JP2007107959A

JP2007107959A - Ｒｔ３次元サイジング装置

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Publication number: JP2007107959A
Application number: JP2005297799A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Nakamura; 基征中村; Shinichi Higuchi; 真一樋口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2025-10-12
Also published as: JP4676300B2

Abstract

【課題】ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法を適用して信頼性の高い欠陥部のサイジングが作業性がよく得られるようにしたＲＴ３次元サイジング装置を提供すること。
【解決手段】対象物１に存在する欠陥部２の近傍に基準線部材３を載置し、放射線源４を一方の位置Ｌと他方の位置Ｒにして放射線を照射し、２方向から撮影した各々の透過写真によりサイジングを行うというＲＴ−ＧＵＣＨＩ法を適用したサイジングに際して、画像ディジタル変換部１１と画像処理部１６、それに３次元解析部３２を設け、前記透過写真を画像ディジタル変換部１１によりディジタル画像化し、ディジタルデータ記憶部１５に記憶した上で、画像処理部１６により処理し、欠陥部２の画像を表示モニタ３０に拡大表示させ、指定範囲の濃度分布を表示モニタ３０にグラフ表示させ、指定位置間寸法を機械的に測長させ、３次元解析部３２により欠陥部の３次元の寸法をリアルタイムで表示モニタ３０に表示されるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼構造物等の物体に存在するきずなどの欠陥部のサイジングを行なう装置に係り、特に、欠陥部に対して対向する斜め２方向から放射線を照射し、各々の透過写真を拡大した平面画像を計測し、幾何学的解析によって欠陥部の立体寸法を算出し、サイジング結果をリアルタイムで表示し、出力するのに好適なＲＴ３次元サイジング装置に関するものである。

検査対象となった物体(対象物)の表面や内部に存在する割れやきず(疵)など各種の欠陥部について、当該対象物を破壊することなく検出する、いわゆる非破壊試験法は、従来から種々の分野に広く適用されているが、そのなかで対象物の内部まで検査することができる試験方法には、ＵＴ(超音波探傷試験)法とＲＴ(放射線透過試験)法の２種がある。

ここで、プラント機器に発生した欠陥部の立体寸法を測定する場合には、主としてＵＴ法が適用されていて、このため各種の手法が採用されているが、ＲＴ法の場合、欠陥部の検出を目的として法令等に規定され、一般的に採用されているている方法にＲＴ法〔I〕がある。

このとき更に特殊なＲＴ方法としては、所定の基準片を用意し、この基準片を欠陥部と一緒に撮影し、欠陥部の像の濃度と基準片の像の濃度及び健全部などの濃度を測定し、測定した濃度から反応量や係数などを用いた計算により、欠陥部の高さ(深さ)を求めるＲＴ法〔II〕も知られている(例えば、特許文献１参照。)。

また、これらとは別に、医療用のＸ線ＣＴ装置をはじめ、対象物を回転台に載せて回転させながらＸ線を照射し、２Ｄ(２次元)の透過データを収集して断層像を表示するＸ線ＣＴ装置(例えば、特許文献２参照。)や、Ｘ線を斜めから照射して３次元断層ソフトで解析する３Ｄ(３次元)斜めＣＴ方式などのＲＴ法〔III〕も知られている(例えば、特許文献３参照。)。

一方、図３に示すように、欠陥部２が存在する対象物１の表面に、銅線など放射線が通り難い材料の線材を設けて基準線部材３とし、従来のＲＴ法〔Ｉ〕で用いられているＸ線発生器や放射線同位元素などの放射線源４と、工業用Ｘ線フィルムやイメージングプレートなどの作像媒体５、６を用いた、いわゆるＲＴ−ＧＵＣＨＩ法が、本願の発明者等によって発表されている(非特許文献１参照。)。

この図３において、同図(a)は、欠陥部２の割れなどの面状きずの長さ方向に斜め２方向照射を行う場合の一例を示したもので、このときは、図示のように、きずなどの欠陥部２の上に基準線部材３を載置して作像する。次に同図(b)は、欠陥部２のきずの長さ方向と直角な方向で斜め２方向照射を行う場合で、このときは、図示のように、欠陥部２の開口端部の一方の近傍に基準線部材３を載置するのである。

