JP2004347326A - 非破壊診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバープローブ装置において、放射線環境下においても装置を使用して非破壊診断が行えるようにし、かつ測定精度，操作性，安全性及び作業性が向上することにある。
【解決手段】光ファイバープローブを備え、試料表面の光の反射吸光度差を利用した非破壊診断装置において、光ファイバープローブの先端部分を取り外し可能にし、かつ、光ファイバープローブの先端部分を凹型にすることで、放射線管理区域で使用した際に、測定物表面に付着した汚染物がプローブ先端部分に付着しても、先端部分を取り外せば管理区域外に持ち出せるようにし、また、ケーブルなどの測定物の表面が丸みをおびているものに対する診断の精度が高くなるようにする。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所内に布設されているケーブルなどの絶縁材料の非破壊劣化診断を行うための非破壊診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、絶縁材料の劣化度合いを測定する装置としては、耐電圧試験や絶縁抵抗試験などの電気特性試験，反発硬度法や応力歪応答法などの物理特性試験，酸化度測定法や熱重量分析法など化学特性試験及び超音波法や化学発光法などの光・音波特性試験による方法などを用いた装置があるが、特に精度の高いものとして、測定物表面に波長の相異なる少なくとも２種の単色光光源を照射し、その反射光の吸光度差を比較演算して劣化度合いを判別する方法を用いた装置がある。
【０００３】
２波長の光を用いた従来の非破壊診断装置の一例としては、特開平１０−１１１２４１号公報に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１１１２４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の装置でケーブルなどの表面が丸みをおびているものに対して非破壊診断を実施するには、プローブ部の光の損失の問題や、放射線環境下などで使用する際の問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、原子炉発電所内等の放射線管理区域において使用する場合でも、ケーブル等の非破壊診断を高精度に行えるようにし、かつ、検査時の汚染対策が容易に行えるようにした非破壊診断装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第２の目的は、手袋をはめて作業しなければならない場所で測定する際、光ファイバープローブの取り扱いを容易にした非破壊診断装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第３の目的は、測定する際に測定物と光ファイバープローブを容易に固定するようにした非破壊診断装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第４の目的は、作動中の機器に布設されている測定物を測定する際、光ファイバープローブを測定物に接触させても感電しないようにし、また、本発明の第５の目的は測定物周辺の通電物と誤って接触した場合も、同様に感電しないようにした非破壊診断装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の第１の目的を達成するために、本発明は光ファイバープローブを備え、試料表面の光の反射吸光度差を利用した非破壊診断装置において、光ファイバープローブは凹型の先端形状を有し、かつ、光ファイバープローブの先端部分の着脱機構を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
原子力発電所のような放射線環境下では、汚染物が付着すると放射線管理区域外に持ち出せなくなる。そこで、測定物に直接触れる光ファイバープローブの先端部分を取り外し可能にすることで、先端部分以外は放射線管理区域外に持ち出すことができるようになる。また、測定部が劣化したり破損した場合も、先端部分を交換することで即座に対応できる。更に、測定物と接する表面部分の形状を凹型にすることで、ケーブルなどの測定物の表面が丸みをおびているものに光ファイバープローブを押さえつける際、測定物とプローブ測定表面が密着し、測定部の隙間から光が漏れにくい構造となる。その結果、測定値のバラツキが少なくなり、より正確な測定値を得ることが可能となる。
【００１２】
また、上述の第２の目的を達成するために、本発明の非破壊診断装置は、光ファイバープローブの形状をペン型にしたことを特徴とするものである。
【００１３】
原子力発電所のような放射線環境下では、素手で作業することができないため、手袋をはめての作業となる。そこで、光ファイバープローブの形状をペン型にすることで、手袋をはめた状態でも握りやすく、扱いやすい構造になり、操作性が向上する。また、狭隘部に布設されている測定物に対しても手が届くため、作業性も向上するようになる。
【００１４】
また、上述の第３の目的を達成するために、本発明の非破壊診断装置は、光ファイバープローブの先端部分にフックを取り付けたことを特徴とするものである。
【００１５】
