JP2004239731A - 放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法 - Google Patents
放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線をより高感度で検出することにより、被検体を破壊することなくより短時間で検査することが可能な放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法である。
【解決手段】放射線非破壊検査装置１は、被検体２に放射線Ｅを照射する放射線源３と、被検体２を透過した放射線Ｅを検出する放射線検出器４とを具備する。放射線検出器４は、被検体２を透過した放射線Ｅを受けて赤色領域の可視光を発生させる赤色タイプの蛍光体１４と、この蛍光体１４により発生した可視光を伝送しかつ蛍光体１４を透過した放射線Ｅを吸収する光学素子１５と、この光学素子１５により伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより被検体２の画像情報を得る受光素子１６とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】放射線非破壊検査装置１は、被検体２に放射線Ｅを照射する放射線源３と、被検体２を透過した放射線Ｅを検出する放射線検出器４とを具備する。放射線検出器４は、被検体２を透過した放射線Ｅを受けて赤色領域の可視光を発生させる赤色タイプの蛍光体１４と、この蛍光体１４により発生した可視光を伝送しかつ蛍光体１４を透過した放射線Ｅを吸収する光学素子１５と、この光学素子１５により伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより被検体２の画像情報を得る受光素子１６とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線を検出することにより被検体を破壊することなく検査する放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線やγ線等の放射線が被検体を透過する際、被検体を構成する物質の種類や物体の形状により物体に吸収されあるいは散乱される放射線の波長や量等の条件が異なる。
【０００３】
このため、従来、被検体を破壊せずに内部の状態を測定するラジオグラフィないし非破壊放射線撮影法として、例えばレントゲン写真で人体の内部の状態を診察する方法のように、物体を透過した放射線を撮影し、撮影した画像を写真、ビデオテープ、デジタルファイル等の記録媒体に記録して判定することにより物体の破損状態、物体の経年変化や動作による変化、容器状の物体内部に充填された別の物体の形状や量を把握する方法がある。
【０００４】
従来、医療診断用あるいは工業用の非破壊検査に利用される放射線非破壊検査装置は、Ｘ線源やγ線源等の放射線源とＸ線検出器やγ線検出器等の放射線検出器とを被検体を挟んで設け、被検体に照射されて透過した放射線を放射線検出器により検出して被検体の透過画像を得るものである。
【０００５】
Ｘ線検出器は、放射線増感紙とＸ線フィルムとにより構成される。そして、被検体を透過したＸ線は放射線増感紙のＸ線反応蛍光体において可視光に変換され、変換された可視光がＸ線フィルムに導かれてＸ線フィルム上の銀粒子を黒化させることにより被検体の透過画像を得るものである。
【０００６】
Ｘ線検出器のＸ線反応蛍光体としては、例えば、酸硫化ガドリニウムに賦活剤としてテルビウムを入れた材料（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等の緑色タイプの蛍光体が使用される。
【０００７】
一方、Ｘ線検出器の別の構成として、Ｘ線フィルムの代わりにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラにより構成されるものがある。ＣＣＤカメラを用いたＸ線検出器では、被検体を透過したＸ線はＸ線反応蛍光体において可視光に変換され、変換された可視光が光検出素子により電気信号としてデジタル検出される。
【０００８】
しかし、ＣＣＤカメラを用いた場合、ＣＣＤ素子の結像を得るために、ＣＣＤカメラのレンズとＸ線反応蛍光体との間に比較的長い距離が必要とされ、Ｘ線検出器の大型化に繋がり狭隘部での適用が困難であるという問題がある。
【０００９】
そこでさらに、平面型のＸ線検出器の構成として、ＣＣＤカメラの代わりにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサを設け、Ｘ線反応蛍光体において変換された可視光をＴＦＴ素子またはＣＭＯＳセンサにより電気信号に変換するものやアモルファスセレン薄膜を設けてＸ線を直接電流に変換するものがある。
【００１０】
ここで、光検出素子にエネルギの大きいＸ線が入射すると光検出素子が損傷する恐れがあるため、エネルギの大きいＸ線を用いた工業用のＸ線検出器においては、光検出素子の損傷を低減させるためにＸ線反応蛍光体と光検出素子との間にＸ線を吸収ないし散乱させるファイバオプティクスプレートが設けられる。
【００１１】
しかし、ファイバオプティクスプレートにより光検出素子の損傷が低減されるものの、逆にＸ線反応蛍光体において変換された可視光が特に赤外領域よりも短波長の領域においてファイバオプティクスプレートにより吸収されるため、Ｘ線検出器の感度の低下に繋がるという問題がある。
【００１２】
このため、３００−４００ＫｅＶの高エネルギのイリジウム等のγ線源を放射線源とする配管検査等の工業検査には、放射線反応蛍光体と工業用放射線フィルムで構成される放射線検出器を用いた放射線非破壊検査装置により放射線透過試験が行われる。
【００１３】
そして、必要に応じて被検体を撮影した工業用放射線フィルムがスキャナでデジタルラジオグラフィに変換されてデータ処理される。
【００１４】
また、工業用Ｘ線フィルムで可視光を撮影する際、撮影条件の指標としてペネトラメータが同時に撮影され、ペネトラメータを指標として配管等の被検体が検査される。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１５６４５６号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開２００２−０２２８３５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の工業用の放射線非破壊検査装置においては、工業用放射線フィルムの現像を行った後でなければ、被検体の画像を得ることができないのみならず、被検体の撮影に失敗した場合には、再度撮影が必要となるため、現場において撮影時にリアルタイムあるいは迅速に被検体を検査し、被検体の品質および機能を判断することができない。
【００１８】
また、工業用放射線フィルムとペネトラメータを用いた検査画像の判定には多くの経験が必要とされ、検査を実施できる人が限定される。このため、被検体を撮影しても判断に時間を要し、現場における効率的な被検体の検査を実施することができない。
【００１９】
一方、放射線検出器を工業用放射線フィルムの代わりに光検出素子で構成する場合には、高エネルギの放射線から光検出素子の損傷を回避させるために遮蔽用のファイバオプティクスプレート等の光学素子を設ける必要があり、放射線検出器の感度の低下に繋がるため、被検体の撮影に時間を要する。
【００２０】
さらに、工業用のみならず特に医療用で放射線非破壊検査を行う場合には、放射線検出器の感度が低く、被検体の撮影に時間がかかると被検体である患者の被曝量が増加するという問題が生じるため、放射線検出器の感度を向上させて被検体の撮影時間を短くすることが重要となる。
【００２１】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線をより高感度で検出することにより、被検体を破壊することなくより短時間で検査することが可能な放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放射線非破壊検査装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器とを具備し、この放射線検出器は、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させる赤色タイプの蛍光体と、この蛍光体により発生した可視光を伝送しかつ前記蛍光体を透過した放射線を吸収する光学素子と、この光学素子により伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得る受光素子とを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明に係る放射線非破壊検査方法は、上述の目的を達成するために、請求項１５に記載したように、被検体に放射線を照射するステップと、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させるステップと、発生させた可視光を伝送しするとともに放射線を吸収するステップと、伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得るステップとを備えることを特徴とする方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る放射線非破壊検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【００２６】
放射線非破壊検査装置１は、放射線であるＸ線Ｅを被検体の一例である配管２に向けて放射する放射線発生装置を構成する放射線源であるＸ線源３と、配管２を透過したＸ線Ｅを検出する放射線検出器としての平面検出器４とを具備する。
【００２７】
Ｘ線源３はＸ線発生装置を構成しており、Ｘ線Ｅを放射するための照射ヘッド５とこの照射ヘッド５を油冷ないし制御するための放射線コントローラの一例としてのＸ線コントローラ６と、Ｘ線コントローラ６からの高電圧印加によりＸ線を生成するＸ線管７とを具備する。このため、照射ヘッド５およびＸ線管７とＸ線コントローラ６とはフレキシブルガイドホース８により保護された油冷ホース９および電源ケーブル１０を介して接続される。Ｘ線源３の照射ヘッド５にはＸ線管７が設けられ、Ｘ線管７からＸ線Ｅが放射される。さらに、照射ヘッド５には油冷循環パイプ１１が設けられ、この油冷循環パイプ１１に油冷ホース９が接続される。
【００２８】
そして、Ｘ線源３の照射ヘッド５は、配管２の検査部位にＸ線管７を向けてＸ線Ｅを照射可能な向き及び位置で配置される一方、平面検出器４は、Ｘ線源３から配管２に照射されて透過したＸ線Ｅを検出することができる位置、すなわち配管２を挟んでＸ線源３に対向する位置に設けられる。
【００２９】
平面検出器４は容器状の遮蔽材１２の内部に電気回路１３を設けた構成である。この、電気回路１３は遮蔽材１２によりＸ線Ｅから遮蔽されて保護される。さらに、平面検出器４のＸ線源３側における所要の位置には、Ｘ線源３側から板状のシンチレータ１４、光学素子の一例であるファイバオプティックプレート（Ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｐｌａｔｅ）１５、受光素子の一例であるＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ１６が重ね合わさった状態で設けられる。
【００３０】
そして、平面検出器４のシンチレータ１４のＸ線源３側の面はＸ線検出面１７を形成し、このＸ線検出面１７がＸ線Ｅの進行方向に対して所要の角度、例えば垂直となる向きとなるように平面検出器４が配置される。
【００３１】
また、Ｘ線源３の照射ヘッド５に設けられたＸ線管７近傍にはマスク用冶具１８が移動可能に設けられる。マスク用冶具１８は例えば、所要の貫通孔あるいはスリットを有する板状あるいはブロック状の鉛シャッタにより構成される。さらに、マスク用冶具１８の貫通孔あるいはスリットのサイズは調整可能であり、このマスク用冶具１８を移動させるとともに貫通孔あるいはスリットのサイズを調整することにより、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅの領域を調節することができるように構成される。
【００３２】
尚、マスク用冶具１８が設けられる位置は、Ｘ線管７近傍に限らずＸ線Ｅの照射経路上であれば任意である。
【００３３】
さらに、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間すなわちＸ線Ｅの照射経路上には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。このペネトラメータ１９は、例えば１ｃｍ間隔のメモリを有するメジャーで構成される。そして、ペネトラメータ１９は、Ｘ線源３から配管２に向かって照射されたＸ線Ｅの一部が透過して平面検出器４において検出可能な位置に配置される。
【００３４】
次にＸ線源３の詳細構成および機能について説明する。
【００３５】
図２は、図１に示すＸ線源３の詳細構成の一例を示す正面図、図３は図２に示すＸ線コントローラ６の上面図、図４は図２に示すＸ線コントローラ６の左側面図である。
【００３６】
Ｘ線源３はＸ線Ｅを放射するための照射ヘッド５、Ｘ線管７およびＸ線コントローラ６を具備する。そして、照射ヘッド５およびＸ線管７とＸ線コントローラ６とはフレキシブルガイドホース８により保護された油冷ホース９および電源ケーブル１０を介して接続される。
【００３７】
Ｘ線源３のＸ線コントローラ６には、照射ヘッド５の運転状態を制御するための高圧電源２０が備えられる。そしてこの高圧電源２０は電源ケーブル１０を介して照射ヘッド５に接続され、遠隔から電力を負荷することにより照射ヘッド５におけるＸ線管７のオンオフ操作を行うことができるように構成される。
【００３８】
一方、照射ヘッド５からＸ線Ｅが放射される際には熱が生じて照射ヘッド５が加熱される。そこで、照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１がＸ線コントローラ６に併設される。Ｘ線コントローラ６と冷却ユニット２１は単一の樹脂カバー２２により保護されて一体化される。
【００３９】
また、Ｘ線コントローラ６に設けられた冷却ユニット２１は、ポンプ２３、ラジエータ２４およびファン２５を具備する。冷却ユニット２１のポンプ２３は油冷ホース９を介して照射ヘッド５と接続され、ポンプ２３から絶縁性の冷却油２６が油冷ホース９を介して照射ヘッド５に与えられて照射ヘッド５が冷却されるように構成される。
【００４０】
さらに、照射ヘッド５を冷却することにより加熱された冷却油２６は再び油冷ホース９を介して冷却ユニット２１のラジエータ２４に導かれ、ファン２５の作用により空冷される。冷却ユニット２１のラジエータ２４で空冷された冷却油２６は再び冷却ユニット２１のポンプ２３に導かれる。
【００４１】
すなわち、照射ヘッド５は、冷却ユニット２１および油冷ホース９を循環する冷却油２６により冷却されるように構成される。ただし、冷却油２６の代わりに絶縁性の水やその他の液体、気体を用いてもよい。
【００４２】
一方、Ｘ線源３の照射ヘッド５は、小型の例えば縦寸法がｌ１＝３００ｍｍ、横寸法がｗ１＝２１０ｍｍ、厚さがｔ１＝８５ｍｍの板状とされ、照射ヘッド５の運搬を容易にすることができるのみならず、被検査体となる配管２が狭隙部に存在しても容易に照射ヘッド５を配管２近傍に配置できるように構成される。さらに、照射ヘッド５にはＸ線管７が設けられ、Ｘ線管７からは所要のビーム開き角度αの例えば３２．０度のＸ線Ｅを放射させることができる。
【００４３】
また、照射ヘッド５の配置をより容易にするために、照射ヘッド５とＸ線コントローラ６とを接続する油冷ホース９および電源ケーブル１０を保護するためのフレキシブルガイドホース８は小径、例えばφ＝４０ｍｍとされる。
【００４４】
尚、照射ヘッド５のＸ線管７以外の構成部分をＸ線コントローラ６に備える一方、照射ヘッド５をＸ線管７のみで構成することにより、照射ヘッド５をさらに小型化することも可能である。
【００４５】
すなわち、Ｘ線源３は、電力を負荷するための高圧電源２０と照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１とをＸ線Ｅの放射により加熱され、冷却が必要であるため小型化が困難な照射ヘッド５から切離し、別々の構成としてフレキシブルガイドホース８介して接続することにより照射ヘッド５の小型化を可能とする構成である。
【００４６】
このため、照射ヘッド５のケースに用いられる鉛遮蔽体の量が低減されて照射ヘッド５の総合重量を減少させることが可能となる。
【００４７】
さらに、Ｘ線源３は、高圧電源２０および冷却ユニット２１を一体化することにより、構成部品数の低減を図ったものである。
【００４８】
次に平面検出器４の具体的な形状例および各構成の機能について説明する。
【００４９】
図５は図１に示す平面検出器４の具体的な寸法および形状の一例を示す正面図であり、図６は図５に示す平面検出器４の左側面図である。
【００５０】
平面検出器４は例えば、図５および図６に示す寸法および形状で構成される。
【００５１】
平面検出器４は、例えば縦寸法がｌ２＝１７８ｍｍ、横寸法がｗ２＝１２５ｍｍ、厚さ寸法がｔ２＝２３ｍｍの板状に構成される。そして、平面検出器４のＸ線源３側の面の所要の位置、例えば図５において右上部分にシンチレータ１４が設けられ、シンチレータ１４によりＸ線検出面１７が形成される。
【００５２】
平面検出器４のシンチレータ１４により形成されるＸ線検出面１７は、例えば縦寸法ｌ３が７５ｍｍで横寸法ｗ３が５０ｍｍの長方形状平面とされ、平面検出器４はこのＸ線検出面１７のエリアにおいてＸ線Ｅを受けることにより検出することができるように構成される。
【００５３】
平面検出器４のシンチレータ１４は、Ｘ線Ｅを受けると反応して発光する蛍光体を具備する。シンチレータ１４はＸ線Ｅを受けると可視光に変換し、変換した可視光を平面検出器４のファイバオプティックプレート１５に与える機能を有する。