更に詳しく説明すると、このＲＴ−ＧＵＣＨＩ法では、図３に示すように、放射線源４を一方と他方に移動させることにより、欠陥部２に対して対向する斜め２方向から交互に放射線を照射し、一照射毎に欠陥部２と基準線部材３とを同時に撮影する。そして、この２方向の撮影により、作像媒体５と作像媒体６には、それぞれ一方の欠陥部像７と他方の欠陥部像９、及び一方の基準線像８と他方の基準線像１０のそれぞれを透過写真として作像する。

次に、各々の透過写真を拡大し、欠陥部像の濃度の変局点と基準線像の相対位置寸法を計測する。そして、作像面をＸ−Ｙ平面とし、欠陥部の高さ方向をＺ方向として、各々の撮影配置寸法と前記の計測値を、Ｘ軸とＹ軸、それにＺ軸の３次元座標に展開し、幾何学的解析により、欠陥部２の立体寸法を算出し、出力図として表示するのである。

そして、上記非特許文献１によれば、例えばステンレス鋼板の表面に存在した長さ約１７ｍｍ、高さ約４．５ｍｍの疲労割れについて、図３のＲＴ−ＧＵＣＨＩ法によりサイジング(寸法測定)を行なって得た結果を、ＵＴ法として代表的なＴＯＦＤ法や端部エコー法によるサイジング結果と比較したところ、このＲＴ−ＧＵＣＨＩ法もＵＴ法と同等精度のサイジング性能を有していることが確認できたとしている。
特開平７−２２９８６０号公報特開平５−３２２８０２号公報特開２００３−３２９６１６号公報 "Development of Flow Sizing Technique by Radiographic Testing"(RT-GUCHI法)

ところで、近年、日本国内でも原子力機器の維持基準が認知され、供用期間中に鋼構造物に発生した欠陥部のサイジングが重要視されているが、このとき現状の供用期間中検査における欠陥部のサイジング手法は、従来からＵＴ法に限られている。しかし、このＵＴ方法は、例えば鋳鋼材料のように超音波が通り難い部材や、欠陥部発生部の形状が複雑で超音波が入射できない場合には適用できない。

一方、ＲＴ法〔I〕やＲＴ法〔II〕、それにＲＴ法〔III〕は、対象物が例えば鋳鋼材であっても適用でき、更には測定対象部位の形状が複雑であっても適用できる。しかし、このとき、まず、ＲＴ法〔I〕の場合、欠陥部の長さと巾のサイジングはできるが、欠陥部の高さ方向のサイジングができない。

次に、ＲＴ法〔II〕は、ブローホールのような非面状欠陥部の高さのサイジングにも適用できるが、割れのような面状欠陥部のサイジングには適用できない。また、ＲＴ法〔III〕は、３Ｄ(三次元)の映像が表示できるものの、一般に定置式の装置でしか実用にされておらず、従って、対象物が搬送できる場合に限られてしまう。

ここで、ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法によれば、ＲＴ法〔I〕と同様、対象物が鋳鋼材の場合でも、測定対象部位の形状が複雑な場合であっても適用できる上、面状欠陥部の場合にも、当該部位の切断や搬送を必要とすることなくサイジングを行うことができる。

しかし、非特許文献１に開示されている従来の方法では、透過写真のディジタル化と、その画像の処理はオンラインで行っているものの、幾何学的解析には別装置を用い、手入力により間接的に処理しているので、誤入力の可能性が否定できないことから信頼性が懸念され、同じく誤入力の可能性が否定できないことから、欠陥部像の計測箇所数をできるだけ少なくする必要があり、適用範囲に制限を受けてしまうなどの課題が残っている。

また、ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法の場合、欠陥部のサイジング精度に、撮影配置の寸法精度が直接影響することから、放射線源や作像媒体の位置設定と、このとき設定された位置座標の読み取りとを高精度で行う必要があり、このため、従来技術では、実際の現場での作業性に難点があった。

本発明の目的は、ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法を適用して信頼性の高い欠陥部のサイジングが作業性がよく得られるようにしたＲＴ３次元サイジング装置を提供することにある。

より具体的にいえば、本発明の目的は、超音波が通り難かったり、超音波を入射できない部位に発生した欠陥部であっても、また、当該部位の切断や搬送を必要とすることなく、ブローホールのような非面状欠陥部の高さのサイジングはもとより、プラント機器に発生した割れなどの面状欠陥部であっても、ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法による欠陥部の３Ｄサイジングを行うことが可能で、透過写真のディジタル化と画像処理及び幾何学的解析をオンライン化した装置であって、このとき放射線源や作像媒体の撮影配置が高精度で、且つ、容易に設定可能であって、ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法の適用に好適な鋼構造物等の対象物に存在する欠陥部のＲＴサイジング装置を提供することである。