光ファイバープローブの先端部分にフックを取り付けることで、測定物を固定できるため、測定する際のプローブのずれをなくすことができる。また、狭隘部などでプローブを押えておくことが困難な場所においても、フックに挟むことで対応できるようになる。
【００１６】
また、上述の第４の目的を達成するために、本発明の非破壊診断装置は、絶縁材料で光ファイバープローブの表面部品を構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
本装置によれば、作動中の機器に布設されているものに対しても測定を行う際に、測定物の接触部分及び測定物周辺の通電物に対して感電を防止するための対策が必要になる。そこで、光ファイバープローブの表面の構成部品をすべて絶縁材料で構成することで、プローブを測定物に接触させてもまたは測定物周辺の通電物に誤って接触させても感電することなく測定が可能となり、装置の安全性も向上するようになる。
【００１８】
また、上述の第５の目的を達成するために、本発明の非破壊診断装置は、装置本体から光ファイバープローブ間を絶縁収縮チューブで覆うことを特徴とするものである。
【００１９】
装置本体から光ファイバープローブ間は、光ファイバーケーブルでつながっており、それを傷めないようにフレキシブル金属チューブで覆われている。そのフレキシブル金属チューブの隙間にごみなどの汚染物が入り込まないように、さらに絶縁収縮チューブで覆うことにより、測定物周辺の通電物と誤って接触した場合でも感電しないようになると共に、装置の汚染対策も向上できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の一形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明に関する光ファイバープローブの実施例を図１に示す。光ファイバープローブ本体１の先端部分には、フック１１とそれを止めるネジ１２と保護キャップ１５が取り付けてあり、これらによりケーブル１６を押さえつける構造としている。測定物は、実施例としてケーブルを対象としているが、ケーブル以外のものでも構わない。放射線環境下では、ケーブル１６に汚染物が付着していて、それが装置に付着すると放射線管理区域外に持ち出すことが不可能となる可能性がある。このため、従来装置ではその問題に対する対策が成されていなかった。そこで、図２に示すように、汚染物が付着する可能性がある光ファイバープローブ本体１の先端部分を保護キャップ１５に示すような単独部品とし、光ファイバープローブ本体１と容易に切り離せる構造とする。また、図３に示すように、ネジ１２を外すことでフック１１も光ファイバープローブ本体１から容易に取り外すことができる構造とする。
【００２２】
また、光ファイバープローブの保護キャップ１５の形状を図４に示す。本発明によれば保護キャップ１５がケーブル１６に接触する部分を凹型とし、保護キャップ凹部１７のような構造とする。また、接触する部分の形状としてはケーブルとプローブの隙間から光が漏れない構造であれば、上記以外の構造でも採用することが可能である。また、ケーブルが狭隘部にあったり、大きなものであった場合は、フック１１を取り外して測定することも可能である。
【００２３】
次に、光ファイバープローブの本体構成例を図５に示す。本発明によれば光ファイバープローブ本体１を図に示すようなペン型構造とし、放射線環境下のような素手で作業できない場所で測定する場合でも容易に扱える構造とする。光ファイバープローブ本体は、操作性，安全性及び作業性が向上する形状であれば上記以外の構造を採用することも可能である。
【００２４】
更に、光ファイバープローブのフックの構成例を図６に示す。本発明によれば光ファイバープローブ本体１にフック１１を取り付け、ネジ１２で止める構造を採用している。そして、フック１１は、図７に示す通り、レバー１４を上下させることでばね１３が伸縮し動く構造となっている。フック１１は、ケーブル１６の大きさに合わせたサイズのものを選定して使用できるようにする。またフックの形状としてはケーブルとプローブをずれない程度の力で固定できる形状であれば、上記以外の構造を採用することが可能である。
【００２５】
次に、光ファイバープローブ本体の絶縁構成を図７に示す。
【００２６】
本発明によれば、光ファイバープローブ本体１の表面を絶縁材料で構成するものとし、非破壊診断を実施する際に、作動中の機器に布設されているケーブルに光ファイバープローブ本体１が接触しても感電しない構造とする。また、ケーブル周辺の通電物に誤って光ファイバープローブ本体１が接触してしまった場合も感電しない構造を採用している。
【００２７】
次に、光ファイバーケーブル部の絶縁構成例を図８に示す。
【００２８】
本発明によれば光ファイバーケーブル２３をフレキシブル金属チューブ２４で覆い、さらに絶縁収縮チューブ２５で覆う構造とする。絶縁収縮チューブ２５は、フレキシブル金属チューブ２４の両端まで隙間なく覆うものとし、フレキシブル金属チューブ２４の隙間にはごみなどの汚染物が入り込まない構造とする。光ファイバーケーブル部は、フレキシブル金属チューブの隙間にごみなどの汚染物が入り込まない構造であれば、上記以外の構造を採用することが可能である。
【００２９】
次に、測定例として上述した本発明の装置を用いた測定方法を示す。
【００３０】
