från avståndsgivarna under den automatiska in- spektionen och eventuellt korrigera registrerade positioner för de olika axlarna där dessa är beräknade och lagrade. Ä andra sidan,som förklarat i beskrivningen till fig 2 och 3, om lutningen mellan röraxeln Z1 och inepektionsapparatens längdaxel (exempelvis axeln 11) inte är försumbar, kan en korrigering göras med svängaxeln 13. Den härför »av 7906033-1 12 erforderliga korrigeringsvinkeln kan härledas från skillnaden mellan signa- lerna från de,två avståndsgivarna vid mätning mot rörväggen under ett mätvarv eller från resultaten av två mätvarv med olika axiallägen om endast en avstånds- givare används.

I fig B avser block ST? en anordning för att eignalera störningar i arbetet.

Dm exempelvis under inspektionen en del av apparaten går mot ett hinder eller ett fel uppträder i det mekaniska eller elektriska systemet stoppas hela ut- rustningen och operatören alarmaras.

Fig 12 viser ett inspektionshuvud 20 försett med optiska avståndsgivare med hjälp av vilka avståndet till objektet tillsammans med den visuella inspek- tionsaignalen överförs till styranordningen anordnad långt därifrån, varvid dessa informationer kan avbildas på TV-monitorn.

Fig 12 visar ett optiskt system 21 för att ta upp en ínspektionsbild och om- fattande ljusladere 101 för att överfiöre ljus från ljuskällan 26 för att lysa upp inspektionsområdet, en lins 102, ett prisma 103 och en bild-ledare 104 för att överföra inspektionsbilden till TV-kameran 2? från linsen och prismat.

En avståndsgivare 22a består av en ljusledare 105 för att överföra ljus från ljuskällan 26 och projieera en ljuestrimma eller ljuefläck på väggen, en lins 106 och en bildledare 107 för att till TV-kameran överföra bilden av ljus- strimman som infaller genom linsen 106. På samma sätt består avståndsgivaren 22b av en ljusledare 10B,'en lins 109 och en bildledare_110.

Bildledarna 104,10? och 110 har rektangulära ändytor och överför rektangulära bildfält till TV-kameran 27.

Fig 13 visar sammankopplingen mellan bildledarna och TV-kameran 27. Bilderna som uppträder på ändytorna av de tre bildledarna 104,10? och 110 mottages på TV-kamerans fotoelektriska skärm genom en okularlins 120, ett filter 121, en reflektor 122 och en adapterlins 123. Ljusledarna 101, 105 och 108 är anslutna till ljuskällan 26.

I Fig 14 visas den bild från TV-kameran som visas på TV-monitorn 8. Med 131 anges ett fält som avbildar signalen från evståndsgivaren 22a överförd med bildledaren 107. Fältet 132 avbildar signalen från avståndsgívaren 22b över- förd genom bildledaren 110, och fältet 133 visar inspektionsbilden från 7906033-1 13 bildledaren 104. Siffrorna 154 ooh 135 anger läget av de ljusfläckar som danas på väggen av ljusstrålarne som projiceras från vederbörande ljusledare 105 och 108 och i detta fallet har formen av strimmor. Läget av fläckarna 134 ooh 135 på TV-skärmen beror på avståndet mellan inspektionshuvudet 20 och rörväggen 2. Följaktligen kan operatören vid TU-monitorn se avståndet mellan huvudet och eventuella hinder framför och bredvid detta utifrån bilderna i fälten 131 och 132.

Signalerna från avståndsgivarna kan utnyttjas i mikrodatorn 70 med hjälp av den i fig 15 visade kretsen.

Uideosignalen på kanalen 04 förstärks i en videoförstärkare 85 varifrån ut- gången 140 ansluts till en komparator 141. Till en annan ingång på denna ansluts ett tröskelvärde 142. Komparatorn ger endast utgångssignal när signal- nivåerna för 134 och 135 överstiger nämnde tröskelvärde. Utgången från 141 går genom ett filter 143 och en signalkrete 144 som ger till-från signal till ett feslägesregister 145. Detta register drive av tidspulser från en tidsgene- rator 149 och återställa med synkroniseringspulser 147 från en pulsgenerator 146. Reslutatet blir binära data som anger det horisontella läget av till-från signalerna från registret 145, vilka data lagras i ett RAM-minne 151. Synkron- pulserna 147 driver även en räknare 150 som återställs med synkronpulser 148 motsvarande vertikalläge också från pulsgeneratorn 146. En utgång från räkna- ren 150 anger numret på horisontallinjer på TV-skärmen som lagras i minnet 151.