上記目的は、物体の表面に基準線部材を保持させ、前記物体に存在する欠陥部に対向する斜め２方向から放射線を照射し、一照射毎に前記欠陥部と前記基準線部材を同時に撮影した透過写真をディジタル画像化して表示し、当該画像の表示面から前記欠陥部のサイジング範囲を指定するようにしたＲＴ３次元サイジング装置において、前記透過写真の画像をディジタル画像データに変換する画像データ収集手段を備えた画像ディジタル変換部と、前記ディジタル画像データを取込んで表示する際の表示条件を設定する手段と、指定位置間寸法を測長する手段を備えた画像処理部と、指定した照射方向の透過写真におけるそれらの計測値と各々の照射方向の幾何学的な配置寸法の入力値を用い、前記欠陥部の３次元の寸法を解析処理し、リアルタイムで表示させる手段を備えた３次元解析部とを設け、前記画像ディジタル変換部は前記画像処理部にオンライン接続され、前記画像処理部は前記３次元解析部にオンライン接続されているようにして達成される。

また、上記目的は、物体の表面に基準線部材を保持させ、前記物体に存在する欠陥部に対向する斜め２方向から放射線を照射し、一照射毎に前記欠陥部と前記基準線部材を同時に撮影した透過写真をディジタル画像化して表示し、当該画像の表示面から前記欠陥部のサイジング範囲を指定するようにしたＲＴ３次元サイジング装置において、前記物体の前記欠陥部が存在する面から一定の間隔を保ち前記面に沿って配置したガイド部材と、前記ガイド部材の延長方向に沿って移動可能に保持した線源位置移動手段とを設け、前記線源位置移動手段に放射線源が搭載されているようにしても達成される。

ここで、本発明の第１の実施形態では、ＲＴ欠陥部像計測サイジング表示装置を用い、該装置では、斜め２方向照射の各々の透過写真をディジタル画像化してディジタルデータを記憶する手段と、記憶した画像を表示モニタへ表示して拡大倍率や濃度分析位置、計測位置を指定することにより、該ディジタル画像を拡大表示する。

このとき更に指定位置の濃度分布を表示し、指定位置間の寸法を測長して表示する手段と、それらの画像を出力プリンターによってハードコピーで出力する画像処理機能と共に、予め、サイジング対象別に欠陥部の断面形状を四辺形、円形及び三角形に近似させて解析する幾何学的な関係式や2次方程式、サイジングに関連する一連の計算式と入力データ票を記憶させる。

そして、サイジング対象を指定する毎にその対象と符号する入力データ票を表示する手段と、前述の画像処理機能により計測した欠陥部像の計測値を該入力データ票へ直接入力する手段と、該入力データ票へ斜め２方向照射の各々の撮影配置情報を入力することで欠陥部の３次元の寸法を自動的に計算し、それらの計算結果を予め記憶させた出力図を用いて表示モニタへリアルタイムで表示せしめ、出力プリンターでハードコピーを出力させる手段を用いる。

また、本発明の第２の実施形態では、ＲＴサイジング装置を用い、該装置では、幾何学的な配置寸法を精度良く設定し、その寸法を計算に反映させるために、放射線源と作像媒体を把持して対象物に取り付ける機構と、放射線源が対象物の表面と平行に走行可能な移動機構と、基準線の中心を通り作像媒体と直交する線の作像面との交点をＸ＝０、Ｙ＝０、Ｚ＝０の原点として、各照射時の線源位置のＸ、Ｙ、Ｚ座標を出力する機構とで構成した放射線源移動機構を擁し、該放射線源移動機構からの出力信号を前述のＲＴ欠陥部像計測サイジング表示装置へ直接入力する手段を用いる。

このとき更に欠陥部像を複数箇所で計測し、解析処理された複数箇所の欠陥部の高さや、線源位置を移動して複数回の２方向照射を行い、それぞれの透過写真を計測し解析処理した複数箇所の欠陥部の高さを元に、欠陥部の位置と形状を3次元の立体図形で表示し、出力する手段を用いている。

