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JP7041950B2 - Scratch detector - Google Patents
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JP7041950B2 - Scratch detector - Google Patents

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Description

本発明は、被検体の表面の温度分布を表す画像を撮像することによって被検体を探傷する探傷装置に関する。 The present invention relates to a flaw detector that detects a subject by capturing an image showing the temperature distribution on the surface of the subject.

被検体の内部に存在する欠陥を非破壊的に探知する方法として、サーモグラフィー法がある(例えば、特許文献1,2参照)。サーモグラフィー法は、被検体の表面の温度分布を表す画像を解析することによって欠陥を探知する方法である。サーモグラフィック法では、被検体を加熱し、被検体の表面から発した赤外線を赤外線カメラによって取り込むことによって温度分布画像を取得する。被検体の加熱には、光加熱器によって発せられる光が利用される。 As a method for non-destructively detecting defects existing inside a subject, there is a thermography method (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The thermography method is a method of detecting defects by analyzing an image showing the temperature distribution on the surface of a subject. In the thermographic method, a temperature distribution image is acquired by heating a subject and capturing infrared rays emitted from the surface of the subject with an infrared camera. Light emitted by a light heater is used to heat the subject.

特開2016-99296号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-9296 特開2016-156733号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-156733

ところで、探傷時間及び探傷回数の削減を図るべく、赤外線カメラによって被検体を撮像する範囲を広くすることが望まれる。 By the way, in order to reduce the flaw detection time and the number of flaw detections, it is desired to widen the range in which the subject is imaged by the infrared camera.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、赤外線カメラによってできる限り広い範囲で被検体を撮像することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances. The problem to be solved by the present invention is to capture an image of a subject in the widest possible range by an infrared camera.

以上の課題を解決するために、探傷装置が、裁頭円錐面の形状に形作られた鏡面が内面に形成されたリフレクタと、前記鏡面を撮像する赤外線カメラと、被検体を加熱する加熱器と、を備え、前記被検体が前記鏡面の内側且つ前記裁頭円錐面の中心軸上に配置され、前記赤外線カメラが前記鏡面を介して前記被検体を撮像する。 In order to solve the above problems, the flaw detector includes a reflector with a mirror surface shaped like a conical surface formed on the inner surface, an infrared camera that captures the mirror surface, and a heater that heats the subject. The subject is arranged inside the mirror surface and on the central axis of the cutting conical surface, and the infrared camera captures the subject through the mirror surface.

被検体が裁頭円錐面状の鏡面の内側且つその裁頭円錐面の中心軸上に配置されているため、赤外線カメラが被検体の外周の広い範囲を撮像する。よって、探傷時間及び探傷回数の削減を図れる。 Since the subject is located inside the conical surface of the crest and on the central axis of the conical surface, the infrared camera captures a wide range of the outer circumference of the subject. Therefore, the flaw detection time and the number of flaw detections can be reduced.

本発明によれば、被検体の外周の広範囲を撮像することができる。 According to the present invention, a wide range of the outer circumference of the subject can be imaged.

第1実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 4th Embodiment. 第5実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 5th Embodiment. 第6実施形態の探傷装置の断面図である。It is sectional drawing of the flaw detection apparatus of 6th Embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention. The scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態の探傷装置10の概略断面図である。
探傷装置10はリフレクタ11、赤外線カメラ12、加熱用発光器13及びコンピュータ19を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10 according to the first embodiment.
The flaw detector 10 includes a reflector 11, an infrared camera 12, a light emitter 13 for heating, and a computer 19.

リフレクタ11は裁頭円錐面の形状に形成されている。リフレクタ11が裁頭円錐体型の内部空間11aを有し、その内部空間11aが裁頭円錐体の底部及び頂部において開口する。以下、その底部の開口11cを挿入口11cといい、その頂部の開口11dを光通過口11dという。 The reflector 11 is formed in the shape of a conical surface for cutting. The reflector 11 has an internal space 11a in the shape of a truncated cone, and the internal space 11a opens at the bottom and top of the truncated cone. Hereinafter, the opening 11c at the bottom thereof is referred to as an insertion port 11c, and the opening 11d at the top thereof is referred to as a light passage port 11d.

リフレクタ11の内面には、鏡面11bが形成されている。鏡面11bは、中心軸11e回りの回転面(surface of revolution)としての裁頭円錐面に形作られている。その裁頭円錐面の頂角の角度は90°であるが、それに限らない。 A mirror surface 11b is formed on the inner surface of the reflector 11. The mirror surface 11b is formed into a conical surface as a surface of revolution around the central axis 11e. The angle of the apex angle of the cut conical surface is 90 °, but is not limited to this.

リフレクタ11が銀白色の金属材料、例えばアルミニウムからなり、鏡面11bが金属光沢性を有する。鏡面11bは光を反射する反射面となる。なお、リフレクタ11の内面に銀白色の金属材料の膜が蒸着、スパッタリング又はメッキにより形成されることによって、金属光沢性の鏡面11bが形成されるものとしてもよい。 The reflector 11 is made of a silver-white metal material such as aluminum, and the mirror surface 11b has a metallic luster. The mirror surface 11b is a reflecting surface that reflects light. A film of a silver-white metal material may be formed on the inner surface of the reflector 11 by vapor deposition, sputtering, or plating to form a mirror surface 11b having a metallic luster.

被検体2が挿入口11cに挿入されて、保持具等によってリフレクタ11の中心線上に保持されている。その被検体2の一部は、内部空間11aに配置されているとともに、周囲を鏡面11bによって囲まれている。被検体2が光通過口11dから内部空間11aの外へ突き出ていないことが好ましい。被検体2は例えばボルト、ねじ、ナット、シャフト、ピン、リンク、リベット、チューブ又はピストンである。 The subject 2 is inserted into the insertion slot 11c and is held on the center line of the reflector 11 by a holder or the like. A part of the subject 2 is arranged in the internal space 11a and is surrounded by a mirror surface 11b. It is preferable that the subject 2 does not protrude out of the internal space 11a from the light passage port 11d. Subject 2 is, for example, a bolt, screw, nut, shaft, pin, link, rivet, tube or piston.

被検体2が中心軸11e上に配置されている。好ましくは、被検体2と鏡面11bは同軸状に配置されている。 The subject 2 is arranged on the central axis 11e. Preferably, the subject 2 and the mirror surface 11b are arranged coaxially.

リフレクタ11の光通過口11dの先には、赤外線カメラ12が配置されている。赤外線カメラ12は赤外線カメラであり、赤外線カメラ12の感知波長帯域は赤外線帯域である。例えば、赤外線カメラ12は8~14μmの波長帯域の遠赤外線又は2~5μmの中赤外帯域を感知する。 An infrared camera 12 is arranged in front of the light passage port 11d of the reflector 11. The infrared camera 12 is an infrared camera, and the sensing wavelength band of the infrared camera 12 is an infrared band. For example, the infrared camera 12 senses far infrared rays in the wavelength band of 8 to 14 μm or mid-infrared bands of 2 to 5 μm.

