水中検査カメラが採用される産業用途はいくつかある。場所によって、映像や作業内容で最良の結果を得るために必要なカメラの種類は異なる。水の詰まりや巨大な水中構造物内部の浸食をチェックする場合でも、水中検査カメラは人体へのリスクを減らすのに最適です。また、これらのカメラは、費用と人的労力を節約しながら、離れた場所から検査を行うのに役立ちます。. 

しかし、検査カメラを選ぶのは簡単ではない。ほとんどの人は初めて購入するか、実際にどのような機能を探せばいいのか知らないからだ。業界ではスペックを売りにしているが、大半の検査は環境のミスマッチが原因で失敗している。例えば、4Kの水中検査カメラは、視界が1、5メートルまでの水中では役に立たない。しかし、格安のカメラであれば、透明なボーリング孔では完璧に機能する。ほとんどの工業検査は、開けた水中ではなく、視界の悪い場所で行われるというのが隠された真実なのだ。.

これらのカメラは決して安いものではないので、機能しない製品にお金を浪費したくないはずだ。そこで、この記事では、間違ったカメラを避けるために、まず自分のニーズを理解することを確認し、次に目の前のタスクに適したカメラを選ぶことについて説明します。まず、水中検査カメラが一般的に使用される用途について少し説明しましょう。.

産業利用を理解する

工業用の水中環境は一般的に予測不可能で、汚れやすく、人間が近づけないことが多い。構造物の腐食やひび割れ、基地内の環境、養殖など、内部に入ってさまざまなことをチェックするには、専用のカメラが必要だ。ボアホールやダムのチェックにも使用できる。民生用カメラは一瞬のために設計されているが、産業用カメラは何時間も連続稼働するように設計されている。工業用カメラは一般的に過酷な条件下で使用される。カメラは化学薬品への暴露、スリットの蓄積、生物付着（時間の経過とともにレンズに生物が付着すること）を起こしやすい。. 

用途としては、ダム、海洋リグ、船体検査、プロペラ検査、港湾インフラ、工業用タンクなどが考えられます。用途は何百、何千とあり、それぞれのタイプに適した仕様のカメラが必要になります。この記事で説明するのはこのことです。. 

カメラの種類は目的によって異なります。例えば、一箇所を継続的に監視したい場合は、水中CCTVが良いでしょう。また、検査範囲が狭い場合は、投下型カメラが適しています。ROV（遠隔操作車）は、本当に深いところまで行く必要があり、ダイバーが深さや安全上の理由で行けないような場所で使用できます。産業用カメラは民生用カメラとは異なる目的で作られています。これらのカメラは、これらの要素を念頭に置いて設計されています。.

• 耐圧性（深井戸、海底）
• 信号ロスのない長距離ケーブル伝送
• 耐食性（塩水）
• 保守性（交換ではなくモジュラー修理）

水中検査カメラの種類

水中検査用のカメラは一種類ではありません。用途、仕様、価格から、様々なカメラを選ぶことができる。以下に最も人気のあるものを紹介する。.

1.ドロップカメラ

これらは最も基本的なタイプである。 水中検査カメラ. .重力アシスト展開で動作する。これらは、垂直シャフトや水中ベースの検査に最適です。例えば、オープンバーの周りの腐食を検査したい場合、これらのカメラは、あなたの費用と操作の労力を節約するのに十分な性能を発揮します。ボアウェル検査、シャフト、狭いタンクなど、検査経路が垂直である場合に最適です。しかし、これらのカメラの最大の限界は、横方向の検査ができないことです。しかし、360°回転するドロップカメラもある。そのため、購入前に確認する価値がある。.

2.ROVシステム（遠隔操作車両）

ROVシステムは独自の推進力と制御を持っている。一般的に人間が操作し、人間が行けないような遠い場所にも行くことができる。ダム監視、海洋観測、貯水池監視、その他ほとんどの水中用途で、これらのカメラが主流となっている。スラスターを搭載しているため、位置保持、旋回、ヨーなどの基本的な動作や機能が可能である。これらのカメラの最大の制約は、テザーの引きずり、信号の遅延、必要な操縦技術である。しかし、このカメラを扱う優秀な人材がいる限られたエリアをカバーするのであれば、ナビゲーション、側壁検査、大規模で複雑な資産のカバーが必要なあらゆるシナリオに最適な選択肢となる。.