【００５４】
ただし、このときシンチレータ１４においてＸ線Ｅの一部は可視光に変換されずに透過して平面検出器４のファイバオプティックプレート１５に入射する。
【００５５】
平面検出器４のファイバオプティックプレート１５は、例えば石英ファイバで構成された光ファイバを束ねることにより形成される。そして、ファイバオプティックプレート１５は、シンチレータ１４がＸ線Ｅを受けることにより生じた可視光を受けるとともに平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６に伝送して与える一方、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させる機能を有する。
【００５６】
さらに、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から受けた可視光を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を平面検出器４の遮蔽材１２内部の電気回路１３に与える機能を有する。すなわちＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から受けた可視光をデジタル画像情報に変換することができる。
【００５７】
平面検出器４の遮蔽材１２内部の電気回路１３は、ＣＭＯＳセンサ１６から受けたデジタル画像情報である電気信号を画像表示可能な情報に処理し、図示しないモニタに送信する機能を有する。そして、図示しないモニタにおいて、被検体である配管２の内部構造、欠陥等の形状の画像を得ることができるように構成される。
【００５８】
尚、平面検出器４のシンチレータ１４に強度のＸ線Ｅが入射すると、シンチレータ１４において高強度の可視光が変換される。そして、シンチレータ１４において変換された高強度の可視光はファイバオプティックプレート１５を経由した後、ＣＭＯＳセンサ１６において乱反射し、モニタで得られる結像をにじませるいわゆるハレーションが引き起こされる。
【００５９】
そこで、図１に示すようにＸ線源３のＸ線管７近傍に設けられたマスク用冶具１８によりＸ線源３から照射されるＸ線Ｅの領域が配管２の形状に応じて調節され、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅが、配管２を経由せずに平面検出器４のシンチレータ１４に到達しないように調節されて、ハレーションの発生が抑制される。
【００６０】
また、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅが配管２を経由しても、配管２を構成する部材の厚さが薄くＸ線Ｅの透過率が大きい部位と、配管２を構成する部材の厚さが厚くＸ線Ｅの透過率が小さい部位とが混在する場合において、Ｘ線Ｅの透過率が小さい部位に照射するＸ線Ｅの強度を合わせると、Ｘ線Ｅの透過率が大きい部位を透過したＸ線Ｅの強度が強くなってハレーションが引き起こされる要因となる。
【００６１】
このため、被検体のＸ線Ｅの透過率が小さい部位においてもマスク用冶具１８を調節することにより、被検体を透過してシンチレータ１４に到達するＸ線Ｅの強度が適宜調節される。
【００６２】
すなわち、平面検出器４は、シンチレータ１４においてＸ線Ｅを受けて可視光に変換し、変換された可視光をＣＭＯＳセンサ１６において受光するとともに電気信号に変換して電気回路１３に与える構成である。そして、電気回路１３において電気信号に変換されたＸ線Ｅを画像表示可能な情報に処理して図示しないモニタに送信する構成である。
【００６３】
さらにこのとき、ＣＭＯＳセンサ１６にＸ線Ｅが入射するとＣＭＯＳセンサ１６が損傷し、ＣＭＯＳセンサ１６の感度が低下する恐れがあるため、ＣＭＯＳセンサ１６とシンチレータ１４との間に、放射線吸収ないし散乱メンバーとしてのファイバオプティックプレート１５を設け、ファイバオプティックプレート１５によりシンチレータ１４を透過したＸ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させてＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量を低減させることにより、ＣＭＯＳセンサ１６の損傷を抑制する構成である。
【００６４】
ここで、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅはファイバオプティックプレート１５に入射するが、ファイバオプティックプレート１５を構成する石英ファイバ等の光ファイバにＸ線Ｅやγ線等の放射線が照射されると光ファイバのカラーセンタが変わり、光ファイバすなわちファイバオプティックプレート１５において吸収される放射線の波長領域が変化する。
【００６５】
図７は、放射線を照射する前後における光ファイバに入射した光の波長と光ファイバに入射した光の相対吸収率との関係を示す図である。
【００６６】
図７において、横軸は光ファイバに入射した光の波長を示し、縦軸は光ファイバに入射した光の相対吸収率を示す。図７中、一点鎖線は光ファイバに放射線を照射する前における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ａを示し、実線は光ファイバに放射線を照射した後における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ｂを示す。
【００６７】
図７の光ファイバに放射線を照射する前の光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ａによれば、光ファイバの相対吸収率は光の波長が短くなるにつれて増加し、特に光の波長が４５０ｎｍよりも短波長となり紫外領域に近づくにつれて著しく光の吸収率が増加している。
【００６８】
一方、光ファイバに放射線を照射した後における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ｂによれば、光ファイバの相対吸収率は光の波長が短くなるにつれて増加するものの、光ファイバに放射線を照射する前の光ファイバによる光の相対吸収率よりも増加している。すなわち、光ファイバに放射線を照射することにより光ファイバの光の吸収率が増加し、光の透過率が減少したことが分かる。
【００６９】
また、光ファイバに放射線を照射した後の光の相対吸収率曲線Ｂによれば、光の相対吸収率は、光の波長が６００ｎｍ付近となる場合において極大値となり光ファイバに放射線を照射することによる光の吸収率の増加量が顕著であることが分かる。
【００７０】
さらに、光の波長が７００ｎｍ付近となる場合において、放射線を照射した後の光ファイバの光の相対吸収率は極小値となるのみならず、光ファイバに放射線を照射することによる光の吸収率の増加量が他の光の波長領域よりも著しく少ないことが分かる。
【００７１】
一方、ＣＭＯＳセンサ１６あるいはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）センサ等の半導体受光素子が光を受光する際の感度は、受光する光の波長に依存する。
【００７２】
図８は、ＣＣＤセンサの感度とＣＣＤセンサが受光する光の波長との関係を示す図である。
【００７３】
図８において、縦軸はＣＣＤセンサの相対感度を示し、横軸はＣＣＤセンサが受光する光の波長を示す。さらに、図８の実線は赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃを示し、一点鎖線は緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｄを示す。
【００７４】
図８に示す各ＣＣＤセンサのそれぞれのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃ、Ｄは、いずれも同様な傾向を示し、ＣＣＤセンサが受光する光の波長が４５０ｎｍから７００ｎｍ程度の範囲となる場合に、相対感度が増加し最大値あるいは極大値となるが、相対感度の最大値とそのときの光の波長が相違する。
【００７５】
すなわち、実線で示すＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃから赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度は、光の波長が６５０ｎｍ程度である赤色領域の光を受光する場合において最大値となる一方、一点鎖線で示すＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｄから緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度は、光の波長が５００ｎｍ程度の緑色領域の光を受光する場合において最大値となることが分かる。
【００７６】
さらに、各ＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃ、Ｄの最大値を比較すると、赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度のほうが、緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度よりも良好であることが分かる。
【００７７】
加えて、４５０ｎｍ程度から６５０ｎｍ程度の範囲における波長の可視光に対しては、赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度が、常に緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度の最大値よりも大きい。
【００７８】
したがって、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ１６等の半導体受光素子が光を受光する際の感度は、半導体受光素子が受光する光が赤色領域である場合のほうが、緑色領域あるいはさらに短波長の青色領域の光を受光する場合よりも良好であることが理解できる。
【００７９】
以上のことから、放射線非破壊検査装置１の平面検出器４においては、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが照射されてもファイバオプティックプレート１５の光の透過率の低下量が小さくかつＣＭＯＳセンサ１６の感度が良好となる光の波長領域をシンチレータ１４から発生させるために、シンチレータ１４には、Ｘ線Ｅを受けると赤色領域で発光する蛍光体、すなわち赤色タイプの蛍光体が使用される。
【００８０】
さらに、この赤色タイプの蛍光体に、ランタノイド元素列の元素、例えばユウロピウム（Ｅｕ）元素等の賦活剤を所要量添加することにより蛍光体から生じる光の波長を調整し、ファイバオプティックプレート１５における光の吸収率のより小さい可視光を発生させることが可能となる。
【００８１】
賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）を蛍光体に添加すると賦活剤が添加されない場合には本来禁制遷移の励起レベルで蛍光体の結晶場を励起させることが可能となる。例えば、ユウロピウム（Ｅｕ）を添加した蛍光体においては、式（１）ないし式（２）に示す励起により式（１）ないし式（２）に示す波長の光を発光させることができる。
【００８２】
【数１】
【００８３】
一方、半導体受光素子には、受光する光の波長に対する感度特性が赤色領域と異なるＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ１６あるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型センサ等の光電変換素子がある。これらの光電変換素子には、例えば、赤色領域の波長の光に対する感度と同等以上の感度を赤色領域近傍の波長の光あるいは緑色領域の波長に光に対して有するものがある。
【００８４】
そこで、光の各波長領域に感度を有する半導体受光素子の感度特性に対応させるため、赤色タイプの蛍光体に添加する賦活剤の濃度を調節することにより緑色成分や青色成分の量を加減することができる。
【００８５】
赤色タイプの蛍光体に添加する賦活剤の例としては、ユウロピウム（Ｅｕ）の他に、緑色成分を主成分とする光を発光させることができるテルビウム（Ｔｂ）やプラセオジム（Ｐｒ）等のらんランタノイド元素が挙げられる。
【００８６】
次に放射線非破壊検査装置１の作用について説明する。
【００８７】
Ｘ線源３の照射ヘッド５が、被検体である配管２の検査部位にＸ線管７を向けてＸ線Ｅを照射可能な向き及び位置で配置される。照射ヘッド５は高圧電源２０と冷却ユニット２１から分離されて構成され、小型化されているため、配管２が狭隙部であっても容易に配置することができる。
【００８８】
一方、照射ヘッド５から配管２に照射されて透過したＸ線Ｅを検出することができる位置、すなわち配管２を挟んで照射ヘッド５に対向する位置に平面検出器４が設けられる。このとき、平面検出器４のシンチレータ１４のＸ線源３側の面であるＸ線検出面１７は、Ｘ線Ｅの進行方向に対して所要の角度、例えば垂直となる向きとされる。
【００８９】
また、照射ヘッド５のＸ線管７近傍には所要の貫通孔あるいはスリットを有する板状あるいはブロック状のマスク用冶具１８が移動可能に設けられる。マスク用冶具１８の貫通孔あるいはスリットのサイズを調整することにより、照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域が調節され、平面検出器４におけるハレーションの発生が抑制される。
【００９０】
さらに、平面検出器４と照射ヘッド５との間には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【００９１】
次に、Ｘ線源３のＸ線コントローラ６が具備している高圧電源２０から照射ヘッド５に電源ケーブル１０を介して電力が与えられ、照射ヘッド５のＸ線管７からＸ線Ｅが配管２に向かって照射される。このとき、Ｘ線Ｅの領域はマスク用冶具１８により調節される。
【００９２】
一方、Ｘ線源３の冷却ユニット２１と照射ヘッド５との間を油冷ホース９を介して循環する冷却油２６により、Ｘ線Ｅの発生に伴って加熱された照射ヘッド５が冷却される。
【００９３】
さらに、Ｘ線源３の照射ヘッド５から配管２に照射され、配管２を透過したＸ線Ｅは平面検出器４のシンチレータ１４に入射する。このとき、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されたＸ線Ｅの一部は、ペネトラメータ１９を透過して平面検出器４のシンチレータ１４に入射する。
【００９４】
平面検出器４のシンチレータ１４は、赤色タイプの蛍光体を具備し、さらに、この赤色タイプの蛍光体には、ユウロピウム（Ｅｕ）元素等の賦活剤が所要量添加され、ファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さく、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域の可視光を発生させるように調整されている。このため、シンチレータ１４の蛍光体は、Ｘ線Ｅを受けると反応してファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さく、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域の赤色領域の可視光を発生させる。そして、発生した赤色領域の可視光は、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅとともにファイバオプティックプレート１５に入射する。
【００９５】
平面検出器４のファイバオプティックプレート１５は、シンチレータ１４から受けた赤色領域の可視光とシンチレータ１４を透過したＸ線Ｅとを受けると、赤色領域の可視光をＣＭＯＳセンサ１６に伝送して与える一方、Ｘ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させる。このため、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量が低減され、ＣＭＯＳセンサ１６の損傷が抑制される。
【００９６】
このとき、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが照射されることによりファイバオプティックプレート１５の可視光の吸収率が増加する。このため、ファイバオプティックプレート１５において可視光の一部も吸収されるが、可視光はファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さい赤色領域に調整されており、他の領域の可視光よりも吸収率が少ないため、より強い光量の可視光がファイバオプティックプレート１５を透過しＣＭＯＳセンサ１６に伝送される。
【００９７】
平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から赤色領域の可視光を受光すると電気信号のデジタル画像情報に変換し、変換したデジタル画像情報を電気回路１３に与える。ここで、ＣＭＯＳセンサ１６は、緑色領域の可視光に高感度を有するＣＣＤセンサよりも相対感度が良好な赤色領域の可視光に感度を有するＣＭＯＳセンサ１６であり、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域に調整された赤色領域の可視光が受光されるため、より良好な感度で可視光が電気信号に変換される。
【００９８】
さらに、電気回路１３は、ＣＭＯＳセンサ１６から受けたデジタル画像情報を画像表示可能な情報に処理し、図示しないモニタに送信する。
【００９９】