赤外線カメラ12がリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられている。赤外線カメラ12は、鏡面11bに映った被検体2の赤外線像を撮像する。赤外線カメラ12の光軸12aと鏡面11bの中心軸11eは同軸状に配置されている。鏡面11bが裁頭円錐面状に形成されているので、被検体2の外周面の全体に亘って鏡面11bに映った被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。被検体2の外周面の形状は特に限定するものではないが、例えば円柱面又は多角柱面である。
なお、赤外線カメラ12の光軸12aが鏡面11bの中心軸11eからずれていてもよい。また、赤外線カメラ12の光軸12aが鏡面11bの中心軸11eに対して傾斜してもよい。
The infrared camera 12 is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11. The infrared camera 12 captures an infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b. The optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b are arranged coaxially. Since the mirror surface 11b is formed in a conical surface shape, the infrared camera 12 captures an infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b over the entire outer peripheral surface of the subject 2. The shape of the outer peripheral surface of the subject 2 is not particularly limited, but is, for example, a cylindrical surface or a polygonal prism surface.
The optical axis 12a of the infrared camera 12 may be deviated from the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the optical axis 12a of the infrared camera 12 may be tilted with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

赤外線カメラ12は、エリア型の赤外線撮像素子と、鏡面11bに映った被検体2の赤外線像を赤外線撮像素子に結像する光学レンズと、赤外線撮像素子によって光電変換された被検体2の赤外線像をデジタル画像に変換する画像処理部と、を有する。 The infrared camera 12 includes an area-type infrared image pickup element, an optical lens that forms an infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b on the infrared image pickup element, and an infrared image of the subject 2 photoelectrically converted by the infrared image pickup element. It has an image processing unit that converts the image into a digital image.

赤外線カメラ12によって撮像された被検体2の赤外線像はデジタル画像であり、赤外線カメラ12がそのデジタル画像をコンピュータ19に出力する。赤外線カメラ12が短い周期で周期的に撮像するので、デジタル画像が順次コンピュータ19に出力される。赤外線カメラ12からコンピュータ19に出力されるデジタル画像は温度分布を表したサーモグラフィック画像である。なお、赤外線カメラ12によって取得されたデジタル画像が映像信号としてディスプレイに転送され、そのデジタル映像がディスプレイに表示されてもよい。 The infrared image of the subject 2 captured by the infrared camera 12 is a digital image, and the infrared camera 12 outputs the digital image to the computer 19. Since the infrared camera 12 periodically takes images in a short cycle, digital images are sequentially output to the computer 19. The digital image output from the infrared camera 12 to the computer 19 is a thermographic image showing the temperature distribution. The digital image acquired by the infrared camera 12 may be transferred to the display as a video signal, and the digital image may be displayed on the display.

コンピュータ19は赤外線カメラ12から入力したデジタル画像の解析処理を実行する。例えば、コンピュータ19は、赤外線カメラ12から入力したデジタル画像の各画素の階調値の時間変化をフーリエ変換する関数解析処理を実行する。デジタル画像は温度分布を表したサーモグラフィック画像であるので、各画素の階調値は温度を表す。 The computer 19 executes an analysis process of a digital image input from the infrared camera 12. For example, the computer 19 executes a functional analysis process that Fourier transforms the time change of the gradation value of each pixel of the digital image input from the infrared camera 12. Since the digital image is a thermographic image showing the temperature distribution, the gradation value of each pixel represents the temperature.

リフレクタ11の光通過口11dの先には、加熱用発光器13が配置されている。加熱用発光器13がリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられている。加熱用発光器13が加熱光を鏡面11bに向けて照射する。加熱光の波長帯域は、赤外線カメラ12の感知波長帯域よりも短い。加熱光の波長帯域は特に限定するものではないが、例えば可視光帯域、紫外線帯域、近赤外線帯域又は赤外線帯域である。加熱光の波長帯域は、紫外線帯域、可視光帯域、近赤外線帯域、中赤外線帯域のうち2以上の帯域を含んでいてもよい。 A light emitter 13 for heating is arranged at the tip of the light passage port 11d of the reflector 11. The heating light emitter 13 is directed to the light passing port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11. The heating light emitter 13 irradiates the heating light toward the mirror surface 11b. The wavelength band of the heating light is shorter than the sensing wavelength band of the infrared camera 12. The wavelength band of the heating light is not particularly limited, but is, for example, a visible light band, an ultraviolet band, a near infrared band, or an infrared band. The wavelength band of the heating light may include two or more of the ultraviolet band, the visible light band, the near infrared band, and the mid-infrared band.

加熱用発光器13から出射した加熱光は鏡面11bにより反射し、被検体2の表面に入射する。また、加熱用発光器13から出射した加熱光の一部が被検体2の表面に直接入射する。これら反射光や直接光によって被検体2が加熱され、被検体2の表面から赤外線が放射される。被検体2の表面の温度が高い程、被検体2の表面から放射される赤外線のエネルギーが高い。被検体2に剥離、ひび割れ、亀裂、ボイド等の欠陥が存在すると、その部分の熱伝導が低いので、結果として被検体2の表面温度にムラが発生したり、表面温度の時間変化率が不均一になったりする。 The heating light emitted from the heating light emitter 13 is reflected by the mirror surface 11b and is incident on the surface of the subject 2. Further, a part of the heating light emitted from the heating light emitter 13 is directly incident on the surface of the subject 2. The subject 2 is heated by these reflected light and direct light, and infrared rays are radiated from the surface of the subject 2. The higher the temperature of the surface of the subject 2, the higher the energy of infrared rays radiated from the surface of the subject 2. If defects such as peeling, cracks, cracks, and voids are present in the subject 2, the heat conduction of the portion is low, and as a result, the surface temperature of the subject 2 becomes uneven or the rate of change of the surface temperature with time is not high. It becomes uniform.

被検体2の表面から発した赤外線は鏡面11bにより反射し、赤外線カメラ12に入射する。これにより、被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。 The infrared rays emitted from the surface of the subject 2 are reflected by the mirror surface 11b and are incident on the infrared camera 12. As a result, the infrared image of the subject 2 is captured by the infrared camera 12.

加熱用発光器13は複数の光加熱器14を有する。これら光加熱器14は、赤外線カメラ12の視野の外側において赤外線カメラ12の光軸12a及び鏡面11bの中心軸11eに関する周方向に配列されている。これら光加熱器14は等間隔で配列されていることが好ましい。なお、光加熱器14の数が2である場合、一方の光加熱器14の光源14aは、他方の光加熱器14の光源14aに対して、鏡面11bの中心軸11eに関して対称配置されていることが好ましい。
これら光加熱器14がリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられている。
なお、光加熱器14の数が2である場合、一方の光加熱器14は、他方の光加熱器14に対して、鏡面11bの中心軸11eに関して対称配置されている。
The heating light emitter 13 has a plurality of light heaters 14. These optical heaters 14 are arranged in the circumferential direction with respect to the optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b outside the field of view of the infrared camera 12. It is preferable that these light heaters 14 are arranged at equal intervals. When the number of the optical heaters 14 is 2, the light source 14a of one optical heater 14 is symmetrically arranged with respect to the light source 14a of the other optical heater 14 with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Is preferable.
These light heaters 14 are directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11.
When the number of the optical heaters 14 is 2, one optical heater 14 is symmetrically arranged with respect to the other optical heater 14 with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