ROVカメラの大きさはさまざまで、通常の降下カメラよりもはるかに高価な場合もある。.

3.固定式水中カメラシステム

これらはより一般的なタイプの水中カメラである。水中CCTVを想像していただければよい。一般的に港湾のセキュリティやインフラ監視に使用されます。また、養殖や取水構造物の破片監視にも利用される。水中CCTVは、長期的な光学的透明性を重視して作られており、一般的に高解像度を重視することはない。安定した取り付けのため、振動や微小な動きにも強い。.

これらのカメラは常に水中にあるため、防汚、電力使用、視野計画に関する特別な配慮が重要になる。視界が妨げられないように定期的に清掃することが重要です。. 

4.PTZ（パンチルトズーム）水中システム

これは、ドロップオフ・カメラのアップグレード版、あるいは進化版といえる。その名の通り、ROVを展開することなく、制御されたフレーミングを行うことができる。視界が許せば、ズームして詳細を確認することもできる。ただし、パン・チルトアッセンブリーには密閉性と耐圧性が要求されるため、本体を固定しておくことが重要になる。.

これらのカメラは、中規模構造物など、操縦が不要な場所に最適です。固定された設置場所からの検査に適しています（タンクの壁や吸気ゾーンなど）。

産業用水中検査カメラ購入の検討要素

以下は、フィールドに焦点を当てた最も重要な購入要因である。各パラメーターは最終的な決断に役立ちます。.

1.深度評価（カメラヘッドだけでなくシステムレベル）

カメラヘッドのみではなく、カメラアセンブリ全体が定格深度でなければなりません。これには、カメラハウジング、コネクタ、ケーブルジャケット、内部絶縁、ストレインリリーフポイントなどが含まれます。例えば、コネクターでの微小な漏れは結露を引き起こし、その後腐食を引き起こし、後に完全な故障につながりやすくなります。最大使用水深の1.5倍の安全マージンを適用するのがよい。最大使用水深が50メートルの場合、75メートルから100メートルに耐えるカメラを用意するのがよい。謳い文句だけでなく、耐圧試験証明書も確認してください。. 

コネクター・タイプ	適切な深さ	信頼性	コスト	ユースケース
基本防水（IP68）	<30-50 m	低い	低い	軽作業または一時的な使用
産業用シールドコネクター	50-150 m	ミディアム	ミディアム	一般工業用水中検査
サブシー/ウェットメイト対応コネクター	150 m+	高い	高い	オフショア、重要業務

最大深度は、そのカメラをどこで使いたいかによって全く異なる。ここで重要なのは、定格深度がオーバーと思われるカメラを手に入れる方が良いということです。定格深度を無視したり、定格深度より深くカメラを使おうとしてはいけません。定格以上の水圧はボディ内部に浸透し、カメラとその内部部品を破壊してしまいます。.

2.画質

次に、水中検査カメラを選ぶ決め手となるのが画質だ。水中映像は水の透明度、光、粒子の影響を大きく受けますが、許容できる映像品質のカメラを選ぶことが重要です。センサーサイズが大きく、ダイナミックレンジが広いカメラであれば、センサーサイズが小さく、解像度が高いカメラよりも、高画質な映像を撮影することができます。.

濁った水中では視界が1メートル以下になることもあり、解像度が高くても映像の質には影響しないため、ほとんどの場合、解像度は過大評価されている。そのため、メガピクセルだけでなく、ノイズ処理やコントラストの良さを優先すべきです。センサーサイズが大きければ大きいほど、1ピクセルあたりより多くの光を取り込むことができるため、基本的には小さいセンサーに比べて画質が向上します。この表を考慮した上で決定してください。.

センサーサイズ	典型的な使用例	低照度性能	騒音レベル	本物の水中透明度
1/3インチ以下	予算カメラ	貧しい	高い	粒状で濁った水では使えない
1/2.8″	エントリー産業	中程度	ミディアム	クリアウォーターで使用可能
1/1.8″	プロフェッショナル・システム	グッド	低い	低い視界でも鮮明な映像
1″以上	ハイエンド・システム	素晴らしい	非常に低い	過酷な条件下でも最高の透明度

水中カメラは720pから始まり、4K解像度まである。価格もこれらのスペックによって変わってくる。つまり、ノイズが少なく後方散乱の面で最高の性能を求めるなら、解像度が高いものが良い。しかし、主に濁った水中で作業することがわかっている場合は、低解像度のカメラでも同様の結果が得られる。.