この結果、図示しないモニタにおいて、被検体である配管２の内部構造、欠陥等の形状の画像を破壊することなく得ることができる。さらに、モニタには配管２の画像とともにペネトラメータ１９の画像が表示されるため、ペネトラメータ１９を利用して、配管２の欠陥部等の所要部位におけるサイズを求めることができる。
【０１００】
次に、放射線非破壊検査装置１で得られる画像の例について説明する。
【０１０１】
図９は、図１に示す放射線非破壊検査装置１で配管２の溶接部にＸ線Ｅを照射することにより得られた画像の一例を示す図である。
【０１０２】
図９に示すように放射線非破壊検査装置１により配管２を透過したＸ線Ｅを可視光に変換して得られた画像が、図示しないモニタに表示される。図９から、配管２の溶接部に溶接の溶け込み不足を確認することができる。
【０１０３】
また、図９において中央部には、配管２の検査をする際に配管２の妥当性を確認するためのペネトラメータ１９の画像３０が配管２とともに水平方向に撮影されて表示されているため、このペネトラメータ１９の画像３０のメモリの間隔と平面検出器４の測定画素数の間隔とに基づいて配管２の欠陥部等の任意の部位の寸法をより高精度で校正して求めることができる。
【０１０４】
このため、配管２の溶接部において溶け込み不足となっている部位の大きさは１ｍｍ程度であるという結果を得ることができる。
【０１０５】
すなわち放射線非破壊検査装置１は、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６とシンチレータ１４との間にファイバオプティックプレート１５を設けてＸ線Ｅを吸収させることにより、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量を低減させて損傷を抑制し、ＣＭＯＳセンサ１６の感度の低下を回避させる一方、シンチレータ１４に赤色タイプの蛍光体を設け、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが入射してファイバオプティックプレート１５における可視光の透過率が減少してもより可視光の透過率の減少量が小さくかつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好な赤色領域の可視光を発生させることにより、より良好な感度で被検体の画像を得るものである。
【０１０６】
また、例えば配管２のような狭間部に配置された被検体であっても、容易に被検体にＸ線Ｅを照射できるようにするために、Ｘ線源３の照射ヘッド５を高圧電源２０と冷却ユニット２１から分離して構成することにより小型化したものである。
【０１０７】
放射線非破壊検査装置１では、被検体に照射されて被検体を透過したＸ線Ｅをより高感度で精度よく効率的に可視光ないしデジタル画像情報に変換して画像化することができる。このため、より低エネルギないし低線量のＸ線Ｅで短時間に被検体の撮像が可能となる。
【０１０８】
さらに、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６により可視光を受光して現像することなくデジタル画像情報に変換する構成であるため、被検体に照射されて被検体を透過したＸ線Ｅをより短時間で画像化できる。
【０１０９】
このため、特に医療用の被破壊検査の場合には、被検体である患者の被曝量を低減させることができる。
【０１１０】
一方、工業用の被破壊検査の場合には、従来は放射線源から被検体に照射されて透過したＸ線ＥをＸ線フィルムで可視光を受光して現像させる方法により非破壊検査が行われていたため、Ｘ線フィルムの現像や乾燥に長時間要し、検査結果をリアルタイムに得ることが不可能であった。さらに、被検体のＸ線撮影に失敗した場合には、再度撮影が必要となり検査時間及び検査労力の増加要因となっていた。
【０１１１】
しかし、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６により可視光を受光して現像することなくデジタル画像情報に変換する構成であるため、被検体の検査現場においてリアルタイムあるいは迅速に検査結果を得るとともに検査結果を判断することができる。
【０１１２】
また、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量が低減されるため、ＣＭＯＳセンサ１６のＸ線Ｅによる損傷が抑制され、ＣＭＯＳセンサ１６の寿命を増加させることができる。
【０１１３】
また、放射線非破壊検査装置１では、例えば配管２のような狭間部に配置された被検体であっても、容易に被検体にＸ線Ｅを照射して非破壊的に被検体を検査することができる。
【０１１４】
図１０は本発明に係る放射線非破壊検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【０１１５】
図１０に示された、放射線非破壊検査装置１Ａでは、平面検出器４とＸ線源３とを一体化するとともに移動機構４０に設け、さらにこの移動機構４０に情報制御サーバ４１とモニタ４２を備えたクライアント４３を接続した構成が図１に示す放射線非破壊検査装置１と相違している。平面検出器４とＸ線源３の構成および作用については図１に示す放射線非破壊検査装置１と実質的に異ならないため同符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
放射線非破壊検査装置１Ａは、多関節アーム４４を備えた移動機構４０を有する。移動機構４０は走行手段、例えば車輪４５を備えており任意方向に移動可能に構成される。さらに、移動機構４０の多関節アーム４４は、単一あるいは複数の関節部分４６を有するアーム状の構成であり、この多関節アーム４４の所要の位置、例えば多関節アーム４４の先端部分に平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とが位置決めされて一体に固定される。
【０１１７】
そして、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５の相対的な位置関係が幾何学的に一定とされ、一体化された平面検出器４および照射ヘッド５が互いの相対的な位置関係を変えることなく任意の向き及び高さとなるように位置決めすることができるように構成される。
【０１１８】
さらに、Ｘ線源３のＸ線コントローラ６は、任意の位置例えば、移動機構４０に内蔵され、遠隔からＸ線源３の照射ヘッド５の冷却およびＸ線Ｅのオンオフ等の操作を可能に構成し、同時に照射ヘッド５が小型化される。
【０１１９】
また、平面検出器４とＸ線源３とを備えた移動機構４０には、情報制御サーバ４１が接続され、情報制御サーバ４１には任意数のモニタ４２を備えたクライアント４３がそれぞれ接続されて任意の場所に設けられる。
【０１２０】
一方、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間には、マスク用冶具１８が移動可能に設けられ、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域を調節することによりハレーションが生じないように構成される。尚、マスク用冶具１８を制御するために別途、アーム等の制御機構を移動機構４０に設けてもよい。
【０１２１】
また、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間、例えば照射ヘッド５には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【０１２２】
図１１は図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａの移動機構４０に接続される情報制御サーバ４１の機能ブロック図である。
【０１２３】
情報制御サーバ４１は、移動機構制御手段４１ａ、放射線制御手段４１ｂ、画像入力手段４１ｃ、画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆ、欠陥部寸法算出手段４１ｇ、欠陥部基準値表示手段４１ｈ、欠陥部判定手段４１ｉ、基準画像表示手段４１ｊ、欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋ、通信手段４１ｌを具備する。
【０１２４】
情報制御サーバ４１の移動機構制御手段４１ａは、クライアント４３から入力された制御情報により遠隔から移動機構４０の車輪４５および多関節アーム４４を制御し、平面検出器４とＸ線源３とを所要の位置に所要の向きで位置決めする機能を有する。
【０１２５】
情報制御サーバ４１の放射線制御手段４１ｂは、クライアント４３から入力された制御情報により遠隔からＸ線源３のＸ線コントローラ６を制御し、照射ヘッド５から放射されるＸ線ＥおよびＸ線源３の照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１のオンオフ等の操作を行う機能を有する。
【０１２６】
情報制御サーバ４１の画像入力手段４１ｃは、平面検出器４の電気回路１３から被検体の画像情報である電気信号を入力して画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆおよび基準画像表示手段４１ｊに与える機能を有する。
【０１２７】
情報制御サーバ４１の画像出力手段４１ｄは、画像入力手段４１ｃから受けた被検体の画像情報をモニタ４２に与えることにより表示させる機能を有する。
【０１２８】
また、移動機構４０や情報制御サーバ４１あるいはその他の任意の場所には、表示器の例として任意数のランプ４７およびブザー４８が設けられる。
【０１２９】
そして、情報制御サーバ４１の放射線照射表示手段４１ｅは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けるとランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与える機能を有する。
【０１３０】
ランプ４７は、情報制御サーバ４１の放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けると点灯ないし点滅するように構成され、ランプ４７の点灯ないし点滅により作業者は平面検出器４がＸ線Ｅを検出している状態であることを知ることができる。一方、ブザー４８は放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けると動作音を発生させるように構成され、作業者はブザー４８の動作音により平面検出器４がＸ線Ｅを検出している状態であることを知ることができる。
【０１３１】
すなわち、作業者を被曝から回避させるために、ランプ４７の点灯ないし点滅およびブザー４８の動作音により、Ｘ線源３からＸ線Ｅが照射されている状態であることを作業者が知ることができるように構成される。
【０１３２】
また、情報制御サーバ４１の欠陥部表示手段４１ｆは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けると、この画像情報に基づいて自動的に被検体の欠陥部を判別する機能と、判別した結果、欠陥部が存在する場合には欠陥部をマーキング表示するためのマーキング情報を作成して欠陥部情報ファイルを作成し、モニタ４２に表示させる機能を有する。
【０１３３】
欠陥部表示手段４１ｆによる被検体の欠陥部を判別する方法としては、例えば画像情報の濃淡を数値化し、所定の基準値と比較することにより欠陥部の有無および範囲を判別する方法が挙げられる。
【０１３４】
さらに、欠陥部表示手段４１ｆは、被検体に欠陥部が存在する場合には、被検体の画像情報とともに欠陥部情報ファイルを欠陥部寸法算出手段４１ｇに与える機能を有する。
【０１３５】
情報制御サーバ４１の欠陥部寸法算出手段４１ｇは、欠陥部表示手段４１ｆから被検体の画像情報および欠陥部情報ファイルを受けると、被検体の欠陥部の面積や任意方向の長さ等の寸法を算出する機能、算出した被検体の欠陥部の寸法を欠陥部情報ファイルに書き込むとともに、欠陥部情報ファイルをモニタ４２に表示する機能および被検体の欠陥部の寸法情報を加えた欠陥部情報ファイルを欠陥部基準値表示手段４１ｈに与える機能を有する。
【０１３６】
情報制御サーバ４１の欠陥部基準値表示手段４１ｈには、予め被検体の部位に応じた欠陥部の寸法の品質および機能に対する良否の判定基準値である寸法基準値情報が保存される。そして、欠陥部寸法算出手段４１ｇから被検体の欠陥部の寸法情報を含む欠陥部情報ファイルを受けると、被検体の欠陥部に応じた欠陥部の寸法基準値情報を欠陥部情報ファイルに追加して欠陥部判定手段４１ｉに与えるとともにモニタ４２に表示する機能を有する。
【０１３７】
このため、作業者は、欠陥部基準値表示手段４１ｈによりモニタ４２に表示された欠陥部情報ファイルの被検体の欠陥部の寸法情報と寸法基準値情報とを比較することにより、被検体の欠陥部が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１３８】
情報制御サーバ４１の欠陥部判定手段４１ｉは、欠陥部基準値表示手段４１ｈから受けた被検体の欠陥部の寸法情報と寸法基準値情報とを比較することにより、被検体の欠陥部が被検体の品質および機能に影響を与えるか否か、すなわち検査結果の良否を自動的に判定する機能と、被検体の欠陥部の寸法が寸法基準値の範囲外であり被検体が不良と判断された場合には、ランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与える機能を有する。
【０１３９】
ランプ４７およびブザー４８は、欠陥部判定手段４１ｉから動作指令情報を受けるとそれぞれ点灯あるいは点滅ないし動作音を発生させるように構成され、作業者は、ランプ４７およびブザー４８の点灯あるいは点滅ないし動作音により被検体の良否を知ることができる。
【０１４０】
情報制御サーバ４１の基準画像表示手段４１ｊには、例えば予め被検体の各部位における欠陥が存在しない正常な状態の画像情報が基準画像情報として保存される。基準画像表示手段４１ｊは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けると、受けた画像情報に相当する被検体の部位における基準画像情報をモニタ４２に表示させる機能を有する。
【０１４１】
被検体の基準画像情報は、前回あるいは最近被検体を検査した際の被検体の画像情報や被検体の使用開始時における未使用状態の画像情報とすることにより、経年変化のように次第に被検体の品質や機能が劣化する場合の判断が容易となる。
【０１４２】
すなわち、基準画像情報は、Ｘ線Ｅによる撮影で得られた画像情報の比較対象となる画像情報であれば任意である。
【０１４３】
このため、作業者は、画像出力手段４１ｄによりモニタ４２に表示された被検体の検査による撮影結果である画像情報と基準画像表示手段４１ｊにより表示された基準画像情報とを比較することにより、被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１４４】
情報制御サーバ４１の欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋは、欠陥部情報ファイルに任意の記録内容を書き込んで情報を追加する機能を有する。このため、作業者は、基準画像情報と測定して得られた画像情報とを比較して被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断する際、判断が困難な場合や特記事項がある場合には状況を文章として記録することができる。
【０１４５】
情報制御サーバ４１の通信手段４１ｌは、欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を所要の場所に設けられたクライアント４３に送受信する機能を有する。このため、被検体の判断が困難であっても、被検体の状況を記録した編集後の欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を所要の判断技術を有する検査員や監視員あるいは被検体の製造工場の技術者が有するクライアント４３に送信することにより遠隔から被検体の品質および機能をより適切かつ迅速に判断することができるように構成される。
【０１４６】
次に、放射線非破壊検査装置１Ａの作用について説明する。
【０１４７】
図１２は、図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａにより被検体の検査をする際の流れを示すフローチャートである。
【０１４８】
まずステップＳ１において、クライアント４３から制御情報を入力して情報制御サーバ４１の移動機構制御手段４１ａにより移動機構４０の車輪４５および多関節アーム４４を遠隔制御することにより、被検体である配管２にＸ線Ｅを照射し、かつ配管２を透過したＸ線Ｅを検出可能な位置に一体化された平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを位置決めする。
【０１４９】
さらに、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間にマスク用冶具１８を設け、マスク用冶具１８を調節することにより、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域および平面検出器４に到達するＸ線Ｅの強度が調整されてハレーションの発生が抑制される。
【０１５０】
また、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間、例えばＸ線源３の照射ヘッド５には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【０１５１】
次に、ステップＳ２では、クライアント４３から制御情報を入力して情報制御サーバ４１の放射線制御手段４１ｂによりＸ線源３のＸ線コントローラ６を制御することによりＸ線源３の照射ヘッド５からＸ線Ｅを配管２に向かって放射させ、かつ冷却ユニット２１を作動させて照射ヘッド５を冷却する。
【０１５２】
