(57)【要約】      （修正有）【課題】内径の小さい配管または非導電性材料から成る配管であっても内壁形状を非接触で測定することができ、また配管内壁に減肉部分や欠陥部分が見付かった場合でもその補修を的確にかつ短時間で行える溶接機能付き管内形状測定装置を提供すること。【解決手段】ロッド部４を被計測管内に挿入して使用される管内径計測装置において、対象物を溶接加工する溶接用レーザ光源２を付設すると共に、レーザ変位計１と反射光学素子３の間に、レーザ変位計１から照射される測定用レーザ光を透過または反射し、かつ、溶接用レーザ光源２から照射される溶接用レーザ光を反射光学素子３に向けて反射または透過するダイクロイックミラー６を配置して、当該ダイクロイックミラー６と反射光学素子３間における測定用レーザ光と溶接用レーザ光の光軸を一致させた。【選択図】図１
2018084516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を測定するレーザ変位計(１)と；このレーザ変位計(１)から出射された測定用レーザ光(Ｌ1)を直角に反射させる反射光学素子(３)と；この反射光学素子(３)が先端側に固定されたロッド部(４)と；このロッド部(４)を回転させるロッド回転機構(５)とを含んで構成され、前記ロッド部(４)を被計測管(Ｐ)内に挿入して使用される管内形状測定装置において、
対象物を溶接加工するための溶接用レーザ光源(２)が付設されると共に、前記レーザ変位計(１)と反射光学素子(３)の間に、前記レーザ変位計(１)から照射される測定用レーザ光(Ｌ1)を透過または反射し、かつ、前記溶接用レーザ光源(２)から照射される溶接用レーザ光(Ｌ2)を反射光学系(３)に向けて反射または透過するダイクロイックミラー(６)が配置されて、当該ダイクロイックミラー(６)と反射光学素子(３)間において測定用レーザ光(Ｌ1)と溶接用レーザ光(Ｌ2)の光軸が一致した状態となっていることを特徴とする溶接機能付き管内形状測定装置。
【請求項２】
ダイクロイックミラー(６)と反射光学素子(３)の間に集光レンズ(７)が配置されると共に、この集光レンズ(７)が先端側に固定された可動支持体(81)を駆動部(83)によって進退スライドさせるレンズ位置調節機構(８)が設けられて、集光レンズ(７)の位置が、集光レンズ(７)を通過する溶接用レーザ光(Ｌ2)の光軸方向に調節可能となっていることを特徴とする請求項１記載の溶接機能付き管内形状測定装置。
【請求項３】
レーザ変位計(１)によって測定された管内形状データが、ロッド回転機構(５)及びレンズ位置調節機構(８)の自動制御部に送信されて、溶接用レーザ光(Ｌ2)の照射時に集光レンズ(７)の位置がロッド部(４)の向きに合わせて自動調節されることを特徴とする請求項２記載の溶接機能付き管内形状測定装置。
【請求項４】
ロッド部(４)及びレンズ位置調節機構(８)の可動支持体(81)が何れも筒状に構成されると共に、これらがロッド部(４)を外側、可動支持体(81)を内側に配置した状態で入れ子状に構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の溶接機能付き管内形状測定装置。
【請求項５】
分析用レーザ光源(９)が、溶接用レーザ光源(２)と併設または付替え可能に付設されると共に、対象物からの散乱光を分光して光スペクトルを測定する分光器(１０)が付設され、更に分析用レーザ光源(９)とダイクロイックミラー(６)の間、或いは反射光学素子(３)とダイクロイックミラー(６)の間に、分析用レーザ光源(９)から出射される分析用レーザ光(Ｌ3)を通過させる透孔を有し、かつ、ダイクロイックミラー(６)を介して照射される散乱光(Ｓ)を分光器(１０)に向けて反射する孔開きミラー(１１)が配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の溶接機能付き管内形状測定装置。
【請求項６】