各光加熱器14は光源14a及び反射器14bを備える。反射器14bは例えば放物面型のリフレクタである。光源14aが反射器14bの焦点に配置されている。反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心軸14cがリフレクタ11の内部空間11aを通る。光源14aが反射器14bの焦点に配置されているので、反射器14bの中心軸14cは光加熱器14の光軸でもある。光源14aは例えばフィラメント式のランプ、放電管式のランプ又は半導体発光素子である。より具体的には、光源14aは、フィラメント式のランプとしてのハロゲンランプ、放電管式ランプとしてのキセノンランプ、半導体発光素子としての発光ダイオード、又は、半導体発光素子としての半導体レーザーダイオードである。 Each light heater 14 includes a light source 14a and a reflector 14b. The reflector 14b is, for example, a parabolic reflector. The light source 14a is located at the focal point of the reflector 14b. The reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central axis 14c of the reflector 14b passes through the internal space 11a of the reflector 11. Since the light source 14a is located at the focal point of the reflector 14b, the central axis 14c of the reflector 14b is also the optical axis of the light heater 14. The light source 14a is, for example, a filament type lamp, a discharge tube type lamp, or a semiconductor light emitting element. More specifically, the light source 14a is a halogen lamp as a filament type lamp, a xenon lamp as a discharge tube type lamp, a light emitting diode as a semiconductor light emitting element, or a semiconductor laser diode as a semiconductor light emitting element.

図1に示す例では、反射器14bの中心軸14cが赤外線カメラ12の光軸12a及び鏡面11bの中心軸11eに対して斜交する。これに限らず、反射器14bの中心軸14cが赤外線カメラ12の光軸12a及び鏡面11bの中心軸11eに対して平行であってもよい。この場合、反射器14bの中心軸14cがリフレクタ11の鏡面11bに交差する。 In the example shown in FIG. 1, the central axis 14c of the reflector 14b diagonally intersects the optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b. Not limited to this, the central axis 14c of the reflector 14b may be parallel to the optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b. In this case, the central axis 14c of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b of the reflector 11.

続いて、探傷装置10の動作及び使用方法について説明する。
まず、光源14aを点灯させる。光源14aによって放射された加熱光が反射器14bによって鏡面11bに向けて反射する。反射器14bにより反射した加熱光が鏡面11bにより反射して、被検体2の表面に入射する。これにより、被検体2が加熱される。
Subsequently, the operation and usage of the flaw detector 10 will be described.
First, the light source 14a is turned on. The heated light radiated by the light source 14a is reflected by the reflector 14b toward the mirror surface 11b. The heated light reflected by the reflector 14b is reflected by the mirror surface 11b and is incident on the surface of the subject 2. As a result, the subject 2 is heated.

加熱用発光器13がリフレクタ11の鏡面11bに向けられているので、被検体2の表面の広い範囲に加熱光が照射される。 Since the heating light emitter 13 is directed to the mirror surface 11b of the reflector 11, the heating light is applied to a wide range of the surface of the subject 2.

次に、光源14aを消灯させる。
次に、赤外線カメラ12の撮像処理をすると、鏡面11bに映った被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。被検体2の表面温度が変化することで、被検体2の表面の赤外線放射量も変化する。被検体2の表面温度の変化速度は、その表面の下の欠陥の有無の影響を受ける。そこで、赤外線カメラ12によって撮像されるデジタル画像の変化に基づいて欠陥を検出することができる。なお、光源14aの点灯期間中に赤外線カメラ12の撮像処理をしてもよい。
次に、赤外線カメラ12からコンピュータ19に転送されたデジタル画像の解析処理をコンピュータ19に実行させる。
Next, the light source 14a is turned off.
Next, when the image pickup process of the infrared camera 12 is performed, the infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b is imaged by the infrared camera 12. As the surface temperature of the subject 2 changes, the amount of infrared radiation on the surface of the subject 2 also changes. The rate of change of the surface temperature of the subject 2 is affected by the presence or absence of defects under the surface. Therefore, defects can be detected based on changes in the digital image captured by the infrared camera 12. The image pickup process of the infrared camera 12 may be performed during the lighting period of the light source 14a.
Next, the computer 19 is made to execute the analysis processing of the digital image transferred from the infrared camera 12 to the computer 19.

本実施形態では、被検体2が裁頭円錐面型のリフレクタ11の内部空間11aに配置されており、赤外線カメラ12がリフレクタ11の鏡面11bに向けられている。それゆえ、被検体2の表面の広い範囲が赤外線カメラ12によって撮像される。特に、赤外線カメラ12の光軸12aと鏡面11bの中心軸11eは同軸状に配置されているので、被検体2の全周に亘って鏡面11bに映った被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。よって、探傷時間及び探傷回数の削減を図れる。 In the present embodiment, the subject 2 is arranged in the internal space 11a of the conical surface type reflector 11, and the infrared camera 12 is directed to the mirror surface 11b of the reflector 11. Therefore, a wide range of the surface of the subject 2 is imaged by the infrared camera 12. In particular, since the optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b are arranged coaxially, the infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b over the entire circumference of the subject 2 is the infrared camera 12. Imaged by. Therefore, the flaw detection time and the number of flaw detections can be reduced.

鏡面11bの頂角の角度が90°であるので、被検体2のうち赤外線カメラ12に近い部分から鏡面11bを経由して赤外線カメラ12までの光線の軌跡の長さは、被検体2のうち赤外線カメラ12から遠い部分から鏡面11bを経由して赤外線カメラ12までの光線の軌跡の長さに殆ど等しい。それゆえ、赤外線カメラ12が被検体2の全体に合焦する。 Since the angle of the apex angle of the mirror surface 11b is 90 °, the length of the trajectory of the light beam from the portion of the subject 2 near the infrared camera 12 to the infrared camera 12 via the mirror surface 11b is the length of the subject 2. It is almost equal to the length of the trajectory of the light beam from the portion far from the infrared camera 12 to the infrared camera 12 via the mirror surface 11b. Therefore, the infrared camera 12 focuses on the entire subject 2.

なお、光源14aが直管ランプであってもよい。この場合、光源14aの長手方向は、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向に対して平行な方向であり、反射器14bは例えば放物柱面型のリフレクタであり、光源14aがその放物柱面の焦線に配置されている。反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面がリフレクタ11の鏡面11bに交差する。なお、反射器14bの形状は他の形状、例えば半円柱面型であってもよい。 The light source 14a may be a straight tube lamp. In this case, the longitudinal direction of the light source 14a is a direction parallel to the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b, the reflector 14b is, for example, a radial reflector, and the light source 14a is the radial column thereof. It is placed on the focused line of the surface. The reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central surface of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b of the reflector 11. The shape of the reflector 14b may be another shape, for example, a semi-cylindrical surface type.

また、光源14aが、鏡面11bの中心軸11eを囲うようなリング型のランプであってもよい。この場合、反射器14bがリング型であり、鏡面11bの中心軸11eを通る切断面における反射器14bの形状は放物線状である。 Further, the light source 14a may be a ring-shaped lamp that surrounds the central axis 11e of the mirror surface 11b. In this case, the reflector 14b is ring-shaped, and the shape of the reflector 14b on the cut surface passing through the central axis 11e of the mirror surface 11b is parabolic.

〔第2の実施の形態〕
図2は、第2の実施の形態の探傷装置10Aの概略断面図である。
以下の説明では、第2実施形態の探傷装置10Aが第1実施形態の探傷装置10と相違する点について説明する。また、探傷装置10Aと探傷装置10との間で互いに対応する構成要素には、同一の符号を付す。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10A according to the second embodiment.
In the following description, the difference between the flaw detector 10A of the second embodiment and the flaw detector 10 of the first embodiment will be described. Further, the components corresponding to each other between the flaw detection device 10A and the flaw detection device 10 are designated by the same reference numerals.

