JP2009192361A - 水中検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の信号線を不要としてケーブルの剛性を低減することができ、ビークルの航行性を高めることができる水中検査装置を提供する。
【解決手段】ビークル本体１７に推進力を付与する推進機構１９，２０，３３Ａ，３３Ｂ、検査対象物を撮像するカメラ１５、及び検査対象物の欠陥を検出する例えば渦電流センサ１６を有する水中泳動型の検査用ビークル９と、この検査用ビークル９を制御する制御装置１１とを備えた水中検査装置において、検査用ビークル９と制御装置１１との間に接続された電力線１０を介して、周波数が異なる複数の搬送波により信号を送受する通信手段（制御装置１１の通信装置５７及び検査用ビークル９の通信装置５８）を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、水中構造物の超音波探傷検査や渦電流探傷検査を実施する水中検査装置に係り、特に、原子炉内のアニュラス部、バッフルプレート下部等の圧力容器内狭隘部、一次冷却材再循環配管（ＰＬＲ配管）等の配管内部を検査するのに好適な水中検査装置に関する。

配管内部の探傷検査に関する従来技術として、例えば、配管内に挿入可能な本体部と、この本体部に固定された超音波探触子と、この超音波探触子からの超音波を反射させて配管内壁に照射する反射ミラーと、この反射ミラーを回転走査させる駆動部と、本体部から配管までの距離を測定する複数の変位検出用探触子と、水流に対し微少翼を上下左右に移動させる位置可変部と、超音波探触子、駆動部、位置可変部、及び変位用探触子に接続されて演算・制御処理を行う信号処理部とを備えた検査装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この検査装置では、反射ミラーを回転走査して配管の円周方向に超音波を走査させ、水流で本体部を配管の軸方向に移動させて、配管を検査するようになっている。このとき、信号処理部は、変位検出用探触子の測定値に基づき本体部の配管中心軸からの変位量及び配管径を求め、さらに超音波の伝搬経路のずれ角を求め、この求めたずれ角が予め記憶してある値より小さくなるように位置可変部を駆動制御して本体部の位置制御（配管径方向位置の制御）を行う。また、信号処理部は、信号線を介して探傷結果を外部に出力するようになっている。

圧力容器内狭隘部の探傷検査に関する従来技術として、例えばジェットポンプ用やスプレイスパージャ用の検査装置が開示されている（例えば、特許文献２及び３参照）。特許文献２に記載のジェットポンプ用の検査装置は、操作ポールと、この操作ポールに上下駆動機構（第２及び第３のシリンダ）を介し接続された固定部と、この固定部に回転駆動機構（第１のシリンダ）を介し接続された半円状部材と、この半円状部材の端部に取り付けられた例えば超音波探傷試験用スキャナとを備えている。この検査装置では、上下駆動機構により半円状部材をライザ管の軸方向に移動し、回転駆動機構により半円状部材をライザ管の外周面に沿って周方向に旋回させて、ライザ管を検査するようになっている。

特許文献３に記載のスプレイスパージャ用の検査装置は、ヘッダとパイプとの溶接部の検査を目的とするものであり、基体と、基体をヘッダに固定するクランプ機構及び吸着機構と、基体の両側部に延びる２対のガイドシャフトと、２対のガイドシャフトにそれぞれ支持された２つのケース体と、ガイドシャフトを駆動してケース体をパイプの軸方向に移動させる軸方向駆動モータと、ケース体に設けられた半月状のレールと、レールの先端部に設けられた検査ヘッド（例えば超音波センサ、渦電流センサ等）と、レールをパイプの外周面に沿って周方向に移動させるレール回転用送り機構（詳細には、周方向駆動モータ及びギア機構等）とを備えている。この検査装置では、軸方向駆動モータによって検査ヘッドをパイプの軸方向に移動させ、周方向駆動モータによって検査ヘッドをパイプの周方向に移動させて、ヘッダとパイプとの溶接部を検査するようになっている。

特開平７−３３３２０２号公報 特開２００１−１３２８３号公報 特開２００２−１４８３８５号公報

ところで、原子炉内アニュラス部、圧力容器内狭隘部、配管内部を検査するのに好適な検査装置として、本体に推進力を付与する推進機構を備えた水中泳動型のビークルを用いる方法が考えられる。すなわち、水中泳動型のビークルに、検査対象物を撮像するカメラや検査対象物の欠陥を検出する探傷センサ（例えば超音波センサや渦電流センサ）を搭載し、信号線を介してカメラの映像信号や探傷センサの検出信号を外部に出力する検査装置である。このような検査装置では、ビークルの航行性を考慮して、ビークルに接続されたケーブル（例えば信号線、電力線、命綱等を含む）を細くし剛性を低減する必要が生じる。しかし、映像信号や検出信号等の転送量を考慮しても、信号線の細さには限界があった。