対象物までの距離を測定するレーザ変位計(１)と；このレーザ変位計(１)から出射された測定用レーザ光(Ｌ1)を直角に反射させる反射光学素子(３)と；この反射光学素子(３)が先端側に固定されたロッド部(４)と；このロッド部(４)を回転させるロッド回転機構(５)とを含んで構成され、前記ロッド部(４)を被計測管(Ｐ)内に挿入して使用される管内形状測定装置において、
前記レーザ変位計(１)およびロッド回転機構(５)を装置筐体(Ｃ)内に配置すると共に、この装置筐体(Ｃ)内に配置されたロッド回転機構(５)に直線型のロッド部(４)を装着して構成されていることを特徴とする小内径管用の管内形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内形状測定装置の改良、詳しくは、内径の小さい配管または非導電性材料から成る配管であっても内壁形状を非接触で測定できるだけでなく、配管内壁に減肉部分や欠陥部分が見付かった場合でもその補修を効率的かつ的確に行うことができる溶接機能付き管内形状測定装置、及び小内径管用の管内形状測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラントにおいて重大な爆発火災災害が相次いでおり、国内各種プラントの経年劣化問題への対策が必要とされている。また火災災害の一つの原因として、伝熱管の長期使用により配管の入り口付近に減肉や欠陥が生じることが確認されており(具体的には、肉厚5mmの1インチ伝熱管で最大2mm程度の減肉)、このような減肉や欠陥の有無を検査して補修する技術が求められている。
【０００３】
ちなみに、上記伝熱管の内壁形状の検査に関しては、従来、非接触での高速な検査が可能で、かつ、検査前後の処理が不要、更に自動化も可能な渦電流探傷試験(ＥＣＴ)装置が使用されているが、このＥＣＴ装置は、配管の内壁形状を測定することはできても、減肉部分や欠陥部分の補修(肉盛溶接)を行うことができないため、溶接装置(例えば、レーザ溶接装置)を別に準備する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上記のように検査用の装置と補修用の装置が別装置の場合には、内壁形状の検査が終わった後、検査用の装置を一旦配管から抜いてから補修用の装置を配管内に入れる必要があるため、検査と補修を短時間で行うことが難しくなる。これは予期せぬ事故で保守点検作業が必要になった場合に、作業時間が長くなる要因となるため、異常反応の対応の遅れを招く危険がある。
【０００５】
加えて、上記のように検査用の装置と補修用の装置が別装置(特にＥＣＴ装置とレーザ溶接装置のように原理が全く異なる装置)の場合には、複雑なデータ変換ソフトを作製しないと検査用の装置で得られた減肉部分や欠陥部分の位置データ、並びに減肉量や欠陥深さのデータを補修用の装置と共有することも難しいため、配管内壁の減肉部位や欠陥部位に対して的確な補修を行うことも難しい。
【０００６】
また更に、検査用の装置として上記のＥＣＴ装置を使用する場合には、ＥＣＴ装置が原理として渦電流を利用する構造上、検査対象がどうしても鉄鋼・非鉄金属・黒煙などの導電性材料から成る配管に限られてしまうため、例えばプラスチック製の配管やセラミック製の配管を検査対象に含めることができないという欠点がある。
【０００７】
一方、従来においては、レーザ変位計を利用して配管の内壁形状を測定する装置(特許文献１,２参照)も公知となっているが、文献１に係る装置は、ミラー部材の回転装置が管内挿入部の先端側に配置された構造となっており、また文献２に係る装置は、レーザ変位計の受光部が管内挿入部の先端側に配置された構造となっているため、内径の小さい配管に使用とすることは難しい。また当然、これらの装置で補修を行うことはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７―４３１１９号公報