3.照明

産業用カメラの購入者の多くは、解像度を重視するあまり、照明の部分を過小評価している。しかし、照明によって、カメラが何かを見るかどうか、あるいは澄んだ水中や濁った水中でどれだけよく見えるかが決まるのです。最も重要な照明要素はビーム形状です。狭いビーム（10～30度）は、到達距離が長く、ひび割れや継ぎ目のような焦点の合った検査に適しています。しかし、60度以上の広いビームは、より多くの範囲をカバーできますが、単位面積当たりの強度は低くなります。. 

後方散乱も重要な概念である。これは、光をレンズに反射する浮遊粒子の量です。これは雪や霞のように見え、映像の全体的な品質に影響を与えます。水に粒子が多く、多くの光を反射している場合、光を増やしても意味がありません。この場合、オフセット照明や調光コントロールが重要になる。したがって、産業用水中検査カメラには、これらの追加照明機能がすべて備わっていることを確認してください。.

4.モビリティ

先に説明したように、単純な落下式カメラはワイヤーにぶら下がっているだけなので、機動性はほとんどない。しかし、水中でパンやズームをしたいのであれば、360度動きのあるカメラを選ぶといいだろう。余裕があれば、ROVも素晴らしい。ROVには、2つ、4つ、6つのスラスターなど、さまざまな構成があります。スラスターが多ければ多いほど動きが大きくなるが、単純な2スラスターのROVは前進と後進が可能で、旋回機能は限られている。. 

5.ケーブル

カメラのケーブルは、その信号品質、範囲、機動性を決定します。ケーブルの品質、タイプ、重量は無視しがちですが、カメラの用途の大部分に影響します。優れたケーブルは、浮力設計、耐摩耗性、適切なストレインリリーフと接続ポイントを備えていなければなりません。.

光ファイバーケーブルは帯域幅が広く、信号損失が少ない。長距離・高画質ビデオに最適です。しかし、壊れやすく、カメラの価格も高くなります。.

カッパー・ケーブルはより一般的で、安価で、頑丈である。しかし、長距離になると信号が劣化し、高解像度の映像を送るには帯域幅に限界があります。そのため、低解像度のカメラを低距離で使用する場合は、銅線ケーブルで十分です。しかし、ハイエンドのカメラでは、一般的にデフォルトでファイバーケーブルが使用されます。.

6.電力システム

水中検査カメラの電源システムには、バッテリー駆動とテザーの2種類があります。産業用途の場合、これらのカメラは長時間稼働させる必要があり、バッテリー充電の手間を省きたいでしょう。長時間の検査では、地表からカメラに継続的に電力を供給するテザーシステムが最適です。しかし、水中ではケーブルが複雑になり、抵抗が増える。.

バッテリー駆動のシステムは機動性が高く、電源ケーブルの制約もないが、駆動時間が限られている。そのため、カメラをどれくらいの期間使用するのか、またケーブルの取り回しや引き回しが増えても大丈夫かどうかによります。.

7.耐久性

水中検査カメラの耐久性を決めるのは、素材の選択とシーリング設計です。一般的に、これらのカメラは過酷な環境で使用されるため、決断する前に耐久性を確認することが重要になります。水中検査カメラには主に3種類の素材が使用されています。.

• ステンレス鋼
• アルミニウム（陽極酸化処理）
• プラスチック

ステンレス鋼のボディは重く高価だが、耐食性に優れている。アルミニウム製ははるかに軽量で安価だが、コーティングが損傷すると内部が損傷しやすい。プラスチックボディは耐食性に優れているが、構造強度が低い。.

8.センサー

イメージセンサーは一つのものです。最もポピュラーなセンサータイプはCMOSイメージセンサーで、古いモデルにはCCDセンサーを搭載しているものもある。イメージセンサーの仕事は、光をデジタル画像やビデオに変換することです。しかし、工業用検査カメラには、さまざまな環境での水中検査を容易にするために、他のセンサーが搭載されています。このような追加センサーには、以下のようなものがあります。.