このため、ステップＳ３において、平面検出器４により配管２を透過したＸ線Ｅが検出されて可視光に変換された後、さらに電気回路１３において画像情報の電気信号に変換される。
【０１５３】
そして、ステップＳ４では、情報制御サーバ４１の画像入力手段４１ｃが、平面検出器４の電気回路１３から配管２の画像情報である電気信号を入力して画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆおよび基準画像表示手段４１ｊに与える。
【０１５４】
さらに、ステップＳ５では、画像出力手段４１ｄは、画像入力手段４１ｃから受けた配管２の画像情報をモニタ４２に与えることにより表示させる一方、放射線照射表示手段４１ｅは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けるとランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与え、ランプ４７およびブザー４８を作動させる。このため、作業者は、Ｘ線源３の照射ヘッド５からＸ線Ｅが放射されていることを知ることができるとともに、放射されたＸ線Ｅにより撮影された配管２の画像を遠隔からモニタ４２で見ることができる。
【０１５５】
また、ステップＳ６において、欠陥部表示手段４１ｆが、画像入力手段４１ｃから受けた画像情報に基づいて自動的に配管２の欠陥部を自動判別し、欠陥部をマーキング表示するためのマーキング情報を作成して欠陥部情報ファイルを作成する。そして、欠陥部表示手段４１ｆにより作成された欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報は欠陥部寸法算出手段４１ｇおよびモニタ４２に与えられ、モニタ４２において配管２の欠陥部がマーキング表示される。
【０１５６】
このため、作業者はモニタ４２から配管２の画像を検討して判断することなく容易に配管２の欠陥部を確認することができる。さらに、モニタ４２には配管２の画像とともにペネトラメータ１９の画像が表示されるため、作業者は配管２の欠陥部の大きさを把握することができる。
【０１５７】
そして、ステップＳ７では、欠陥部寸法算出手段４１ｇが、欠陥部表示手段４１ｆから受けた欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報から配管２の欠陥部の面積や任意方向の寸法等の大きさを自動計算して欠陥部情報ファイルに書き込むとともに、欠陥部情報ファイルをモニタ４２および欠陥部基準値表示手段４１ｈに与える。このため作業者は、モニタ４２から配管２の欠陥部の大きさを容易に知ることができる。
【０１５８】
さらに、ステップＳ８では、欠陥部基準値表示手段４１ｈが、欠陥部寸法算出手段４１ｇから受けた配管２の欠陥部の寸法情報を含む欠陥部情報ファイルに基づいて、欠陥部が存在する配管２の部位における欠陥部の判定基準値である寸法基準値情報を欠陥部情報ファイルに追加して欠陥部判定手段４１ｉに与えるとともにモニタ４２に表示させる。
【０１５９】
このため、作業者は配管２の欠陥部の大きさとともに寸法基準値をモニタ４２で確認し、比較することにより配管２の欠陥部が所要の品質および機能を具備しているか否かを検討することができる。
【０１６０】
そして、ステップＳ９では、欠陥部判定手段４１ｉが、欠陥部基準値表示手段４１ｈから受けた欠陥部情報ファイルに基づいて配管２の欠陥部の大きさと寸法基準値とを比較することにより、配管２の欠陥部が配管２の品質および機能に影響を与えるか否か、すなわち検査結果の良否を自動的に判定する。そして、配管２の欠陥部の寸法が寸法基準値の範囲外であり配管２が不良と判断された場合には、ランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与え、ランプ４７およびブザー４８を作動させる。
【０１６１】
このため、作業者はランプ４７およびブザー４８の作動により配管２の欠陥部が配管２の品質および機能に影響を与えるものであることを容易に知ることができる。
【０１６２】
一方、ステップＳ１０では、例えば配管２の経年変化が検査され、基準画像表示手段４１ｊが、画像入力手段４１ｃから受けた配管２の画像情報に基づいて検査部位における欠陥が存在しない正常な状態の基準画像情報をモニタ４２に表示させる。
【０１６３】
このため、作業者は画像出力手段４１ｄによりモニタ４２に表示された配管２の撮影結果である画像情報と基準画像表示手段４１ｊにより表示された基準画像情報とを比較することにより、配管２が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１６４】
さらに、ステップＳ１１において、作業者がモニタ４２に表示された配管２の画像情報からでは、配管２の品質および機能の判断が困難な場合や特記事項がある場合には欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋにより状況を文章として欠陥部情報ファイルに記録し、欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を通信手段４１ｌにより配管２の製造工場の技術者が有するクライアント４３に送信する。
【０１６５】
このため、配管２の製造工場の技術者により欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報が検討され、配管２の品質および機能が遠隔から迅速に判断される。そして、熟練技術を要することなく作業者はより短時間かつ適切に配管２の検査結果を得ることができる。
【０１６６】
図１３は、図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａで配管２の溶接部にＸ線Ｅを照射することにより得られた画像の一例を示す図である。
【０１６７】
図１３に示すように、被検体である配管２の画像がモニタ４２に表示される。配管２には欠陥部が自動的に判別されて確認されたため、四角形の枠で欠陥部がマーキング５０されている。さらに、配管２の欠陥部の縦方向、横方向、斜方向の寸法と面積とが自動計算されて欠陥部情報ファイル５１が作成され、作成された欠陥部情報ファイル５１が２００２０８３０のようなファイル名とともに配管２の欠陥部の近傍に表示されている。
【０１６８】
さらに、欠陥部情報ファイル５１の表示内容と配管２の欠陥部に設けられたマーキング５０が例えばｐ１というような記号により関連付けられ、欠陥部の位置と大きさの対応が明確化される。
【０１６９】
このため、配管２に欠陥部が複数箇所ある場合には、欠陥部の位置と大きさの対応が明確となり、より容易に配管２の検査を実施して記録を保存することができる。
【０１７０】
すなわち、放射線非破壊検査装置１Ａは、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを多関節アーム４４を備えた移動機構４０に一体化して固定するとともに、移動機構４０を制御することにより遠隔から平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置関係を一定としつつ平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを容易に位置決めできるように構成したものである。
【０１７１】
さらに、平面検出器４で得られた被検体の画像を自動的に判定することにより、あるいは画像の判断を支援することにより熟練技術を要することなく、異なる作業者であってもより均一で適切な検査結果を得ることができるように構成したものである。
【０１７２】
放射線非破壊検査装置１Ａでは、遠隔操作により被検体の放射線による非破壊検査が実施できるため、作業者の被曝を低減させることができる。さらに、Ｘ線源３から放射されるＸ線Ｅのオンオフ操作を遠隔から電源のオンオフ操作により行えるため、Ｘ線源３の管理が容易となる。
【０１７３】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置関係が一定であるため、位置決めがより容易でありかつより正確で適切な強度でＸを被検体に照射することができる。このため、より高感度で適切な被検体の画像を得ることができる。
【０１７４】
さらに、同一の被検査体を複数回検査する場合に、常に平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置条件が一定でるため、互いに比較が容易な検査結果をそれぞれ得ることができる。このため、検査結果の判断が容易となる。
【０１７５】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体のＸ線画像を現像することなくデジタル画像情報に変化し、かつ変換したデジタル画像情報の濃淡等の条件から被検体の欠陥部を自動的に判別するため、作業者が欠陥部の有無を判断することなく被検体の欠陥部を検出することが可能となる。
【０１７６】
一般に配管２を検査する場合には、配管２の差込不足や溶接部の溶け込み不足の有無が検査対象となり、これら検査対象に応じて検査項目や機能の有無を判断する際の欠陥部の大きさ等の基準が異なる。検査対象に応じた判断基準を作業者が記憶することは困難であり、作業者は、検査対象に応じた判断基準を検査ごとに確認する必要があった。
【０１７７】
さらに、判断基準により作業者が判断するため、作業者によって判断結果にバラツキが生じるのみならず適切な判断基準の選択ミスによる判断ミスが生じる恐れがあった。
【０１７８】
しかし、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体の欠陥部を自動的にマーキング表示するのみならず欠陥部の大きさを自動計算し、さらに計算した欠陥部の大きさと欠陥部が存在する部位における寸法基準値とを比較することにより被検体の良否を判断するため、専門的な知識や熟練技能を有さない一般の作業者であってもより容易に被検体を検査することができる。
【０１７９】
そして、被検体の欠陥部の状態を適切に把握してバラツキがなくより均一な被検体の検査結果を自動的に精度よく効率的に得ることができる。
【０１８０】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体の欠陥部が寸法基準値を満たさない場合には、ランプ４７およびブザー４８を作動させるため、作業者は被検体に不良部が存在することを確実かつ容易にて知ることができる。
【０１８１】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、例えば被検体の経年変化を検査するような被検体の時間的な変化を比較することが必要な場合に、前回あるいは最近被検体を検査した際の被検体の画像情報や被検体の使用開始時における未使用状態の画像情報で構成される基準画像情報と撮影で得られた画像情報を比較することができる。このため、作業者は腐食の発生や異物の存在等の変化を容易に確認して被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１８２】
さらに、作業者が被検体の画像情報からでは、被検体の品質および機能の判断が困難な場合には、被検体の画像情報や被検体の欠陥部を示す欠陥部情報ファイルを技術者に迅速に送信して、技術者による適切な判断が可能となる。
【０１８３】
このため工業利用に限らず、医療診断用放射線撮影をはじめとする各種の放射線撮影において検査ミスの発生を抑制し、検査情報をより高精度で多く得ることが可能である。
【０１８４】
また、Ｘ線Ｅやγ線等の放射線は肉眼でとらえることができないため、十分な被曝回避手段を設ける必要がある。Ｘ線源３からＸ線Ｅを放射させる場合には、Ｘ線源３に電源を入れたときのみＸ線Ｅが放射されるが、特にγ線源からγ線を放射させる場合には、一旦γ線がγ線源格納ユニットから放出されると線量計でモニタ４２しないとγ線の存在を知ることができない。
【０１８５】
しかし、放射線非破壊検査装置１Ａでは、Ｘ線Ｅが放射されている場合に、ランプ４７およびブザー４８を作動させるため、作業者は放射線が放射されていることを確実かつ容易に知ることが可能となり、作業者の被曝を容易に回避させることができるのみならず、平面検出器４への強度のＸ線Ｅの入射を回避させて平面検出器４のＸ線Ｅによる損傷を抑制することができる。
【０１８６】
尚、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、放射線源としてＸ線源３の代わりにγ線を放射するγ線源を使用し、放射線としてγ線を被検体に照射し、被検体を透過したγ線を検出することにより被検体を検査するように構成してもよい。
【０１８７】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、情報制御サーバ４１全体あるいは一部と移動機構４０とを一体に構成してもよい。逆に、移動機構４０に設けられたＸ線コントローラ６を、移動機構４０とは別々に構成してもよい。
【０１８８】
また、放射線非破壊検査装置１に情報制御サーバ４１を接続する構成としてもよく、さらに情報制御サーバ４１を従来の任意の放射線非破壊検査装置１に接続してもよい。
【０１８９】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、放射線照射表示手段４１ｅは、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６等の任意の構成あるいは放射線源と連動して放射線が放射されている状態であることを検知するように構成してもよい。
【０１９０】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、欠陥部判定手段４１ｉの動作指令情報を受けるランプ４７およびブザー４８と、放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けるランプ４７およびブザー４８とを別々に構成してもよく、さらに必要に応じて任意数箇所設けることができる一方、逆にランプ４７およびブザー４８を設けなくてもよい。
【０１９１】
【発明の効果】
本発明に係る放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法おいては、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線をより高感度で検出することにより、被検体を破壊することなくより短時間で精度よく非破壊検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線非破壊検査装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示すＸ線源の詳細構成の一例を示す正面図。
【図３】図２に示すＸ線コントローラの上面図。
【図４】図２に示すＸ線コントローラの左側面図。
【図５】図１に示す平面検出器の具体的な寸法および形状の一例を示す正面図。
【図６】図５に示す平面検出器の左側面図。
【図７】放射線を照射する前後における光ファイバに入射した光の波長と光ファイバに入射した光の相対吸収率との関係を示す図。
【図８】ＣＣＤセンサの感度とＣＣＤセンサが受光する光の波長との関係を示す図。
【図９】図１に示す放射線非破壊検査装置で配管の溶接部にＸ線を照射することにより得られた画像の一例を示す図。
【図１０】本発明に係る放射線非破壊検査装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図１１】図１０に示す放射線非破壊検査装置の移動機構に接続される情報制御サーバの機能ブロック図。
【図１２】図１０に示す放射線非破壊検査装置により被検体の検査をする際の流れを示すフローチャート。
【図１３】図１０に示す放射線非破壊検査装置で配管の溶接部にＸ線を照射することにより得られた画像の一例を示す図。
【符号の説明】
１、１Ａ 放射線非破壊検査装置
２ 配管
３ Ｘ線源
４ 平面検出器
５ 照射ヘッド
６ Ｘ線コントローラ
７ Ｘ線管
８ フレキシブルガイドホース
９ 油冷ホース
１０ 電源ケーブル
１１ 油冷循環パイプ
１２ 遮蔽材
１３ 電気回路
１４ シンチレータ
１５ ファイバオプティックプレート
１６ ＣＭＯＳセンサ
１７ Ｘ線検出面
１８ マスク用冶具
１９ ペネトラメータ
２０ 高圧電源
２１ 冷却ユニット
２２ 樹脂カバー
２３ ポンプ
２４ ラジエータ
２５ ファン
２６ 冷却油
３０ ペネトラメータの画像
４０ 移動機構
４１ 情報制御サーバ
４１ａ 移動機構制御手段
４１ｂ 放射線制御手段
４１ｃ 画像入力手段
４１ｄ 画像出力手段
４１ｅ 放射線照射表示手段
４１ｆ 欠陥部表示手段
４１ｇ 欠陥部寸法算出手段
４１ｈ 欠陥部基準値表示手段
４１ｉ 欠陥部判定手段
４１ｊ 基準画像表示手段
４１ｋ 欠陥部情報ファイル編集手段
４１ｌ 通信手段
４２ モニタ
４３ クライアント
４４ 多関節アーム
４５ 車輪
４６ 関節部分
４７ ランプ
４８ ブザー
５０ マーキング
５１ 欠陥部情報ファイル
Ｅ Ｘ線
Ａ 相対吸収率曲線
Ｂ 相対吸収率曲線
Ｃ ＣＣＤセンサ感度特性曲線
Ｄ ＣＣＤセンサ感度特性曲線
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線を検出することにより被検体を破壊することなく検査する放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線やγ線等の放射線が被検体を透過する際、被検体を構成する物質の種類や物体の形状により物体に吸収されあるいは散乱される放射線の波長や量等の条件が異なる。
【０００３】
このため、従来、被検体を破壊せずに内部の状態を測定するラジオグラフィないし非破壊放射線撮影法として、例えばレントゲン写真で人体の内部の状態を診察する方法のように、物体を透過した放射線を撮影し、撮影した画像を写真、ビデオテープ、デジタルファイル等の記録媒体に記録して判定することにより物体の破損状態、物体の経年変化や動作による変化、容器状の物体内部に充填された別の物体の形状や量を把握する方法がある。
