(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビジョンカメラを用い、モニタ表示された検査対象部位の画像により目視検査を行うようにした遠隔目視検査装置において、
ロープで吊り下げられ、周囲に存在する流体を取り込んで加圧するポンプ装置と、
このポンプ装置から可撓性のホースにより吊り下げられ、前記テレビジョンカメラが搭載されている検査ヘッドと、
この検査ヘッドに取り付けられ、前記ポンプ装置から前記ホースを介して加圧された流体が供給される複数のノズルと、
これら複数のノズルに供給される前記流体の流量を各ノズルごとに制御する複数の電磁弁とを設け、
これら複数の電磁弁を制御することにより前記検査ヘッドの位置と姿勢が制御できるように構成したことを特徴とする遠隔目視検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記検査ヘッドに傾斜角センサを設け、
この傾斜角センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されることを特徴とする遠隔目視検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、
前記ホースに曲り検出センサを設け、
この曲り検出センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されることを特徴とする遠隔目視検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、
前記検査ヘッドに方向検出センサを設け、
この方向検出センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されることを特徴とする遠隔目視検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラを用いた遠隔目視検査装置に係り、特に原子力圧力容器の目視検査に好適な遠隔目視検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、原子力発電所の圧力容器の内部構造物などに代表されるように、水中に設置されている各種構造物の目視検査には、従来から遠隔操作によるテレビジョンカメラを用いる方法が知られており、その例として、例えば特開平７−２１８６８１号、特開平７―３１８６８１号、特開平１０−２２１４８１号の各公報などの開示を挙げることができる。
【０００３】
ここで、これらの公報に開示の装置は、水中で遊泳移動が可能な水中ビィークルなどと呼ばれる遊泳体を用い、これにカメラ(テレビジョンカメラ)を搭載し、遠隔操作により検査部位に接近させるようにしたもので、この場合、遊泳体は他の構造物を回避して検査部位に接近させることができるので、検査対象に柔軟に対応でき、必要な目視検査を行なうことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、テレビジョンカメラが搭載されている遊泳体の遠隔操作に熟練を要する点について配慮がされておらず、目視検査に必要な時間と労力の増加に問題があった。
【０００５】
すなわち、従来技術では、カメラを遊泳させて移動するため、正確な位置制御が操作者の技量に大きく左右され、このため、例えば原子炉圧力容器内で上部格子板など狭隘な場所での誘導と通過を要する場合、多くの時間と労力が掛かってしまうのである。
【０００６】
この防止策として、例えば上記した特開平７−２１８６８１号公報に開示の装置では、別途、移動手段を用意し、これにより遊泳体を検査部位の近傍に運ぶようにしているが、この場合は装置が大がかりになる上、作業性の点で問題があった。
【０００７】
また、従来技術では、カメラを水中ビィークルなどに搭載しているので、遊泳体が小さくできない。従って、この比較的大型になってしまう遊泳体を観察点に近づける必要があるので、接近や通過が可能な狭隘部の大きさにに限度があり、特に構造物の裏側など、下側から覗き込む必要がある部分に対しては、点検が困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、操作が簡単で狭隘部も容易に通過でき、検査対象部位に制限が生じてしまう虞れの少ない小型で簡便な遠隔目視検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、テレビジョンカメラを用い、モニタ表示された検査対象部位の画像により目視検査を行うようにした遠隔目視検査装置において、ロープで吊り下げられ、周囲に存在する流体を取り込んで加圧するポンプ装置と、このポンプ装置から可撓性のホースにより吊り下げられ、前記テレビジョンカメラが搭載されている検査ヘッドと、この検査ヘッドに取り付けられ、前記ポンプ装置から前記ホースを介して加圧された流体が供給される複数のノズルと、これら複数のノズルに供給される前記流体の流量を各ノズルごとに制御する複数の電磁弁とを設け、これら複数の電磁弁を制御することにより前記検査ヘッドの位置と姿勢が制御できるようにようにして達成される。