本発明によれば、放射線透過法によっても欠陥部の高さ方向のサイジングが行なえ、超音波が通り難かったり、超音波を入射できない部位に発生した欠陥部であっても、３Ｄサイジングを行うことができる。

また、本発明によれば、欠陥部が存在する部分の切断や搬送を必要とすることなく、ブローホールのような非面状の欠陥部はもとより、プラント機器に発生した割れなどの面状欠陥部であっても、欠陥部の３Ｄサイジングを行うことができる。

また、本発明によれば、透過写真像の計測を高精度で行うための機能と、必要な幾何学的計算を自動的に行う機能とをオンラインで連結した装置を提供すると共に、放射線源の設定が容易で、且つ、正確な撮影配置寸法が確実に幾何学的計算に反映できる装置を提供し、実現場作業での作業性を向上させ、信頼性の高い欠陥部の３Ｄサイジングを行うことができる。

更に、本発明によれば、欠陥部のサイジング結果が３Ｄの立体図形としてリアルタイムでモニタ表示でき、プリンターから出力させることができることから、サイジング結果が直ちに確認でき、きずなどの欠陥部の大きさと位置についての視認性が向上する。

以下、本発明によるＲＴ３次元サイジング装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態で、これは、図の上側に示されているように、表面に割れ状の欠陥部２がある場合の平板状の物体を対象物１として、図３で説明したＲＴ−ＧＵＣＨＩ法による撮影を適用した場合の一実施形態であり、従って、このときも、撮影に先立って、予め対象物１の表面に基準線部材３を取付けておく。

そして、まず、欠陥部２に対して左斜め方向から放射線が照射できる位置Ｌに放射線源４を置き、この状態で対象物１に放射線を照射し、欠陥部２と基準線部材３を同時に撮影して、欠陥部像７と基準線像８(図３参照)からなる透過写真画像が記録された作像媒体５を得る。

次いで、今度は、放射線源４を、欠陥部２に対して右斜め方向から放射線が照射できる位置Ｒに移動させ、再び対象物１に放射線を照射し、欠陥部２と基準線部材３を同時に撮影し、今度は欠陥部像９と基準線像１０(図３)からなる透過写真画像が記録された作像媒体６を得る。

そして、この実施形態では、これら作像媒体５、６から２方向照射の各々の透過写真画像の画像データを得、これにより３次元サイジングが得られるようにしてあり、このため、大別して画像ディジタル変換部１１と、画像処理部１６、それに３次元解析部３２を備えている。

まず、画像ディジタル変換部１１は、画像の縦横両方向の濃度変位量を極微小ピッチで収集可能なデジタイザーを備え、作像媒体５、６に記録されている写真画像を画像データに変換する働きをする。このときのデジタイザーとは、例えばＣＣＤなどの固体画像変換装置の一種で、ここではＡＤ変換条件設定部１２から与えられている条件のもとで動作するようになっている。

そして、この画像データ収集部１３から出力された画像データは、同じく画像ディジタル変換部１１に含まれているＡＤ変換部１４によりディジタル化された上でディジタルデータ記憶部１５に記録される。

次に、画像処理部１６は、濃度・コントラスト指定入力部１７が接続された濃度・コントラスト変換認識部１８と拡大倍率指定入力部１９が接続された指定倍率認識部２０、濃度分析範囲指定入力部２１が接続された指定範囲認識部２２と濃度分析オブジェクト設定部２３、それに像計測位置指定入力部２４が接続された計測オブジェクト設定部２５を備え、これにより、ディジタルデータ記憶部１５に画像データを記憶する際の記録条件を設定する働きをする。

また、この画像処理部１６は、濃度・コントラスト変換部２６と指定倍率画像生成部２７、濃度グラフ生成部２８、それに計測部２９を備え、これによりディジタルデータ記憶部１５に記憶された画像データを読出して表示する際の表示条件を設定する働きをし、それぞれの出力は表示モニタ３０と出力プリンター３１に供給される。

従って、濃度・コントラスト指定入力部１７と拡大倍率指定入力部１９を操作することにより、ディジタルデータ記憶部１５に保存されたディジタルデータからオンラインで抽出された各画像データについて濃度・コントラスト変換部２６による変換処理と、指定倍率画像生成部２７による倍率変換処理が施され、指定された濃度・コントラストと拡大倍率のもとで欠陥部の画像が表示モニタ３０に拡大表示される。