加熱用発光器13が1灯の光加熱器14を有し、この光加熱器14がリフレクタ11に正対する。即ち、光加熱器14の光軸、つまり反射器14bの中心軸14cと、鏡面11bの中心軸11eとが同軸状に配置されている。なお、反射器14bの中心軸14cが鏡面11bの中心軸11eからずれていてもよい。また、加熱用発光器13は、第1実施形態における加熱用発光器13と同様に、複数の光加熱器14を有していてもよい。 The heating light emitter 13 has one light heater 14, and the light heater 14 faces the reflector 11. That is, the optical axis of the optical heater 14, that is, the central axis 14c of the reflector 14b and the central axis 11e of the mirror surface 11b are arranged coaxially. The central axis 14c of the reflector 14b may be deviated from the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the heating light emitter 13 may have a plurality of light heaters 14 as in the heating light emitting device 13 in the first embodiment.

光加熱器14と鏡面11bとの間には、ダイクロイックミラー15が反射器14bの中心軸14c及び鏡面11bの中心軸11eと斜交するように配置されている。反射器14bの中心軸14c及び鏡面11bの中心軸11eとダイクロイックミラー15の法線との成す角は45°である。ダイクロイックミラー15は、赤外線カメラ12の感知波長帯域の光、つまり赤外線帯域の光を反射させ、それ以外の帯域の光(特に、光加熱器14によって照射される光)を透過させる。 A dichroic mirror 15 is arranged between the light heater 14 and the mirror surface 11b so as to obliquely intersect the central axis 14c of the reflector 14b and the central axis 11e of the mirror surface 11b. The angle formed by the central axis 14c of the reflector 14b and the central axis 11e of the mirror surface 11b and the normal of the dichroic mirror 15 is 45 °. The dichroic mirror 15 reflects light in the sensing wavelength band of the infrared camera 12, that is, light in the infrared band, and transmits light in other bands (particularly, light emitted by the optical heater 14).

赤外線カメラ12は、ダイクロイックミラー15よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向外側に配置されている。赤外線カメラ12がダイクロイックミラー15に向けられており、赤外線カメラ12の光軸12aがダイクロイックミラー15により90°に屈曲する。赤外線カメラ12からダイクロイックミラー15までの赤外線カメラ12の光軸12aは、鏡面11bの中心軸11eとダイクロイックミラー15との交点に交差する。ダイクロイックミラー15からリフレクタ11までの赤外線カメラ12の光軸12aと鏡面11bの中心軸11eとは、同軸状に配置されている。 The infrared camera 12 is arranged outside the dichroic mirror 15 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The infrared camera 12 is directed toward the dichroic mirror 15, and the optical axis 12a of the infrared camera 12 is bent at 90 ° by the dichroic mirror 15. The optical axis 12a of the infrared camera 12 from the infrared camera 12 to the dichroic mirror 15 intersects the intersection of the central axis 11e of the mirror surface 11b and the dichroic mirror 15. The optical axis 12a of the infrared camera 12 from the dichroic mirror 15 to the reflector 11 and the central axis 11e of the mirror surface 11b are arranged coaxially.

光加熱器14から発せられた加熱光はダイクロイックミラー15を透過する。ダイクロイックミラー15を透過した加熱光は鏡面11bにより反射して、被検体2の表面に入射する。また、ダイクロイックミラー15を透過した加熱光の一部は被検体2の表面に直接入射する。これにより被検体2が加熱され、被検体2の表面から赤外線が放射される。被検体2の表面温度が変化することで、被検体2の表面の赤外線放射量も変化する。 The heating light emitted from the light heater 14 passes through the dichroic mirror 15. The heated light transmitted through the dichroic mirror 15 is reflected by the mirror surface 11b and is incident on the surface of the subject 2. Further, a part of the heating light transmitted through the dichroic mirror 15 is directly incident on the surface of the subject 2. As a result, the subject 2 is heated, and infrared rays are radiated from the surface of the subject 2. As the surface temperature of the subject 2 changes, the amount of infrared radiation on the surface of the subject 2 also changes.

被検体2の表面から発した赤外線は鏡面11bによって反射して、更にダイクロイックミラー15によって反射する。反射した赤外線が赤外線カメラ12に入射する。これにより、被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。 The infrared rays emitted from the surface of the subject 2 are reflected by the mirror surface 11b and further reflected by the dichroic mirror 15. The reflected infrared rays are incident on the infrared camera 12. As a result, the infrared image of the subject 2 is captured by the infrared camera 12.

以上のように、ダイクロイックミラー15が設けられているので、ダイクロイックミラー15からリフレクタ11までの間の領域では、赤外線カメラ12の光軸12aと鏡面11bの中心軸11eと光加熱器14の光軸とが同軸状に配置される。それゆえ、1灯の光加熱器14であっても被検体2の表面を全周に亘って均一に加熱することができる上、被検体2の全周に亘って鏡面11bに映った被検体2の赤外線像を赤外線カメラ12により撮像することができる。 As described above, since the dichroic mirror 15 is provided, in the region between the dichroic mirror 15 and the reflector 11, the optical axis 12a of the infrared camera 12, the central axis 11e of the mirror surface 11b, and the optical axis of the optical heater 14 are provided. And are arranged coaxially. Therefore, even with a single light heater 14, the surface of the subject 2 can be uniformly heated over the entire circumference, and the subject reflected on the mirror surface 11b over the entire circumference of the subject 2. The infrared image of 2 can be captured by the infrared camera 12.

なお、光加熱器14の位置と赤外線カメラ12の位置を入れ替え、ダイクロイックミラー15は光加熱器14によって照射される加熱光を反射させ、それ加熱光の帯域以外の帯域の光を透過させるものとしてもよい。この場合、赤外線カメラ12が第1実施形態の場合と同様に、赤外線カメラ12がリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられ、赤外線カメラ12の光軸12aと鏡面11bの中心軸11eは同軸状に配置されている。また、光加熱器14が、ダイクロイックミラー15よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の外側に配置されている。光加熱器14がダイクロイックミラー15に向けられており、光加熱器14の光軸がダイクロイックミラー15により90°に屈曲する。 The position of the optical heater 14 and the position of the infrared camera 12 are exchanged, and the dichroic mirror 15 reflects the heating light emitted by the optical heater 14 and transmits light in a band other than the heating light band. May be good. In this case, as in the case of the first embodiment, the infrared camera 12 is directed toward the light passing port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the optical axis 12a and the central axis 11e of the mirror surface 11b of the infrared camera 12 are directed to each other. They are arranged coaxially. Further, the optical heater 14 is arranged outside the dichroic mirror 15 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The optical heater 14 is directed toward the dichroic mirror 15, and the optical axis of the optical heater 14 is bent at 90 ° by the dichroic mirror 15.

また、光源14aが直管ランプであってもよい。この場合、光源14aの長手方向は鏡面11bの中心軸11eの直交方向である。更に反射器14bは例えば放物柱面型のリフレクタであり、光源14aがその放物柱面の焦線に配置されている。更に反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面がリフレクタ11の鏡面11bの中心軸11eを通る。 Further, the light source 14a may be a straight tube lamp. In this case, the longitudinal direction of the light source 14a is the direction orthogonal to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the reflector 14b is, for example, a parabolic reflector, and the light source 14a is arranged on the focused line of the paraboloid. Further, the reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central surface of the reflector 14b passes through the central axis 11e of the mirror surface 11b of the reflector 11.