【０００４】
従来、医療診断用あるいは工業用の非破壊検査に利用される放射線非破壊検査装置は、Ｘ線源やγ線源等の放射線源とＸ線検出器やγ線検出器等の放射線検出器とを被検体を挟んで設け、被検体に照射されて透過した放射線を放射線検出器により検出して被検体の透過画像を得るものである。
【０００５】
Ｘ線検出器は、放射線増感紙とＸ線フィルムとにより構成される。そして、被検体を透過したＸ線は放射線増感紙のＸ線反応蛍光体において可視光に変換され、変換された可視光がＸ線フィルムに導かれてＸ線フィルム上の銀粒子を黒化させることにより被検体の透過画像を得るものである。
【０００６】
Ｘ線検出器のＸ線反応蛍光体としては、例えば、酸硫化ガドリニウムに賦活剤としてテルビウムを入れた材料（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等の緑色タイプの蛍光体が使用される。
【０００７】
一方、Ｘ線検出器の別の構成として、Ｘ線フィルムの代わりにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラにより構成されるものがある。ＣＣＤカメラを用いたＸ線検出器では、被検体を透過したＸ線はＸ線反応蛍光体において可視光に変換され、変換された可視光が光検出素子により電気信号としてデジタル検出される。
【０００８】
しかし、ＣＣＤカメラを用いた場合、ＣＣＤ素子の結像を得るために、ＣＣＤカメラのレンズとＸ線反応蛍光体との間に比較的長い距離が必要とされ、Ｘ線検出器の大型化に繋がり狭隘部での適用が困難であるという問題がある。
【０００９】
そこでさらに、平面型のＸ線検出器の構成として、ＣＣＤカメラの代わりにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサを設け、Ｘ線反応蛍光体において変換された可視光をＴＦＴ素子またはＣＭＯＳセンサにより電気信号に変換するものやアモルファスセレン薄膜を設けてＸ線を直接電流に変換するものがある。
【００１０】
ここで、光検出素子にエネルギの大きいＸ線が入射すると光検出素子が損傷する恐れがあるため、エネルギの大きいＸ線を用いた工業用のＸ線検出器においては、光検出素子の損傷を低減させるためにＸ線反応蛍光体と光検出素子との間にＸ線を吸収ないし散乱させるファイバオプティクスプレートが設けられる。
【００１１】
しかし、ファイバオプティクスプレートにより光検出素子の損傷が低減されるものの、逆にＸ線反応蛍光体において変換された可視光が特に赤外領域よりも短波長の領域においてファイバオプティクスプレートにより吸収されるため、Ｘ線検出器の感度の低下に繋がるという問題がある。
【００１２】
このため、３００−４００ＫｅＶの高エネルギのイリジウム等のγ線源を放射線源とする配管検査等の工業検査には、放射線反応蛍光体と工業用放射線フィルムで構成される放射線検出器を用いた放射線非破壊検査装置により放射線透過試験が行われる。
【００１３】
そして、必要に応じて被検体を撮影した工業用放射線フィルムがスキャナでデジタルラジオグラフィに変換されてデータ処理される。
【００１４】
また、工業用Ｘ線フィルムで可視光を撮影する際、撮影条件の指標としてペネトラメータが同時に撮影され、ペネトラメータを指標として配管等の被検体が検査される。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−１５６４５６号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開２００２−０２２８３５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の工業用の放射線非破壊検査装置においては、工業用放射線フィルムの現像を行った後でなければ、被検体の画像を得ることができないのみならず、被検体の撮影に失敗した場合には、再度撮影が必要となるため、現場において撮影時にリアルタイムあるいは迅速に被検体を検査し、被検体の品質および機能を判断することができない。
【００１８】
また、工業用放射線フィルムとペネトラメータを用いた検査画像の判定には多くの経験が必要とされ、検査を実施できる人が限定される。このため、被検体を撮影しても判断に時間を要し、現場における効率的な被検体の検査を実施することができない。
【００１９】
一方、放射線検出器を工業用放射線フィルムの代わりに光検出素子で構成する場合には、高エネルギの放射線から光検出素子の損傷を回避させるために遮蔽用のファイバオプティクスプレート等の光学素子を設ける必要があり、放射線検出器の感度の低下に繋がるため、被検体の撮影に時間を要する。
【００２０】
さらに、工業用のみならず特に医療用で放射線非破壊検査を行う場合には、放射線検出器の感度が低く、被検体の撮影に時間がかかると被検体である患者の被曝量が増加するという問題が生じるため、放射線検出器の感度を向上させて被検体の撮影時間を短くすることが重要となる。
【００２１】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線をより高感度で検出することにより、被検体を破壊することなくより短時間で検査することが可能な放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放射線非破壊検査装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体に放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器とを具備し、この放射線検出器は、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させる赤色タイプの蛍光体と、この蛍光体により発生した可視光を伝送しかつ前記蛍光体を透過した放射線を吸収する光学素子と、この光学素子により伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得る受光素子とを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明に係る放射線非破壊検査方法は、上述の目的を達成するために、請求項１５に記載したように、被検体に放射線を照射するステップと、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させるステップと、発生させた可視光を伝送しするとともに放射線を吸収するステップと、伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得るステップとを備えることを特徴とする方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明に係る放射線非破壊検査装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【００２６】
放射線非破壊検査装置１は、放射線であるＸ線Ｅを被検体の一例である配管２に向けて放射する放射線発生装置を構成する放射線源であるＸ線源３と、配管２を透過したＸ線Ｅを検出する放射線検出器としての平面検出器４とを具備する。
【００２７】
Ｘ線源３はＸ線発生装置を構成しており、Ｘ線Ｅを放射するための照射ヘッド５とこの照射ヘッド５を油冷ないし制御するための放射線コントローラの一例としてのＸ線コントローラ６と、Ｘ線コントローラ６からの高電圧印加によりＸ線を生成するＸ線管７とを具備する。このため、照射ヘッド５およびＸ線管７とＸ線コントローラ６とはフレキシブルガイドホース８により保護された油冷ホース９および電源ケーブル１０を介して接続される。Ｘ線源３の照射ヘッド５にはＸ線管７が設けられ、Ｘ線管７からＸ線Ｅが放射される。さらに、照射ヘッド５には油冷循環パイプ１１が設けられ、この油冷循環パイプ１１に油冷ホース９が接続される。
【００２８】
そして、Ｘ線源３の照射ヘッド５は、配管２の検査部位にＸ線管７を向けてＸ線Ｅを照射可能な向き及び位置で配置される一方、平面検出器４は、Ｘ線源３から配管２に照射されて透過したＸ線Ｅを検出することができる位置、すなわち配管２を挟んでＸ線源３に対向する位置に設けられる。
【００２９】
平面検出器４は容器状の遮蔽材１２の内部に電気回路１３を設けた構成である。この、電気回路１３は遮蔽材１２によりＸ線Ｅから遮蔽されて保護される。さらに、平面検出器４のＸ線源３側における所要の位置には、Ｘ線源３側から板状のシンチレータ１４、光学素子の一例であるファイバオプティックプレート（Ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｐｌａｔｅ）１５、受光素子の一例であるＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ１６が重ね合わさった状態で設けられる。
【００３０】
そして、平面検出器４のシンチレータ１４のＸ線源３側の面はＸ線検出面１７を形成し、このＸ線検出面１７がＸ線Ｅの進行方向に対して所要の角度、例えば垂直となる向きとなるように平面検出器４が配置される。
【００３１】
また、Ｘ線源３の照射ヘッド５に設けられたＸ線管７近傍にはマスク用冶具１８が移動可能に設けられる。マスク用冶具１８は例えば、所要の貫通孔あるいはスリットを有する板状あるいはブロック状の鉛シャッタにより構成される。さらに、マスク用冶具１８の貫通孔あるいはスリットのサイズは調整可能であり、このマスク用冶具１８を移動させるとともに貫通孔あるいはスリットのサイズを調整することにより、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅの領域を調節することができるように構成される。
【００３２】
尚、マスク用冶具１８が設けられる位置は、Ｘ線管７近傍に限らずＸ線Ｅの照射経路上であれば任意である。
【００３３】
さらに、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間すなわちＸ線Ｅの照射経路上には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。このペネトラメータ１９は、例えば１ｃｍ間隔のメモリを有するメジャーで構成される。そして、ペネトラメータ１９は、Ｘ線源３から配管２に向かって照射されたＸ線Ｅの一部が透過して平面検出器４において検出可能な位置に配置される。
【００３４】
次にＸ線源３の詳細構成および機能について説明する。
【００３５】
図２は、図１に示すＸ線源３の詳細構成の一例を示す正面図、図３は図２に示すＸ線コントローラ６の上面図、図４は図２に示すＸ線コントローラ６の左側面図である。
【００３６】
Ｘ線源３はＸ線Ｅを放射するための照射ヘッド５、Ｘ線管７およびＸ線コントローラ６を具備する。そして、照射ヘッド５およびＸ線管７とＸ線コントローラ６とはフレキシブルガイドホース８により保護された油冷ホース９および電源ケーブル１０を介して接続される。
【００３７】
Ｘ線源３のＸ線コントローラ６には、照射ヘッド５の運転状態を制御するための高圧電源２０が備えられる。そしてこの高圧電源２０は電源ケーブル１０を介して照射ヘッド５に接続され、遠隔から電力を負荷することにより照射ヘッド５におけるＸ線管７のオンオフ操作を行うことができるように構成される。
【００３８】
一方、照射ヘッド５からＸ線Ｅが放射される際には熱が生じて照射ヘッド５が加熱される。そこで、照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１がＸ線コントローラ６に併設される。Ｘ線コントローラ６と冷却ユニット２１は単一の樹脂カバー２２により保護されて一体化される。
【００３９】
また、Ｘ線コントローラ６に設けられた冷却ユニット２１は、ポンプ２３、ラジエータ２４およびファン２５を具備する。冷却ユニット２１のポンプ２３は油冷ホース９を介して照射ヘッド５と接続され、ポンプ２３から絶縁性の冷却油２６が油冷ホース９を介して照射ヘッド５に与えられて照射ヘッド５が冷却されるように構成される。
【００４０】
さらに、照射ヘッド５を冷却することにより加熱された冷却油２６は再び油冷ホース９を介して冷却ユニット２１のラジエータ２４に導かれ、ファン２５の作用により空冷される。冷却ユニット２１のラジエータ２４で空冷された冷却油２６は再び冷却ユニット２１のポンプ２３に導かれる。
【００４１】
すなわち、照射ヘッド５は、冷却ユニット２１および油冷ホース９を循環する冷却油２６により冷却されるように構成される。ただし、冷却油２６の代わりに絶縁性の水やその他の液体、気体を用いてもよい。
【００４２】
一方、Ｘ線源３の照射ヘッド５は、小型の例えば縦寸法がｌ１＝３００ｍｍ、横寸法がｗ１＝２１０ｍｍ、厚さがｔ１＝８５ｍｍの板状とされ、照射ヘッド５の運搬を容易にすることができるのみならず、被検査体となる配管２が狭隙部に存在しても容易に照射ヘッド５を配管２近傍に配置できるように構成される。さらに、照射ヘッド５にはＸ線管７が設けられ、Ｘ線管７からは所要のビーム開き角度αの例えば３２．０度のＸ線Ｅを放射させることができる。
【００４３】
また、照射ヘッド５の配置をより容易にするために、照射ヘッド５とＸ線コントローラ６とを接続する油冷ホース９および電源ケーブル１０を保護するためのフレキシブルガイドホース８は小径、例えばφ＝４０ｍｍとされる。
【００４４】
尚、照射ヘッド５のＸ線管７以外の構成部分をＸ線コントローラ６に備える一方、照射ヘッド５をＸ線管７のみで構成することにより、照射ヘッド５をさらに小型化することも可能である。
【００４５】
すなわち、Ｘ線源３は、電力を負荷するための高圧電源２０と照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１とをＸ線Ｅの放射により加熱され、冷却が必要であるため小型化が困難な照射ヘッド５から切離し、別々の構成としてフレキシブルガイドホース８介して接続することにより照射ヘッド５の小型化を可能とする構成である。
【００４６】
このため、照射ヘッド５のケースに用いられる鉛遮蔽体の量が低減されて照射ヘッド５の総合重量を減少させることが可能となる。
【００４７】
さらに、Ｘ線源３は、高圧電源２０および冷却ユニット２１を一体化することにより、構成部品数の低減を図ったものである。
【００４８】
次に平面検出器４の具体的な形状例および各構成の機能について説明する。
【００４９】
図５は図１に示す平面検出器４の具体的な寸法および形状の一例を示す正面図であり、図６は図５に示す平面検出器４の左側面図である。
【００５０】
平面検出器４は例えば、図５および図６に示す寸法および形状で構成される。
【００５１】
平面検出器４は、例えば縦寸法がｌ２＝１７８ｍｍ、横寸法がｗ２＝１２５ｍｍ、厚さ寸法がｔ２＝２３ｍｍの板状に構成される。そして、平面検出器４のＸ線源３側の面の所要の位置、例えば図５において右上部分にシンチレータ１４が設けられ、シンチレータ１４によりＸ線検出面１７が形成される。
【００５２】
平面検出器４のシンチレータ１４により形成されるＸ線検出面１７は、例えば縦寸法ｌ３が７５ｍｍで横寸法ｗ３が５０ｍｍの長方形状平面とされ、平面検出器４はこのＸ線検出面１７のエリアにおいてＸ線Ｅを受けることにより検出することができるように構成される。
【００５３】
平面検出器４のシンチレータ１４は、Ｘ線Ｅを受けると反応して発光する蛍光体を具備する。シンチレータ１４はＸ線Ｅを受けると可視光に変換し、変換した可視光を平面検出器４のファイバオプティックプレート１５に与える機能を有する。
【００５４】
ただし、このときシンチレータ１４においてＸ線Ｅの一部は可視光に変換されずに透過して平面検出器４のファイバオプティックプレート１５に入射する。
【００５５】
平面検出器４のファイバオプティックプレート１５は、例えば石英ファイバで構成された光ファイバを束ねることにより形成される。そして、ファイバオプティックプレート１５は、シンチレータ１４がＸ線Ｅを受けることにより生じた可視光を受けるとともに平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６に伝送して与える一方、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させる機能を有する。
【００５６】
さらに、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から受けた可視光を受光して電気信号に変換し、変換した電気信号を平面検出器４の遮蔽材１２内部の電気回路１３に与える機能を有する。すなわちＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から受けた可視光をデジタル画像情報に変換することができる。
【００５７】
平面検出器４の遮蔽材１２内部の電気回路１３は、ＣＭＯＳセンサ１６から受けたデジタル画像情報である電気信号を画像表示可能な情報に処理し、図示しないモニタに送信する機能を有する。そして、図示しないモニタにおいて、被検体である配管２の内部構造、欠陥等の形状の画像を得ることができるように構成される。
【００５８】
尚、平面検出器４のシンチレータ１４に強度のＸ線Ｅが入射すると、シンチレータ１４において高強度の可視光が変換される。そして、シンチレータ１４において変換された高強度の可視光はファイバオプティックプレート１５を経由した後、ＣＭＯＳセンサ１６において乱反射し、モニタで得られる結像をにじませるいわゆるハレーションが引き起こされる。
【００５９】
そこで、図１に示すようにＸ線源３のＸ線管７近傍に設けられたマスク用冶具１８によりＸ線源３から照射されるＸ線Ｅの領域が配管２の形状に応じて調節され、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅが、配管２を経由せずに平面検出器４のシンチレータ１４に到達しないように調節されて、ハレーションの発生が抑制される。
【００６０】