また、濃度分析範囲指定入力部２１を操作し、濃度分析範囲を指定することにより、該指定範囲の濃度分布が濃度グラフ生成部２８により計算され、表示モニタ３０にグラフ表示されることになり、像計測位置指定入力部２４を操作し、表示画像上で計測位置を指定することにより、該指定位置間の寸法が計測部２９により計測され、計測値がディジタル値として表示モニタ３０に表示されることになる。

このとき、濃度・コントラスト指定入力部１７を操作することにより、表示画像の明暗やコントラストを、観察者が見やすいように調整することができ、また、このとき出力プリンター３１が備えられているので、表示モニタ３０に表示された画像とデータについては、ハードコピーとして任意に取り出すことができる。

次に、３次元解析部３２は、サイジング対象・状態指定入力部３３が接続されたサイジング対象・状態認識部３４と入力データ票記憶部３５、それに撮影配置入力部３６が接続された撮影配置データ認識部３７を備え、これら入力データ票記憶部３５と撮影配置データ認識部３７の出力は入力データ票生成部３８に供給されている。

そして、この入力データ票生成部３８に画像処理部１６の計測部２９から計測位置がオンラインで供給され、これにより演算部３９に欠陥部の立体寸法の表示に必要なデータが出力され、演算部３９から表示モニタ３０と出力プリンター３１に、表示用のデータが供給されるようになっている。

このため、入力データ票記憶部３５には、予めサイジング対象別に欠陥部の断面形状を四辺形、円形及び三角形に近似させて解析する幾何学的な関係式や２次方程式、サイジングに関連する一連の計算式、それに入力データ票が記憶させてある。

そこで、サイジング対象・状態指定入力部３３によりサイジング対象・状態として、対象物の形状、欠陥部の位置、斜め照射の方向、管の場合の撮影法などを指定すると、各々の組み合せに対応する入力データ票が表示モニタ３０に表示される。

こうして表示モニタ３０に入力データ票が表示されたら、これを見て撮影配置データ入力部３６を操作し、必要な撮像配置を入力すれば、表示モニタ３０の表示画像上で指定した計測位置の欠陥部像計測データが演算部３９により自動的に計測され、測長したディジタル計測値が入力データ票の該当位置にオンラインで直接入力され、表示されることになる。

そして、これと共に、演算部３９は、指定されたサイジング対象・状態に対応した幾何学的解析など一連の計算処理を行ない、予め記憶させた出力図を用い、欠陥部の立体寸法をリアルタイムで算出し、表示モニタ３０により表示させる。このとき、必要に応じて、該出力図を出力プリンター３１からがプリントアウトさせることもできる。

このとき、演算部３９には、オプション指定部４０が、オプション指定認識部４１を介して接続されていて、このオプション指定部４０を用いて欠陥部の識別最小限界値や欠陥部のアスペクト値を入力すれば、それらが自動的に反映されて計算処理がされるようにしてある。

次に、この実施形態の作用効果について説明すると、まず、この実施形態では、画像処理部１６において、欠陥部像を拡大表示し、濃度分析グラフを表示した上で計測位置指定を行なうことができるので、より精密な計測位置指定が容易に得られることになる。

また、この実施形態では、画像ディジタル変換部１１が画像処理部１６にオンラインで接続されている上に、この画像処理部１６も３次元解析部３２にオンラインで接続してあり、従って、画像処理部１６において機械的に測長した計測データが出力された場合、それが３次元解析部３２に直接入力され、ここで処理されるので、間接入力に伴う誤入力により懸念される信頼性の低下という、従来技術における弱点は解消できる。

更に、この実施形態では、計測データが３次元解析部３２に直接入力されるので、個々に入力する必要がなく、このため欠陥部像の計測箇所を最小限に絞り込む必要性が薄れ、計測箇所の増加が容易になる。従って、特に、欠陥部像の濃度分布が複雑な場合などで、計測位置を多数指定して欠陥部の複数断面における高さの解析を行ないたい場合、それを可能にすることができるので、サイジングの信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態について図２により説明すると、これは、図示のように、対象物が例えばプラントの配管１００で、その内面に割れ状の欠陥部２が存在している場合、そのサイジングを行う場合に有効な本発明の一実施形態で、このとき、この図２の実施形態でも、放射線源にはＸ線発生器４６が用いられ、これに制御装置４３から電力が供給されるようになっている。このとき、Ｘ線発生器４６はクーリッジ管などのＸ線源を備え、線源把持部４７により線源位置移動機構４８に把持されている。