光を用いた診断装置は、ピーク波長の相異なる２種の単色光光源を測定物表面に照射し、測定物表面からの反射光を受光し、光量測定部において各波長における反射光強度（Ｉλ）を測定し、演算部において反射吸光度（Ａλ）を算出後、任意の２波長間の反射吸光度差（ΔＡ）を演算する。絶縁材料のような高分子化合物は、劣化に伴い黒色化していく。そのため、光の吸収量が多くなるため、初期値（基本値）との吸光度差を測定することにより、絶縁材料の劣化度合いを測定できるようにしたものである。
【００３１】
次に本発明の装置の全体図を図９に示す。
【００３２】
本発明の装置は、光ファイバープローブ本体１，光ファイバーケーブル部２，照射側光ファイバーケーブル部２１，検出側光ファイバーケーブル部２２，中継金具３，コネクタ４，装置本体５及びパソコン６にて構成されている。光ファイバーケーブル部２の分岐部は、中継金具以外のものでも使用可能である。また、照射側光ファイバーケーブル部２１及び検出側光ファイバーケーブル部２２と装置本体５の接続部は、コネクタ以外のものでも使用可能である。
【００３３】
そして、測定時においてはケーブル１６の表面に本装置の光ファイバープローブ本体１を接触させる。装置本体５には、図１０に示す通り光源部５１，検出部５２及び演算部５３が内蔵されている。
【００３４】
光源部５１にてケーブル１６に対して光を照射し、その反射光が検出部５２にて検出され、演算部５３でデータ処理され、パソコン６で吸光度差として表示される。
【００３５】
光源部５１には、相異なる波長λ１，λ２の光源が存在している。λ１は絶縁材料そのものの波長のピークを表わすもので、絶縁材料の劣化による反射吸収度の変化がない波長（基本値）であり、λ２は酸化物の波長ピークを測定するものであり、劣化により反射吸光度が変化する波長になっている。
【００３６】
そして、本発明の装置によれば、ケーブル１６に光ファイバープローブ本体１を接触させた状態で、光源部５１よりλ１の波長の光を当てることにより、検出部５２に反射光（Ｉλ１′）が検出されるようになる。反射光（Ｉλ１′）は、演算部５３に反射吸光度（Ａλ１）として処理，記憶される。次に、光源部５１よりλ２の波長の光をケーブル１６に当てることにより、検出部５２に反射光（Ｉλ２′）が検出される。このデータについても、演算部５３にて反射吸光度（Ａλ２）として処理，記憶される。
【００３７】
２種類の反射吸光度が演算部５３でデータ処理されると、パソコン６上で反射吸光度差ΔＡ（λ１−λ２）として表示されるようになる。これにより、パソコン６の記憶部に新しい状態のケーブル１６を測定した際の反射吸光度差ΔＡ（ｔ＝０）の値を記憶させ、任意の時間（ｔ_１）経過後の反射吸光度差ΔＡ（ｔ＝ｔ_１）の値も記憶することにより、任意の時間経過後の反射吸光度差の変化を検出、またはグラフ等により表示することが可能になる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の非破壊診断装置によれば、原子力発電所などの放射線環境下に適した非破壊診断を実施することができる。
【００３９】
本発明によれば、光ファイバープローブ及び装置を改良したことにより、装置が扱いやすくなり、測定する際の操作性，安全性及び作業性が向上する。また、測定値のバラツキが少なくなり、より正確にケーブル等の劣化状態を測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プローブ取り外し部の詳細を示す。
【図２】保護キャップ取り外し状態を示す。
【図３】フック取り外し状態を示す。
【図４】測定部表面形状の詳細を示す。
【図５】プローブ形状を示す。
【図６】フックの詳細を示す。
【図７】フックの可動状態を示す。
【図８】光ファイバーケーブル部の詳細を示す。
【図９】装置の全体図を示す。
【図１０】装置本体の構成を示す。
【符号の説明】
１…光ファイバープローブ本体、２…光ファイバーケーブル部、３…中継金具、４…コネクタ、５…装置本体、６…パソコン、１１…フック、１２…ネジ、
１３…ばね、１４…レバー、１５…保護キャップ、１６…ケーブル、１７…保護キャップ凹部、２１…照射側光ファイバーケーブル部、２２…検出側光ファイバーケーブル部、２３…光ファイバーケーブル、２４…フレキシブル金属チューブ、２５…絶縁収縮チューブ、５１…光源部、５２…検出部、５３…演算部。

Claims (5)

1. 光ファイバープローブを備え、試料表面の光の反射吸光度差を利用した非破壊診断装置において、
   前記光ファイバープローブは凹型の先端形状を有し、かつ、前記光ファイバープローブの先端部分の着脱機構を備えたことを特徴とする非破壊診断装置。
2. 請求項１の非破壊診断装置において、
   前記光ファイバープローブの形状をペン型にしたことを特徴とする非破壊診断装置。
3. 請求項１または請求項２の非破壊診断装置において、
   前記光ファイバープローブの先端部分にフックを取り付けたことを特徴とする非破壊診断装置。
4. 請求項１から請求項３のうちの一つの非破壊診断装置において、
   絶縁材料で前記光ファイバープローブの表面部品を構成したことを特徴とする非破壊診断装置。
5. 請求項１から請求項４のうちの一つの非破壊診断装置において、
   装置本体から前記光ファイバープローブ間を絶縁収縮チューブで覆うことを特徴とする非破壊診断装置。

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