JP5127313B2 - Inspection system - Google Patents

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本発明は、例えば原子力発電プラントや火力発電プラントやその他における各種設備や機器の構造物例えば原子炉容器、炉内構造物、配管等の壁面に亀裂等の欠陥を検査する検査システムに関するものてある。   The present invention relates to an inspection system for inspecting defects such as cracks in the walls of various facilities and equipment such as nuclear power plants, thermal power plants, and the like, for example, reactor vessels, in-reactor structures, and piping. .

図11で示すように原子力発電プラント等の例えば原子炉容器41の内壁面、炉心42を支持する炉内構造物43の外壁面、原子炉容器41からの配管43の内壁面等の定期点検においては、図示略のCCDカメラ等を投入し、制御コンピュータによる遠隔操作による目視検査が行われている。そして、この遠隔目視検査により検査対象に応力腐食割れ(SCC)等の疑わしい欠陥の箇所が検出された場合には、さらに詳細に検査するために、材料検査が行われる。この材料検査では疑わしい箇所に電子線を照射し、該箇所から発生する特性X線を用いて行う。しかしながら、現状では、従来の検査システムに対して、原子炉容器41内部や配管43内部からさらに効率的に材料検査を行うことが可能な検査システムが要望されている。   As shown in FIG. 11, in a periodic inspection such as an inner wall surface of a nuclear reactor vessel 41 such as a nuclear power plant, an outer wall surface of a reactor internal structure 43 that supports a core 42, and an inner wall surface of a pipe 43 from the reactor vessel 41. A CCD camera or the like (not shown) is inserted, and visual inspection is performed by remote control using a control computer. When a part of a suspicious defect such as stress corrosion cracking (SCC) is detected in the object to be inspected by this remote visual inspection, a material inspection is performed in order to inspect further in detail. In this material inspection, an suspicious spot is irradiated with an electron beam and characteristic X-rays generated from the spot are used. However, at present, there is a demand for an inspection system that can perform material inspection more efficiently from the inside of the reactor vessel 41 and the inside of the piping 43 compared to the conventional inspection system.

一方、例えば図11中で円Aで囲む部分を拡大して示すように、溶接部49に亀裂等が存在するかどうかの検査の例として、例えば超音波探傷検査装置45から溶接部49に超音波Bを照射し、その反射波Cにより溶接部49の亀裂等を検査する。ただ、この検査の場合、溶接部49では溶接裏波51が存在し、この溶接裏波51による反射波Cが存在していると、欠陥からの反射波Cか溶接裏波51からの反射波Cかの判断が難しいと指摘されている。そのため、従来の検査システムに対して、このような溶接部49等に対して、正確なX線検査を行うことができる検査システムが要望されている。   On the other hand, for example, as shown in an enlarged view of a portion surrounded by a circle A in FIG. 11, as an example of an inspection of whether or not there is a crack or the like in the welded portion 49, for example, The sound wave B is irradiated, and a crack or the like of the weld 49 is inspected by the reflected wave C. However, in this inspection, if there is a weld back wave 51 in the welded portion 49 and there is a reflected wave C due to the weld back wave 51, the reflected wave C from the defect or the reflected wave from the weld back wave 51 It is pointed out that judgment of C is difficult. Therefore, there is a demand for an inspection system that can perform an accurate X-ray inspection on such a welded portion 49 and the like with respect to a conventional inspection system.

なお、この原子炉等での検査装置は、例えば特開平08−211022号公報で提案されている。また、遠隔操作指令に従って自走ロボットを検査対象位置まで自走させ、検査対象に向けてX線を照射し、検査対象を透過したX線を検出する検査装置が例えば特開2004−053475号公報で提案されている。
特開平08−211022号公報 特開2004−053475号
An inspection apparatus for this nuclear reactor or the like is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-211022. In addition, an inspection apparatus that causes a self-propelled robot to self-travel to an inspection target position in accordance with a remote operation command, irradiates the inspection target with X-rays, and detects X-rays transmitted through the inspection target is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-053475 Proposed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-211022 JP 2004-053475 A

本発明では、第1に、原子炉容器内壁面、炉内構造物外壁面、配管内壁面等に対し欠陥等がある場合に、その材料組織等について効率的に材料検査を実施可能とすること、第2に、原子炉容器内部や配管内部から例えば溶接部等に欠陥が存在するか、溶接裏波であるか等のX線検査をより高精度に実施可能とすること、を解決すべき課題としている。   In the present invention, first, when there is a defect on the inner wall surface of the reactor vessel, the outer wall surface of the reactor internal structure, the inner wall surface of the piping, etc., the material structure can be efficiently inspected. Secondly, it should be possible to solve from the inside of the reactor vessel and the piping, for example, that X-ray inspection such as whether there is a defect in the welded part or the like or whether it is a welding back wave can be performed with higher accuracy. It is an issue.

本発明第1による検査システムは、搬送ロボットに搭載されて移動制御が可能な検査セットと、遠隔位置から検査セットの操作を制御する制御コンピュータとを含み、上記検査セットは、放射線源としての電界放射型電子エミッタと、X線検出器とを備え、検査に際しては上記検査セットを密封装置により検査対象と共に同一真空空間に密封制御可能としたことを特徴とするものである。   The inspection system according to the first aspect of the present invention includes an inspection set mounted on a transfer robot and capable of movement control, and a control computer that controls the operation of the inspection set from a remote position. The inspection set includes an electric field as a radiation source. A radiation-type electron emitter and an X-ray detector are provided, and the inspection set can be controlled to be sealed in the same vacuum space together with the inspection object by a sealing device at the time of inspection.

上記電界放射型電子エミッタは、陰極表面に電界放射により電子線を放射線として放出するナノ炭素膜を設けてなるものであることが好ましい。   The field emission electron emitter is preferably a cathode surface provided with a nanocarbon film that emits an electron beam as radiation by field emission.

上記ナノ炭素膜は、カーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、カーボンナノファイバー、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスダイヤモンド、結晶性ダイヤモンド、グラファィト、フラーレン、針状炭素膜等、微細なnmオーダーの突起を有するものであり、電界印加により電界放射して上記突起から電子線を放出することができる炭素膜である。   The nano-carbon film has fine nanometer-order projections such as carbon nanotubes, carbon nanowalls, carbon nanofibers, diamond-like carbon, amorphous diamond, crystalline diamond, graphite, fullerene, and acicular carbon film. It is a carbon film that can emit an electron beam from the protrusion by emitting an electric field by applying an electric field.

本発明第1では、上記放射線源がナノ炭素膜から電界放射により高密度に電子線を放出する電界放射型電子エミッタで構成されているので、検査対象から発生するX線強度を高くでき、検査装置を小型化することが可能となり、検査対象の存在位置が原子炉容器や配管等の狭隘内部空間で作業員の立ち入りが困難な所であっても検査装置を制御コンピュータの制御により目的とする検査対象位置にセットして検査を実施することができると共に放射線源が電界放射型であるので、検査装置を検査対象位置にセットし電源起動後即座に電子線を照射することが可能となり検査を迅速効率的に実施することができる。   In the first aspect of the present invention, since the radiation source is composed of a field emission type electron emitter that emits electron beams from the nanocarbon film by field emission at high density, the X-ray intensity generated from the inspection object can be increased, and inspection can be performed. The device can be downsized, and the inspection device is controlled by the control computer even if the location of the inspection object is a narrow internal space such as a reactor vessel or piping and where entry of workers is difficult The inspection can be performed at the position to be inspected and the radiation source is a field emission type, so that the inspection apparatus can be set at the position to be inspected and the electron beam can be irradiated immediately after the power is turned on. It can be implemented quickly and efficiently.