また、光源14aが、鏡面11bの中心軸11eを囲うようなリング型のランプであってもよい。この場合、反射器14bがリング型であり、鏡面11bの中心軸11eを通る切断面における反射器14bの形状は放物線状である。 Further, the light source 14a may be a ring-shaped lamp that surrounds the central axis 11e of the mirror surface 11b. In this case, the reflector 14b is ring-shaped, and the shape of the reflector 14b on the cut surface passing through the central axis 11e of the mirror surface 11b is parabolic.

また、第1実施形態の場合と同様に、加熱用発光器13が複数灯の光加熱器14を有し、これら光加熱器14が赤外線カメラ12の光軸12a及び鏡面11bの中心軸11eに関する周方向に配列されていてもよい。 Further, as in the case of the first embodiment, the heating light emitter 13 has a plurality of light heaters 14, and these light heaters 14 relate to the optical axis 12a of the infrared camera 12 and the central axis 11e of the mirror surface 11b. It may be arranged in the circumferential direction.

〔第3の実施の形態〕
図3は、第3の実施の形態の探傷装置10Bの概略断面図である。
以下の説明では、第3実施形態の探傷装置10Bが第1実施形態の探傷装置10と相違する点について説明する。また、探傷装置10Bと探傷装置10との間で互いに対応する構成要素には、同一の符号を付す。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10B according to the third embodiment.
In the following description, the difference between the flaw detector 10B of the third embodiment and the flaw detector 10 of the first embodiment will be described. Further, the components corresponding to each other between the flaw detection device 10B and the flaw detection device 10 are designated by the same reference numerals.

被検体2が長尺物であり、被検体2の中心軸方向の長さがリフレクタ11の裁頭円錐面の頂部から底部までの長さよりも十分に長い。被検体2が挿入口11cに挿入されており、被検体2と鏡面11bは同軸状に配置されている。 The subject 2 is a long object, and the length of the subject 2 in the central axis direction is sufficiently longer than the length from the top to the bottom of the cutting conical surface of the reflector 11. The subject 2 is inserted into the insertion slot 11c, and the subject 2 and the mirror surface 11b are arranged coaxially.

被検体2は送り装置16によって鏡面11bの中心軸11eの方向に送られるとともに、送り装置16によって中心軸11e回りに回転駆動される。送り装置16はリフレクタ11の挿入口11cの先に設けられていて、被検体2が送り装置16にセッティングされる。 The subject 2 is fed by the feeding device 16 in the direction of the central axis 11e of the mirror surface 11b, and is rotationally driven around the central axis 11e by the feeding device 16. The feeding device 16 is provided at the tip of the insertion port 11c of the reflector 11, and the subject 2 is set in the feeding device 16.

赤外線カメラ12は、リフレクタ11の光通過口11dの先において、リフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられて配置されている。赤外線カメラ12の光軸12aは、鏡面11bの中心軸11eに対して平行であるとともに、鏡面11bの中心軸11eに対して偏心している。赤外線カメラ12の光軸12aは、鏡面11bに交差する。なお、赤外線カメラ12の光軸12aが鏡面11bの中心軸11eに対して僅かに傾斜してもよい。 The infrared camera 12 is arranged at the tip of the light passing port 11d of the reflector 11 toward the light passing port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11. The optical axis 12a of the infrared camera 12 is parallel to the central axis 11e of the mirror surface 11b and is eccentric to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The optical axis 12a of the infrared camera 12 intersects the mirror surface 11b. The optical axis 12a of the infrared camera 12 may be slightly tilted with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

加熱用発光器13が1灯の光加熱器14を有する。この光加熱器14は、リフレクタ11の光通過口11dの先において、リフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられて配置されている。光加熱器14の光軸は、つまり反射器14bの中心軸14cは、鏡面11bの中心軸11eに対して平行であるとともに、鏡面11bの中心軸11eに対して偏心している。なお、光加熱器14の光軸が鏡面11bの中心軸11eに対して僅かに傾斜してもよい。また、加熱用発光器13は、第1実施形態における加熱用発光器13と同様に、複数の光加熱器14を有していてもよい。 The heating light emitter 13 has one light heater 14. The light heater 14 is arranged at the tip of the light passing port 11d of the reflector 11 toward the light passing port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11. The optical axis of the light heater 14, that is, the central axis 14c of the reflector 14b, is parallel to the central axis 11e of the mirror surface 11b and is eccentric to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The optical axis of the optical heater 14 may be slightly inclined with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the heating light emitter 13 may have a plurality of light heaters 14 as in the heating light emitting device 13 in the first embodiment.

光加熱器14と赤外線カメラ12は鏡面11bの中心軸11eに関する同一半径上に配置されている。また、光加熱器14が、赤外線カメラ12よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の内側に配置されている。なお、赤外線カメラ12が、光加熱器14よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の内側に配置されていてもよい。
光加熱器14及び赤外線カメラ12の両方とも、被検体2よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の外側に配置されている。そのため、被検体2が送り装置16によって中心軸11eの方向に送られても、被検体2が光加熱器14及び赤外線カメラ12に接触しない。
The light heater 14 and the infrared camera 12 are arranged on the same radius with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the optical heater 14 is arranged inside the mirror surface 11b in the radial direction with respect to the central axis 11e with respect to the infrared camera 12. The infrared camera 12 may be arranged inside the mirror surface 11b in the radial direction with respect to the central axis 11e, with respect to the optical heater 14.
Both the light heater 14 and the infrared camera 12 are arranged outside the subject 2 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Therefore, even if the subject 2 is fed in the direction of the central axis 11e by the feeding device 16, the subject 2 does not come into contact with the optical heater 14 and the infrared camera 12.

続いて、探傷装置10の動作及び使用方法について説明する。
まず、送り装置16を停止させた状態で、光源14aを点灯させる。これにより、被検体2が加熱される。
次に、光源14aを消灯させる。
次に、赤外線カメラ12の撮像処理をすると、鏡面11bに映った被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。なお、光源14aの点灯期間中に赤外線カメラ12の撮像処理をしてもよい。
次に、赤外線カメラ12からコンピュータ19に転送されたデジタル画像の解析処理をコンピュータ19に実行させる。この際、送り装置16を作動させて、送り装置16によって被検体2を鏡面11bの中心軸11eの方向に所定距離だけ送るか、送り装置16によって被検体2を中心軸11e回りに所定角度だけ回転させる。なお、送り装置16によって被検体2の回転と軸方向送りの両方を行ってもよい。
以後、上述した工程を繰り返す。
Subsequently, the operation and usage of the flaw detector 10 will be described.
First, the light source 14a is turned on with the feeding device 16 stopped. As a result, the subject 2 is heated.
Next, the light source 14a is turned off.
Next, when the image pickup process of the infrared camera 12 is performed, the infrared image of the subject 2 reflected on the mirror surface 11b is imaged by the infrared camera 12. The image pickup process of the infrared camera 12 may be performed during the lighting period of the light source 14a.
Next, the computer 19 is made to execute the analysis processing of the digital image transferred from the infrared camera 12 to the computer 19. At this time, the feeding device 16 is operated and the subject 2 is fed by the feeding device 16 in the direction of the central axis 11e of the mirror surface 11b by a predetermined distance, or the subject 2 is fed by the feeding device 16 around the central axis 11e by a predetermined angle. Rotate. The feeding device 16 may rotate the subject 2 and feed the subject 2 in the axial direction.
After that, the above-mentioned steps are repeated.