本発明の目的は、専用の信号線を不要としてケーブルの剛性を低減することができ、ビークルの航行性を高めることができる水中検査装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、本体に推進力を付与する推進機構、検査対象物を撮像するカメラ、及び前記検査対象物の欠陥を検出する探傷センサを有する水中泳動型のビークルと、前記ビークルを制御する制御装置とを備えた水中検査装置において、前記ビークルと前記制御装置との間に接続された電力線を介して、周波数が異なる複数の搬送波により信号を送受する通信手段を備える。

このように電力線通信を行う通信手段を設けることにより、専用の信号線を不要とすることができる。したがって、ビークルに接続するケーブルの剛性を低減することができ、ビークルの航行性を高めることができる。

（２）上記目的を達成するために、また本発明は、本体に推進力を付与する推進機構、検査対象物を撮像するカメラ、及び前記検査対象物の欠陥を検出する探傷センサを有する水中泳動型のビークルと、前記ビークルを制御する制御装置とを備えた水中検査装置において、前記ビークルと前記制御装置との間で無線通信を用い、周波数が異なる複数の搬送波により信号を送受する通信手段を備える。

このように無線通信を行う通信手段を設けることにより、専用の信号線を不要とすることができる。したがって、ビークルに接続するケーブルの剛性を低減することができ、ビークルの航行性を高めることができる。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記ビークルの制御モードを指示可能なモード指示手段と、前記モード指示手段で指示された前記ビークルの制御モードに応じて、周波数が異なる複数の搬送波にそれぞれ割り当てる信号の種類を変更する通信制御手段を備える。

このように制御モードに応じて搬送に割り当てる信号の種類を変更することにより、周波数帯域を効率よく使用して、必要な信号の転送量を増大させることができる。具体的には、例えば目視確認を目的とした制御モードが指示された場合は、カメラの映像信号を割り当てる搬送波の数（言い換えれば、周波数帯域）を増やして転送量を増大させることができ、映像画質を高めることができる。また、例えば探傷検査を目的とした制御モードが指示された場合は、探傷センサの信号を割り当てる搬送波の数（言い換えれば、周波数帯域）を増やして転送量を増大させることができ、サンプリング周波数を高く設定することができる。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記通信手段は、周波数帯域が一部重なりながらも互いに干渉しない複数の搬送波により信号を送受する。

（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記探傷センサは、渦電流センサ及び超音波センサのうちの少なくとも一方である。

本発明によれば、専用の信号線を不要としてケーブルの剛性を低減することができ、ビークルの航行性を高めることができる。

本発明の一実施形態を図１〜図１０により説明する。本実施形態では、原子炉内の探傷検査、特にＰＬＲ（Primary Loop Re-circulation System：一次冷却水再循環系）配管を内面から検査する場合を例にとって説明する。

図１は、本実施形態における水中検査装置の機器配置を表す概略図である。

この図１において、原子炉１内には、シュラウド２、上部格子板３、炉心支持板４、及びシュラウドサポート５等の構造物があり、またＰＬＲ配管６等の配管が接続されている。また、原子炉１の上部には、作業スペースであるオペレーションフロア７があり、また同じく上方には、燃料交換装置８がある。

水中検査装置は、水中泳動型の検査用ビークル９と、オペレーションフロア７上に配置され、検査用ビークル９にケーブル１０を介し接続された制御装置１１と、この制御装置１１に接続されたコントローラ１２及び表示装置１３とを備えている。制御装置１１は、検査用ビークル９に電力を供給するとともに、コントローラ１２の操作に応じて検査用ビークル９を制御するようになっている。例えばＰＬＲ配管６の探傷検査を行う場合、オペレーションフロア７上の操作員１４ａがコントローラ１２を操作して検査用ビークル９をＰＬＲ配管６内に進入させ、これと同時に燃料交換装置８上の操作員１４ｂがケーブル１０を捌く。表示装置１３は、検査用ビークル９に搭載されたカメラ１５（後述の図２、図３、及び図６参照）の映像を表示したり、検査用ビークル９に搭載された渦電流センサ１６（後述の図３及び図４参照）で得られた探傷結果を表示する。したがって、操作員１４ａは、表示装置１３に表示された映像や探傷結果を確認しつつ、コントローラ１２を操作することが可能である。