本発明第2による検査システムは、搬送ロボットに搭載されて移動制御が可能な検査セットと、遠隔位置から検査セットの操作を制御する制御コンピュータとを含み、上記検査セットは、真空管内部に、X線照射方向線上に錐形に延びる陽極先端部と、この陽極先端部を環状に囲む電界放射型の環状電子エミッタと、上記環状電子エミッタに対し少なくともそのX線照射方向後方位置に配置された電子遮蔽部材とを備え、陽極先端部前方の真空管の管壁にX線透過可能な薄膜からなるX線導出窓を備えたことを特徴とするものである。   An inspection system according to the second aspect of the present invention includes an inspection set mounted on a transfer robot and capable of movement control, and a control computer for controlling the operation of the inspection set from a remote position. An anode tip extending in a conical shape on the line of irradiation direction, a field emission type annular electron emitter surrounding the anode tip in an annular shape, and an electron disposed at least at the rear side in the X-ray irradiation direction with respect to the annular electron emitter And an X-ray derivation window made of a thin film capable of transmitting X-rays on the tube wall of the vacuum tube in front of the anode tip.

本発明第2では、配管等の内部に検査セットを配置し、検査対象にX線を照射し、検査対象を透過したX線を配管等の外部でX線フィルム等に照射し、配管等の溶接部の状態をX線検査できるので、超音波探傷検査で困難とされている配管等の内壁面から突出する溶接裏波と溶接部欠陥との検査判断を正確に行うことができる。本発明第2ではまた、X線を陽極先端部からビーム状に高密度に放出することができるので、検査対象背部に配置したX線フィルムを含むX線撮影装置への入射X線強度を高くでき、検査セットを小型化することが可能となる結果、配管等の狭隘空間にも容易にセットすることができ、さらには、電子エミッタが電界放射型であるので、検査装置を検査対象位置にセットし電源起動後即座に環状陰極から電子放出し、陽極先端部からX線を検査対象に向けて照射することが可能となり検査を迅速効率的に実施することができる。   In the second aspect of the present invention, an inspection set is arranged inside a pipe or the like, X-rays are irradiated to the inspection object, X-rays transmitted through the inspection object are irradiated to an X-ray film or the like outside the pipe, and the like. Since the state of the welded portion can be inspected by X-ray, it is possible to accurately perform the inspection judgment of the weld back wave protruding from the inner wall surface of the pipe or the like, which is considered difficult in the ultrasonic flaw detection inspection, and the welded portion defect. In the second aspect of the present invention, since X-rays can be emitted in a beam form from the tip of the anode in a high density, the incident X-ray intensity to the X-ray imaging apparatus including the X-ray film disposed on the back of the inspection object is increased. As a result, the inspection set can be reduced in size, so that it can be easily set in a narrow space such as a pipe. Furthermore, since the electron emitter is a field emission type, the inspection apparatus is placed at the inspection target position. It is possible to emit electrons from the annular cathode immediately after setting and power-on, and to irradiate X-rays from the tip of the anode toward the inspection object, so that inspection can be performed quickly and efficiently.

本発明の好ましい一態様は、上記環状電子エミッタは、環状陰極表面に電界放射により電子線を放射線として放出するナノ炭素膜を設けることである。   In a preferred embodiment of the present invention, the annular electron emitter is provided with a nanocarbon film that emits an electron beam as radiation by field emission on the annular cathode surface.

本発明の好ましい一態様は、上記陽極先端部後部に導熱部を備えることである。   One preferable aspect of the present invention is to provide a heat conducting part at the rear part of the anode tip part.

本発明の好ましい一態様は、上記電子遮蔽部材は、X線照射方向周りを環状に配置されていることである。   One preferable aspect of the present invention is that the electron shielding member is annularly arranged around the X-ray irradiation direction.

本発明の好ましい一態様は、上記電子遮蔽部材は、環状電子エミッタの内径より小径の内径を有した環状板構造を有する、ことである。   One preferable aspect of the present invention is that the electron shielding member has an annular plate structure having an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular electron emitter.

本発明の好ましい一態様は、上記電子遮蔽部材は、環状電子エミッタのX線照射方向両側を該X線照射方向周りを環状に配置されかつ環状電子エミッタの内径より小径の内径を有する一対の環状板部を備える、ことである。   In a preferred aspect of the present invention, the electron shielding member includes a pair of annular electron emitters that are arranged on both sides in the X-ray irradiation direction of the annular electron emitter in an annular shape and have an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular electron emitter. It is having a board part.

本発明の好ましい一態様は、上記環状電子エミッタと電子遮蔽部材とが上記陽極先端部に対してX線照射方向前後に移動可能になっていて、上記移動により陽極先端部から放射されるX線束の束径が制御可能になっている、ことである。   In a preferred aspect of the present invention, the annular electron emitter and the electron shielding member are movable forward and backward in the X-ray irradiation direction with respect to the anode tip, and the X-ray flux emitted from the anode tip by the movement. This means that the bundle diameter can be controlled.

本発明の好ましい一態様は、上記検査セットを、検査対象と共に同一空間内に密封装置で覆うと共に該密封装置内部空間の排水および気圧の制御を可能とすることである。   One preferable aspect of the present invention is that the inspection set is covered with a sealing device in the same space together with the inspection target, and drainage and atmospheric pressure of the internal space of the sealing device can be controlled.

本発明の好ましい一態様は、陽極先端部から放射したX線を、検査対象を透過させると共にこの透過したX線(透過X線)を検出することである。   One preferable aspect of the present invention is to transmit the X-rays radiated from the tip of the anode through the inspection object and detect the transmitted X-rays (transmitted X-rays).

本発明の好ましい一態様は、陽極先端部から放射したX線のうち検査対象で反射したX線(反射X線)を検出することである。   One preferable aspect of the present invention is to detect X-rays reflected from the inspection object (reflected X-rays) among the X-rays emitted from the tip of the anode.

本発明の好ましい一態様は、上記検査セットは、制御コンピュータで搬送動作を制御される搬送ロボットに搭載されている、ことである。   One preferable aspect of the present invention is that the inspection set is mounted on a transfer robot whose transfer operation is controlled by a control computer.

本発明の好ましい一態様は、上記陽極先端部の外周斜面のX線照射方向線に対する角度が、環状電子エミッタからの電子線のビーム径よりもターゲットから発生したX線束の束径を小さくする角度に調整されていることである。   In a preferred aspect of the present invention, the angle of the outer peripheral slope of the anode tip portion with respect to the X-ray irradiation direction line is an angle at which the bundle diameter of the X-ray bundle generated from the target is smaller than the beam diameter of the electron beam from the annular electron emitter. It has been adjusted to.

本発明の好ましい一態様は、撮像カメラセットを搬送ロボットに搭載すると共に、制御コンピュータによる遠隔操作指令に従い撮像カメラセットと検査セットとの両セットを検査対象の検査に協同制御することである。   A preferred aspect of the present invention is that the imaging camera set is mounted on the transport robot, and both the imaging camera set and the inspection set are cooperatively controlled for inspection of the inspection object in accordance with a remote operation command from the control computer.