また、Ｘ線源３から照射されるＸ線Ｅが配管２を経由しても、配管２を構成する部材の厚さが薄くＸ線Ｅの透過率が大きい部位と、配管２を構成する部材の厚さが厚くＸ線Ｅの透過率が小さい部位とが混在する場合において、Ｘ線Ｅの透過率が小さい部位に照射するＸ線Ｅの強度を合わせると、Ｘ線Ｅの透過率が大きい部位を透過したＸ線Ｅの強度が強くなってハレーションが引き起こされる要因となる。
【００６１】
このため、被検体のＸ線Ｅの透過率が小さい部位においてもマスク用冶具１８を調節することにより、被検体を透過してシンチレータ１４に到達するＸ線Ｅの強度が適宜調節される。
【００６２】
すなわち、平面検出器４は、シンチレータ１４においてＸ線Ｅを受けて可視光に変換し、変換された可視光をＣＭＯＳセンサ１６において受光するとともに電気信号に変換して電気回路１３に与える構成である。そして、電気回路１３において電気信号に変換されたＸ線Ｅを画像表示可能な情報に処理して図示しないモニタに送信する構成である。
【００６３】
さらにこのとき、ＣＭＯＳセンサ１６にＸ線Ｅが入射するとＣＭＯＳセンサ１６が損傷し、ＣＭＯＳセンサ１６の感度が低下する恐れがあるため、ＣＭＯＳセンサ１６とシンチレータ１４との間に、放射線吸収ないし散乱メンバーとしてのファイバオプティックプレート１５を設け、ファイバオプティックプレート１５によりシンチレータ１４を透過したＸ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させてＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量を低減させることにより、ＣＭＯＳセンサ１６の損傷を抑制する構成である。
【００６４】
ここで、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅはファイバオプティックプレート１５に入射するが、ファイバオプティックプレート１５を構成する石英ファイバ等の光ファイバにＸ線Ｅやγ線等の放射線が照射されると光ファイバのカラーセンタが変わり、光ファイバすなわちファイバオプティックプレート１５において吸収される放射線の波長領域が変化する。
【００６５】
図７は、放射線を照射する前後における光ファイバに入射した光の波長と光ファイバに入射した光の相対吸収率との関係を示す図である。
【００６６】
図７において、横軸は光ファイバに入射した光の波長を示し、縦軸は光ファイバに入射した光の相対吸収率を示す。図７中、一点鎖線は光ファイバに放射線を照射する前における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ａを示し、実線は光ファイバに放射線を照射した後における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ｂを示す。
【００６７】
図７の光ファイバに放射線を照射する前の光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ａによれば、光ファイバの相対吸収率は光の波長が短くなるにつれて増加し、特に光の波長が４５０ｎｍよりも短波長となり紫外領域に近づくにつれて著しく光の吸収率が増加している。
【００６８】
一方、光ファイバに放射線を照射した後における光ファイバによる光の相対吸収率曲線Ｂによれば、光ファイバの相対吸収率は光の波長が短くなるにつれて増加するものの、光ファイバに放射線を照射する前の光ファイバによる光の相対吸収率よりも増加している。すなわち、光ファイバに放射線を照射することにより光ファイバの光の吸収率が増加し、光の透過率が減少したことが分かる。
【００６９】
また、光ファイバに放射線を照射した後の光の相対吸収率曲線Ｂによれば、光の相対吸収率は、光の波長が６００ｎｍ付近となる場合において極大値となり光ファイバに放射線を照射することによる光の吸収率の増加量が顕著であることが分かる。
【００７０】
さらに、光の波長が７００ｎｍ付近となる場合において、放射線を照射した後の光ファイバの光の相対吸収率は極小値となるのみならず、光ファイバに放射線を照射することによる光の吸収率の増加量が他の光の波長領域よりも著しく少ないことが分かる。
【００７１】
一方、ＣＭＯＳセンサ１６あるいはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）センサ等の半導体受光素子が光を受光する際の感度は、受光する光の波長に依存する。
【００７２】
図８は、ＣＣＤセンサの感度とＣＣＤセンサが受光する光の波長との関係を示す図である。
【００７３】
図８において、縦軸はＣＣＤセンサの相対感度を示し、横軸はＣＣＤセンサが受光する光の波長を示す。さらに、図８の実線は赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃを示し、一点鎖線は緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｄを示す。
【００７４】
図８に示す各ＣＣＤセンサのそれぞれのＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃ、Ｄは、いずれも同様な傾向を示し、ＣＣＤセンサが受光する光の波長が４５０ｎｍから７００ｎｍ程度の範囲となる場合に、相対感度が増加し最大値あるいは極大値となるが、相対感度の最大値とそのときの光の波長が相違する。
【００７５】
すなわち、実線で示すＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃから赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度は、光の波長が６５０ｎｍ程度である赤色領域の光を受光する場合において最大値となる一方、一点鎖線で示すＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｄから緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度は、光の波長が５００ｎｍ程度の緑色領域の光を受光する場合において最大値となることが分かる。
【００７６】
さらに、各ＣＣＤセンサ感度特性曲線Ｃ、Ｄの最大値を比較すると、赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度のほうが、緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度よりも良好であることが分かる。
【００７７】
加えて、４５０ｎｍ程度から６５０ｎｍ程度の範囲における波長の可視光に対しては、赤色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度が、常に緑色領域の光に高感度を有するＣＣＤセンサの相対感度の最大値よりも大きい。
【００７８】
したがって、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ１６等の半導体受光素子が光を受光する際の感度は、半導体受光素子が受光する光が赤色領域である場合のほうが、緑色領域あるいはさらに短波長の青色領域の光を受光する場合よりも良好であることが理解できる。
【００７９】
以上のことから、放射線非破壊検査装置１の平面検出器４においては、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが照射されてもファイバオプティックプレート１５の光の透過率の低下量が小さくかつＣＭＯＳセンサ１６の感度が良好となる光の波長領域をシンチレータ１４から発生させるために、シンチレータ１４には、Ｘ線Ｅを受けると赤色領域で発光する蛍光体、すなわち赤色タイプの蛍光体が使用される。
【００８０】
さらに、この赤色タイプの蛍光体に、ランタノイド元素列の元素、例えばユウロピウム（Ｅｕ）元素等の賦活剤を所要量添加することにより蛍光体から生じる光の波長を調整し、ファイバオプティックプレート１５における光の吸収率のより小さい可視光を発生させることが可能となる。
【００８１】
賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）を蛍光体に添加すると賦活剤が添加されない場合には本来禁制遷移の励起レベルで蛍光体の結晶場を励起させることが可能となる。例えば、ユウロピウム（Ｅｕ）を添加した蛍光体においては、式（１）ないし式（２）に示す励起により式（１）ないし式（２）に示す波長の光を発光させることができる。
【００８２】
【数１】
一方、半導体受光素子には、受光する光の波長に対する感度特性が赤色領域と異なるＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ１６あるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型センサ等の光電変換素子がある。これらの光電変換素子には、例えば、赤色領域の波長の光に対する感度と同等以上の感度を赤色領域近傍の波長の光あるいは緑色領域の波長に光に対して有するものがある。
【００８４】
そこで、光の各波長領域に感度を有する半導体受光素子の感度特性に対応させるため、赤色タイプの蛍光体に添加する賦活剤の濃度を調節することにより緑色成分や青色成分の量を加減することができる。
【００８５】
赤色タイプの蛍光体に添加する賦活剤の例としては、ユウロピウム（Ｅｕ）の他に、緑色成分を主成分とする光を発光させることができるテルビウム（Ｔｂ）やプラセオジム（Ｐｒ）等のらんランタノイド元素が挙げられる。
【００８６】
次に放射線非破壊検査装置１の作用について説明する。
【００８７】
Ｘ線源３の照射ヘッド５が、被検体である配管２の検査部位にＸ線管７を向けてＸ線Ｅを照射可能な向き及び位置で配置される。照射ヘッド５は高圧電源２０と冷却ユニット２１から分離されて構成され、小型化されているため、配管２が狭隙部であっても容易に配置することができる。
【００８８】
一方、照射ヘッド５から配管２に照射されて透過したＸ線Ｅを検出することができる位置、すなわち配管２を挟んで照射ヘッド５に対向する位置に平面検出器４が設けられる。このとき、平面検出器４のシンチレータ１４のＸ線源３側の面であるＸ線検出面１７は、Ｘ線Ｅの進行方向に対して所要の角度、例えば垂直となる向きとされる。
【００８９】
また、照射ヘッド５のＸ線管７近傍には所要の貫通孔あるいはスリットを有する板状あるいはブロック状のマスク用冶具１８が移動可能に設けられる。マスク用冶具１８の貫通孔あるいはスリットのサイズを調整することにより、照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域が調節され、平面検出器４におけるハレーションの発生が抑制される。
【００９０】
さらに、平面検出器４と照射ヘッド５との間には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【００９１】
次に、Ｘ線源３のＸ線コントローラ６が具備している高圧電源２０から照射ヘッド５に電源ケーブル１０を介して電力が与えられ、照射ヘッド５のＸ線管７からＸ線Ｅが配管２に向かって照射される。このとき、Ｘ線Ｅの領域はマスク用冶具１８により調節される。
【００９２】
一方、Ｘ線源３の冷却ユニット２１と照射ヘッド５との間を油冷ホース９を介して循環する冷却油２６により、Ｘ線Ｅの発生に伴って加熱された照射ヘッド５が冷却される。
【００９３】
さらに、Ｘ線源３の照射ヘッド５から配管２に照射され、配管２を透過したＸ線Ｅは平面検出器４のシンチレータ１４に入射する。このとき、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されたＸ線Ｅの一部は、ペネトラメータ１９を透過して平面検出器４のシンチレータ１４に入射する。
【００９４】
平面検出器４のシンチレータ１４は、赤色タイプの蛍光体を具備し、さらに、この赤色タイプの蛍光体には、ユウロピウム（Ｅｕ）元素等の賦活剤が所要量添加され、ファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さく、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域の可視光を発生させるように調整されている。このため、シンチレータ１４の蛍光体は、Ｘ線Ｅを受けると反応してファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さく、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域の赤色領域の可視光を発生させる。そして、発生した赤色領域の可視光は、シンチレータ１４を透過したＸ線Ｅとともにファイバオプティックプレート１５に入射する。
【００９５】
平面検出器４のファイバオプティックプレート１５は、シンチレータ１４から受けた赤色領域の可視光とシンチレータ１４を透過したＸ線Ｅとを受けると、赤色領域の可視光をＣＭＯＳセンサ１６に伝送して与える一方、Ｘ線Ｅを吸収し、あるいは散乱させる。このため、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量が低減され、ＣＭＯＳセンサ１６の損傷が抑制される。
【００９６】
このとき、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが照射されることによりファイバオプティックプレート１５の可視光の吸収率が増加する。このため、ファイバオプティックプレート１５において可視光の一部も吸収されるが、可視光はファイバオプティックプレート１５における光の吸収率がより小さい赤色領域に調整されており、他の領域の可視光よりも吸収率が少ないため、より強い光量の可視光がファイバオプティックプレート１５を透過しＣＭＯＳセンサ１６に伝送される。
【００９７】
平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６は、ファイバオプティックプレート１５から赤色領域の可視光を受光すると電気信号のデジタル画像情報に変換し、変換したデジタル画像情報を電気回路１３に与える。ここで、ＣＭＯＳセンサ１６は、緑色領域の可視光に高感度を有するＣＣＤセンサよりも相対感度が良好な赤色領域の可視光に感度を有するＣＭＯＳセンサ１６であり、かつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好となる波長領域に調整された赤色領域の可視光が受光されるため、より良好な感度で可視光が電気信号に変換される。
【００９８】
さらに、電気回路１３は、ＣＭＯＳセンサ１６から受けたデジタル画像情報を画像表示可能な情報に処理し、図示しないモニタに送信する。
【００９９】
この結果、図示しないモニタにおいて、被検体である配管２の内部構造、欠陥等の形状の画像を破壊することなく得ることができる。さらに、モニタには配管２の画像とともにペネトラメータ１９の画像が表示されるため、ペネトラメータ１９を利用して、配管２の欠陥部等の所要部位におけるサイズを求めることができる。
【０１００】
次に、放射線非破壊検査装置１で得られる画像の例について説明する。
【０１０１】
図９は、図１に示す放射線非破壊検査装置１で配管２の溶接部にＸ線Ｅを照射することにより得られた画像の一例を示す図である。
【０１０２】
図９に示すように放射線非破壊検査装置１により配管２を透過したＸ線Ｅを可視光に変換して得られた画像が、図示しないモニタに表示される。図９から、配管２の溶接部に溶接の溶け込み不足を確認することができる。
【０１０３】
また、図９において中央部には、配管２の検査をする際に配管２の妥当性を確認するためのペネトラメータ１９の画像３０が配管２とともに水平方向に撮影されて表示されているため、このペネトラメータ１９の画像３０のメモリの間隔と平面検出器４の測定画素数の間隔とに基づいて配管２の欠陥部等の任意の部位の寸法をより高精度で校正して求めることができる。
【０１０４】
このため、配管２の溶接部において溶け込み不足となっている部位の大きさは１ｍｍ程度であるという結果を得ることができる。
【０１０５】
すなわち放射線非破壊検査装置１は、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６とシンチレータ１４との間にファイバオプティックプレート１５を設けてＸ線Ｅを吸収させることにより、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量を低減させて損傷を抑制し、ＣＭＯＳセンサ１６の感度の低下を回避させる一方、シンチレータ１４に赤色タイプの蛍光体を設け、ファイバオプティックプレート１５にＸ線Ｅが入射してファイバオプティックプレート１５における可視光の透過率が減少してもより可視光の透過率の減少量が小さくかつＣＭＯＳセンサ１６の感度がより良好な赤色領域の可視光を発生させることにより、より良好な感度で被検体の画像を得るものである。
【０１０６】
また、例えば配管２のような狭間部に配置された被検体であっても、容易に被検体にＸ線Ｅを照射できるようにするために、Ｘ線源３の照射ヘッド５を高圧電源２０と冷却ユニット２１から分離して構成することにより小型化したものである。
【０１０７】
放射線非破壊検査装置１では、被検体に照射されて被検体を透過したＸ線Ｅをより高感度で精度よく効率的に可視光ないしデジタル画像情報に変換して画像化することができる。このため、より低エネルギないし低線量のＸ線Ｅで短時間に被検体の撮像が可能となる。
【０１０８】
さらに、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６により可視光を受光して現像することなくデジタル画像情報に変換する構成であるため、被検体に照射されて被検体を透過したＸ線Ｅをより短時間で画像化できる。
【０１０９】
このため、特に医療用の被破壊検査の場合には、被検体である患者の被曝量を低減させることができる。
【０１１０】