そして、この線源位置移動機構４８は、軌道５０により上リング部材５１に走行可能に保持されていて、制御装置４３から制御信号が供給されることにより上リング部材５１に沿って移動し、任意の位置に停止できるようになっている。このため、軌道５０は上リング部材５１と同じ円弧状に配置され、また、線源位置移動機構４８には位置検出用のエンコーダ４９が設けられ、移動位置が制御装置４３に与えられるようになっている。

このとき上リング部材５１は、図示のように、半円形の部材で作られ、同じ半円形の部材からなる下リング部材５２に、リング開閉軸５３により連結されていて、リング開閉軸５３を関節軸にして逆３の字形(図示の場合)に開いた状態にすることができ、この状態で、欠陥部のサイジングを行う配管１００を挟み、リング連結部５４により、配管１００を挟み込むようにして当該配管１００に装着することができるように構成されている。

このため、これら上リング部材５１と下リング部材５２の内側には、図示のように、それぞれ支持脚５５が取付けてあり、両リングをリング連結部５４により締付けることにより配管１００に支持脚５５が当接し、この結果、配管１００に間隔をもって保持させることができる。

ここで、この実施形態のように、対象物が管状の部材、つまり配管１００の場合も、同様に欠陥部に対して斜め２方向から放射線を照射し、同じく２枚の透過写真４４、４５を得るようになっており、このため、下リング部材５２に、上側、つまり配管１００側の面が円弧面になっている作像媒体受台５６が取付けてあり、この上に作像媒体５、６が載置できるようになっている。

そして、このときの作像媒体受台５６の円弧面については、以下の通りにしてある。すなわち、上リング部材５１と下リング部材５２を配管１００の配管に保持させたとき、軌道５０の円弧と作像媒体受台５６の円弧面とが、上記配管の外表面に対して、それぞれ半径が異なる同心円になるようにしてある。

ここで、この図２の実施形態でも、サイジングに際しては基準線部材３を用いるが、この図２場合は、図示のように、配管１００の外面に基準線部材３を載置する。そして、この状態においてサイジングを行うのであるが、この実施形態では、このとき、まず、Ｘ線発生器４６の位置について、その基点となる位置の設定を行う。

このため、制御装置４３により線源位置移動機構４８を制御し、Ｘ線発生器４６を、図２の一点鎖線で示す位置、すなわち基準線部材３と配管１００の中心を通る線の延長線上の位置に設定する。そして、この位置で線源位置移動機構４８に組込まれているエンコーダ４９の出力を欠陥部像計測サイジング表示装置４２に取込み、このとき検出されている位置を“０”とし、これを管周方向走行の基点として設定する。

そして、以後、欠陥部像計測サイジング表示装置４２では、エンコーダ４９から取込まれる位置データについては、この基点から、例えば図の左方向への移動量を(−)側移動量とし、右方向への移動量を(＋)側移動量として、Ｘ線発生器４６の位置を認識する。

そこで、次に、制御装置４３により線源位置移動機構４８を制御し、Ｘ線発生器４６の位置を図２の実線で示す位置Ｌと破線で示す位置Ｒに順次移動させ、その都度、異なる方向からＸ線照射を行い、それぞれの透過写真４４、４５を作像媒体５、６に記録させる。

そして、この作像媒体５、６に記録された透過写真４４、４５を欠陥部像計測サイジング表示装置４２に取り込ませれば、複数箇所の欠陥部の高さが解析処理されて、欠陥部の位置と形状が３次元の立体図形で表示モニタ３０にリアルタイムで表示され、このとき併せて出力プリンター３１により該立体図形がハートコピーとして得られることになる。

更に詳細に説明すると、この図２において、欠陥部像計測サイジング表示装置４２は、図１の実施形態における画像ディジタル変換部１１と、画像処理部１６、それに３次元解析部３２を併せ備えたものである。そこで、透過写真４４、４５が記録されている作像媒体５、６を用意し、これを欠陥部像計測サイジング表示装置４２の画像ディジタル変換部１１に読み取らせることができる。