【特許文献２】特開平３―２６１８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、内径の小さい配管または非導電性材料から成る配管であっても内壁形状を非接触で測定することができ、また配管内壁に減肉部分や欠陥部分が見付かった場合でもその補修を的確にかつ短時間で行える溶接機能付き管内形状測定装置、及び小内径管用の管内形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、対象物までの距離を測定するレーザ変位計１と；このレーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1を直角に反射させる反射光学素子３と；この反射光学素子３が先端側に固定されたロッド部４と；このロッド部４を回転させるロッド回転機構５とを含んで構成され、前記ロッド部４を被計測管Ｐ内に挿入して使用される管内径計測装置において、対象物を溶接加工する溶接用レーザ光源２を付設すると共に、前記レーザ変位計１と反射光学素子３の間に、前記レーザ変位計１から照射される測定用レーザ光Ｌ1を透過または反射し、かつ、前記溶接用レーザ光源２から照射される溶接用レーザ光Ｌ2を反射光学素子３に向けて反射または透過するダイクロイックミラー６を配置して、当該ダイクロイックミラー６と反射光学素子３間における測定用レーザ光Ｌ1と溶接用レーザ光Ｌ2の光軸を一致させた点に特徴がある(図１、図２参照)。
【００１２】
また本発明においては、上記管内形状に合わせて溶接用レーザ光Ｌ2の焦点位置を調整するために、ダイクロイックミラー６と反射光学素子３の間に集光レンズ７を配置すると共に、この集光レンズ７が先端側に固定された可動支持体81と駆動部83を有するレンズ位置調節機構８を設けて、集光レンズ７の位置を、集光レンズ７を通過する溶接用レーザ光Ｌ2の光軸方向に調節できるようにするのが好ましい(図２、図４参照)。
【００１３】
そしてまた、本発明では、溶接用レーザ光Ｌ2の照射時に上記集光レンズ７の位置がロッド部４の回転に合わせて自動調節されるように、レーザ変位計１によって測定された管内形状データを、ロッド回転機構５及びレンズ位置調節機構８の自動制御部に送信されるように構成することもできる(図２、図４参照)。
【００１４】
一方、本発明では、上記ロッド部４及びレンズ位置調節機構８の可動支持体81を何れも筒状に構成し、ロッド部４を外側、可動支持体81を内側に配置した状態でこれらを入れ子状に構成することにより装置構造をシンプル化することができる(図２、図４参照)。
【００１５】
また本発明では、上記管内壁の組成分析も行えるように、分析用レーザ光源９を、溶接用レーザ光源２と併設または付替え可能に付設すると共に、対象物からの散乱光を分光して光スペクトルを測定する分光器１０を付設し、更に分析用レーザ光源９とダイクロイックミラー６の間、或いは反射光学素子３とダイクロイックミラー６の間に、分析用レーザ光源９から出射される分析用レーザ光Ｌ3を通過させる透孔を有し、かつ、ダイクロイックミラー６を介して照射される散乱光Ｓを分光器１０に向けて反射する孔開きミラー１１を配置して構成することもできる(図５参照)。
【００１６】
他方、本発明では、対象物までの距離を測定するレーザ変位計１と；このレーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1を直角に反射させる反射光学素子３と；この反射光学素子３が先端側に固定されたロッド部４と；このロッド部４を回転させるロッド回転機構５とを含んで構成され、前記ロッド部４を被計測管Ｐ内に挿入して使用される管内形状測定装置において、前記レーザ変位計１およびロッド回転機構５を装置筐体Ｃ内に配置すると共に、この装置筐体Ｃ内に配置されたロッド回転機構５に直線型のロッド部４を装着して構成することによって小内径管に適した形態とすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、配管の内壁形状を測定する装置に、レーザ変位計だけでなく溶接用レーザ光源を付設し、更にダイクロイックミラーを使用して、管内挿入ロッドの先端に向けて出射される測定用レーザ光と溶接用レーザ光の光軸が一致するように構成したことにより、レーザ変位計による管内内壁の検査とレーザ溶接装置による補修(肉盛溶接)を光源の切り替え操作だけで効率的に行うことが可能となる。