なお、光源14aの点灯中に、送り装置16によって被検体2を移動させながら、赤外線カメラ12の撮像処理をしてもよい。 While the light source 14a is lit, the image pickup process of the infrared camera 12 may be performed while the subject 2 is moved by the feeding device 16.

本実施形態では、被検体2が挿入口11cに挿入されており、赤外線カメラ12がリフレクタ11の鏡面11bに向けられている。それゆえ、被検体2の表面の広い範囲が赤外線カメラ12によって撮像される。特に、被検体2が送り装置16によって周方向及び軸方向に送られるので、被検体2の表面全体が赤外線カメラ12による探傷範囲となる。 In the present embodiment, the subject 2 is inserted into the insertion slot 11c, and the infrared camera 12 is directed toward the mirror surface 11b of the reflector 11. Therefore, a wide range of the surface of the subject 2 is imaged by the infrared camera 12. In particular, since the subject 2 is fed in the circumferential direction and the axial direction by the feeding device 16, the entire surface of the subject 2 is within the flaw detection range by the infrared camera 12.

また、光加熱器14と赤外線カメラ12が被検体2を基準として同じ側に配置されているため、光加熱器14によって加熱光が照射される範囲を赤外線カメラ12によって撮影することができる。つまり、被検体2によって陰となる部分は、少ししか赤外線カメラ12の撮影範囲に含まれない。 Further, since the optical heater 14 and the infrared camera 12 are arranged on the same side with respect to the subject 2, the infrared camera 12 can take a picture of the range irradiated with the heating light by the optical heater 14. That is, the portion shaded by the subject 2 is included in the shooting range of the infrared camera 12 only a little.

なお、光源14aが直管ランプであってもよい。この場合、光源14aの長手方向は、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向に対して平行な方向である。反射器14bは例えば放物柱面型のリフレクタであり、光源14aがその放物柱面の焦線に配置されている。反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面がリフレクタ11の鏡面11bに交差する。 The light source 14a may be a straight tube lamp. In this case, the longitudinal direction of the light source 14a is a direction parallel to the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The reflector 14b is, for example, a parabolic reflector, and the light source 14a is arranged on the focused line of the paraboloid. The reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central surface of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b of the reflector 11.

また、送り装置16が被検体2を鏡面11bの中心軸11eの回りに回転させるのではなく、公転駆動機構が光加熱器14及び赤外線カメラ12を鏡面11bの中心軸11eの回りに公転させるものとしてもよい。 Further, the feeding device 16 does not rotate the subject 2 around the central axis 11e of the mirror surface 11b, but the revolution driving mechanism revolves the optical heater 14 and the infrared camera 12 around the central axis 11e of the mirror surface 11b. May be.

〔第4の実施の形態〕
図4は、第4の実施の形態の探傷装置10Cの概略断面図である。
以下の説明では、第4実施形態の探傷装置10Cが第3実施形態の探傷装置10Bと相違する点について説明する。また、探傷装置10Cと探傷装置10Bとの間で互いに対応する構成要素には、同一の符号を付す。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10C according to the fourth embodiment.
In the following description, the difference between the flaw detector 10C of the fourth embodiment and the flaw detector 10B of the third embodiment will be described. Further, the components corresponding to each other between the flaw detector 10C and the flaw detector 10B are designated by the same reference numerals.

この探傷装置10Cでは、複数の赤外線カメラ12が鏡面11bの中心軸11eに関する周方向に配列されている。赤外線カメラ12の数が2である場合、一方の赤外線カメラ12は、他方の赤外線カメラ12に対して、鏡面11bの中心軸11eに関して対称配置されている。 In this flaw detector 10C, a plurality of infrared cameras 12 are arranged in the circumferential direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. When the number of infrared cameras 12 is 2, one infrared camera 12 is arranged symmetrically with respect to the other infrared camera 12 with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

また、複数の光加熱器14が鏡面11bの中心軸11eに関する周方向に配列されている。光加熱器14の数が2である場合、一方の光加熱器14は、他方の光加熱器14に対して、鏡面11bの中心軸11eに関して対称配置されている。 Further, a plurality of optical heaters 14 are arranged in the circumferential direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. When the number of the optical heaters 14 is 2, one optical heater 14 is symmetrically arranged with respect to the other optical heater 14 with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

なお、光源14aが直管ランプであり、反射器14bが放物柱面型のリフレクタであってもよい。この場合、光源14aの長手方向は、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向に対して平行な方向である。更に、光源14aは、反射器14bの形状たる放物柱面の焦線に配置されている。更に、反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面がリフレクタ11の鏡面11bに交差する。光源14aが直管ランプである場合でも、光加熱器14の数は特に限定するものではない。光加熱器14の数が2である場合、一方の光加熱器14の光源14aは、他方の光加熱器14の光源14aに対して、鏡面11bの中心軸11eに関して対称配置されている。反射器14bがリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面がリフレクタ11の鏡面11bに交差する。 The light source 14a may be a straight tube lamp, and the reflector 14b may be a parabolic reflector. In this case, the longitudinal direction of the light source 14a is a direction parallel to the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Further, the light source 14a is arranged on the focused line of the paraboloid surface which is the shape of the reflector 14b. Further, the reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central surface of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b of the reflector 11. Even when the light source 14a is a straight tube lamp, the number of the light heaters 14 is not particularly limited. When the number of the light heaters 14 is 2, the light source 14a of one light heater 14 is arranged symmetrically with respect to the light source 14a of the other light heater 14 with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The reflector 14b is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11, and the central surface of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b of the reflector 11.

〔第5の実施の形態〕
図5は、第5の実施の形態の探傷装置10Dの概略断面図である。
以下の説明では、第5実施形態の探傷装置10Dが第3実施形態の探傷装置10Bと相違する点について説明する。また、探傷装置10Dと探傷装置10Bとの間で互いに対応する構成要素には、同一の符号を付す。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10D according to the fifth embodiment.
In the following description, the difference between the flaw detector 10D of the fifth embodiment and the flaw detector 10B of the third embodiment will be described. Further, the components corresponding to each other between the flaw detector 10D and the flaw detector 10B are designated by the same reference numerals.

光加熱器14と鏡面11bとの間には、ダイクロイックミラー15が配置されている。ダイクロイックミラー15は、被検体2よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の外側に配置されている。そのため、被検体2が中心軸11eの方向に移動しても、被検体2がダイクロイックミラー15に接触しない。反射器14bの中心軸14cとダイクロイックミラー15の法線との成す角は45°である。ダイクロイックミラー15は、赤外線カメラ12の感知波長帯域、つまり赤外線帯域の光を反射させ、それ以外の帯域の光(特に、光加熱器14によって照射される加熱光)を透過させる。 A dichroic mirror 15 is arranged between the light heater 14 and the mirror surface 11b. The dichroic mirror 15 is arranged outside the subject 2 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. Therefore, even if the subject 2 moves in the direction of the central axis 11e, the subject 2 does not come into contact with the dichroic mirror 15. The angle formed by the central axis 14c of the reflector 14b and the normal of the dichroic mirror 15 is 45 °. The dichroic mirror 15 reflects light in the sensing wavelength band of the infrared camera 12, that is, the infrared band, and transmits light in other bands (particularly, the heating light emitted by the optical heater 14).