なお、上記「錐形」には円錐形、角錐形、を含む。この場合、全周が錐形に限定されず、部分的に錐形でもよい。上記錐形斜面のプロフィールは先端に向けての縮径割合が一定である直線状に限定されず、先端に向けて縮径割合が連続的またはステップ的に変化する形状(放物線状等)であってもよいし、先端に向けて縮径する針形であっても、錐形状に含むことができる。   The “conical shape” includes a conical shape and a pyramid shape. In this case, the entire circumference is not limited to the conical shape, and may be partially conical. The profile of the conical slope is not limited to a linear shape with a constant reduction ratio toward the tip, but has a shape (parabolic shape, etc.) in which the reduction ratio changes continuously or stepwise toward the tip. Alternatively, even a needle shape with a reduced diameter toward the tip can be included in the cone shape.

上記「環状」は完全に閉じた環状に限定されず、部分環状も含む。   The “annular” is not limited to a completely closed annular shape, and includes a partial annular shape.

上記「錐形頂部」は鋭利な頂部に限定されず、多少の丸み等を含むことができる。   The “conical top” is not limited to a sharp top, and may include some roundness or the like.

本発明の好ましい一態様は、陽極先端部は該陽極先端部より熱容量が大きくかつ陽極先端部の発生熱を導熱して当該陽極先端部を冷却することが可能な導熱材を備えることが好ましい。   In a preferred aspect of the present invention, it is preferable that the anode tip has a heat conducting material having a larger heat capacity than the anode tip and capable of conducting heat generated at the anode tip to cool the anode tip.

本発明の好ましい一態様は、陽極先端部の斜面角度を陽極先端部先端ほど連続指数関数的にまたはステップ的に小さくする構成とすることである。この態様では、環状電子エミッタとターゲット斜面との対向位置を軸方向にずらせることにより、X線束の束径をより小さく集束させたり、その逆に束径を広がらせたりすることができる。   One preferable aspect of the present invention is a configuration in which the slope angle of the anode tip end portion is made smaller in a continuous exponential function or stepwise as the tip end of the anode tip end. In this aspect, by shifting the opposing position of the annular electron emitter and the target inclined surface in the axial direction, the bundle diameter of the X-ray bundle can be focused smaller, or conversely, the bundle diameter can be increased.

陽極先端部と環状電子エミッタとの間に電子加速手段を配置してもよい。環状電子エミッタは中実でも中空でもよい。   Electron acceleration means may be disposed between the anode tip and the annular electron emitter. The annular electron emitter may be solid or hollow.

陽極先端部は中実でも中空でもよい。   The anode tip may be solid or hollow.

本発明第1では、原子炉容器内壁面、炉内構造物外壁面、配管内壁面等に対しより効率的に材料検査を実施することができる。   In the first aspect of the present invention, the material inspection can be carried out more efficiently on the inner wall surface of the reactor vessel, the outer wall surface of the reactor internal structure, the inner wall surface of the pipe, and the like.

本発明第2では、原子炉容器内部や配管内部に検査対象が存在する場合でも当該内部にセットし例えば溶接部に対する検査で内部欠陥か溶接裏波かのX線検査をより高精度に実施可能とすることができる。   In the second aspect of the present invention, even when there is an inspection object inside the reactor vessel or inside the piping, it can be set inside the X-ray inspection of the internal defect or the weld backside with higher accuracy by inspecting the welded part, for example. It can be.

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る検査システムを説明する。   Hereinafter, an inspection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態1)
図1を参照して、この検査システムは、材料検査を行うために、検査セット1と、撮像カメラセット3と、これらセット1,3を検査対象部位にまで搬送する搬送ロボット5と、制御コンピュータ7と、を備えて構成されている。
(Embodiment 1)
Referring to FIG. 1, in order to perform material inspection, this inspection system includes an inspection set 1, an imaging camera set 3, a transport robot 5 that transports these sets 1 and 3 to a site to be inspected, and a control computer. 7.

実施の形態では説明の都合で、搬送ロボット5に電源等の補助装置類、材料検査に用いる硬度計、各種顕微鏡、機械研磨装置、等を搭載していない例を示すが、搬送ロボット5にこのような装置類が搭載されても、また、搭載されていなくても、実施の形態の検査システムに含むものである。実施の形態では検査対象の種類に限定されないが、例えば原子炉内壁面、炉内構造物外壁面、配管内壁面等である。これらは符号で壁面9とする。   In the embodiment, for convenience of explanation, an example in which auxiliary devices such as a power source, a hardness meter used for material inspection, various microscopes, a mechanical polishing device, and the like are not mounted on the transfer robot 5 is shown. Even if such devices are mounted or not mounted, they are included in the inspection system of the embodiment. Although it is not limited to the kind of inspection object in embodiment, it is a reactor inner wall surface, a reactor internal structure outer wall surface, a piping inner wall surface, etc., for example. These are designated as wall surface 9 by reference numerals.

搬送ロボット5は、検査セット1、撮像カメラセット3、電磁石式吸着部材10、等を搭載している。搬送ロボット5は、外部の制御コンピュータ7に実施の形態では通信/電源ケーブル11で接続され、制御コンピュータ7からの遠隔制御指令に応答して壁面9に沿って搬送すると共に、検査対象位置に検査セット1を搬送すると、撮像カメラセット3、検査セット1の搬送を終了する。通信/電源ケーブル11はガンマ線等の放射線遮蔽/防護被覆処理が施されている。   The transfer robot 5 includes an inspection set 1, an imaging camera set 3, an electromagnet attracting member 10, and the like. The transfer robot 5 is connected to an external control computer 7 by a communication / power cable 11 in the embodiment, and is transferred along the wall surface 9 in response to a remote control command from the control computer 7 and inspected at an inspection target position. When the set 1 is conveyed, the conveyance of the imaging camera set 3 and the inspection set 1 is finished. The communication / power cable 11 is subjected to radiation shielding / protective coating treatment such as gamma rays.

上記検査システムでは、壁面9上を制御コンピュータ7の制御により搬送ロボット5を自走させながら、撮像カメラセット3で壁面9を画像表示し、この画像により遠隔操作目視検査を行うことができる。そして、この遠隔目視検査により壁面9に亀裂等の欠陥が検出された場合は、その原因調査、対策、復旧等のためにさらに亀裂等の検査対象13に対する詳細な検査のため検査セット1が使用される。制御コンピュータ7は、搬送ロボット5の移動制御、検査セット1、撮像カメラセット3、電磁石式吸着部材10の作動を制御する。   In the above inspection system, the image of the wall surface 9 can be displayed by the imaging camera set 3 while the transport robot 5 is self-running on the wall surface 9 under the control of the control computer 7, and the remote operation visual inspection can be performed using this image. When a defect such as a crack is detected on the wall surface 9 by this remote visual inspection, the inspection set 1 is used for a detailed inspection of the inspection target 13 such as a crack for the cause investigation, countermeasure, recovery, etc. Is done. The control computer 7 controls the movement of the transfer robot 5, the operation of the inspection set 1, the imaging camera set 3, and the electromagnet attracting member 10.