【００１８】
しかも、本発明では、同一装置で配管内壁の検査と補修が行えるようにしたことにより、配管内壁の形状測定機能で得られた減肉部分や欠陥部分の位置データ、並びに減肉量や欠陥深さのデータを溶接機能でそのまま利用することができるため、発見された減肉部位や欠陥部位に対し的確な補修が可能となる。
【００１９】
また本発明では、配管内壁の形状測定にレーザ変位計を使用しているため、肉盛溶接を必要としない非導電性のプラスチック材料やセラミック材料から成る配管については管内形状の測定のみを行うこともできる。加えて、本発明では、管内挿入部位にミラーやレンズ等の光学素子しか配置しなくてよいため、管内挿入部位を細く形成して内径の小さい配管に使用することも容易となる。
【００２０】
したがって、本発明により、火災災害等の原因となる配管の減肉や欠陥を発見・補修すできるだけでなく、検査・補修にかかる作業時間を短縮化して保守点検作業の安全性を向上できる溶接機能付き管内形状測定装置、及び小内径管に対応した管内形状測定装置を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における実施例１の溶接機能付き管内形状測定装置を表す概略図である。
【図２】本発明における実施例１の溶接機能付き管内形状測定装置を表す別方向から見た概略図である。
【図３】本発明における実施例１の装置における管内形状測定時の使用状態を表す状態説明図である。
【図４】本発明における実施例１の装置における溶接加工時の使用状態を表す状態説明図である。
【図５】本発明における実施例１の装置における組成分析時の使用状態を表す状態説明図である。
【図６】本発明における実施例１の装置の変更例を表す状態説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
『実施例１』
本発明の実施例１について、図１〜図５に基づいて以下に説明する。なお図中、符号１で指示するものは、レーザ変位計であり、符号２で指示するものは、溶接用レーザ光源である。また符号３で指示するものは、反射光学素子であり、符号４で指示するものは、ロッド部である。また符号５で指示するものは、ロッド回転機構であり、符号６で指示するものは、ダイクロイックミラーである。
【００２３】
また図中、符号７で指示するものは、集光レンズであり、符号８で指示するものは、レンズ位置調節機構である。また符号９で指示するものは、分析用レーザ光源であり、符号１０で指示するものは、分光器である。また符号１１で指示するものは、孔開きミラーであり、符号Ｐで指示するものは、被計測管である。また符号Ｌで指示するものは、レーザ光であり、符号Ｓで指示するものは、散乱光である。
【００２４】
「溶接機能付き管内形状測定装置の構成」
[１]基本構成について
まず溶接機能付き管内形状測定装置の基本構成について説明する。本実施例では、図１及び図２に示すように、測定用レーザ光Ｌ1の光源としてレーザ変位計１、溶接用レーザ光Ｌ2の光源として溶接用レーザ光源２を使用し、これらを装置筐体Ｃの内外にそれぞれ配置している。そして、これらの光源から出射されたレーザ光を直角方向に反射させる反射光学素子３を、装置筐体Ｃから突き出したロッド部４先端に配置している。
【００２５】
また上記装置筐体Ｃの内側には、ロッド部４を周方向に回転させるロッド回転機構５を設けて、このロッド回転機構５の軸受け部51にロッド部４の基端部を取り付けている。また上記装置筐体Ｃの内側には、レーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1を透過し、かつ、溶接用レーザ光源２から出射された溶接用レーザ光Ｌ2を反射するダイクロイックミラー６を所定角度で配置している。