次に、検査用ビークル９の詳細構造を説明する。図２は、検査用ビークル９の構造を表す平面図である。図３は、検査用ビークル９の構造を表す底面図であり、図４は、走査機構の構造を表す図である。図５は、検査用ビークル９の構造を表す正面図（但し、カメラ及び照明を便宜上図示せず）である。図６は、検査用ビークル９の制御構成を表す概略図である。

これら図２〜図６において、略円柱状のビークル本体１７の前方側（図２、図３、及び図６中左側）には、カメラ１５及び照明１８が搭載されている。ビークル本体１７の後方側（図２、図３、及び図６中右側）には、前後方向（図２、図３、図６中左右方向）の推進力を付与する移動推進機構１９と、旋回方向の推進力を付与する旋回推進機構２０とが設けられており、これら推進機構１９，２０によって検査用ビーグル９の水中泳動を可能としている。移動推進機構１９は、移動用スラスタ２１と、この移動用スラスタ２１を回転駆動する移動用モータ２２とで構成されている。旋回推進機構２０は、旋回用スラスタ２３と、この旋回用スラスタ２３を回転駆動する旋回用モータ２４とで構成されている。また、ビークル本体１７の内部には、ピッチ姿勢を調整する姿勢変換機構２５が設けられている。姿勢変換機構２５は、可動式のバランスウェイト２６と、このバランスウェイト２６を複数のギア２７を介し駆動する姿勢用モータ２８とで構成されている。

ビークル本体１７の外周側には、略円環状の回転体２９が回転可能に設けられている。回転体２９は、一対の略円環状の回転プレート３０ａ，３０ｂと、これら回転プレート３０ａ，３０ｂの間に設けられた回転駆動機構３１、走査機構３２、及び左右一対の押付推進機構３３Ａ，３３Ｂとを有している。すなわち、回転駆動機構３１、走査機構３２、及び押付推進機構３３Ａ，３３Ｂを構成する各部材は、回転プレート３０ａ，３０ｂを互いに連結する連結部材としての役割を果たしている。

回転プレート３０ａ，３０ｂにはそれぞれ３つの回転ローラ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが周方向に配設されており、回転体２９は回転ローラ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃを介してビークル本体１７に対し回転可能に支持されている。回転駆動機構３１は、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で軸支されガイド３５及びギア３６を有する回転シャフト３７と、回転プレート３０ａ，３０ｂの間に固定された回転用モータ３８とを有し、回転用モータ３８の回転動力がギア３９ａ，３９ｂを介し回転シャフト３７に伝達されるようになっている。また、ビークル本体１７の外周側には、回転シャフト３７のガイド３５の軸方向位置を制限するリング状のガイドレール４０と、回転シャフト３７のギア３６に噛み合うリング状のラック４１とが設けられている。そして、回転用モータ３８によって回転シャフト３７が回転駆動すると、ビーグル本体１７に対し回転体２９が相対的に回転する。ただし、ビークル本体１７の内部には回転防止用の重り（図示せず）が設けられ、後方側には回転防止用の翼（図示せず）が設けられているため、結果的に回転体２９が回転する。

走査機構３２は、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で連結されたサポートシャフト４２と、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で軸支された駆動ネジ４３と、サポートシャフト４２が挿通する貫通穴及び駆動ネジ４１が螺合するネジ穴を有するセンサ取付部４４と、このセンサ取付部４４に取り付けられた渦電流センサ１６と、回転プレート３０ａ，３０ｂの間に固定された走査用モータ４５とを有し、走査用モータ４５の回転動力がギア４６ａ，４６ｂを介し駆動ネジ４３に伝達されるようになっている。そして、走査用モータ４５によって駆動ネジ４３が回転駆動すると、センサ取付部４４とともに渦電流センサ１６が検査用ビークル９の前後方向（言い換えれば、ＰＬＲ配管６の軸方向）に移動するようなっている。なお、本実施形態では、渦電流探傷センサ１６は、例えば２つの送信コイル（励磁コイル）及び１つの受信コイル（検出コイル）で構成された１チャンネル方式のものを用いている。