図2、図3を参照して、検査セット1は、検査対象に放射線として電子線を照射する放射線源15と、検査対象13から放出される特性X線(蛍光X線)を検出するX線検出器17とを備える。検査セット1は、放射線源15と検査対象13とを同一真空空間19内に密封する密封装置21と、密封装置21内を真空排気する真空排気装置23と、排水装置24と、を付随して備える。   2 and 3, the examination set 1 includes a radiation source 15 that irradiates an examination object with an electron beam as radiation, and an X-ray that detects characteristic X-rays (fluorescence X-rays) emitted from the examination object 13. And a detector 17. The inspection set 1 includes a sealing device 21 that seals the radiation source 15 and the inspection target 13 in the same vacuum space 19, a vacuum exhaust device 23 that exhausts the inside of the sealing device 21, and a drain device 24. Prepare.

放射線源15は制御コンピュータ7の制御により通信/電源ケーブル11を介して作動電源25から作動電源が供給される。   The radiation source 15 is supplied with operating power from the operating power supply 25 via the communication / power cable 11 under the control of the control computer 7.

X線検出器17は制御コンピュータ7の制御により通信/電源ケーブル11を介して作動電源25の供給を受けると共に検出出力を制御コンピュータ7に出力する。   The X-ray detector 17 receives the operation power supply 25 via the communication / power cable 11 under the control of the control computer 7 and outputs a detection output to the control computer 7.

密封装置21は排水/予備排気室21aと、本排気室21bと、開閉扉21cとを有する。   The sealing device 21 includes a drainage / preliminary exhaust chamber 21a, a main exhaust chamber 21b, and an open / close door 21c.

排水装置24は、通信/電源ケーブル11から作動電源25の供給を受けると共に通信/電源ケーブル11から制御コンピュータ7の制御を受けて密封装置21内の排水/予備排気室21aを排水する。   The drainage device 24 receives the operation power supply 25 from the communication / power cable 11 and drains the drainage / preliminary exhaust chamber 21 a in the sealing device 21 under the control of the control computer 7 from the communication / power cable 11.

真空排気装置23は通信/電源ケーブル11から作動電源25の供給を受けると共に通信/電源ケーブル11から制御コンピュータ7の制御を受けて密封装置21内を真空排気する。真空排気装置23は電磁弁23a,23bで排水/予備排気室21aと、本排気室21bとにつながり、電磁弁23a,23bが閉じて、排水/予備排気室21a内が排水装置24で排水され、電磁弁23aが閉じ、電磁弁23bが開いて排水/予備排気室21aが真空排気され、電磁弁23aが開いて、電磁弁23bが閉じて本排気室21bが真空排気される。   The vacuum evacuation device 23 receives supply of the operating power supply 25 from the communication / power cable 11 and evacuates the sealing device 21 under the control of the control computer 7 from the communication / power cable 11. The vacuum exhaust device 23 is connected to the drain / preliminary exhaust chamber 21a and the main exhaust chamber 21b by electromagnetic valves 23a and 23b, the electromagnetic valves 23a and 23b are closed, and the drain / preliminary exhaust chamber 21a is drained by the drain device 24. The electromagnetic valve 23a is closed, the electromagnetic valve 23b is opened, the drainage / preliminary exhaust chamber 21a is evacuated, the electromagnetic valve 23a is opened, the electromagnetic valve 23b is closed, and the main exhaust chamber 21b is evacuated.

密封装置21には真空シール27が装着されている。この真空シール27はゴム製真空シールや磁性流体真空シールを設けることができる。   A vacuum seal 27 is attached to the sealing device 21. The vacuum seal 27 can be provided with a rubber vacuum seal or a magnetic fluid vacuum seal.

電磁石式吸着部材10は、通信/電源ケーブル11を介して制御コンピュータ7から通電制御され、通電により壁面9に搬送ロボット5を吸着させる。この通電の大小制御により、壁面9に対する搬送ロボット5の吸着力を制御することができるようになっている。搬送ロボット5の壁面9への吸着形態は、上記電磁石式吸着部材10に限定されず、他の吸着形態も含む。電磁石式吸着部材10は耐熱、耐油、耐酸性、耐圧性、耐放射線性の弾性部材の内部に電磁石を備えたものであり、弾性圧縮、弾性復元が可能になっている。電磁石に対する制御コンピュータ7からの制御信号により磁力が可変になっている。   The electromagnet attracting member 10 is energized and controlled by the control computer 7 via the communication / power cable 11 and attracts the transport robot 5 to the wall surface 9 by energization. With this magnitude control of energization, the suction force of the transfer robot 5 on the wall surface 9 can be controlled. The attracting form on the wall surface 9 of the transfer robot 5 is not limited to the electromagnet attracting member 10 and includes other attracting forms. The electromagnet attracting member 10 is provided with an electromagnet inside a heat resistant, oil resistant, acid resistant, pressure resistant, and radiation resistant elastic member, and is capable of elastic compression and elastic recovery. The magnetic force is variable by a control signal from the control computer 7 for the electromagnet.

搬送ロボット5は、検査セット1や撮像カメラセット(電子顕微鏡や光学顕微鏡類を含む)3等を搭載するための搭載台5aを有し、この搭載台5aには壁面9上を自走するための耐熱、耐油、耐酸性、耐圧性、耐放射線性の複数の前輪5bと複数の後輪5cとが装備されている。これら車輪5b,5cは電磁石式吸着部材10により壁面9に着地していて制御コンピュータ7からの遠隔指令により回転駆動制御されて搬送ロボット5を前進、後退制御可能にしていると共に、電磁石式吸着部材10により図2から図3の状態に検査セット1の後述する密封装置21を壁面9に押し付け可能になっている。   The transport robot 5 has a mounting base 5a for mounting the inspection set 1, an imaging camera set (including an electron microscope and an optical microscope) 3 and the like, and the mounting base 5a is free to run on the wall surface 9. Are equipped with a plurality of front wheels 5b and a plurality of rear wheels 5c that are heat resistant, oil resistant, acid resistant, pressure resistant, and radiation resistant. These wheels 5b and 5c are landed on the wall surface 9 by an electromagnetic attracting member 10 and are rotationally driven and controlled by a remote command from the control computer 7 so that the transport robot 5 can be controlled to move forward and backward, and an electromagnetic attracting member. 10, the sealing device 21 (to be described later) of the inspection set 1 can be pressed against the wall surface 9 in the state shown in FIGS.

密封装置21は図2の状態では、開閉扉21cで分断された真空排気室21aと予備排気室21bとを有している。そして、搬送ロボット5により予備排気室21aが壁面9に図3の状態に押し付けられると、排水/予備排気室21aが排水装置24で排水され、次いで真空排気装置23で予備排気され、この予備排気が完了すると、真空排気室21aが真空排気され、予備排気室21aと真空排気室21aとが共に真空排気されると、両排気室21a,21b間の開閉扉21cが開く。こうして、真空排気室21aと予備排気室21bとが連通し、検査対象13と検査セット1とが同一真空空間19に真空密封された状態を得ることができる。   In the state of FIG. 2, the sealing device 21 has a vacuum exhaust chamber 21a and a preliminary exhaust chamber 21b separated by an opening / closing door 21c. When the preliminary exhaust chamber 21a is pressed against the wall surface 9 by the transfer robot 5 in the state shown in FIG. 3, the drainage / preliminary exhaust chamber 21a is drained by the drainage device 24 and then preliminary exhausted by the vacuum exhaust device 23. Is completed, the evacuation chamber 21a is evacuated, and when both the preliminary evacuation chamber 21a and the evacuation chamber 21a are evacuated, the open / close door 21c between the two evacuation chambers 21a and 21b is opened. In this way, it is possible to obtain a state in which the vacuum exhaust chamber 21a and the preliminary exhaust chamber 21b communicate with each other and the inspection target 13 and the inspection set 1 are vacuum-sealed in the same vacuum space 19.

