JP2012154627A

JP2012154627A - Ｘ線非破壊検査装置

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Publication number: JP2012154627A
Application number: JP2011010959A
Authority: JP
Inventors: Bo Wang; 波王; Ryoichi Suzuki; 良一鈴木; Kazuo Matsuoka; 一夫松岡; Xiaojun Liu; 小軍劉; hong-yan Meng; 紅岩孟
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Tsukuba Technology Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Tsukuba Technology Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP5201515B2

Abstract

【課題】軽量かつ設置が容易で、さらにＸ線被爆なく、直線状の被検査物をその場で非破壊に多方向からのＸ線透過像を取得し、被検査物の劣化状況等を高精度で検査できるＸ線非破壊検査装置を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するため、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電線、ケーブル、パイプ、配管、柱、樹木など直線状の被検査物をその場でＸ線透過検査をするＸ線非破壊検査装置に関する。

ケーブルや配管など細い直線状の被検査物のＸ線透過検査は、ある長さに切断されたものであればＸ線源と検出器を回転させながら多方向からＸ線透過像を撮るコンピュータートモグラフィー（ＣＴ）装置によって断層像や３次元像を得て詳細な検査を行うことが可能であるが、使用中の被検査物は切断して検査できないため、Ｘ線検査装置をその場に持ち込んで検査する必要がある。しかし、従来のＸ線ＣＴ装置は、回転機構などのために装置が非常に重くなり、電線など細いものを容易に検査することは困難であった。

また、特許文献１に示すように、電線などのスクリーニング検査用として、Ｘ線源及び検出器を１組搭載し、被検査物に沿って移動させながらＸ線を出すことによって長い距離にわたってＸ線透過検査できる装置（架空送電線のＸ線撮影用治具）も開発されているが、透過像を撮ることができる方向は１方向のみであり、角度によって欠陥が隠れる場合があり異常を見落とす確率が高いという問題もあった。

さらに、特許文献２に示すように、架空送電線の内部劣化状況を容易に検査できるようにする方法として、架空送電線１に対して直角二方向からＸ線を照射し、架空送電線を透過した透過Ｘ線を受けたＸ線検出部３により直接的又は間接的に、前記直角二方向の２つの透視画像を得て、架空送電線の素線切れや腐食等の内部劣化状況を検査方法が公開されている。当該方法であれば、装置が安価でコンパクトに済み、また検査の作業性が良好であるというものである。

しかしながら、特許文献１、２いずれも開放系でＸ線を照射しているため使用資格、使用箇所が制限されるとともに、重量が重く（特許文献１では数十キログラム）直径６０ｍｍ程度の送電線なら検査可能であっても、直径２５〜３０ｍｍ程度の電線では使用できないとともに、設置も極めて困難で、作業者一人では到底できない。

特開２００７−２９２５０８号公報特開２００５−１８１１８８号公報特開２０１０−０５６０６２号公報

そこで、本発明は、軽量かつ設置が容易で、さらにＸ線被爆なく、直線状の被検査物をその場で非破壊に多方向からのＸ線透過像を取得し、被検査物の劣化状況等を高精度で検査できるＸ線非破壊検査装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。

また、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、前記３組以上のＸ線源は前記被検査物を中心として略等間隔に位置し、前記容器はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。

また、前記移動が、前記被検査物に沿って自走するプーリーであることを特徴とする前記何れかに記載のＸ線非破壊検査装置の構成とした。また位置センサ及び角度センサ或いは傾斜センサを有し、前記Ｘ線源からＸ線を放出した位置及び角度を記録することを特徴とする前記いずれかに記載のＸ線非破壊検査装置の構成とした。

さらに、手動或いは自動で前記被検査物の中心軸の周りに３６０／Ｎ度（ＮはＸ線源と検出器の組の数）の範囲で回転しながら、多数の方向からのＸ線透過像データを取得し、取得したＸ線透過像データからコンピュータートモグラフィーの手法により断面或いは３次元像を得ることを特徴とする前記何れかに記載のＸ線非破壊検査装置の構成とした。

そして、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査方法であって、前記被検査物を対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とする直線状の被検査物のＸ線非破壊検査被方法の構成とした。

加えて、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を２組以上備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、前記２組以上のＸ線源は前記被検査物の下方に略等間隔に配置され、前記容器は前記被検査物の上方はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置
の構成とした。

以下、本発明をより詳しく説明する。本発明は、Ｘ線を用いて電線などの直線状の被検査物５をその場で劣化状況などのスクリーニング検査や詳細検査を容易にするものである。直線状には緩やかな湾曲も含まれる。本発明では、被検査物５に沿って移動する検出部１にＸ線源と２次元検出器の組を３組以上搭載する。図１に被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び検出器を３組（第１Ｘ線源２及び第１検出器３、第２Ｘ線源２ａ及び第２検出器３ａ、第３Ｘ線源２ｂ及び第３検出器３ｂ）配置した検出部１の長軸方向からの断面模式図を示した。