また、一対の連結部材４７ａ，４７ｂがサポートシャフト４２、駆動ネジ４３、及び走査用モータ４５の両外側に配置され、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で連結されている。連結部材４７ａ，４７ｂの端部には、検査対象面（ＰＬＲ配管の内壁）に当接させる当接部４８ａ，４８ｂが設けられている。そして、連結部材４７ａの当接部４８ａ及び連結部材４７ｂの当接部４８ｂを検査対象面に当接させることで、渦電流センサ１６と検査対象面との間隔が所定の距離に保たれるようになっている。なお、回転プレート３０ａ，３０ｂは、連結部材４７ａ，４７ｂの端部より径方向外側（図５中下側）に突出しないように切り欠いた形状となっている。

左右一対の押付機構３３Ａ，３３Ｂは、連結部材４７ａの当接部４８ａ及び連結部材４７ｂの当接部４８ｂを検査対象面に押し付ける方向（図５中下方向）の推進力を付与するものである。押付機構３３Ａは、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で連結された支持部材４９Ａと、この支持部材４９Ａに設けられた押付用スラスタ５０Ａと、回転プレート３０ａに貫通して固定され押付用スラスタ５０Ａを回転駆動する押付用モータ５１Ａとで構成されている。同様に、押付機構３３Ｂは、回転プレート３０ａ，３０ｂの間で連結された支持部材４９Ｂと、この支持部材４９Ｂに設けられた押付用スラスタ５０Ｂと、回転プレート３０ａに貫通して固定され押付用スラスタ５０Ｂを回転駆動する押付用モータ５１Ｂとで構成されている。

そして、例えばＰＬＲ配管６の探傷検査を行う場合、検査用ビークル９は、移動推進機構１９の推進力によってＰＬＲ配管６の軸方向に移動し、回転駆動機構３１により回転体２９を回転させて渦電流探傷センサ１６の向きを変える。その後、押付推進機構３３Ａ，３３Ｂの推進力によって渦電流探傷センサ１６をＰＬＲ配管６の内壁に近づける。その後、走査機構３２により渦電流探傷センサ１６をＰＬＲ配管６の軸方向に走査して、探傷検査を行うようになっている。

次に、検査用ビークル９及び制御装置１１の制御構成について説明する。図７は、検査用ビークル９及び制御装置１１の制御構成を表すブロック図である。

この図７及び前述の図６において、制御装置１１にはＤＣ電源５２が設けられている。制御装置１１のＤＣ電源５２からケーブル（電力線）１０を介し検査用ビークル９の電源端子部５３に電力が供給され、さらに電源端子部５３からマイコン５４、ＤＣコントローラ５５、カメラ１５、照明１８、及びセンサドライバ５６に電力が供給されるようになっている。そして、本実施形態の大きな特徴として、制御装置１１の通信装置５７及び検査用ビークル９の通信装置５８は、電力線１０を介して互いに通信するようになっている。

制御装置１１の通信装置５７は、マイコン５９とのインターフェイス（例えばイーサーやＵＳＢ等の標準規格）であるプロトコル変換器６０と、このプロトコル変換器６０に接続されたアクセスコントローラ６１と、このアクセスコントローラ６１と電力線１０との間に接続された送信系統及び受信系統とを備えている。送信系統は、アクセスコントローラ６１から電力線１０に向かう順序で、変調器６２、デジタル／アナログ変換器（Ｄ/Ａ）６３、送信アンプ６４、及びバンドパスフィルタ（ＢＰフィルタ）６５ａを有している。受信系統は、電力線１０からアクセスコントローラ６１に向かう順序で、バンドパスフィルタ（ＢＰフィルタ）６５ｂ、受信アンプ６６、アナログ／デジタル変換器（Ａ/Ｄ）６７、等化器６８、及び復調器６９を有している。アクセスコントローラ６１は、搬送波の割当テーブル（詳細は後述するが、搬送波に割り当てるデータの種類や変調方式等）を変調器６２及び復調器６９に出力するようになっている。