この密封装置21の動作のため、密封装置21は壁面9に沿うカバー形状で構成されていて、排水および真空排気時には、上記により密封装置21が壁面9に押し付けられ、真空シール27のシール作用で密封装置21と壁面9との隙間が密封された状態となり、この状態で上記排水および真空排気が行われることで密封装置21内が真空状態とされる。また、密封装置21はカバー形状に限定する趣旨ではない。なお、壁面9内側に排水対象が無い場合は上記排水動作は行われない。もちろん、検査対象位置に水等が存在しない場合では、排水装置24を装備する必要は必ずしもない。   Due to the operation of the sealing device 21, the sealing device 21 is configured in a cover shape along the wall surface 9, and when draining and evacuating, the sealing device 21 is pressed against the wall surface 9 as described above. The gap between the sealing device 21 and the wall surface 9 is sealed, and the drainage and evacuation are performed in this state, whereby the sealing device 21 is evacuated. Further, the sealing device 21 is not limited to the cover shape. In addition, when there is no drainage target inside the wall surface 9, the drainage operation is not performed. Of course, when there is no water or the like at the inspection target position, it is not always necessary to equip the drainage device 24.

図4で示すように放射線源15は、陰極15a表面に電界放射により電子放出するナノ炭素膜15bを設けた電界放射型の電子エミッタ15Aから構成されている。放射線源15は、さらに、同一ケース15c内に電子線引出/集束電極15d,電子線集束電極15e、電子線加速電極15fを有する。 これら電子エミッタ15A、電子線加速集束器としての電極15d−15fは制御コンピュータ7の制御下、電源5から電圧印加を制御される。   As shown in FIG. 4, the radiation source 15 includes a field emission type electron emitter 15A provided with a nano carbon film 15b that emits electrons by field emission on the surface of the cathode 15a. The radiation source 15 further includes an electron beam extraction / focusing electrode 15d, an electron beam focusing electrode 15e, and an electron beam acceleration electrode 15f in the same case 15c. The application of voltage to the electron emitter 15A and the electrodes 15d-15f as the electron beam accelerating concentrator is controlled by the power source 5 under the control of the control computer 7.

ナノ炭素膜15bはカーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、カーボンナノファイバー、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスダイヤモンド、結晶性ダイヤモンド、グラファィト、フラーレン、針状炭素膜等、微細なnmオーダーの突起を有するものである。放射線源15では、電子線加速電極15fを接地電位にした状態で陰極15aに電源25から直流負電圧を印加すると共に各電極15d−15fで電子エミッタ15Aから検査対象13に電子線を加速照射するように構成されている。   The nanocarbon film 15b has fine projections in the order of nm, such as carbon nanotubes, carbon nanowalls, carbon nanofibers, diamond-like carbon, amorphous diamond, crystalline diamond, graphite, fullerene, and acicular carbon films. In the radiation source 15, a negative DC voltage is applied from the power source 25 to the cathode 15a with the electron beam acceleration electrode 15f at the ground potential, and the electron beam 15d is acceleratedly irradiated from the electron emitter 15A to the inspection object 13 by each electrode 15d-15f. It is configured as follows.

壁面9における亀裂等の検査対象13は電子線の照射を受けると、特性X線を発生する。特性X線は元素の原子核を取り巻く内殻電子の遷移により発生するX線であり、元素に固有の幾つかの波長(エネルギ)としてあらわれる。この特性X線の波長と強度とを含むスペクトル測定でX線分析を行う。この測定には各種方式のものがあり、その1つにエネルギ分散型(EDS)がある。X線検出器17には、Si(Li)検出器やシリコンドリフト検出器などの半導体検出器がある。このX線検出器17に入射したX線はそのエネルギに比例した数の電子−正孔対を作るので、これを電流として取り出し、測定することで入射したX線のエネルギを知ることができる。制御コンピュータ7は、X線検出器17から送信されるX線検出信号から材料検査を行う。この材料検査は周知であり詳細しない。   When the inspection target 13 such as a crack in the wall surface 9 is irradiated with an electron beam, characteristic X-rays are generated. Characteristic X-rays are X-rays generated by the transition of inner-shell electrons surrounding an element nucleus, and appear as several wavelengths (energy) inherent to the element. X-ray analysis is performed by spectrum measurement including the wavelength and intensity of this characteristic X-ray. There are various types of measurement, one of which is an energy dispersive type (EDS). The X-ray detector 17 includes a semiconductor detector such as a Si (Li) detector or a silicon drift detector. Since the X-rays incident on the X-ray detector 17 make a number of electron-hole pairs proportional to the energy, the energy of the incident X-rays can be known by taking out and measuring the number of electron-hole pairs. The control computer 7 performs material inspection from the X-ray detection signal transmitted from the X-ray detector 17. This material inspection is well known and will not be described in detail.

以上の構成を備えた検査システムの動作を説明すると、作業員は、制御コンピュータ7を操作して壁面9上に沿って搬送ロボット5を移動させると共に撮像カメラセット3を作動させて壁面9を撮像し、制御コンピュータ7の表示画面上にその撮像画面を表示する。そして、検査対象13に外観目視検査で亀裂等が存在している疑いがあると判明すると、検査セット1を作動させ、検査セット1の放射線源15から電子線を検査対象13に照射する。検査対象13から特性X線が発生し、この特性X線がX線検出器17で検出され、その検出出力が制御コンピュータ7に送られる。制御コンピュータ7ではその検出出力から検査対象13内部のX線分析画像を表示する。作業員はこのX線分析画像から検査対象13の材料検査を実施する。   The operation of the inspection system having the above configuration will be described. An operator operates the control computer 7 to move the transfer robot 5 along the wall surface 9 and activate the imaging camera set 3 to image the wall surface 9. Then, the imaging screen is displayed on the display screen of the control computer 7. Then, when it is determined that there is a suspicion that a crack or the like exists in the inspection target 13 by visual inspection, the inspection set 1 is operated, and the inspection target 13 is irradiated with an electron beam from the radiation source 15 of the inspection set 1. Characteristic X-rays are generated from the inspection object 13, the characteristic X-rays are detected by the X-ray detector 17, and the detection output is sent to the control computer 7. The control computer 7 displays an X-ray analysis image inside the inspection object 13 from the detection output. The worker performs material inspection of the inspection object 13 from the X-ray analysis image.

(実施の形態2)
図5ないし図9に本発明の実施の形態2に係る検査システムを示す。これらの図で図1ないし図4と対応ないし類似する部分には同一の符号を付している。図5は図2に対応する実施の形態2の検査システムの構成を示す図、図6はX線管の断面図、図7はX線管の要部の外観を拡大して示す図である。図8はX線管の動作を説明するための図、図9はX線管から照射するX線の直径を可変にする構成を示す図である。実施の形態2では、X線検査のため、放射線源がX線を照射するX線管により構成されている。
(Embodiment 2)
5 to 9 show an inspection system according to Embodiment 2 of the present invention. In these figures, parts corresponding to or similar to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. 5 is a diagram showing the configuration of the inspection system according to the second embodiment corresponding to FIG. 2, FIG. 6 is a cross-sectional view of the X-ray tube, and FIG. 7 is an enlarged view of the appearance of the main part of the X-ray tube. . FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the X-ray tube, and FIG. 9 is a diagram showing a configuration in which the diameter of the X-ray irradiated from the X-ray tube is variable. In the second embodiment, the radiation source is configured by an X-ray tube that emits X-rays for X-ray inspection.