Genom detta förfarande lagras i minnet 151 läget av signalerna från avstånds- givarna till fälten 151 och 132. En utgång 152 från minnet 151 ansluts till mikrodatorn 70 för styrning av servokretsen 50. Ljusfläckarna som anger avstånd- en har en viss utsträckning och mittpunkten härav kan betraktas som avståndet till undersökningsyten. Eventuellt kan, om fläckarna sträcker sig över ett flertal linjer på TV-skärmen, en medellinje betraktas som angivande av avståndet till ytan. Sådana värderingar kan efter önskemål ske genom beräkning i mikro- datorn 70 på basis av resultaten lagrade i minnet 151.

Eftersom i denna utformning avståndsinformationerna överförs till mikrodatorn genom minnet 151 kan registret 63 i fig 4b eventuellt utelämnas.

Inspektionsutruetningen enligt uppfinningen kan utnyttja olika typer av avstândsgivare i inspektionshuvudet. Genom att som visat i fig 12 och 15 placera avetândsgivarna i inspektionehuvudet och överföra signalerna från NPÛOR QUALITY 7906033-1 14 givarna optiskt till den TU-kamera som används för själva inspektionen, så att styranordningen, som står på avstånd från anläggningen, sorterar ut avståndssignalerna från videosignalerna och styr inställningsmekanismerna, då kan avståndsgivarna.göras små ooh lätta och signalerna därifrån överförs till styranordningen genom den TV-kabel som ursprungligen är avsedd för den visuella inspektionen och även avbildas på TU-monitorn för inspektion av operatören.

Detta innebär sådana fördelar som att operatören vid TV-monitorn kan kolla onormalt närmande av inspektionshuvudet till objektytan på grund av störningar i avståndsgivarna och tillhörande delar eller fel i andra delar, varvid han kan vidtaga erforderliga åtgärder såsom nödstopp av apparaten, liksom när operatören närmar inspsktionshuvudet till objektytan vid manuella ingrepp kan han överblicka detta.

I ovanstående har uppfinningen beskrivits vid inspektion av innerväggen av rör med cirkulärt tvärsnitt. Det är dock uppenbart att principen även kan tillämpas på rör och utrymmen med andra tvärsnitt eller för utvändiga ytor av'rör.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 i: 7906033-1 PATENTKRAV 1. En anordning för optisk inspektion av ett objekts (2) såsom ett rörs yta från en avlägsen plats, vilken an- ordning omfattar ett optiskt inspektionshuvud (20) rörligt relativt* objektet (2), en icke vidrölande av- ståndsgivare (22a,22b) för att índikera avständet mel- lan inspektionshuvudet (20) och objektet (2) och en konverterare (27) för att överföra bilden av objektet (2) upptagen av inspektíonshuvudef (20) och en optisk markering (134,l35) alstrad av avstândsgivaren (22a,22b) och representerande avståndet till en bildáfergivare på den avlägsna platsen, k ä n n e t e C k n a d därav, att konverteraren (27) omvandlar bilden av objektet (2) och markeringen (134,135) till elektriska signaler och leder en lägessignal (140) svarande mot markeringen (l34,l35) till en fjärrstyrning (7) som kontrollerar en inställningsmekanism (10) som styr inspektionshuvudet (20) enligt en förprogrammerad bana relativt objektet (2) i överensstämmelse med lägessignalen. En anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att avstàndsgivaren (22a) är riktad snett framåt med avseende på inspektionshuvudet (20). En anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda inställningsmekanism (10) omfattar en första axel (13-15) rörlig längs sin axel och bärande inspektionshuvudet (20) vid sin främre ände, en andra axel (12) för förflyttning av den första axeln (13-15) vinkelrätt mot dess axel och en tredje axel (11) för vridning av den andra axeln (12). "PÛOR QUALITY 79osnss~1 It 4. 5. 5 10 15 6. 20 En anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e C k - n.a d därav, att den första axeln (13-15) är viidbar. Metod för att styra en anordning enligt patentkrav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första axeln (13-15) förs framåt så att inspektionshuvudef (20) förs in i röret (2), att den tredje axeln (ll) vrids en viss vinkel samtidigt som den andra axeln (12) för- flyttas i beroende av lägessignalen (140) så att av- ståndet (S) mellan inspektionshuvudet och rörväggen hålls konstant och samtidigt som en eventuell avvikelse mellan den tredje axeln och rörets centrumaxel indike- ras och att den tredje axelns (ll) vridvinkel kontrol- leras i beroende av nämnda avvikelse medan den andra axeln (12) förflyttas i beroende av lägessignalen (140) och bilder av den inre rörytan tages upp med jämna mel- lanrum i rörets (2) omkretsríktning. Metod enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första axelns (13-15) rotation kontrolle- ras i beroende av lägesavvikelsen mellan den tredje axeln (ll) och rörets (2) centrumaxel och 1 beroende av den tredje axelns (ll) rotationsriktning, varvid inspek- tionshuvudets (20) optiska system alltid vetter vinkel- rätt mot rörets innervägg,