【００２６】
また上記ダイクロイックミラー６の配置と角度に関しては、ダイクロイックミラー６と反射光学素子３間において測定用レーザ光Ｌ1と溶接用レーザ光Ｌ2の光軸が一致するように調整している。またロッド部４に関しても、ロッド部４の回転軸の方向と、ロッド部４内を通過する測定用レーザ光Ｌ1や溶接用レーザ光Ｌ2の光軸方向が平行となるように向きを調整している。また本実施例では、ダイクロイックミラー６と反射光学素子３の間に集光レンズ７を配置している(用途は後述する)。
【００２７】
[２]管内形状測定機能について
次に上記構成から成る装置の管内形状測定機能について説明する。まず図３(a)に示すように、ロッド部４を被計測管Ｐの内側に、ロッド部４の中心位置と被計測管Ｐの穴の中心位置が一致するように差し込む。そして、図３(b)に示すように、ロッド部４を被計測管Ｐ内に差し込んだ状態でレーザ変位計１を作動させる。これによりレーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1は、ダイクロイックミラー６及びロッド部４内の集光レンズ７を通過した後、反射光学素子３で直角に反射し、被計測管Ｐの内壁に照射される。
【００２８】
また上記の際、測定用レーザ光Ｌ1は被計測管Ｐの内壁で散乱するが、この散乱光は逆方向の経路で反射光学素子３から集光レンズ７、ダイクロイックミラー６へと到達し、最終的にはレーザ変位計１の受光部に入射される(図示せず)。そして、最終的にこの戻り光をレーザ変位計１の受光部で検知して(ＣＣＤカメラに結像させる等)、被計測管Ｐの穴の中心から被計測管Ｐの内壁までの距離が計測される。
【００２９】
また上記距離計測時には、ロッド回転機構５によってロッド部４を一回転させることにより、測定用レーザ光Ｌ1を配管内壁に対し360°照射することができるため、被計測管Ｐの管内全周を測定できる。また上記ロッド部４を一回転させて管内形状を測定した後、ロッド部４の位置を被計測管Ｐの長さ方向にズラして繰り返し測定を行えば、被計測管Ｐの管内形状を三次元的に測定することもできる。
【００３０】
[３]溶接機能について
次に上記装置の溶接機能について説明する。まず上記管内形状の測定時と同様、図４(a)に示すように、ロッド部４を被計測管Ｐの内側に、ロッド部４の中心位置と被計測管Ｐの穴の中心位置が一致するように差し込む。その後、被計測管Ｐの内壁上に肉盛用の金属材料を配置した状態で、図４(b)に示すようにレーザ変位計１を作動させて溶接用レーザ光Ｌ2を出射し、ロッド部４の中心を通る溶接用レーザ光Ｌ2を反射光学素子３で直角に反射させて被計測管Ｐの内壁上に配置した金属材料に照射して肉盛溶接を行う。
【００３１】
また上記肉盛溶接に関しては、ロッド回転機構５を用いたロッド部４の向き調整、および被計測管Ｐの長さ方向に対してのロッド部４の位置調整を行うことで、肉盛溶接が必要な箇所を選択して溶接用レーザ光Ｌ2の照射を行うことができる。また本実施例では、効率的に肉盛溶接を行うために、被計測管Ｐの内壁形状に応じて溶接用レーザ光Ｌ2の焦点位置を調節する機能を設けている(詳しくは後述する)。
【００３２】
[４]レーザ変位計について
次に上記装置の各構成要素について説明する。まず上記レーザ変位計１に関しては、対象物までの距離を測定できるものであれば、本実施例で採用しているＣＣＤカメラに結像させる方式以外のもの(例えば、戻り光と出力光の位相差から距離を算出するもの等)を採用することもできる。また本実施例では、レーザ変位計１を装置筐体Ｃ内に配置しているが、装置筐体Ｃの外部に外付けすることもできる。
【００３３】
[５]溶接用レーザ光源について