赤外線カメラ12は、ダイクロイックミラー15よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の外側に配置されている。赤外線カメラ12がダイクロイックミラー15に向けられており、赤外線カメラ12の光軸12aがダイクロイックミラー15により90°に屈曲する。ダイクロイックミラー15からリフレクタ11までの赤外線カメラ12の光軸12aは鏡面11bに交差する。 The infrared camera 12 is arranged outside the dichroic mirror 15 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The infrared camera 12 is directed toward the dichroic mirror 15, and the optical axis 12a of the infrared camera 12 is bent at 90 ° by the dichroic mirror 15. The optical axis 12a of the infrared camera 12 from the dichroic mirror 15 to the reflector 11 intersects the mirror surface 11b.

光加熱器14から発せられた加熱光はダイクロイックミラー15を透過する。ダイクロイックミラー15を透過した加熱光は鏡面11bにより反射して、被検体2の表面に入射する。また、ダイクロイックミラー15を透過した加熱光の一部は被検体2の表面に直接入射する。これにより被検体2が加熱されて、被検体2の表面から赤外線が放射される。被検体2の表面温度が変化することで、被検体2の表面の赤外線放射量も変化する。 The heating light emitted from the light heater 14 passes through the dichroic mirror 15. The heated light transmitted through the dichroic mirror 15 is reflected by the mirror surface 11b and is incident on the surface of the subject 2. Further, a part of the heating light transmitted through the dichroic mirror 15 is directly incident on the surface of the subject 2. As a result, the subject 2 is heated, and infrared rays are radiated from the surface of the subject 2. As the surface temperature of the subject 2 changes, the amount of infrared radiation on the surface of the subject 2 also changes.

被検体2の表面から発した赤外線は鏡面11bによって反射して、更にダイクロイックミラー15によって反射する。反射した赤外線が赤外線カメラ12に入射する。これにより、被検体2の赤外線像が赤外線カメラ12によって撮像される。 The infrared rays emitted from the surface of the subject 2 are reflected by the mirror surface 11b and further reflected by the dichroic mirror 15. The reflected infrared rays are incident on the infrared camera 12. As a result, the infrared image of the subject 2 is captured by the infrared camera 12.

なお、光源14aが直管ランプであり、反射器14bは放物柱面型のリフレクタであってもよい。この場合、光源14aの長手方向は、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向に対して平行な方向である。光源14aは、反射器14bの形状たる放物柱面の焦線に配置されている。反射器14bがダイクロイックミラー15、光通過口11d及び鏡面11bに向けられており、反射器14bの中心面が鏡面11bに交差する。 The light source 14a may be a straight tube lamp, and the reflector 14b may be a parabolic reflector. In this case, the longitudinal direction of the light source 14a is a direction parallel to the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The light source 14a is arranged on a focused line on the paraboloidal surface, which is the shape of the reflector 14b. The reflector 14b is directed toward the dichroic mirror 15, the light passage port 11d and the mirror surface 11b, and the central surface of the reflector 14b intersects the mirror surface 11b.

また、光加熱器14の位置と赤外線カメラ12の位置を入れ替え、ダイクロイックミラー15は光加熱器14によって照射さられる加熱光を反射させ、それ以外の帯域の光(特に、赤外線カメラ12の感知波長帯域の光)を透過させるものとしてもよい。この場合、赤外線カメラ12が第3実施形態の場合と同様に、赤外線カメラ12がリフレクタ11の光通過口11d及び鏡面11bに向けられている。赤外線カメラ12の光軸12aは、鏡面11bの中心軸11eに対して平行であるとともに、鏡面11bの中心軸11eに対して偏心している。赤外線カメラ12の光軸12aは、鏡面11bに交差する。光加熱器14は、ダイクロイックミラー15よりも、鏡面11bの中心軸11eに関する径方向の外側に配置されている。光加熱器14がダイクロイックミラー15に向けられており、光加熱器14の光軸がダイクロイックミラー15により90°に屈曲する。 Further, the position of the optical heater 14 and the position of the infrared camera 12 are exchanged, and the dichroic mirror 15 reflects the heating light emitted by the optical heater 14, and the light in other bands (particularly, the sensing wavelength of the infrared camera 12). It may be used to transmit light in the band). In this case, the infrared camera 12 is directed toward the light passage port 11d and the mirror surface 11b of the reflector 11 as in the case of the third embodiment. The optical axis 12a of the infrared camera 12 is parallel to the central axis 11e of the mirror surface 11b and is eccentric to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The optical axis 12a of the infrared camera 12 intersects the mirror surface 11b. The light heater 14 is arranged outside the dichroic mirror 15 in the radial direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b. The optical heater 14 is directed toward the dichroic mirror 15, and the optical axis of the optical heater 14 is bent at 90 ° by the dichroic mirror 15.

〔第6の実施の形態〕
図6は、第6の実施の形態の探傷装置10Eの概略断面図である。
下の説明では、第6実施形態の探傷装置10Eが第5実施形態の探傷装置10Dと相違する点について説明する。また、探傷装置10Eと探傷装置10Dとの間で互いに対応する構成要素には、同一の符号を付す。
[Sixth Embodiment]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the flaw detector 10E according to the sixth embodiment.
In the following description, the difference between the flaw detector 10E of the sixth embodiment and the flaw detector 10D of the fifth embodiment will be described. Further, the components corresponding to each other between the flaw detector 10E and the flaw detector 10D are designated by the same reference numerals.

第6実施形態では、光加熱器14の数が複数である。赤外線カメラ12及びダイクロイックミラー15についても同様である。そのため、赤外線カメラ12及びダイクロイックミラー15赤外線カメラ12、光加熱器14及びダイクロイックミラー15からなるグループが複数組ある。それらグループが、鏡面11bの中心軸11eに関する周方向に配列されている。 In the sixth embodiment, the number of the optical heaters 14 is a plurality. The same applies to the infrared camera 12 and the dichroic mirror 15. Therefore, there are a plurality of groups including the infrared camera 12, the dichroic mirror 15, the infrared camera 12, the optical heater 14, and the dichroic mirror 15. These groups are arranged in the circumferential direction with respect to the central axis 11e of the mirror surface 11b.

〔変形例〕
以上の第1~第6の実施形態では、光加熱器14によって照射される加熱光が被検体2に入射することによって、被検体2が加熱される。それに対して、光加熱以外の方式の加熱器が被検体2を加熱するものとしてもよい。光加熱以外の方式の加熱器について、以下に挙げる。
[Modification example]
In the above-mentioned first to sixth embodiments, the subject 2 is heated by the heating light emitted by the optical heater 14 incident on the subject 2. On the other hand, a heater of a method other than light heating may heat the subject 2. Heaters of methods other than light heating are listed below.