圧力センサー： 水圧を測定して深さを推定する。.

温度センサー： 水温を測定し、熱汚染や機器のオーバーヒートに役立つ。.

方位センサー： カメラの傾き、回転、移動のトラッキングに便利。.

ソナーセンサー 音波を利用して、視界の悪い場所や視界ゼロの場所を「見る」。. 

これらのセンサーは追加的なもので、ほとんどの水中カメラにはこれらすべてが搭載されているわけではない。しかし、最高のものを手に入れようとする場合、これらのセンサーはすべてカメラの機能を向上させ、通常のものよりも優れています。.

カメラと仕事のマッチング

先に述べたように、あらゆる産業用途に適した水中検査カメラを選ぶには、適切な仕様を選ぶことよりも、むしろ要件を知ることが重要です。どのカメラに何を期待し、どこに最適なのかをマッピングしてみましょう。.

ユースケース	何を優先するか
ボアウェル検査	奥行き＋ケーブル長＋照明
オフショア検査	ROV + ソナー + PTZカメラ
汚れた／濁った水	ソナー > 解像度
構造検査	レーザー計測＋ズーム

産業用水中検査カメラによる捜索と監視はどのように行われるのか？

さまざまな産業用途で水中カメラを使用するプロセスは、与えられた環境によって大きく異なります。しかし、ほとんどの検査で使用できる段階もあります。.

1.展開と捜索段階

産業用の水中検査では、一般的に目的とカメラを設置する場所が決まっている。これは無作為の探査ではなく、外洋、ダム、海洋構造物でのガイド付き展開です。エリア、予算、専門知識に基づいて、ケーブルリール、ロボットクローラー、またはROVを使用することができます。視界がゼロに近い場合は、外部照明を使用するとよい。ほとんどの水中カメラにはレンズの周りにLEDアレイがあるので、それを利用することもできる。.

カメラによっては、思い通りに操作できる。これには、カメラヘッドを回転させたり、欠陥が疑われる箇所をズームしたりすることも含まれる。接合部、溶接部、ひび割れ、詰まりの検査には、高解像度カメラが必要な場合があります。.

2.コントロールと操縦 

水中カメラを操作するには、専門家や十分な知識を持った人が必要です。カメラによって操作方法が異なるので、それらを学ぶことは最良の結果を得るために重要です。.

3.リアルタイム・モニタリング

カメラ・オペレーターはDVRのライブ・フィードを見ながら、所定のコントローラーでカメラを操作する。画面に表示されるデータは、システム内のセンサーによって異なります。最も安価なカメラでも、ライブ・ビデオ・フィードが得られますが、高度なカメラでは、深度、温度、ケーブルの長さ、方向、照明制御などの他のものも得られます。必要であれば、ビデオ・フィードを録画したり、タイムスタンプを付けたりすることもできる。ただし、カメラによっては水中の構造物をチェックするために使用されることもあり、その場合は録画は必要ないかもしれない。.

4.データ収集とロギング

オフライン・モニタリングや記録保存のためにデータが必要な場合、オペレーターはそのデータをキャプチャし、長期保存媒体に保存することができる。オペレーターは、注釈を追加したり、録画や再生に他のDVR機能を使用することができます。ビデオ録画の中に深度評価、距離、温度を統合するシステムもあります。.

5.連続モニタリング  

産業用モニタリングと通常の水中モニタリングの大きな違いのひとつは、通常のモニタリングです。場所によってはカメラを常設しなければならない場合もあります。しかし、カメラの場合、常時電源が必要だったり、ポータブルの場合はバッテリーの寿命が長かったりします。. 

結論

あらゆる産業用途に適した水中検査カメラを選ぶのはいたって簡単です。実際の作業条件を上回る水深、低視認環境に適応する照明、検査の途中で劣化しないケーブルシステムを備えたカメラを選ぶようにしてください。カメラの種類やその他の仕様は、用途やカメラを設置する地域によって異なります。最終的には、長い仕様書を持つよりも、特定のニーズにうまく対応するカメラが適切なのです。.