また上記溶接用レーザ光源２に関しては、本実施例ではＣＷレーザを使用しているが、対象物を溶接加工できるものであればパルスレーザを使用することもできる。また溶接用レーザ光Ｌ2を平行光にする溶接用レーザ光源２のコリメータレンズ21は、ダイクロイックミラー６と反射光学素子３の間において測定用レーザ光Ｌ1と溶接用レーザ光Ｌ2の光軸が一致するように調整している。また本実施例では、溶接用レーザ光源２を装置筐体Ｃの外部に脱着可能に外付けしているが、装置筐体Ｃ内に配置することもできる。
【００３４】
[６]反射光学素子について
また上記反射光学素子３に関しては、本実施例ではミラーを使用しているが、レーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1を直角に反射させることができれば、プリズム等を使用することもできる。また複数の反射光学素子３から成る反射光学系として構成することもできる。
【００３５】
[７]ロッド部について
また上記ロッド部４に関しては、本実施例では直線型の筒状のもの(鏡筒)を使用してその先端部に反射光学素子３を固定しているが、ロッド部４を複数の棒体または板体から構成してそれらの内側に反射光学素子３を固定することもできる。また本実施例では、ロッド部４に円筒形の部材を使用しているが、角筒形の部材を使用することもできる。また本実施例では、小内径管に適した直線型の形状を採用しているが、内径が大きい配管に使用する場合には、Ｕ型(Ｊ型)の形状を採用することもできる。
【００３６】
[８]ロッド回転機構について
また上記ロッド回転機構５に関しては、本実施例ではロッド部４が装着される軸受け部51、軸受け部51を回転させる回転伝達部材52、及び回転伝達部材52を作動させる駆動モータ53とから構成している。また本実施例では、軸受け部51にクロスローラーベアリングを使用し、駆動モータ53にステッピングモータを使用している。また回転伝達部材52にはタイミングベルトを使用しているが、チェーンやＶベルト等を代用することもできる。またロッド部の形状をＵ型(Ｊ型)とする場合には、折り返し部分にロッド回転機構を設けることもできる。
【００３７】
[９]ダイクロイックミラーについて
また上記ダイクロイックミラー６に関しては、所定の波長領域(例えば、赤色の波長領域)の光を透過し、それとは異なる波長領域(例えば、青色の波長領域)の光を反射するものであればよく、使用するレーザ変位計１及び溶接用レーザ光源２の種類によって適宜変更することができる。
【００３８】
[１０]集光レンズ及びレンズ位置調節機構について
また上記集光レンズ７に関しては、図４(b)に示すようにレンズ位置調節機構８によって、集光レンズ７を通過する溶接用レーザ光Ｌ2の光軸方向に位置を調整できるように構成している。具体的には、筒状の可動支持体81の先端側に集光レンズ７を固定し、この可動支持体81の基端側をステージ82に固定して、ステージ82を駆動部83でロッド部４の長さ方向に進退スライドさせることにより集光レンズ７の位置を調整可能としている。
【００３９】
なお本実施例では、ロッド部４及びレンズ位置調節機構８の可動支持体81を何れも筒状に構成して、ロッド部４が外側、可動支持体81が内側に配置された状態でこれらを入れ子状に構成している。これにより装置構成をシンプル化することができる。
【００４０】
[１１]溶接用レーザ光の焦点位置調節機能について
本実施例では、上記集光レンズ７及びレンズ位置調節機構８を設けて構成したことにより、図４(b)に示すように、溶接用レーザ光Ｌ2を照射して被計測管Ｐの内壁の肉盛溶接を行う際、被計測管Ｐの管内形状に合わせて集光レンズ７の位置を変更することで、溶接用レーザ光Ｌ2の焦点位置を適宜調節することが可能となる。そしてこれにより、肉盛溶接の精度を高めることができる。
【００４１】