検査用ビークル９の通信装置５８は、詳細を図示しないが、制御装置１１の通信装置５７と同様の構成であり、説明を省略する。

そして、制御装置１１のマイコン５９は、コントローラ１２からの操作信号を入力し、これに対し所定の演算処理を行って指令信号を生成し、この生成した指令信号を通信装置５７のプロトコル変換器６０に出力する。プロトコル変換器６０は、マイコン５９からの指令信号を所定フォーマットの通信パケットに変換してアクセスコントローラ６１に出力する。アクセスコントローラ６１は、受信した通信パケットのデータを変調器６２に出力する。変調器６２は、搬送波の割当テーブルに基づいて搬送波にデータを割り付けて出力する。変調器６２から出力された信号は、Ｄ/Ａ６３によりアナログ信号に変換され送信アンプ６４によって増幅され、ＢＰフィルタ６５ａを介し電力線１０に出力され、検査用ビークル９に送信される。

検査用ビークル９の通信装置５８は、受信信号から取り出した指令信号（例えば、移動推進機構１９、旋回推進機構２０、姿勢変換機構２５、回転駆動機構３１、走査機構３２、及び押付推進機構３３Ａ，３３Ｂの制御指令信号、並びに渦電流センサ１６に対する送信信号等）をマイコン５４に出力する。マイコン５４は、例えば移動推進機構１９、旋回推進機構２０、姿勢変換機構２５、回転駆動機構３１、走査機構３２、及び押付推進機構３３Ａ，３３Ｂの制御指令に応じてＤＣコントローラ５５を制御し、移動用モータ２２、旋回用モータ２４、姿勢用モータ２８、回転用モータ３８、走査用モータ４５、及び押付用モータ５１Ａ，５１Ｂ（図６及び図７では便宜上、押付用モータ５１として示す）の駆動電流をそれぞれ制御する。また、マイコン５４は、送信信号（コイル励磁信号）をセンサドライバ５６に出力する。センサドライバ５６は、送信信号をＤ／Ａ７０でアナログ信号に変換し送信アンプ７１で増幅して、渦電流センサ１６の送信コイルに出力する。一方、渦電流センサ１６の受信コイルからの受信信号（検出信号）がセンサドライバ５６に入力される。センサドライバ５６は、受信信号を受信アンプ７２で増幅しＡ／Ｄ７３でデジタル信号に変換して、マイコン５４に出力する。そして、マイコン５４は、渦電流センサ１６の受信信号を通信装置５８に出力する。また、マイコン５４は、カメラ１５の映像信号をデジタル処理して通信装置５８に出力する。検査用ビークル９の通信装置５８は、カメラ１５の映像信号や渦電流センサ１６の受信信号を電力線１０を介し制御装置１１に送信する。

制御装置１１の通信装置５７は、ＢＰフィルタ６５ｂによって通信帯域以外の信号を抑制しつつ、検査用ビークル９からの信号を受信する。受信された信号は、受信アンプ６６によって増幅されＡ/Ｄ６７によりデジタル信号に変換された後、等化器６８に出力される。等化器６８は、電力線１０の通信路歪（伝送路歪）を評価するとともに、これに基づき信号を補正処理して復調器６９に出力する。復調器６９は、搬送波の割当テーブルに基づいて搬送波に割り当てられたデータを取り出し、アクセスコントローラ６１に出力する。アクセスコントローラ６１は、復調器６９からのデータを所定フォーマットのパケットデータに変換し、プロトコル変換器６０に出力する。プロトコル変換器６０は、アクセスコントローラ６１からの通信パケットをプロトコル変換し、マイコン５９に出力する。マイコン５９は、カメラ１５の映像信号をアナログ処理し、表示装置１３に出力する。また、渦電流センサ１６の受信信号に対し所定の演算処理を行い、生成した表示信号を表示装置１３に出力する。

ここで、電力線１０を用いた通信方式について説明する。本実施形態では、周波数が異なる複数の搬送波にデータを割り当てる一般的なマルチキャリア通信方式を採用している。すなわち、例えば図８に示すように、帯域幅Δｆが互いに重ならない６つの搬送波（中心周波数がＦ１〜Ｆ６であることから、以降、搬送波Ｆ１〜Ｆ６と称す）にデータを割り当てて通信している。なお、時間軸信号は、１／（Δｆ／２）毎に区切られ周波数変換される。