【００１０】
このとき、前記検査ヘッドに傾斜角センサを設け、この傾斜角センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されるようにしても良い。
【００１１】
またこのとき、前記ホースに曲り検出センサを設け、この曲り検出センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されるようにしても良い。
【００１２】
更にこのとき、前記検査ヘッドに方向検出センサを設け、この方向検出センサの検出信号により前記電磁弁がフィードバック制御されるようにしても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による遠隔目視検査装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態で、図において、１はポンプ装置で、巻上機２からロープ３により吊り下げられている。そして、検査時、この状態で、上部が開放されている原子炉加圧容器などの中に挿入され、内部に満たされている水Ｗの中に沈められるようになっている。
【００１４】
ポンプ装置１は内部にポンプ４を備え、その下部には、このポンプ４の吐き出し口に連結させたホース５が取付けてある。そして、このホース５の先端に検査ヘッド６が取付けてあり、ポンプ４により加圧された容器内の水Ｗが、ホース５を介して検査ヘッド６に供給されるようになっている。
【００１５】
そして、検査ヘッド６には、まず、空気中でも水中でも撮像できるカメラ７が搭載されていて、照明灯８による照明のもとで検査対象を撮像することができるようになっているが、この検査ヘッド６には、更に水噴射ノズル９と傾斜角センサ１０、それに電磁弁１１が備えられている。
【００１６】
この水噴射ノズル９は、それから水を噴出させることにより、検査ヘッド６に水の噴出方向と反対方向に力が加えられるようにするもので、図２に詳細に示されているように、夫々ノズルＡ、ノズルＢ、ノズルＣ、それにノズルＤとして、ほぼ円筒形に作られている検査ヘッド６の円周方向に沿って等間隔に４個、設けられている。
【００１７】
ここで、この図２は、カメラ７の正面から検査ヘッド６を見た図であり、従って、これらのノズルＡ〜ノズルＤは、カメラ７の光軸(撮像方向の中心軸)を中心にして９０度の角度で検査ヘッド６の円周方向に配置されていることになる。
【００１８】
そこで、この図２で、上方向をＡ、右方向をＢ、下方向をＣ、そして左方向をＤとすると、各ノズルＡ〜Ｄも夫々の方向Ａ〜Ｄに向いていることになる。
【００１９】
従って、例えばノズルＡから水を噴射させてやれば、検査ヘッド５にはＣ方向の力が加えられ、ノズルＢから噴射させればＤ方向の力を加えることができ、更に、これらのノズルＡ、Ｂの双方から噴射させれば、Ｃ方向とＤ方向の間の方向に力を加えることができ、このとき、双方のノズルによる噴射量を変えてやることにより、双方の方向の間での力の角度が制御できることになる。
【００２０】
次に、傾斜角センサ１０は、夫々傾斜角センサＡ、傾斜角センサＢとして、検査ヘッド６の円周方向に沿って２個、カメラ７の光軸を中心にして、９０度の角度で配置されている。そして、これらの傾斜角センサＡ、Ｂは、何れも重力方向に対する傾きを検出する働きをする。
【００２１】
ここで、これらのノズルＡ〜ノズルＤは、電磁弁１１を介してホース５に連結してあり、ポンプ４で加圧された水が供給されるようになっている。そして、このとき、図示してないが、電磁弁１１は、各ノズルＡ〜Ｄ毎に独立して４個設けてあり、これにより、各ノズルＡ〜Ｄ毎に、それから噴出される水の流量が制御できるようになっている。
【００２２】
一方、カメラ７と照明灯８は、ホース５に沿って設けてあるケーブル(図示してない)によりポンプ装置１に接続され、ここからケーブル１２を介してカメラ制御装置１３に接続されている。
【００２３】