また上記溶接用レーザ光Ｌ2の焦点位置調節機能に関しては、ロッド回転機構５及びレンズ位置調節機構８に自動制御部を設けることで、ロッド部４の向きや位置のデータおよびレーザ変位計１によって測定された管内形状データに基づいて、集光レンズ７の位置がロッド部４の回転に合わせて自動的に調節されるように構成することもできる。またその場合には、レーザ変位計１からロッド回転機構５やレンズ位置調節機構８の自動制御部に管内形状データが自動送信されるように構成することもできる。
【００４２】
[１２]組成分析機能について
また本実施例では、図５に示すように、分析用レーザ光源９を、溶接用レーザ光源２とを付替え可能に付設している。具体的には、分析用レーザ光源９と溶接用レーザ光源２を装置筐体Ｃに外付けして付替えを行えるようにしている。なお上記分析用レーザ光源９に関しては、本実施例ではパルスレーザを使用しているが、ＣＷレーザを使用することもできる。また分析用レーザ光源９を、装置筐体Ｃの別の位置に配置して溶接用レーザ光源２と併設することもできる。
【００４３】
加えて、装置筐体Ｃ内には、対象物からの散乱光を分光して光スペクトルを測定する分光器１０を付設すると共に、分析用レーザ光源９とダイクロイックミラー６の間に孔開きミラー１１を配置している。
【００４４】
なお上記孔開きミラー１１に関しては、図１に示すように、分析用レーザ光源９から出射される分析用レーザ光Ｌ3を通過させる透孔を有するものを使用している。そして、ダイクロイックミラー６を介して照射される散乱光Ｓを分光器１０に向けて反射する向きとなるように配置している。なお本実施例では、孔開きミラー１１に円盤型のものを使用しているが形状はこれに限定されない。
【００４５】
そして上記の構成により、図５に示すように、分析用レーザ光源９から出射された分析用レーザ光Ｌ3を、孔開きミラー１１、ダイクロイックミラー６、集光レンズ７、反射光学素子３を経由して被計測管Ｐの内壁に照射することができ、また分析用レーザ光Ｌ3の散乱光Ｓを逆方向の経路で孔開きミラー１１を経由して分光器１０に戻すことで、被計測管Ｐの内壁の組成分析が可能となる。また本実施例では、孔開きミラー１１と分光器１０の間にも集光レンズ７’を配置している。
【００４６】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、ダイクロイックミラー６に対するレーザ変位計１と溶接用レーザ光源２の配置を逆にすることもでき(図示せず)、その場合には、レーザ変位計１から出射された測定用レーザ光Ｌ1を反射し、かつ、溶接用レーザ光源２から出射された溶接用レーザ光Ｌ2を透過するダイクロイックミラー６を使用する。
【００４７】
また上記孔開きミラー１１の配置に関しては、分析レーザ光源９とダイクロイックミラー６の間に配置しなくても、図６に示すように、装置筐体Ｃ内のステージ82とダイクロイックミラー６(反射光学素子３とダイクロイックミラー６)の間に配置することもでき、その場合には、分析用レーザ光Ｌ3の照射により生じた散乱光Ｓを、ダイクロイックミラー６を介さずに分光器１０に戻すことができるため、散乱光Ｓの光量減少を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  レーザ変位計
２  溶接用レーザ光源
21  コリメータレンズ
３  反射光学素子
４  ロッド部
５  ロッド回転機構
51  軸受け部
52  回転伝達部材
53  駆動モータ
６  ダイクロイックミラー
７  集光レンズ
８  レンズ位置調節機構
81  可動支持体
82  ステージ
83  駆動部
９  分析用レーザ光源
１０  分光器
１１  孔開きミラー
Ｃ  装置筐体
Ｐ  被計測管
Ｌ1  測定用レーザ光
Ｌ2  溶接用レーザ光
Ｌ3  分析用レーザ光
Ｓ  散乱光
【図１】
2018084516.tif 000003
【図２】
2018084516.tif 000004
【図３】
2018084516.tif 000005
【図４】
2018084516.tif 000006
【図５】
2018084516.tif 000007
【図６】
2018084516.tif 000008