そして、例えば図９に示す搬送波の割当テーブルのように、搬送波Ｆ１には、制御モード情報が割り当てられる。すなわち、制御装置１１のマイコン５９は、コントローラ１２で設定された制御モード情報（詳細には、例えばモードスイッチで選択入力された制御モード情報、若しくは例えば特定の操作レバーの操作有無に応じて自動設定された制御モード情報など）をメモリに記憶するとともに、通信装置５７に出力する。通信装置５７は、制御モード情報を搬送波Ｆ１に割り当てて検査用ビークル９に送信する。検査用ビークル９の通信装置５８は、搬送波Ｆ１に割り当てられた制御モード情報を取り出してマイコン５４に出力し、マイコン５４は、制御モード情報をメモリに記憶するようになっている。そして、制御装置１１のマイコン５９及び検査用ビークル９のマイコン５４は、メモリに記憶した制御モード情報に基づいて、搬送波Ｆ２〜Ｆ６に割り当てるデータの種類（詳細には、ビークル駆動制御指令、カメラ１５の映像信号、走査機構３２の駆動制御指令、渦電流センサ１６の送信信号及び受信信号）を指示する指令（言い換えれば、データを割り当てる搬送波の周波数を指示する指令）を通信装置５７，５８のアクセスコントローラに出力する。以下、各制御モードの詳細について説明する。

（１）ビークル移動モード（モード１）
例えばビークル移動モードが設定された場合、搬送波Ｆ２，Ｆ３には、制御装置１１から検査用ビークル９に送信するビークル駆動制御指令（詳細には、移動推進機構１９、旋回推進機構２０、姿勢変換機構２５、回転駆動機構３１、及び押付機構３３Ａ，３３Ｂの制御指令）が割り当てられる。また、搬送波Ｆ４〜Ｆ６には、検査用ビークル９から制御装置１１に送信するカメラ１５の映像信号が割り当てられる。なお、周波数が異なる複数の搬送波に同種のデータを割り付ける場合は、複数の搬送波にデータを等分割して割り当てるようになっている。このモード１においては、複数の搬送波を用いることで各データの通信周波数帯域が広くなり、通信ノイズの低減を図ることができる。

（２）目視確認モード（モード２）
例えば目視確認モードが設定された場合、搬送波Ｆ２〜Ｆ６には、検査用ビークル９から制御装置１１に送信するカメラ１５の映像信号が割り当てられる。このモード２においては、上記モード１に比べて映像信号の通信周波数帯域が広くなり、高画質な映像信号を送信することができる（言い換えれば、検査用ビークル９のマイコン５４は、カメラ１５からの映像信号に対し所定の演算処理を行い、映像信号の画質を調整することができる）。

（３）探傷検査モード（モード３）
例えば探傷検査モードが設定された場合、搬送波Ｆ２には、制御装置１１から検査用ビークル９に送信する走査制御指令（すなわち、走査機構３２の制御指令）が割り当てられる。また、搬送波Ｆ３，Ｆ４には、制御装置１１から検査用ビークルに送信する渦電流センサ１６の送信信号が割り当てられ、搬送波Ｆ５，Ｆ６には、検査用ビークル９から制御装置１１に送信する渦電流センサ１６の受信信号が割り当てられる。このモード３においては、複数の搬送波を用いることで渦電流センサ１６の送信信号及び受信信号の通信周波数帯域が広くなり、サンプリング周波数を高く設定することができる。

（４）目視／探傷モード（モード４）
例えば目視／探傷モードが設定された場合、搬送波Ｆ２にはビークル駆動制御指令が割り当てられ、搬送波Ｆ３にはカメラ１５の映像信号が割り当てられる。また、搬送波Ｆ４には走査制御指令が割り当てられ、搬送波Ｆ５には渦電流センサ１６の送信信号が割り当てられ、搬送波Ｆ６には渦電流センサ１６の受信信号が割り当てられる。このモード４においては、上述した全ての制御を行うことができる。

次に、本実施形態の水中検査装置の動作を、図１０を用いて説明する。

まず、モード１を設定し（ステップ１００）、検査用ビークル９を移動させて（ステップ１０１）、検査領域に到達させる（ステップ１０２）。そして、表示装置１３に表示されたカメラ１５の映像（中画質）を確認して、欠陥の可能性があるかどうかを判断する（ステップ１０３）。

例えば欠陥の可能性がある場合は、モード２を設定し（ステップ１０４）、表示装置１３に表示されたカメラ１５の映像（高画質）を確認して（ステップ１０５）、欠陥を発見できたかどうかを確認する（ステップ１０６）。例えば欠陥を発見できなかった場合は、前述のステップ１０３に戻る。