そして、このとき、濃度・コントラスト指定入力部１７などの各入力部を操作してやれば、図１の実施形態と同じく、表示モニタ３０の表示画像上で指定した計測位置の欠陥部像計測データが演算部３９により自動的に計測され、測長したディジタル計測値が入力データ票の該当位置にオンラインで直接入力され、表示モニタ３０に表示され、出力プリンター３１からプリントアウトされることになる。

このとき、撮影配置データについては、作像媒体５、６に記録された透過写真４４、４５、配管１００から作像媒体５、６に透過写真４４、４５を記録する際、既に制御装置４３から欠陥部像計測サイジング表示装置４２に入力されているので、ここで改めて入力する必要は無い。

従って、この図２の実施形態によれば、欠陥部２のサイジングを行う配管１００に、上記したように、上リング部材５１と下リング部材５２を装着するだけで、斜め２方向照射にをＸ線発生器４６が実線で示された位置Ｌと点線で示された位置Ｒに順次自動的に移動し、作像媒体５、６に透過写真４４、４５が記録されるので、極めて簡単に３次元サイジングを得ることができる。

そして、更にこの図２の実施形態によれば、サイジング対象となった配管１００から透過写真４４、４５が記録されている作像媒体５、６を得るまでの処理が簡単になるので、短時間で３次元サイジングを得ることができる。

また、この第２の実施形態によれば、上リング５１によりＸ線発生器４６が案内されるので、Ｘ線発生器４６の移動量が正確に制御され、しかも、このとき配管１００の外表面からＸ線発生器４６までの距離も一定に保たれるので、Ｘ線発生器を自由空間に設定する場合と比べて、極めて容易に精度良く設定することができる。

一方、作像媒体５、６についても、それが作像媒体受台５６の上に載置されることから配管１００の外表面との距離は一定となり、前述のＸ線発生器４６側の設定と合わせて、全体としての幾何学的な撮影配置寸法が極めて正確な値になり、従って、この図２の実施形態によれば、実作業現場での線源や作像媒体の設定に関する作業性が著しく向上される。

また、この図２の実施形態によれば、欠陥部像計測サイジング表示装置４２に画像ディジタル変換部と画像処理部、それに３次元解析部が併せ備えられているので、画像処理部で機械的に測長した計測データが当該画像処理部から出力された場合、それが３次元解析部に直接入力され、従って、間接入力に伴う従来技術における弱点が解消できる。

しかも、この図２の実施形態では、配置寸法データが制御装置４３からの出力信号として欠陥部像計測サイジング表示装置４２に直接入力されので、信頼性の高いサイジングが可能となり、このとき更に、基点からの移動量を変えて複数回撮影し、欠陥部の複数断面について、複数箇所の欠陥部の高さを解析することが可能なので、欠陥部の立体図形化と相俟ってサイジングの著しい信頼性向上を得ることができる。

ところで、図２の実施形態は対象物が配管１００の場合であるが、この第２の実施形態は、図１の実施形態のように、対象物が平板状で、それに存在する欠陥部のサイジングを行う平板用ＲＴサイジング装置に適合させるこも可能である。

そして、この場合は、図２において、下リング部材５２に相当する部分と作像媒体受台５６に相当する部分を除き、これに代えて平板状の作像媒体受台を設けると共に、上リング部材５１に代えて４脚架台式の平面ガイド部材を設け、このガイド部材に平板状作像媒体受台の板面と平行に軌道を配置し、この軌道に線源位置移動機構４８を案内させ、Ｘ線発生器４６の移動量が得られるようにしてやれば良い。

このようにした実施形態によれば、Ｘ線発生器４６の移動量が正確に出力され、且つ平板状対象物の外表面とＸ線源の間の距離も一定に保たれるので、Ｘ線発生器を自由空間で設定する場合と比べて、極めて容易に精度良く設定することができ、従って、図２の配管用のＲＴサイジング装置と同様に信頼性の高いサイジングを行うことができる。

ところで、以上の実施形態は、何れもＸ線源によるＲＴサイジング装置の場合について説明したが、線源に放射線同位元素のγ線源を用いる場合は、図２に示すＸ線発生器本体４６を取り外し、代りにγ線源伝送管を把持するようにすればよい。なお、このことは図１の実施形態にも言えることであり、この場合は、放射線源４に代えてγ線源を用いることになる。

本発明によるＲＴ３次元サイジング装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。本発明によるＲＴ３次元サイジング装置の第２の実施形態を示すブロック構成図である。ＲＴ−ＧＵＣＨＩ法によるＲＴサイジング方法の概要を示す説明図である。