Ｘ線源と検出器の長軸方向の位置はすべての組が同じ位置つまりＸ線源の中心が被検査物５に対して垂直方向の断面同一平面にあっても、ずれた位置にあっても良い。図１では、同一平面に配置した場合を示している。Ｘ線源の中心が同一平面上にある場合は、Ｘ線源と検出器を対向させるため、Ｘ線源と検出器の組数は奇数でなければならないが、被検査物方向の長さを短くすることができるので、より軽量化できる。この組数は、少ない場合には被検査物５の異常を見落とす確率が高まり、多い場合装置が大きく重くコストもかかることから、３組〜５組が望ましい。

Ｘ線源と検出器からなる検出部１を被検査物５に沿って移動させながらＸ線源からパルス状のＸ線４を順次発生して、２次元検出器等で透過像データを検出し、複数方向からの像を連続的にコンピュータなどのディスプレイに表示させることにより、電線、ケーブル、配管など直線状の被検査物５を長い距離にわたってくまなく検査できるようになる。Ｘ線透過像データは、画像そのもの、透過像を構成するデータであってもよい。

図１において、本発明における検出器のサイズＡは、被検査物が半径Ｒを有する断面が円柱状のものと仮定し、Ｘ線源と被検査物の中心までの距離をＬ１、Ｘ線源から検出器面までの距離をＬ２とすると、
Ａ＞２ｘＲｘＬ２／（Ｌ１―Ｒｘｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｒ／Ｌ１）））・・式（１）
でなければならない。

また、被検査物５の長軸方向の検出器の幅Ｗ、検出部１の移動速度をＶとした時、Ｘ線パルスの出射レートＪ（パルス／秒）は、
Ｊ＞ＶｘＮｘＬ２／（Ｌ１−Ｒ）／Ｗ・・・式（２）
でなければならない。これによって、被検査物５に対して切れ目なくＸ線透過像を撮ることができる。Ｎは、Ｘ線源と検出器の組の数である。

また、Ｘ線源のパルス幅Ｔ（秒）は、移動方向について必要とする分解能をＤとすると、
Ｔ＜Ｄ／Ｖ・・・式（３）
でなければならない。

本発明であるＸ線非破壊検査装置を被検査物が使用或いは存在する場に搬入し、被検査物５に沿って移動させるため、小型で軽量なものが要求される。これに対応するＸ線源も小型でエネルギー消費の少ないものが望ましい。例えば特許文献３に示すようなカーボンナノ構造体電子放出体を用いた小型Ｘ線源が利用できる。

小型Ｘ線源は、マイクロフォーカス化が難しいため、Ｘ線ターゲットの焦点サイズはＸ線検出器の画素サイズに比べて一般的に大きい。そのため、Ｘ線源と検出器の距離Ｌ２とＸ線源と被検査物５の距離Ｌ１との差Ｌ２−Ｌ１は、小さいほうが透過像の焦点サイズによるボケが少ない。

Ｘ線検出器は、２次元アレイ状の半導体検出器や蛍光体（シンチレータ）板から放出される光をＣＣＤ等の光センサで検出するもので、デジタル画像として記録できるものを用いることが好ましい。デジタル画像として記録できるＸ線検出器では、Ｘ線の発生時間と検出器の取り込み時間を同期させることにより、ノイズの少ない画像を得ることができる。同期は、図２に示すように、ＰＣ１４（コンピュータ）からの制御信号１４ａにより、制御回路７が、Ｘ線源及び検出器に検出を同期させるため、タイミング信号７ａ、７ｂを生成して制御する。

図２に示すように、この画像データは、検出器から検出信号９ａとして、検出部１に搭載されたメモリ９や記録媒体に記録され、測定終了後表示装置を有するＰＣ１４に画像データ９ｂとして転送して異常の有無を検査するか、ネットワークケーブル、無線ＬＡＮ、光ファイバー等を用いて表示装置を有するＰＣ１４に転送してリアルタイムで異常の有無を検査する。検査員の手元で操作する制御盤はＰＣ１４と一体化していても良いし、表示装置と別体としても良い。

また、各装置は、制御回路７に接続する電源８から電力が供給され、各装置の動作は制御回路７により制御される。さらに、プーリー１１は、自走制御装置１０で制御される。

さらに、本発明は、図２に示すように、位置センサ１２と傾斜角を知る角度センサ１３或いは方向センサを備えることが好ましい。これによりＸ線４の発生した位置及び角度を位置データ１２ａ、角度データ１３ａとしてメモリ９に送られ記録する。