一方、例えば欠陥を発見できた場合は、その欠陥が視認し易いかどうかを判断する（ステップ１０７）。例えば欠陥が視認し易いと判断した場合は、モード１を設定し（ステップ１０８）、検査用ビークル９を移動させて、渦電流センサ１６を検査位置に合わせる（ステップ１０９）。その後、モード３を設定し（ステップ１１０）、走査機構３２を駆動させて探傷検査を実施する（ステップ１１１）。一方、例えば欠陥が視認し難いと判断した場合は、モード４を設定し（ステップ１１２）、表示装置１３に表示されたカメラ１５の映像（低画質）を確認しつつ探傷検査を実施して、欠陥の再確認を行う（ステップ１１３）。その後、前述したステップ１０８〜１１１の手順を行う。ステップ１１１の終了後、前述のステップ１０３に戻る。

そして、例えばステップ１０３にて欠陥の可能性がないと判断するまで、上述したステップ１０４〜１１３の手順を繰り返して行う。その後、例えばステップ１０３にて欠陥の可能性がないと判断した場合は、他の領域の探索が必要かどうかを判断する（ステップ１１４）。例えば他の領域の探索が必要であると判断した場合は、前述のステップ１００に戻ってモード１を設定し、検査用ビークル９を移動させて（ステップ１０１）、次の検査領域に到達させる（ステップ１０２）。その後、上述したステップ１０３〜１１３の手順を行う。一方、例えば他の領域の探索が必要でないと判断した場合は、検査作業が終了となる。

以上のように構成された本実施形態においては、検査用ビークル９と制御装置１１との間で電力線通信を行うことにより、専用の信号線を不要とすることができる。したがって、検査用ビークル９に接続するケーブル１０の剛性を低減することができ、検査用ビークル９の航行性を高めることができる。

なお、上記一実施形態においては、検査用ビークル９は、１チャンネル方式の渦電流探傷センサ１６を搭載し、これによって欠陥の長さサイジングを可能とした構成を例にとって説明したが、これに限られず、他の探傷センサを搭載してもよい。このような変形例を図１１〜図１４により説明する。

例えば図１１に示す第１の変形例では、多チャンネル方式の渦電流センサ（マルチコイルセンサ）１６Ａを搭載している。これにより、上記一実施形態と比べ、検査作業の効率化を図ることができる。なお、本変形例においては、上記一実施形態と比べて送信信号及び受信信号の転送量が多くなるため、マルチキャリア通信方式の一種であるＯＤＦＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数多重分割）通信方式を採用することが好ましい。この方式では、図１２に示すように、一方の搬送波のパワーピーク点と他方の搬送波のパワーゼロ点とが重なるように割り当てられ、互いに干渉しないようになっている。これにより、一般的なマルチキャリア通信方式と比べ、周波数帯域を効率よく使用して、転送量を増大させることができる。

また、例えば図１３に示す第２の変形例では、超音波センサ７４を搭載している。これにより、超音波探傷が可能となり、欠陥の深さサイジングが可能となる。また、例えば図１４に示す第３の変形例では、多チャンネル方式の渦電流探傷センサ及び超音波センサからなる複合センサ７５を搭載している。これにより、欠陥の長さサイジング及び深さサイジングが可能となる。

本発明の他の実施形態を図１５〜図１７により説明する。本実施形態は、検査用ビークルと制御装置との間で無線通信を行う場合の実施形態である。

図１５は、本実施形態における水中検査装置の機器配置を表す概略図である。図１６は、本実施形態における検査用ビークルの制御構成を表す概略図である。図１７は、本実施形態における制御装置の制御構成を表すブロック図である。なお、これら図１５〜図１７において、上記一実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態では、検査用ビーグル９Ａは、詳細を図示しないが、マイコン５４、ＤＣコントローラ５５、カメラ１５、照明１８、及びセンサドライバ５６に電力を供給するバッテリ７６を有している。また、検査用ビークル９Ａは、バッテリ７５及びマイコン５４に接続された無線通信装置７７と、この無線通信装置７７に接続されたアンテナ７８とを有している。制御装置１１Ａは、ＤＣ電源５２及びマイコン５９に接続された無線通信装置７９と、この無線通信装置７９にアンテナケーブル８０を介し接続されたアンテナ８１とを有している。