そして、これにより、カメラ７の焦点位置、絞りなどがカメラ制御装置１３により制御されると共に、照明灯８には電力が供給され、この結果、カメラ７から画像信号がカメラ制御装置１３に供給され、モニタ１４に検査対象の画像が表示されることになる。
【００２４】
また、このとき、電磁弁１１も、同じようにして、ケーブル１２を介して検査ヘッド制御装置１５に接続されているが、このとき、ポンプ４の電力も、ケーブル１２を介して検査ヘッド制御装置１５から供給されるようになっている。
【００２５】
ここで、本発明は、この図１と図２の実施形態から明らかなように、ロープ３で吊り下げるようにしたポンプ装置１の下部に、更に検査ヘッド６がホース５により吊り下げられるようにした点が特徴の一つであり、従って、このときのホース５と検査ヘッド６の性状が重要である。
【００２６】
まず、ホース５には、充分な可撓性を持ち、可能な限り柔軟に曲げることができるものが望ましい。そして、この要求を満足するものとしては、所定の加工が施された天然ゴム製のホースや、各種のプラスチック製のホースがある。
【００２７】
次に、検査ヘッド６には、水噴射ノズル９からの水の噴射力でホース５を充分に曲げることができる程度の重量であることが要求される。重量が重すぎた場合は、通常、適当な浮力体(浮子)を取付けることで容易に満たすことができる。
【００２８】
次に、この実施形態の動作について説明する。
ここで、まず、巻上機２は、目視検査の対象となる容器、例えば頂部が開放された加圧容器の上で、任意の位置に移動できるようになっている。
【００２９】
そこで、目視検査時には、モニタ１５に映出されている画像を見ながら、まず巻上機２を動かし、これにより、ポンプ装置１がロープ３により原子炉加圧容器内の水Ｗの中に沈められたとき、容器内にある水中内構造物Ｓなどの検査対象物の近傍に接近させられるようにする。
【００３０】
このとき、モニタ１５に映出されている画像によらず、直接、肉眼でポンプ装置１の位置を確認するようにしても良い。
次いで、モニタ１５に映出されている画像を見ながら、ロープ３によりポンプ装置１を原子炉加圧容器内の水Ｗの中に沈めてゆく。
【００３１】
このとき、検査ヘッド６も、ホース５によりポンプ装置１の下に吊り下げられた状態になっているので、ポンプ装置１と検査ヘッド６は、ロープ３から鉛直に吊り下げられ、単純に直線状になっているので、例えば上部格子板など、この容器内にある狭隘部も、簡単に、しかも迅速に通過することができ、ポンプ装置１と検査ヘッド６を、検査対象物である水中内構造物Ｓに容易に接近させることができる。
【００３２】
次に、検査ヘッド制御装置１５により電磁弁１１を制御し、水噴射ノズル９から水を噴出させてやると、上記したように、検査ヘッド６に力が働くが、このとき検査ヘッド６は、柔軟なホース５によりポンプ装置１に連結されているので、ホース５が曲って検査ヘッド６の向きが変えられることになる。
【００３３】
そこで、図２に示す各ノズルＡ〜Ｄからの水の噴出を、夫々の電磁弁１１により個別に制御してやれば、検査ヘッド１の位置と姿勢がホース５が届く範囲内で任意に制御でき、この結果、例えば図１に示すように、水中構造物Ｓの下側や裏側などに検査ヘッド６を接近させ、その方向にカメラ７を向け、必要な部分が撮像されるようにすることができる。
【００３４】
このとき、検査ヘッド６は、上記したように、水噴射ノズル９からの水の噴射力によりホース５を充分に曲げることができるように作られているので、姿勢の制御が容易で、安定した姿勢が簡単に得られることになり、この結果、検査対象の撮像に熟練を要することなく、迅速に目視検査を行うことができる。
【００３５】
このときのカメラ７の姿勢は、傾斜角センサ１０により検出され、傾斜角センサＡ、Ｂから傾斜角信号θA、θB が検査ヘッド制御装置１５にフィードバックされる。そこで、これにより、図３と図４に示すように、カメラ７の姿勢制御を行なうことができる。
【００３６】
水噴射ノズル９は、図２に示すように、カメラ７を中心として前後左右に直角になって４方向に噴射口を有するノズルＡ〜Ｄが配置してあり、従って、ノズルＡとノズルＣの吐出量の差によりＡＣ軸方向の推進力を発生させ、ノズルＢとノズルＤの吐出量の差によりＢＤ軸方向の推進力を発生させることができる。
【００３７】
一方、傾斜角センサＡはＡＣ軸方向の傾きが検出でき、傾斜角センサＢはＢＤ軸方向の傾きが検出できる。
【００３８】
そこで、まず、ＡＣ軸方向のカメラ姿勢の制御は、以下に示すようにして行われる。
なお、ここで電磁弁１１は、それぞれ制御信号のパルス幅で決まる開放間隔により制御され、従って、噴射ノズル９による単位時間当り流量は、単位時間当りの電磁弁のＯＮ／ＯＦＦ比率で制御されるものとする。