図5で示すように、実施の形態2の検査システムは、検査セット1と、撮像カメラセット3と、搬送ロボット5と、電磁石式吸着部材10と、制御コンピュータ7と、密封装置21と、排水装置24と、気圧制御装置26と、を備える。   As shown in FIG. 5, the inspection system of the second embodiment includes an inspection set 1, an imaging camera set 3, a transfer robot 5, an electromagnet attracting member 10, a control computer 7, a sealing device 21, and drainage. The apparatus 24 and the atmospheric | air pressure control apparatus 26 are provided.

そして、この検査セット1は、X線管15Bにより構成されている。検査システムの作動時には、排水/予備気圧制御室21aが排水装置24で排水され気圧制御装置26で気圧制御された後、本気圧制御室21bが気圧制御され、排水/予備気圧制御室21aと本気圧制御室21bが共に同一気圧に制御されると、両室21a,21b間の開閉扉21cが開く。こうして、密封装置21内空間の気圧が例えば大気圧に制御される。なお、上記密封装置21は、検査対象13の検査位置の気圧(水圧等)が高い場合に、検査セット1を例えば大気圧等の気圧に維持するために用いて好ましく、検査対象13の検査位置の気圧が例えば大気圧であれば、必ずしも必要とするものではない。また、密封装置21は、検査対象13の検査位置に水等が存在する場合に、防水するために密封装置21を用いることができるが、検査セット1等を防水構造とすれば、必ずしも必要とするものではない。   And this test | inspection set 1 is comprised by X-ray tube 15B. At the time of operation of the inspection system, the drainage / preliminary pressure control chamber 21a is drained by the drainage device 24 and controlled by the pressure control device 26, and then the main pressure control chamber 21b is controlled by the atmospheric pressure. When the atmospheric pressure control chamber 21b is controlled to the same atmospheric pressure, the open / close door 21c between the chambers 21a and 21b is opened. Thus, the atmospheric pressure in the space inside the sealing device 21 is controlled to, for example, atmospheric pressure. The sealing device 21 is preferably used for maintaining the inspection set 1 at a pressure such as atmospheric pressure when the pressure (water pressure or the like) at the inspection position of the inspection object 13 is high. If the atmospheric pressure is, for example, atmospheric pressure, it is not always necessary. In addition, the sealing device 21 can be used for waterproofing when water or the like is present at the inspection position of the inspection object 13, but is necessarily required if the inspection set 1 or the like has a waterproof structure. Not what you want.

図6ないし図8を参照して、X線管15Bは真空管33の構成とされ、X線照射方向線L1方向に長手の円筒直管からなり内部が真空とされており、当該内部に軸状陽極28、環状電子エミッタ29、電子遮蔽部材31を備える。真空管33のX線照射方向側の管壁面にX線透過可能な薄膜からなるX線導出窓33aが設けられている。   6 to 8, the X-ray tube 15B is configured as a vacuum tube 33. The X-ray tube 15B is a cylindrical straight tube that is long in the direction of the X-ray irradiation direction line L1, and the inside is evacuated. An anode 28, an annular electron emitter 29, and an electron shielding member 31 are provided. An X-ray derivation window 33a made of a thin film capable of transmitting X-rays is provided on the tube wall surface of the vacuum tube 33 on the X-ray irradiation direction side.

軸状陽極28はX線照射方向線L1方向に直線的に延びるように配置されている。軸状陽極28の先端部である陽極先端部28aのX線照射方向線L1と同軸前方にX線導出窓33aが位置している。   The axial anode 28 is arranged so as to extend linearly in the X-ray irradiation direction line L1. An X-ray derivation window 33a is positioned in front of the X-ray irradiation direction line L1 of the anode tip 28a, which is the tip of the axial anode 28.

軸状陽極28の先端部は円錐斜面28a2形状をなし電子線衝突によりX線が発生する陽極先端部28aとなる。ターゲット材料は特に限定しない。軸状陽極28の陽極先端部28aの後部側は熱容量が大きくかつ先端部28aでの発生熱を導熱する導熱部28bとなり、また導熱部28bの後部側に図示略の通信/電源ケーブル11が接続され高電圧が印加可能となっている。   The tip of the axial anode 28 has a conical slope 28a2 shape, and becomes an anode tip 28a where X-rays are generated by electron beam collision. The target material is not particularly limited. The rear side of the anode tip portion 28a of the shaft-like anode 28 has a large heat capacity and becomes a heat conducting portion 28b that conducts heat generated at the tip portion 28a, and a communication / power cable 11 (not shown) is connected to the rear side of the heat conducting portion 28b. Thus, a high voltage can be applied.

陽極先端部28aは、頂部28a1がX線照射方向線L1上に位置し円錐中心線がX線照射方向線L1に一致する円錐形状をなし、その円錐斜面28a2は、X線照射方向線L1に対して所定角度の斜面である。   The anode tip portion 28a has a conical shape in which the top portion 28a1 is located on the X-ray irradiation direction line L1 and the cone center line coincides with the X-ray irradiation direction line L1, and the conical slope 28a2 is in the X-ray irradiation direction line L1. On the other hand, the slope has a predetermined angle.

環状電子エミッタ29は、陽極先端部28aのX線照射方向線周りを環状に囲み環状陰極29aの外周面にナノ炭素膜29bを設けて構成されている。   The annular electron emitter 29 is configured by surrounding the X-ray irradiation direction line of the anode tip portion 28a annularly and providing a nanocarbon film 29b on the outer peripheral surface of the annular cathode 29a.

ナノ炭素膜29bはカーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、カーボンナノファイバー、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスダイヤモンド、結晶性ダイヤモンド、グラファィト、フラーレン、針状炭素膜等、微細なnmオーダーの突起を有するものである。   The nanocarbon film 29b has fine nanometer-order protrusions such as carbon nanotubes, carbon nanowalls, carbon nanofibers, diamond-like carbon, amorphous diamond, crystalline diamond, graphite, fullerene, and acicular carbon film.

環状電子エミッタ29は、陽極先端部28aとの間の電界印加により電界放射して半径方向内側の陽極先端部28aに向けて電子を放出する。上記電界印加は、陽極先端部28aに例えば電源25から高電位を印加することにより行われる。電位の印加形態は各種あり、本実施の形態は特に限定されない。   The annular electron emitter 29 emits electrons toward the anode tip portion 28a radially inward by emitting an electric field by applying an electric field to the anode tip portion 28a. The electric field is applied by applying a high potential from the power source 25 to the anode tip 28a, for example. There are various potential application modes, and this embodiment mode is not particularly limited.