そして、例えばＰＬＲ配管６の探傷検査を行う場合、オペレーションフロア７上の操作員１４ａがコントローラ１２を操作して検査用ビークル９をＰＬＲ配管６内に進入させ、燃料交換装置８上の操作員１４ｂがアンテナケーブル８０を捌いて、アンテナ８１をＰＬＲ配管６の入口近傍に配置する。なお、図示しないが、検査用ビークル９Ａには命綱としてのケーブルが接続されており、このケーブルも燃料交換装置８上の捜査員１４ｂが捌く。そして、検査用ビークル９Ａの無線通信装置７７及び制御装置１１Ａの無線通信装置７９は、互いにアンテナ７８，８１を介し無線通信するようになっている。

以上のように構成された本実施形態においては、検査用ビークル９と制御装置１１との間で無線通信を行うことにより、専用の信号線を不要とすることができる。また、検査用ビークル９にバッテリ７６を搭載し、電力線を不要とすることができる。したがって、検査用ビークル９Ａに接続するケーブルの剛性を低減することができ、検査用ビークルの９Ａの航行性を高めることができる。

本発明の一実施形態における水中検査装置の機器配置を表す概略図である。 本発明の一実施形態における検査用ビークルの構造を表す平面図である。 本発明の一実施形態における検査用ビークルの構造を表す底面図である。 本発明の一実施形態における検査用ビークルの走査機構の構造を表す図である。 本発明の一実施形態における検査用ビーグルの構造を表す正面図である。 本発明の一実施形態における検査用ビークルの制御構成を表す概略図である。 本発明の一実施形態における検査用ビークル及び制御装置の制御構成を表すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるマルチキャリア通信方式を説明するための図である。 本発明の一実施形態における搬送波の割り当てテーブルを表す図である。 本発明の一実施形態における検査作業の動作を説明するためのＰＡＴ図である。 本発明の第１の変形例における渦電流センサを走査機構とともに表す図である。 本発明の第２の変形例における超音波センサを走査機構とともに表す図である。 本発明の第２の変形例におけるマルチキャリア通信方式を説明するための図である。 本発明の第３の変形例における複合センサを走査機構とともに表す図である。 本発明の他の実施形態における水中検査装置の機器配置を表す概略図である。 本発明の他の実施形態における検査用ビークルの制御構成を表す概略図である。 本発明の他の実施形態における制御装置の制御構成を表すブロック図である。

符号の説明

９ 検査用ビークル
９Ａ 検査用ビークル
１０ ケーブル（電力線）
１１ 制御装置
１１Ａ 制御装置
１２ コントローラ（モード指示手段）
１５ カメラ
１６ 渦電流センサ（探傷センサ）
１６Ａ 渦電流センサ（探傷センサ）
１７ ビークル本体
１９ 移動推進機構
２０ 旋回推進機構
３３Ａ 押付推進機構
３３Ｂ 押付推進機構
５４ マイコン（通信制御手段）
５７ 通信装置（通信手段）
５８ 通信装置（通信手段）
５９ マイコン（通信制御手段）
７４ 超音波センサ（探傷センサ）
７５ 複合センサ（探傷センサ）
７７ 無線通信装置（通信手段）
７９ 無線通信装置（通信手段）

Claims (5)

1. 本体に推進力を付与する推進機構、検査対象物を撮像するカメラ、及び前記検査対象物の欠陥を検出する探傷センサを有する水中泳動型のビークルと、前記ビークルを制御する制御装置とを備えた水中検査装置において、
   前記ビークルと前記制御装置との間に接続された電力線を介して、周波数が異なる複数の搬送波により信号を送受する通信手段を備えたことを特徴とする水中検査装置。
2. 本体に推進力を付与する推進機構、検査対象物を撮像するカメラ、及び前記検査対象物の欠陥を検出する探傷センサを有する水中泳動型のビークルと、前記ビークルを制御する制御装置とを備えた水中検査装置において、
   前記ビークルと前記制御装置との間で無線通信を用い、周波数が異なる複数の搬送波により信号を送受する通信手段を備えたことを特徴とする水中検査装置。
3. 請求項１又は２記載の水中検査装置において、前記ビークルの制御モードを指示可能なモード指示手段と、前記モード指示手段で指示された前記ビークルの制御モードに応じて、周波数が異なる複数の搬送波にそれぞれ割り当てる信号の種類を変更する通信制御手段を備えたことを特徴とする水中検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の水中検査装置において、前記通信手段は、周波数帯域が一部重なりながらも互いに干渉しない複数の搬送波により信号を送受することを特徴とする水中検査装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の水中検査装置において、前記探傷センサは、渦電流センサ及び超音波センサのうちの少なくとも一方であることを特徴とする水中検査装置。

Images