符号の説明

１：対象物(欠陥部サイジング対象物)
２：欠陥部
３：基準線部材
４：放射線源
５：作像媒体
６：作像媒体
７：欠陥部像
８：基準線像
９：欠陥部像
１０：基準線像
１１：画像ディジタル変換部
１２：ＡＤ変換条件設定入力部
１３：画像データ収集部
１４：ＡＤ変換部
１５：ディジタルデータ記憶部
１６：画像処理部
１７：濃度・コントラスト指定入力部
１８：濃度・コントラスト変換認識部
１９：拡大倍率指定入力部
２０：指定倍率認識部
２１：濃度分析範囲指定入力部
２２：指定範囲認識部
２３：濃度分析オブジェクト設定部
２４：像計測位置指定入力部
２５：計測オブジェクト設定部
２６：濃度・コントラスト変換部
２７：指定倍率画像生成部
２８：濃度グラフ生成部
２９：計測部
３０：表示モニタ
３１：出力プリンター
３２：３次元解析部
３３：サイジング対象・状態指定入力部
３４：サイジング対象・状態認識部
３５：入力データ票記憶部
３６：撮影配置データ入力部
３７：撮影配置データ認識部
３８：入力データ票生成部
３９：演算部
４０：オプション指定部
４１：オプション指定認識部
４２：欠陥部像計測サイジング表示装置
４３：制御装置
４４：透過写真
４５：透過写真
４６：Ｘ線発生器
４７：線源把持部
４８：線源位置移動機構
４９：エンコーダ
５０：軌道
５１：上リング部材
５２：下リング部材
５３：リング開閉軸
５４：リング連結部
５５：支持脚
５６：作像媒体受台
１００：配管(欠陥部サイジング対象物)

Claims

物体の表面に基準線部材を保持させ、前記物体に存在する欠陥部に対向する斜め２方向から放射線を照射し、一照射毎に前記欠陥部と前記基準線部材を同時に撮影した透過写真をディジタル画像化して表示し、当該画像の表示面から前記欠陥部のサイジング範囲を指定するようにしたＲＴ３次元サイジング装置において、
前記透過写真の画像をディジタル画像データに変換する画像データ収集手段を備えた画像ディジタル変換部と、
前記ディジタル画像データを取込んで表示する際の表示条件を設定する手段と、指定位置間寸法を測長する手段を備えた画像処理部と、
指定した照射方向の透過写真におけるそれらの計測値と各々の照射方向の幾何学的な配置寸法の入力値を用い、前記欠陥部の３次元の寸法を解析処理し、リアルタイムで表示させる手段を備えた３次元解析部とを設け、
前記画像ディジタル変換部は前記画像処理部にオンライン接続され、前記画像処理部は前記３次元解析部にオンライン接続されていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項１に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記画像処理部が、指定範囲の濃度分布をグラフ表示させる手段を備えていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項１に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記画像処理部が、表示モニタと出力プリンターの少なくとも一方を備えていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項１に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記３次元解析部が、前記欠陥部の識別最小限界値とアスペクト値の少なくとも一方を入力するためのオプション手段を備えていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
物体の表面に基準線部材を保持させ、前記物体に存在する欠陥部に対向する斜め２方向から放射線を照射し、一照射毎に前記欠陥部と前記基準線部材を同時に撮影した透過写真をディジタル画像化して表示し、当該画像の表示面から前記欠陥部のサイジング範囲を指定するようにしたＲＴ３次元サイジング装置において、
前記物体の前記欠陥部が存在する面から一定の間隔を保ち前記面に沿って配置したガイド部材と、前記ガイド部材の延長方向に沿って移動可能に保持した線源位置移動手段とを設け、
前記線源位置移動手段に放射線源が搭載されていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項５に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記物体が管状部材で、前記ガイド部材が前記管状部材と同心になったリング部材で構成されていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項６に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記リング部材が上リング部材と下リング部材で構成され、
これら上リング部材と下リング部材は各々の一方の端部で開閉軸により連結されていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。
請求項５に記載のＲＴ３次元サイジング装置において、
前記物体が板状部材で、前記ガイド部材が前記板状部材と並行になった平面ガイド部材で構成されていることを特徴とするＲＴ３次元サイジング装置。