例えば電源を制御コンピュータ7で制御されるパルス電源で構成し、この制御コンピュータ7の制御でパルス電源から陽極先端部28aに極短パルスを印加してもよい。例えばターゲットに正パルス状電圧+V、環状電子エミッタ29に正パルス状電圧+Vと同期してこの正パルス状電圧+Vと絶対値が同じ大きさの負パルス状電圧−Vを印加するようにしてパルス電源の電圧の大きさを半分に制御可能としてもよい。このパルス状電圧の波形は矩形状波でもよいし、鋸歯状波でもよいし、その他の波形形状でもよい。   For example, the power source may be a pulse power source controlled by the control computer 7, and an extremely short pulse may be applied from the pulse power source to the anode tip 28 a under the control of the control computer 7. For example, a pulse is generated by applying a positive pulse voltage + V to the target and a negative pulse voltage −V having the same absolute value as the positive pulse voltage + V in synchronization with the positive pulse voltage + V to the annular electron emitter 29. The magnitude of the power supply voltage may be controlled in half. The waveform of the pulse voltage may be a rectangular wave, a sawtooth wave, or other waveform shapes.

電子遮蔽部材31は、環状電子エミッタ29のX線照射方向両側に配置されて環状電子エミッタ29が放出する電子のうち軸方向両側方向への電子を遮蔽する電子遮蔽部材であり、X線照射方向両側一対の環状板部31a,31bと両環状板部31a,31bを連設する円筒部31cとを備える。この環状板部31a,31bの内径は、環状電子エミッタ29の内径より小径になっている。電子遮蔽部材31は環状電子エミッタ29と同電位または略同電位が印加される。   The electron shielding member 31 is an electron shielding member that is arranged on both sides of the annular electron emitter 29 in the X-ray irradiation direction and shields electrons emitted from the annular electron emitter 29 in both axial directions. A pair of annular plate portions 31a and 31b on both sides and a cylindrical portion 31c connecting the both annular plate portions 31a and 31b are provided. The inner diameters of the annular plate portions 31 a and 31 b are smaller than the inner diameter of the annular electron emitter 29. The electron shielding member 31 is applied with the same or substantially the same potential as the annular electron emitter 29.

陽極先端部28aに高パルス状電圧が印加されると、陽極先端部28aと環状電子エミッタ29との間に高電界が印加される。これによって環状電子エミッタ29から陽極先端部28aに向けて電子が電界放射により放出され、この放出した電子が陽極先端部28aの円錐斜面28a2に衝突する。   When a high pulse voltage is applied to the anode tip portion 28 a, a high electric field is applied between the anode tip portion 28 a and the annular electron emitter 29. As a result, electrons are emitted from the annular electron emitter 29 toward the anode tip portion 28a by field emission, and the emitted electrons collide with the conical slope 28a2 of the anode tip portion 28a.

円錐斜面28a2に電子が衝突すると、該円錐斜面28aからX線が発生する。このX線はX線照射方向線L1方向に直進し、X線導出窓33aから窓外の溶接部等の検査対象13をスポット状に照射する。   When electrons collide with the conical slope 28a2, X-rays are generated from the conical slope 28a. This X-ray goes straight in the X-ray irradiation direction line L1, and irradiates the inspection target 13 such as a welded portion outside the window in a spot shape from the X-ray derivation window 33a.

この場合、環状電子エミッタ29から放出した電子を電子遮蔽部材31で遮蔽することにより電子を陽極先端部28aに衝突させるが、このとき環状板部31a,31bの対向距離や内径を調整することにより電子を破線で示す軌道の電子を遮蔽し実線で示す軌道の電子のみを陽極先端部28aに広がりが狭い電子線として衝突させる。したがって、電子遮蔽部材31の環状板部31a,31bの内径を環状電子エミッタ29の内径よりさらに小径することにより、環状電子エミッタ29から放出する電子を、より広がりが狭い電子線として陽極先端部28aに衝突させることができる。   In this case, the electrons emitted from the annular electron emitter 29 are shielded by the electron shielding member 31 to cause the electrons to collide with the anode tip portion 28a. At this time, by adjusting the facing distance and the inner diameter of the annular plate portions 31a and 31b. The electrons in the trajectory indicated by the broken line are shielded, and only the electrons in the trajectory indicated by the solid line collide with the anode tip portion 28a as a narrow electron beam. Therefore, by making the inner diameters of the annular plate portions 31a and 31b of the electron shielding member 31 smaller than the inner diameter of the annular electron emitter 29, the electrons emitted from the annular electron emitter 29 are converted into electron beams having a narrower spread as the anode tip portion 28a. Can collide with.

これにより陽極先端部28aの円錐斜面28a2から発生するX線束の束径を小さく絞り込み可能とし、検査対象13に対してX線照射スポットの形態でX線を照射することができる。   As a result, the bundle diameter of the X-ray bundle generated from the conical slope 28a2 of the anode tip 28a can be narrowed down, and X-rays can be irradiated to the inspection object 13 in the form of an X-ray irradiation spot.

また、陽極先端部28aの円錐斜面28a2の角度を調整することにより、陽極先端部28aの円錐斜面28a2に衝突する電子線のビーム径が同じでも、陽極先端部28aの円錐斜面28a2から発生するX線束の束径をより小さく絞り込み可能としている。   Further, by adjusting the angle of the conical slope 28a2 of the anode tip portion 28a, even if the beam diameter of the electron beam colliding with the conical slope 28a2 of the anode tip portion 28a is the same, X generated from the conical slope 28a2 of the anode tip portion 28a. The bundle diameter of the wire bundle can be narrowed down.

図9を参照して、環状電子エミッタ29と電子遮蔽部材31とを図9(a)の位置d11にセットすることによりX線束の束径は第1の束径D1に、図9(b)の位置d12にセットすることによりX線束の束径は第2の束径D2(<D1)に、図9(c)の位置d13にセットすることによりX線束の束径は第3の束径D3(<D2)に、それぞれ設定することができる。これにより、検査対象13に対してのX線照射スポット49を任意のスポット径に調整することができる。   Referring to FIG. 9, the bundle diameter of the X-ray bundle is set to the first bundle diameter D1 by setting the annular electron emitter 29 and the electron shielding member 31 at the position d11 in FIG. 9A, and FIG. The bundle diameter of the X-ray bundle is set to the second bundle diameter D2 (<D1) by setting at the position d12, and the bundle diameter of the X-ray bundle is set to the third bundle diameter by setting at the position d13 in FIG. 9C. Each can be set to D3 (<D2). Thereby, the X-ray irradiation spot 49 with respect to the test object 13 can be adjusted to an arbitrary spot diameter.

以上の構成を備えた実施の形態2の検査システムの動作を説明すると、作業員は、制御コンピュータ7を操作して壁面9上を搬送ロボット5を移動させると共に撮像カメラセット3を作動させて壁面内を撮像し、制御コンピュータ7の表示画面上にその撮像画面を表示する。そして、検査対象13に溶接部の溶接裏波か欠陥かの疑わしい箇所が存在すると外観目視検査で判明すると、検査セット1を作動させ、検査セット1の電子エミッタ29から陽極先端部28aに電子線を照射して陽極先端部28aから発生するX線を検査対象13に照射する。X線は検査対象13を透過しその背後のX線フィルム26に照射される。作業員は透過X線が照射されたX線フィルムを用いて検査対象13のX線検査を実施してその欠陥の解明を行う。   The operation of the inspection system of the second embodiment having the above configuration will be described. An operator operates the control computer 7 to move the transfer robot 5 on the wall surface 9 and operates the imaging camera set 3 to move the wall surface. The inside is imaged, and the imaging screen is displayed on the display screen of the control computer 7. Then, when it is found by visual inspection that there is a suspicious portion of the weld back of the welded portion or a defect in the inspection target 13, the inspection set 1 is activated, and an electron beam is passed from the electron emitter 29 of the inspection set 1 to the anode tip 28a. And the inspection object 13 is irradiated with X-rays generated from the anode tip portion 28a. The X-rays pass through the inspection object 13 and are irradiated to the X-ray film 26 behind it. An operator carries out an X-ray inspection of the inspection object 13 using an X-ray film irradiated with transmitted X-rays, and clarifies the defect.