【００３９】
(1) ＡＣ方向の予め指定された指定値と傾斜角センサＡの出力値の差分を算出する。
(2) 算出した差分からノズルＡ及びノズルＣの電磁弁の開放間隔を求め、それぞれの電磁弁を求めた開放間隔だけ開放することにより、ノズルＡ及びノズルＣの吐出量を変化させる。
【００４０】
(3) 上記によりホースが曲がり、発生した検査ヘッドの傾きを再び傾斜角センサＡにより検出する。
(4) 新たな傾斜角センサＡの出力値をもとに、(1)〜(3)の動作を差分が一定値以下になるまで繰り返す。
従って、このときの処理をフローチャートで示すと図３のようになる。
【００４１】
次に、ＢＤ方向のカメラ姿勢制御についても同様にして行われ、従って、このときの処理は、図４に示すようになる。
従って、上記実施形態によれば、ポンプ装置１と検査ヘッド６が、垂直に吊り下げた状態で検査対象に接近させることができるので、簡単な操作で速やかに点検部位にカメラ７を移動させることができ、熟練を要することなく、短時間で容易に目視検査を行うことができる。
【００４２】
また、この結果、原子力加圧容器など、狭隘な部分、特に構造物の裏側を下方から覗き込む目視点検にも容易に適用することができ、検査対象物の種別による適用対象の制限を少なくすることができる。
【００４３】
なお、以上の実施形態では、噴射ノズル９による単位時間当り流量が、単位時間当りの電磁弁のＯＮ／ＯＦＦ比率で制御した場合について説明したが、流量が直接制御されるようにして実施しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態は、本発明を水中での目視検査に適用した場合の実施形態であり、検査ヘッド６が水中で浮遊した状態になるようにしているが、しかし、必ずしも浮遊した状態が得られるようにする必要はなく、とにかく検査ヘッド６が軽くできれば良い。
【００４５】
更に、本発明は、カメラや照明灯、電磁弁などの小型化、軽量化により、気中での目視検査にも適用可能なことはいうまでもない。この場合は、水の噴射に変えて、同じく流体である空気を噴射するようにしてやればよい。
【００４６】
ところで、上記実施形態では、検査ヘッド６に傾斜角センサ１０を設け、これにより検査ヘッド６の姿勢が検出できるようにしているが、これに代えてホース５の曲りそのものを検出する曲り検出センサを設け、これによりカメラ７の向きを制御するようにしても良い。
【００４７】
また、傾斜角センサ１０に代えて方向検出センサを設け、これによりカメラ７の向きを制御するようにしても良い。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンプ装置と検査ヘッドがローブから垂直に吊り下げた状態で検査対象に接近させることができるので、簡単な操作で速やかに点検部位にカメラを移動させることができる。
【００４９】
この結果、本発明によれば、簡単な操作で速やかに点検部位にカメラ７を移動させることができ、熟練を要することなく、短時間で容易に目視検査を行うことができる。
【００５０】
更に、この結果、本発明によれば、原子力加圧容器など、狭隘な部分、特に構造物の裏側を下方から覗き込む目視点検にも容易に適用でき、熟練を要することなく、短時間で容易に目視検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による遠隔目視検査装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における検査ヘッドの拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態による検査ヘッドの姿勢制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による検査ヘッドの姿勢制御処理の他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ポンプ装置
２  巻上機
３  ロープ
４  ポンプ
５  ホース
６  検査ヘッド
７  カメラ(テレビジョンカメラ)
８  照明灯
９  噴射ノズル
１０  傾斜角センサ
１１  電磁弁
１２  ケーブル
１３  カメラ制御装置
１４  モニタ
１５  検査ヘッド制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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