(1) 加振器を加熱器として利用してもよい。加振器は、高い周波数の振動を被検体2に与えることで被検体2を加熱する。被検体2に存在する欠陥に、振動による摩擦熱が生じることによって、欠陥が加熱される。加振器としては、超音波により被検体2を加振する超音波加振器がある。 (1) The exciter may be used as a heater. The exciter heats the subject 2 by applying a high frequency vibration to the subject 2. The defect is heated by the frictional heat generated by the vibration in the defect existing in the subject 2. As the vibrating device, there is an ultrasonic vibrating device that vibrates the subject 2 by ultrasonic waves.

(2) ファンヒーター方式又はバーナー方式の加熱器が、高温な温風又は火炎を被検体2に放射することによって被検体2を加熱する。 (2) A fan heater type or burner type heater heats the subject 2 by radiating a high-temperature warm air or flame to the subject 2.

(3) 被検体2に当接する抵抗器方式の加熱器が電気エネルギーにより発熱して、被検体2を加熱する。 (3) A resistor-type heater in contact with the subject 2 generates heat due to electric energy to heat the subject 2.

(4) 誘導加熱方式の加熱器が、磁界を発生させて、電磁誘導により被検体2を加熱する。この場合、被検体2が導電体である。被検体2が絶縁体である場合、被検体2に導電体を接触させる。 (4) An induction heating type heater generates a magnetic field and heats the subject 2 by electromagnetic induction. In this case, the subject 2 is a conductor. When the subject 2 is an insulator, the conductor is brought into contact with the subject 2.

(5) 誘電加熱方式の加熱器が、被検体2の周囲に高周波電界を発生させて、被検体2に誘電損失を発生させることによって被検体2を加熱する。この場合、被検体2が誘電体である。 (5) A dielectric heating type heater heats the subject 2 by generating a high-frequency electric field around the subject 2 and causing a dielectric loss in the subject 2. In this case, the subject 2 is a dielectric.

2…被検体
10,10A,10B,10C,10D,10E…探傷装置
11…リフレクタ
11b…鏡面
11e…中心軸
12…赤外線カメラ
12a…赤外線カメラの光軸
14…光加熱器(加熱器)
15…ダイクロイックミラー
2 ... Subject 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E ... flaw detector 11 ... reflector 11b ... mirror surface 11e ... central axis 12 ... infrared camera 12a ... infrared camera optical axis 14 ... optical heater (heater)
15 ... Dichroic mirror

Claims (9)

裁頭円錐面の形状に形作られた鏡面が内面に形成されたリフレクタと、
前記鏡面を撮像する赤外線カメラと、
被検体を加熱する加熱器と、を備え、
前記被検体が前記鏡面の内側且つ前記裁頭円錐面の中心軸上に配置され、前記赤外線カメラが前記鏡面を介して前記被検体を撮像する
探傷装置。
A reflector with a mirror surface formed in the shape of a conical surface on the inner surface,
An infrared camera that captures the mirror surface and
Equipped with a heater to heat the subject,
A flaw detection device in which the subject is arranged inside the mirror surface and on the central axis of the conical surface of the head, and the infrared camera captures the subject through the mirror surface.
前記加熱器が、加熱光を前記鏡面に向けて照射する光加熱器であり、
前記光加熱器によって照射された前記加熱光が前記鏡面によって前記被検体に向けて照射されることによって前記被検体が加熱される
請求項1に記載の探傷装置。
The heater is an optical heater that irradiates the heating light toward the mirror surface.
The flaw detection device according to claim 1, wherein the subject is heated by irradiating the subject with the heating light emitted by the light heater toward the subject by the mirror surface .
前記赤外線カメラの光軸と前記裁頭円錐面の中心軸とが同軸状に配置されている
請求項1又は2に記載の探傷装置。
The flaw detection device according to claim 1 or 2, wherein the optical axis of the infrared camera and the central axis of the conical surface of the cutting cone are arranged coaxially.
前記被検体を前記裁頭円錐面の中心軸の方向に送る送り装置を更に備え、
前記赤外線カメラが、前記被検体よりも、前記裁頭円錐面の中心軸に関する径方向の外側に配置されている
請求項1又は2に記載の探傷装置。
Further provided with a feeding device for feeding the subject in the direction of the central axis of the cutting conical surface.
The flaw detection device according to claim 1 or 2, wherein the infrared camera is arranged outside the subject in the radial direction with respect to the central axis of the conical surface.
前記光加熱器と前記鏡面との間に配置され、前記光加熱器によって照射される前記加熱光を透過させ、前記赤外線カメラの感知波長帯域の光を反射させるダイクロイックミラーを更に備え、
前記ダイクロイックミラーが前記裁頭円錐面の中心軸に対して傾斜し、
前記赤外線カメラが前記ダイクロイックミラーに向けられ、
前記赤外線カメラが前記ダイクロイックミラー及び前記鏡面を介して前記被検体を撮像する
請求項2に記載の探傷装置。
Further provided is a dichroic mirror which is arranged between the light heater and the mirror surface, transmits the heating light emitted by the light heater, and reflects light in the detection wavelength band of the infrared camera.
The dichroic mirror is tilted with respect to the central axis of the cutting conical surface,
The infrared camera is pointed at the dichroic mirror and
The flaw detection device according to claim 2, wherein the infrared camera captures an image of the subject through the dichroic mirror and the mirror surface.
前記赤外線カメラの光軸が前記ダイクロイックミラーによって屈曲し、
屈曲した前記赤外線カメラの光軸と前記裁頭円錐面の中心軸とが同軸状に配置されている
請求項5に記載の探傷装置。
The optical axis of the infrared camera is bent by the dichroic mirror,
The flaw detection device according to claim 5, wherein the optical axis of the bent infrared camera and the central axis of the conical surface of the cutting surface are arranged coaxially.
前記赤外線カメラと前記鏡面との間に配置され、前記赤外線カメラの感知波長帯域の光を透過させ、前記光加熱器によって照射される前記加熱光を反射させるダイクロイックミラーを更に備え、
前記ダイクロイックミラーが前記裁頭円錐面の中心軸に対して傾斜し、
前記光加熱器が前記ダイクロイックミラーに向けられ、
前記光加熱器が前記ダイクロイックミラー及び前記鏡面を介して前記被検体に前記加熱光を照射する
請求項2に記載の探傷装置。
Further provided with a dichroic mirror arranged between the infrared camera and the mirror surface, which transmits light in the sensing wavelength band of the infrared camera and reflects the heated light emitted by the optical heater.
The dichroic mirror is tilted with respect to the central axis of the cutting conical surface,
The light heater is pointed at the dichroic mirror and
The flaw detection device according to claim 2, wherein the optical heater irradiates the subject with the heating light through the dichroic mirror and the mirror surface.
前記赤外線カメラの光軸と前記裁頭円錐面の中心軸とが同軸状に配置されている
請求項7に記載の探傷装置。
The flaw detection device according to claim 7, wherein the optical axis of the infrared camera and the central axis of the conical surface of the cutting surface are arranged coaxially.
前記被検体を前記裁頭円錐面の中心軸の方向に送る送り装置を更に備え、
前記赤外線カメラ、前記光加熱器及び前記ダイクロイックミラーが、前記被検体よりも、前記裁頭円錐面の中心軸に関する径方向の外側に配置されている
請求項5又は7に記載の探傷装置。
Further provided with a feeding device for feeding the subject in the direction of the central axis of the cutting conical surface.
The flaw detector according to claim 5 or 7, wherein the infrared camera, the optical heater, and the dichroic mirror are arranged outside the subject in the radial direction with respect to the central axis of the conical surface.
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