図10にさらに本発明の実施の形態3を説明すると、この実施の形態3では、陽極先端部28aからのX線を検査対象を透過させるのではなく反射させる。この反射X線をX線CCDカメラ32等で検出するようにしている。こうした場合では、壁面9の壁厚が厚い場合では、X線を透過させず、反射させることにより、検査対象13をより容易にX線検査することができるようになる。   FIG. 10 further describes Embodiment 3 of the present invention. In Embodiment 3, X-rays from the anode tip portion 28a are reflected rather than transmitted through the inspection object. This reflected X-ray is detected by an X-ray CCD camera 32 or the like. In such a case, when the wall thickness of the wall surface 9 is thick, the X-ray is not transmitted but reflected so that the inspection target 13 can be inspected more easily.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various changes or modifications within the scope described in the claims.

図1は本発明の実施の形態1に係る検査システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection system according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は上記検査システムにおいて搬送ロボットに搭載した検査セットを示し特に密封装置が配管内壁に押し付けられていない状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an inspection set mounted on the transfer robot in the above inspection system, in particular, a state where the sealing device is not pressed against the inner wall of the pipe. 図3は図2に対応し特に密封装置が配管内壁に押し付けられている状態を示す断面図である。FIG. 3 corresponds to FIG. 2 and is a sectional view showing a state in which the sealing device is pressed against the inner wall of the pipe. 図4は上記密封装置内に配置した放射線源の概略構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation source arranged in the sealing device. 図5は実施の形態2に係る検査システムの概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the inspection system according to the second embodiment. 図6は実施の形態2に用いる放射線源の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a radiation source used in the second embodiment. 図7は図6の放射線源の一部を破断して示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a part of the radiation source of FIG. 図8は図6の放射線源の動作を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the radiation source of FIG. 図9はX線束の束径を任意に絞り込む構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration for arbitrarily narrowing the bundle diameter of the X-ray bundle. 図10は実施の形態3に用いる検査システムの概略構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection system used in the third embodiment. 図11は原子炉容器と炉内構造物と配管とを部分的に示す図である。FIG. 11 is a diagram partially showing the reactor vessel, the reactor internal structure, and the piping.

符号の説明Explanation of symbols

1 検査セット
3 撮像カメラセット
5 搬送ロボット
5a 搭載台
5b 前輪
5c 後輪
7 制御コンピュータ
9 壁面
10 電磁石式吸着部材
11 通信/電源ケーブル
13 検査対象
15 放射線源
17 X線検出器
19 真空空間
21 密封装置
23 真空排気装置
24 排水装置
25 電源
27 真空シール
28 軸状陽極
29 環状電子エミッタ
31 電子遮蔽部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection set 3 Imaging camera set 5 Transfer robot 5a Mount stand 5b Front wheel 5c Rear wheel 7 Control computer 9 Wall surface 10 Electromagnetic adsorption member 11 Communication / power cable 13 Inspection object 15 Radiation source 17 X-ray detector 19 Vacuum space 21 Sealing device 23 Vacuum exhaust device 24 Drainage device 25 Power supply 27 Vacuum seal 28 Axial anode 29 Annular electron emitter 31 Electron shielding member

Claims (10)

搬送ロボットに搭載されて移動制御が可能な検査セットと、遠隔位置から検査セットの操作を制御する制御コンピュータとを含み、
上記検査セットは、真空管内部に、X線照射方向線上に錐形に延びる陽極先端部と、この陽極先端部を環状に囲む電界放射型の環状電子エミッタと、上記環状電子エミッタに対して少なくともそのX線照射方向の両側に配置された電子遮蔽部材とを備え、陽極先端部前方の真空管の管壁にX線透過可能な薄膜からなるX線導出窓を備えた、ことを特徴とする検査システム。
An inspection set mounted on the transfer robot and capable of movement control, and a control computer for controlling the operation of the inspection set from a remote location;
The inspection set includes an anode tip extending in a conical shape on the X-ray irradiation direction line, a field emission-type annular electron emitter surrounding the anode tip in a ring shape, and at least the annular electron emitter with respect to the annular electron emitter. An inspection system comprising: an electron shielding member disposed on both sides in the X-ray irradiation direction ; and an X-ray extraction window made of a thin film capable of transmitting X-rays on the tube wall of the vacuum tube in front of the anode tip portion .
上記環状電子エミッタは、環状陰極表面に電界放射により電子線を放射線として放出するナノ炭素膜を設けてなるものである、ことを特徴とする請求項に記載の検査システム。 The inspection system according to claim 1 , wherein the annular electron emitter is provided with a nanocarbon film that emits an electron beam as radiation by electric field radiation on the annular cathode surface. 上記陽極先端部後部に導熱部を備えた、ことを特徴とする請求項に記載の検査システム。 Inspection system according to claim 1, characterized with a heat-conducting element to the rear the anode tip end part, that. 上記電子遮蔽部材は、X線照射方向周りを環状に配置されている、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の検査システム。 The electron shield member, the inspection system according to any one of claims 1 to 3 around the X-ray irradiation direction are arranged annularly, it is characterized. 上記電子遮蔽部材は、環状電子エミッタの内径より小径の内径を有した環状板構造を有する、ことを特徴とする請求項に記載の検査システム。 The inspection system according to claim 4 , wherein the electron shielding member has an annular plate structure having an inner diameter smaller than an inner diameter of the annular electron emitter. 上記電子遮蔽部材は、環状電子エミッタのX線照射方向両側を該X線照射方向周りを環状に配置されかつ環状電子エミッタの内径より小径の内径を有する一対の環状板部を備える、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の検査システム。 The electron shielding member includes a pair of annular plate portions that are arranged annularly around the X-ray irradiation direction on both sides of the annular electron emitter in the X-ray irradiation direction and have an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular electron emitter. The inspection system according to any one of claims 1 to 3 . 上記環状電子エミッタと電子遮蔽部材とが一体に上記陽極先端部に対してX線照射方向前後に移動可能になっている、ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の検査システム。 The inspection system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the annular electron emitter and the electron shielding member are integrally movable back and forth in the X-ray irradiation direction with respect to the anode tip. . 上記検査セットを、検査対象と共に同一空間内に密封装置で覆うと共に該密封装置内部空間の気圧の制御を可能とした、ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の検査システム。 The inspection system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the inspection set is covered with a sealing device in the same space together with an inspection target, and the pressure inside the sealing device internal space can be controlled. 陽極先端部から放射したX線を、検査対象を透過させると共にこの透過したX線(透過X線)を検出する、ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の検査システム。 Inspection system according to any one of claims 1 to 8 X-rays emitted from the anode tip, detects the transmitted X-rays with which transmits the test object (transmission X-rays), characterized in that. 陽極先端部から放射したX線を検査対象で反射させると共にこの反射したX線(反射X線)を検出する、ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の検査システム。 Inspection system according to any one of claims 1 to 8 to detect the reflected X-rays with reflecting X-rays radiated from the anode tip in the test object (reflection X-ray), characterized in that.
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