一方、工業用の被破壊検査の場合には、従来は放射線源から被検体に照射されて透過したＸ線ＥをＸ線フィルムで可視光を受光して現像させる方法により非破壊検査が行われていたため、Ｘ線フィルムの現像や乾燥に長時間要し、検査結果をリアルタイムに得ることが不可能であった。さらに、被検体のＸ線撮影に失敗した場合には、再度撮影が必要となり検査時間及び検査労力の増加要因となっていた。
【０１１１】
しかし、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６により可視光を受光して現像することなくデジタル画像情報に変換する構成であるため、被検体の検査現場においてリアルタイムあるいは迅速に検査結果を得るとともに検査結果を判断することができる。
【０１１２】
また、放射線非破壊検査装置１では、ＣＭＯＳセンサ１６に入射するＸ線Ｅの量が低減されるため、ＣＭＯＳセンサ１６のＸ線Ｅによる損傷が抑制され、ＣＭＯＳセンサ１６の寿命を増加させることができる。
【０１１３】
また、放射線非破壊検査装置１では、例えば配管２のような狭間部に配置された被検体であっても、容易に被検体にＸ線Ｅを照射して非破壊的に被検体を検査することができる。
【０１１４】
図１０は本発明に係る放射線非破壊検査装置の第２の実施形態を示す構成図である。
【０１１５】
図１０に示された、放射線非破壊検査装置１Ａでは、平面検出器４とＸ線源３とを一体化するとともに移動機構４０に設け、さらにこの移動機構４０に情報制御サーバ４１とモニタ４２を備えたクライアント４３を接続した構成が図１に示す放射線非破壊検査装置１と相違している。平面検出器４とＸ線源３の構成および作用については図１に示す放射線非破壊検査装置１と実質的に異ならないため同符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
放射線非破壊検査装置１Ａは、多関節アーム４４を備えた移動機構４０を有する。移動機構４０は走行手段、例えば車輪４５を備えており任意方向に移動可能に構成される。さらに、移動機構４０の多関節アーム４４は、単一あるいは複数の関節部分４６を有するアーム状の構成であり、この多関節アーム４４の所要の位置、例えば多関節アーム４４の先端部分に平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とが位置決めされて一体に固定される。
【０１１７】
そして、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５の相対的な位置関係が幾何学的に一定とされ、一体化された平面検出器４および照射ヘッド５が互いの相対的な位置関係を変えることなく任意の向き及び高さとなるように位置決めすることができるように構成される。
【０１１８】
さらに、Ｘ線源３のＸ線コントローラ６は、任意の位置例えば、移動機構４０に内蔵され、遠隔からＸ線源３の照射ヘッド５の冷却およびＸ線Ｅのオンオフ等の操作を可能に構成し、同時に照射ヘッド５が小型化される。
【０１１９】
また、平面検出器４とＸ線源３とを備えた移動機構４０には、情報制御サーバ４１が接続され、情報制御サーバ４１には任意数のモニタ４２を備えたクライアント４３がそれぞれ接続されて任意の場所に設けられる。
【０１２０】
一方、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間には、マスク用冶具１８が移動可能に設けられ、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域を調節することによりハレーションが生じないように構成される。尚、マスク用冶具１８を制御するために別途、アーム等の制御機構を移動機構４０に設けてもよい。
【０１２１】
また、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間、例えば照射ヘッド５には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【０１２２】
図１１は図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａの移動機構４０に接続される情報制御サーバ４１の機能ブロック図である。
【０１２３】
情報制御サーバ４１は、移動機構制御手段４１ａ、放射線制御手段４１ｂ、画像入力手段４１ｃ、画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆ、欠陥部寸法算出手段４１ｇ、欠陥部基準値表示手段４１ｈ、欠陥部判定手段４１ｉ、基準画像表示手段４１ｊ、欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋ、通信手段４１ｌを具備する。
【０１２４】
情報制御サーバ４１の移動機構制御手段４１ａは、クライアント４３から入力された制御情報により遠隔から移動機構４０の車輪４５および多関節アーム４４を制御し、平面検出器４とＸ線源３とを所要の位置に所要の向きで位置決めする機能を有する。
【０１２５】
情報制御サーバ４１の放射線制御手段４１ｂは、クライアント４３から入力された制御情報により遠隔からＸ線源３のＸ線コントローラ６を制御し、照射ヘッド５から放射されるＸ線ＥおよびＸ線源３の照射ヘッド５を冷却するための冷却ユニット２１のオンオフ等の操作を行う機能を有する。
【０１２６】
情報制御サーバ４１の画像入力手段４１ｃは、平面検出器４の電気回路１３から被検体の画像情報である電気信号を入力して画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆおよび基準画像表示手段４１ｊに与える機能を有する。
【０１２７】
情報制御サーバ４１の画像出力手段４１ｄは、画像入力手段４１ｃから受けた被検体の画像情報をモニタ４２に与えることにより表示させる機能を有する。
【０１２８】
また、移動機構４０や情報制御サーバ４１あるいはその他の任意の場所には、表示器の例として任意数のランプ４７およびブザー４８が設けられる。
【０１２９】
そして、情報制御サーバ４１の放射線照射表示手段４１ｅは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けるとランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与える機能を有する。
【０１３０】
ランプ４７は、情報制御サーバ４１の放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けると点灯ないし点滅するように構成され、ランプ４７の点灯ないし点滅により作業者は平面検出器４がＸ線Ｅを検出している状態であることを知ることができる。一方、ブザー４８は放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けると動作音を発生させるように構成され、作業者はブザー４８の動作音により平面検出器４がＸ線Ｅを検出している状態であることを知ることができる。
【０１３１】
すなわち、作業者を被曝から回避させるために、ランプ４７の点灯ないし点滅およびブザー４８の動作音により、Ｘ線源３からＸ線Ｅが照射されている状態であることを作業者が知ることができるように構成される。
【０１３２】
また、情報制御サーバ４１の欠陥部表示手段４１ｆは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けると、この画像情報に基づいて自動的に被検体の欠陥部を判別する機能と、判別した結果、欠陥部が存在する場合には欠陥部をマーキング表示するためのマーキング情報を作成して欠陥部情報ファイルを作成し、モニタ４２に表示させる機能を有する。
【０１３３】
欠陥部表示手段４１ｆによる被検体の欠陥部を判別する方法としては、例えば画像情報の濃淡を数値化し、所定の基準値と比較することにより欠陥部の有無および範囲を判別する方法が挙げられる。
【０１３４】
さらに、欠陥部表示手段４１ｆは、被検体に欠陥部が存在する場合には、被検体の画像情報とともに欠陥部情報ファイルを欠陥部寸法算出手段４１ｇに与える機能を有する。
【０１３５】
情報制御サーバ４１の欠陥部寸法算出手段４１ｇは、欠陥部表示手段４１ｆから被検体の画像情報および欠陥部情報ファイルを受けると、被検体の欠陥部の面積や任意方向の長さ等の寸法を算出する機能、算出した被検体の欠陥部の寸法を欠陥部情報ファイルに書き込むとともに、欠陥部情報ファイルをモニタ４２に表示する機能および被検体の欠陥部の寸法情報を加えた欠陥部情報ファイルを欠陥部基準値表示手段４１ｈに与える機能を有する。
【０１３６】
情報制御サーバ４１の欠陥部基準値表示手段４１ｈには、予め被検体の部位に応じた欠陥部の寸法の品質および機能に対する良否の判定基準値である寸法基準値情報が保存される。そして、欠陥部寸法算出手段４１ｇから被検体の欠陥部の寸法情報を含む欠陥部情報ファイルを受けると、被検体の欠陥部に応じた欠陥部の寸法基準値情報を欠陥部情報ファイルに追加して欠陥部判定手段４１ｉに与えるとともにモニタ４２に表示する機能を有する。
【０１３７】
このため、作業者は、欠陥部基準値表示手段４１ｈによりモニタ４２に表示された欠陥部情報ファイルの被検体の欠陥部の寸法情報と寸法基準値情報とを比較することにより、被検体の欠陥部が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１３８】
情報制御サーバ４１の欠陥部判定手段４１ｉは、欠陥部基準値表示手段４１ｈから受けた被検体の欠陥部の寸法情報と寸法基準値情報とを比較することにより、被検体の欠陥部が被検体の品質および機能に影響を与えるか否か、すなわち検査結果の良否を自動的に判定する機能と、被検体の欠陥部の寸法が寸法基準値の範囲外であり被検体が不良と判断された場合には、ランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与える機能を有する。
【０１３９】
ランプ４７およびブザー４８は、欠陥部判定手段４１ｉから動作指令情報を受けるとそれぞれ点灯あるいは点滅ないし動作音を発生させるように構成され、作業者は、ランプ４７およびブザー４８の点灯あるいは点滅ないし動作音により被検体の良否を知ることができる。
【０１４０】
情報制御サーバ４１の基準画像表示手段４１ｊには、例えば予め被検体の各部位における欠陥が存在しない正常な状態の画像情報が基準画像情報として保存される。基準画像表示手段４１ｊは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けると、受けた画像情報に相当する被検体の部位における基準画像情報をモニタ４２に表示させる機能を有する。
【０１４１】
被検体の基準画像情報は、前回あるいは最近被検体を検査した際の被検体の画像情報や被検体の使用開始時における未使用状態の画像情報とすることにより、経年変化のように次第に被検体の品質や機能が劣化する場合の判断が容易となる。
【０１４２】
すなわち、基準画像情報は、Ｘ線Ｅによる撮影で得られた画像情報の比較対象となる画像情報であれば任意である。
【０１４３】
このため、作業者は、画像出力手段４１ｄによりモニタ４２に表示された被検体の検査による撮影結果である画像情報と基準画像表示手段４１ｊにより表示された基準画像情報とを比較することにより、被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１４４】
情報制御サーバ４１の欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋは、欠陥部情報ファイルに任意の記録内容を書き込んで情報を追加する機能を有する。このため、作業者は、基準画像情報と測定して得られた画像情報とを比較して被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断する際、判断が困難な場合や特記事項がある場合には状況を文章として記録することができる。
【０１４５】
情報制御サーバ４１の通信手段４１ｌは、欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を所要の場所に設けられたクライアント４３に送受信する機能を有する。このため、被検体の判断が困難であっても、被検体の状況を記録した編集後の欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を所要の判断技術を有する検査員や監視員あるいは被検体の製造工場の技術者が有するクライアント４３に送信することにより遠隔から被検体の品質および機能をより適切かつ迅速に判断することができるように構成される。
【０１４６】
次に、放射線非破壊検査装置１Ａの作用について説明する。
【０１４７】
図１２は、図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａにより被検体の検査をする際の流れを示すフローチャートである。
【０１４８】
まずステップＳ１において、クライアント４３から制御情報を入力して情報制御サーバ４１の移動機構制御手段４１ａにより移動機構４０の車輪４５および多関節アーム４４を遠隔制御することにより、被検体である配管２にＸ線Ｅを照射し、かつ配管２を透過したＸ線Ｅを検出可能な位置に一体化された平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを位置決めする。
【０１４９】
さらに、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間にマスク用冶具１８を設け、マスク用冶具１８を調節することにより、Ｘ線源３の照射ヘッド５から照射されるＸ線Ｅの領域および平面検出器４に到達するＸ線Ｅの強度が調整されてハレーションの発生が抑制される。
【０１５０】
また、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との間、例えばＸ線源３の照射ヘッド５には、検査の際、配管２の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータ１９が設けられる。
【０１５１】
次に、ステップＳ２では、クライアント４３から制御情報を入力して情報制御サーバ４１の放射線制御手段４１ｂによりＸ線源３のＸ線コントローラ６を制御することによりＸ線源３の照射ヘッド５からＸ線Ｅを配管２に向かって放射させ、かつ冷却ユニット２１を作動させて照射ヘッド５を冷却する。
【０１５２】
このため、ステップＳ３において、平面検出器４により配管２を透過したＸ線Ｅが検出されて可視光に変換された後、さらに電気回路１３において画像情報の電気信号に変換される。
【０１５３】
そして、ステップＳ４では、情報制御サーバ４１の画像入力手段４１ｃが、平面検出器４の電気回路１３から配管２の画像情報である電気信号を入力して画像出力手段４１ｄ、放射線照射表示手段４１ｅ、欠陥部表示手段４１ｆおよび基準画像表示手段４１ｊに与える。
【０１５４】
さらに、ステップＳ５では、画像出力手段４１ｄは、画像入力手段４１ｃから受けた配管２の画像情報をモニタ４２に与えることにより表示させる一方、放射線照射表示手段４１ｅは、画像入力手段４１ｃから被検体の画像情報を受けるとランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与え、ランプ４７およびブザー４８を作動させる。このため、作業者は、Ｘ線源３の照射ヘッド５からＸ線Ｅが放射されていることを知ることができるとともに、放射されたＸ線Ｅにより撮影された配管２の画像を遠隔からモニタ４２で見ることができる。
【０１５５】
また、ステップＳ６において、欠陥部表示手段４１ｆが、画像入力手段４１ｃから受けた画像情報に基づいて自動的に配管２の欠陥部を自動判別し、欠陥部をマーキング表示するためのマーキング情報を作成して欠陥部情報ファイルを作成する。そして、欠陥部表示手段４１ｆにより作成された欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報は欠陥部寸法算出手段４１ｇおよびモニタ４２に与えられ、モニタ４２において配管２の欠陥部がマーキング表示される。
【０１５６】
このため、作業者はモニタ４２から配管２の画像を検討して判断することなく容易に配管２の欠陥部を確認することができる。さらに、モニタ４２には配管２の画像とともにペネトラメータ１９の画像が表示されるため、作業者は配管２の欠陥部の大きさを把握することができる。
【０１５７】
そして、ステップＳ７では、欠陥部寸法算出手段４１ｇが、欠陥部表示手段４１ｆから受けた欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報から配管２の欠陥部の面積や任意方向の寸法等の大きさを自動計算して欠陥部情報ファイルに書き込むとともに、欠陥部情報ファイルをモニタ４２および欠陥部基準値表示手段４１ｈに与える。このため作業者は、モニタ４２から配管２の欠陥部の大きさを容易に知ることができる。
【０１５８】
さらに、ステップＳ８では、欠陥部基準値表示手段４１ｈが、欠陥部寸法算出手段４１ｇから受けた配管２の欠陥部の寸法情報を含む欠陥部情報ファイルに基づいて、欠陥部が存在する配管２の部位における欠陥部の判定基準値である寸法基準値情報を欠陥部情報ファイルに追加して欠陥部判定手段４１ｉに与えるとともにモニタ４２に表示させる。
【０１５９】
このため、作業者は配管２の欠陥部の大きさとともに寸法基準値をモニタ４２で確認し、比較することにより配管２の欠陥部が所要の品質および機能を具備しているか否かを検討することができる。
【０１６０】
そして、ステップＳ９では、欠陥部判定手段４１ｉが、欠陥部基準値表示手段４１ｈから受けた欠陥部情報ファイルに基づいて配管２の欠陥部の大きさと寸法基準値とを比較することにより、配管２の欠陥部が配管２の品質および機能に影響を与えるか否か、すなわち検査結果の良否を自動的に判定する。そして、配管２の欠陥部の寸法が寸法基準値の範囲外であり配管２が不良と判断された場合には、ランプ４７およびブザー４８に動作指令情報を与え、ランプ４７およびブザー４８を作動させる。
【０１６１】
このため、作業者はランプ４７およびブザー４８の作動により配管２の欠陥部が配管２の品質および機能に影響を与えるものであることを容易に知ることができる。
【０１６２】
一方、ステップＳ１０では、例えば配管２の経年変化が検査され、基準画像表示手段４１ｊが、画像入力手段４１ｃから受けた配管２の画像情報に基づいて検査部位における欠陥が存在しない正常な状態の基準画像情報をモニタ４２に表示させる。
【０１６３】
このため、作業者は画像出力手段４１ｄによりモニタ４２に表示された配管２の撮影結果である画像情報と基準画像表示手段４１ｊにより表示された基準画像情報とを比較することにより、配管２が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１６４】
さらに、ステップＳ１１において、作業者がモニタ４２に表示された配管２の画像情報からでは、配管２の品質および機能の判断が困難な場合や特記事項がある場合には欠陥部情報ファイル編集手段４１ｋにより状況を文章として欠陥部情報ファイルに記録し、欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報を通信手段４１ｌにより配管２の製造工場の技術者が有するクライアント４３に送信する。
【０１６５】
このため、配管２の製造工場の技術者により欠陥部情報ファイルおよび配管２の画像情報が検討され、配管２の品質および機能が遠隔から迅速に判断される。そして、熟練技術を要することなく作業者はより短時間かつ適切に配管２の検査結果を得ることができる。
【０１６６】
図１３は、図１０に示す放射線非破壊検査装置１Ａで配管２の溶接部にＸ線Ｅを照射することにより得られた画像の一例を示す図である。
【０１６７】
図１３に示すように、被検体である配管２の画像がモニタ４２に表示される。配管２には欠陥部が自動的に判別されて確認されたため、四角形の枠で欠陥部がマーキング５０されている。さらに、配管２の欠陥部の縦方向、横方向、斜方向の寸法と面積とが自動計算されて欠陥部情報ファイル５１が作成され、作成された欠陥部情報ファイル５１が２００２０８３０のようなファイル名とともに配管２の欠陥部の近傍に表示されている。
【０１６８】
さらに、欠陥部情報ファイル５１の表示内容と配管２の欠陥部に設けられたマーキング５０が例えばｐ１というような記号により関連付けられ、欠陥部の位置と大きさの対応が明確化される。
【０１６９】
このため、配管２に欠陥部が複数箇所ある場合には、欠陥部の位置と大きさの対応が明確となり、より容易に配管２の検査を実施して記録を保存することができる。
【０１７０】
すなわち、放射線非破壊検査装置１Ａは、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを多関節アーム４４を備えた移動機構４０に一体化して固定するとともに、移動機構４０を制御することにより遠隔から平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置関係を一定としつつ平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５とを容易に位置決めできるように構成したものである。
【０１７１】
さらに、平面検出器４で得られた被検体の画像を自動的に判定することにより、あるいは画像の判断を支援することにより熟練技術を要することなく、異なる作業者であってもより均一で適切な検査結果を得ることができるように構成したものである。
【０１７２】
放射線非破壊検査装置１Ａでは、遠隔操作により被検体の放射線による非破壊検査が実施できるため、作業者の被曝を低減させることができる。さらに、Ｘ線源３から放射されるＸ線Ｅのオンオフ操作を遠隔から電源のオンオフ操作により行えるため、Ｘ線源３の管理が容易となる。
【０１７３】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置関係が一定であるため、位置決めがより容易でありかつより正確で適切な強度でＸを被検体に照射することができる。このため、より高感度で適切な被検体の画像を得ることができる。
【０１７４】
さらに、同一の被検査体を複数回検査する場合に、常に平面検出器４とＸ線源３の照射ヘッド５との相対的な位置条件が一定でるため、互いに比較が容易な検査結果をそれぞれ得ることができる。このため、検査結果の判断が容易となる。
【０１７５】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体のＸ線画像を現像することなくデジタル画像情報に変化し、かつ変換したデジタル画像情報の濃淡等の条件から被検体の欠陥部を自動的に判別するため、作業者が欠陥部の有無を判断することなく被検体の欠陥部を検出することが可能となる。
【０１７６】
一般に配管２を検査する場合には、配管２の差込不足や溶接部の溶け込み不足の有無が検査対象となり、これら検査対象に応じて検査項目や機能の有無を判断する際の欠陥部の大きさ等の基準が異なる。検査対象に応じた判断基準を作業者が記憶することは困難であり、作業者は、検査対象に応じた判断基準を検査ごとに確認する必要があった。
【０１７７】
さらに、判断基準により作業者が判断するため、作業者によって判断結果にバラツキが生じるのみならず適切な判断基準の選択ミスによる判断ミスが生じる恐れがあった。
【０１７８】
しかし、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体の欠陥部を自動的にマーキング表示するのみならず欠陥部の大きさを自動計算し、さらに計算した欠陥部の大きさと欠陥部が存在する部位における寸法基準値とを比較することにより被検体の良否を判断するため、専門的な知識や熟練技能を有さない一般の作業者であってもより容易に被検体を検査することができる。
【０１７９】
そして、被検体の欠陥部の状態を適切に把握してバラツキがなくより均一な被検体の検査結果を自動的に精度よく効率的に得ることができる。
【０１８０】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、被検体の欠陥部が寸法基準値を満たさない場合には、ランプ４７およびブザー４８を作動させるため、作業者は被検体に不良部が存在することを確実かつ容易にて知ることができる。
【０１８１】
また、放射線非破壊検査装置１Ａでは、例えば被検体の経年変化を検査するような被検体の時間的な変化を比較することが必要な場合に、前回あるいは最近被検体を検査した際の被検体の画像情報や被検体の使用開始時における未使用状態の画像情報で構成される基準画像情報と撮影で得られた画像情報を比較することができる。このため、作業者は腐食の発生や異物の存在等の変化を容易に確認して被検体が所要の品質および機能を具備しているか否かを判断することができる。
【０１８２】
さらに、作業者が被検体の画像情報からでは、被検体の品質および機能の判断が困難な場合には、被検体の画像情報や被検体の欠陥部を示す欠陥部情報ファイルを技術者に迅速に送信して、技術者による適切な判断が可能となる。
【０１８３】
このため工業利用に限らず、医療診断用放射線撮影をはじめとする各種の放射線撮影において検査ミスの発生を抑制し、検査情報をより高精度で多く得ることが可能である。
【０１８４】
また、Ｘ線Ｅやγ線等の放射線は肉眼でとらえることができないため、十分な被曝回避手段を設ける必要がある。Ｘ線源３からＸ線Ｅを放射させる場合には、Ｘ線源３に電源を入れたときのみＸ線Ｅが放射されるが、特にγ線源からγ線を放射させる場合には、一旦γ線がγ線源格納ユニットから放出されると線量計でモニタ４２しないとγ線の存在を知ることができない。
【０１８５】
しかし、放射線非破壊検査装置１Ａでは、Ｘ線Ｅが放射されている場合に、ランプ４７およびブザー４８を作動させるため、作業者は放射線が放射されていることを確実かつ容易に知ることが可能となり、作業者の被曝を容易に回避させることができるのみならず、平面検出器４への強度のＸ線Ｅの入射を回避させて平面検出器４のＸ線Ｅによる損傷を抑制することができる。
【０１８６】
尚、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、放射線源としてＸ線源３の代わりにγ線を放射するγ線源を使用し、放射線としてγ線を被検体に照射し、被検体を透過したγ線を検出することにより被検体を検査するように構成してもよい。
【０１８７】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、情報制御サーバ４１全体あるいは一部と移動機構４０とを一体に構成してもよい。逆に、移動機構４０に設けられたＸ線コントローラ６を、移動機構４０とは別々に構成してもよい。
【０１８８】
また、放射線非破壊検査装置１に情報制御サーバ４１を接続する構成としてもよく、さらに情報制御サーバ４１を従来の任意の放射線非破壊検査装置１に接続してもよい。
【０１８９】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、放射線照射表示手段４１ｅは、平面検出器４のＣＭＯＳセンサ１６等の任意の構成あるいは放射線源と連動して放射線が放射されている状態であることを検知するように構成してもよい。
【０１９０】
また、放射線非破壊検査装置１Ａにおいて、欠陥部判定手段４１ｉの動作指令情報を受けるランプ４７およびブザー４８と、放射線照射表示手段４１ｅから動作指令情報を受けるランプ４７およびブザー４８とを別々に構成してもよく、さらに必要に応じて任意数箇所設けることができる一方、逆にランプ４７およびブザー４８を設けなくてもよい。
【０１９１】
【発明の効果】
本発明に係る放射線非破壊検査装置および放射線非破壊検査方法おいては、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、被検体を透過した放射線をより高感度で検出することにより、被検体を破壊することなくより短時間で精度よく非破壊検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射線非破壊検査装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示すＸ線源の詳細構成の一例を示す正面図。
【図３】図２に示すＸ線コントローラの上面図。
【図４】図２に示すＸ線コントローラの左側面図。
【図５】図１に示す平面検出器の具体的な寸法および形状の一例を示す正面図。
【図６】図５に示す平面検出器の左側面図。
【図７】放射線を照射する前後における光ファイバに入射した光の波長と光ファイバに入射した光の相対吸収率との関係を示す図。
【図８】ＣＣＤセンサの感度とＣＣＤセンサが受光する光の波長との関係を示す図。
【図９】図１に示す放射線非破壊検査装置で配管の溶接部にＸ線を照射することにより得られた画像の一例を示す図。
【図１０】本発明に係る放射線非破壊検査装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図１１】図１０に示す放射線非破壊検査装置の移動機構に接続される情報制御サーバの機能ブロック図。
【図１２】図１０に示す放射線非破壊検査装置により被検体の検査をする際の流れを示すフローチャート。
【図１３】図１０に示す放射線非破壊検査装置で配管の溶接部にＸ線を照射することにより得られた画像の一例を示す図。
【符号の説明】
１、１Ａ 放射線非破壊検査装置
２ 配管
３ Ｘ線源
４ 平面検出器
５ 照射ヘッド
６ Ｘ線コントローラ
７ Ｘ線管
８ フレキシブルガイドホース
９ 油冷ホース
１０ 電源ケーブル
１１ 油冷循環パイプ
１２ 遮蔽材
１３ 電気回路
１４ シンチレータ
１５ ファイバオプティックプレート
１６ ＣＭＯＳセンサ
１７ Ｘ線検出面
１８ マスク用冶具
１９ ペネトラメータ
２０ 高圧電源
２１ 冷却ユニット
２２ 樹脂カバー
２３ ポンプ
２４ ラジエータ
２５ ファン
２６ 冷却油
３０ ペネトラメータの画像
４０ 移動機構
４１ 情報制御サーバ
４１ａ 移動機構制御手段
４１ｂ 放射線制御手段
４１ｃ 画像入力手段
４１ｄ 画像出力手段
４１ｅ 放射線照射表示手段
４１ｆ 欠陥部表示手段
４１ｇ 欠陥部寸法算出手段
４１ｈ 欠陥部基準値表示手段
４１ｉ 欠陥部判定手段
４１ｊ 基準画像表示手段
４１ｋ 欠陥部情報ファイル編集手段
４１ｌ 通信手段
４２ モニタ
４３ クライアント
４４ 多関節アーム
４５ 車輪
４６ 関節部分
４７ ランプ
４８ ブザー
５０ マーキング
５１ 欠陥部情報ファイル
Ｅ Ｘ線
Ａ 相対吸収率曲線
Ｂ 相対吸収率曲線
Ｃ ＣＣＤセンサ感度特性曲線
Ｄ ＣＣＤセンサ感度特性曲線
Claims (15)
- 被検体に放射線を照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器とを具備し、この放射線検出器は、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させる赤色タイプの蛍光体と、この蛍光体により発生した可視光を伝送しかつ前記蛍光体を透過した放射線を吸収する光学素子と、この光学素子により伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得る受光素子とを備えることを特徴とする放射線非破壊検査装置。
- 前記蛍光体には賦活剤が添加され、この賦活剤により前記蛍光体が発生させる可視光の波長領域を調整可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記受光素子は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサおよびＴＦＴ型センサのいずれか１つの光電変換素子であり、各受光素子の感度特性に応じて前記蛍光体に賦活剤としてランタノイド元素列の少なくとも１つを添加することにより、前記蛍光体が発生させる可視光の波長領域を調整可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線源は、放射線を発生させる照射ヘッドと、この照射ヘッドに電力を負荷する高圧電源および照射ヘッドを冷却するための冷却ユニットを設けた放射線コントローラとを備え、前記高圧電源と前記照射ヘッドとを電源ケーブルにより接続する一方、前記冷却ユニットと前記照射ヘッドとを冷却ホースにより接続したことを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線源は、放射線を発生させる照射ヘッドを備え、この照射ヘッドと前記放射線検出器とが互いに相対的な位置関係が幾何学的に一定となるように一体化されて構成されることを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記受光素子において得られた前記被検体の画像情報を入力する画像入力手段と、この画像入力手段が入力した画像情報に基づいて欠陥部を識別するとともに欠陥部をマーキング表示するためのマーキング情報を作成する欠陥部表示手段を有することを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記受光素子において得られた前記被検体の画像情報を入力する画像入力手段と、この画像入力手段が入力した画像情報に基づいて欠陥部のサイズを算出する欠陥部寸法算出手段とを有することを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記受光素子において得られた前記被検体の画像情報を入力する画像入力手段と、この画像入力手段が入力した画像情報に基づいて欠陥部のサイズを算出する欠陥部寸法算出手段と、算出した前記欠陥部のサイズと前記欠陥部における寸法基準値とを比較することにより前記欠陥部の良否を判定する欠陥部判定手段とを有することを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線源から放射線が放射されている状態を検知する放射線照射表示手段と、放射線照射表示手段から動作指令を受けて動作することにより前記放射線源から放射線が放射されている状態を示す表示器を有することを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線の照射経路上に前記被検体の画像情報を用いて前記被検体の所要の部位のサイズを判断し校正するためのペネトラメータを設けたことを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記受光素子において得られた前記被検体の画像情報を入力する画像入力手段と、この画像入力手段が入力した画像情報の比較対象となる前記被検体の基準画像情報を表示可能に提供する基準画像表示手段とを有することを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線の照射経路上に前記放射線検出器に入射する放射線の強度を調節するマスク用冶具を設けたことを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線源はＸ線源であり、前記放射線はＸ線であることを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 前記放射線源はγ線源であり、前記放射線はγ線であることを特徴とする請求項１記載の放射線非破壊検査装置。
- 被検体に放射線を照射するステップと、前記被検体を透過した放射線を受けて赤色領域の可視光を発生させるステップと、発生させた可視光を伝送しするとともに放射線を吸収するステップと、伝送された可視光を受光して電気信号に変換することにより前記被検体の画像情報を得るステップとを備えることを特徴とする放射線非破壊検査方法。
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