位置センサ１２および角度センサ１３は開始位置及び角度からの相対値或いは絶対位置及び角度を測定できるものであれば、どのような方法でセンシングしても良い。位置センサとしてはプーリー１１からのカウンター信号、或いはＧＰＳなどが利用できる。また、この位置センサ１２及び角度センサ１３は、以下のＣＴの手法を用いた詳細な検査を行う場合にも使用できる。

詳細な検査が必要とされる部分については、本発明では、被検査物５の中心軸を中心に検出部１を３６０／Ｎ度（ＮはＸ線源及び検出器の組数）の角度範囲で手動或いは自動で回転させながら、傾斜或いは方向が設定した角度ステップに達した時にパルス状のＸ線４を発生する。

Ｘ線源と検出器の組がすべて同一平面上にある場合は、被検査物の長軸方向の位置は変えずに回転だけで必要な透過像を撮ることができる。一方、Ｘ線源と検出器の組が同一平面上に無い場合は、検出部１を位置センサ１２およびプーリー１１を用いてＸ線発生時のＸ線源の位置がすべて同一平面上に来るように移動し３６０／Ｎ度の角度範囲で回転させることを繰り返す。この操作によって全周方向のＸ線透過像を撮り、ＣＴの手法によって断層像或いは３次元像を再構成することにより、詳しい検査が可能となる。

本発明であるＸ線非破壊検査装置では、３組以上のＸ線源及び検出器を備えるので、軽量かつ安価及び設計が容易で、直線状の被検査物を被検査物に沿って移動させながら、３方向以上の多方向からのＸ線透過像を被検査物に対して切れ目なく連続的に撮ることによって、Ｘ線源と検出器の配置によって欠陥が隠れて異常を見落とす可能性を低減できる。これによって信頼性の高いスクリーニング検査が可能になる。

また、Ｘ線源及び２次元検出器をＸ線を遮蔽できる容器に収納することで、使用資格、使用場所の制限をなくすことができる。さらに、小型Ｘ線源を採用すれば、検出器、自走プーリー１１、それを駆動するモータ及び電源を含めても、２０キログラム以下さらには１５ｋｇ程度の重量で設計できるので、直径２５〜３０ｍｍ程度の電線にも使用できる。

また、位置センサ１２や角度センサ１３或いは方向センサによって、測定位置や角度を記録しながらＸ線透過像を撮ることにより、異常のある部位の同定が容易になる。さらに、以前の検査結果との比較が容易になり、経年変化を把握することも可能になる。

さらに、詳細な検査が必要とされる部分については、検出部１の傾斜或いは方向を変えながら多方向からのＸ線透過像を撮ることによって、断層像或いは３次元像を得ることができ、より詳しい検査が可能となる。この時、検出部を回転させる範囲は３６０／Ｎ度で、Ｘ線源及び検出器の組数Ｎが３以上であることから１２０度以下である。この場合、Ｘ線源と検出器の組を３６０度回転させなくとも、装置を最大プラスマイナス６０度傾けるだけでＣＴによる画像再構成が可能である。３６０度回転させる場合は、スリップリングによる電気的接点など複雑な機構が必要であるが、本発明ではそのような機構は必要無く、装置コストを下げることができる。

加えて、Ｘ線源を容器の一方に寄せて配置することで、Ｘ線を遮蔽しつつ、一層の軽量化を図ることができるし、Ｘ線源と検出器の組数は奇数でも偶数でもできる。

本発明であるＸ線非破壊検査装置のＸ線源及び検出器（検出部）と被検査物の配置図である。本発明であるＸ線非破壊検査装置の構成模式図である。本発明であるＸ線非破壊検査装置の外観（斜視）模式図である。本発明であるＸ線非破壊検査装置の側面部分透視模式図、長軸方向断面模式図である。本発明の他の形態のＸ線非破壊検査装置の外観（斜視）模式図である。本発明の他の形態のＸ線非破壊検査装置の側面部分透視模式図、長軸方向断面模式図である。プーリーの配置例を示す図である。プーリー収納部の着脱部の着脱例を示す図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図３に、本発明であるＸ線非破壊検査装置６の外観（斜視）、自走コントローラ２０、ＰＣ１４を示した。

本発明であるＸ線非破壊検査装置６は、図１に示したＸ線源と２次元検出器の組が３組容器１５に収納されている。容器１５は、円筒形で、上部容器１５ａと開閉可能な開口部１５ｂ、さらにプーリー収納部１５ｃが左右に連接し、Ｘ線４を遮蔽する素材を用いて密閉構造を形成する。また、上部容器１５ａには上取手１６、開口部１５ｂには下取手１６ａが設けられ、運搬、取扱いが容易である。

プーリー収納部１５ｃの外面には、ランプ１９、１９ａが設けられ、進行方向側のランプ１９（１９ａ）がＸ線４の照射に連動して点滅する。これにより、Ｘ線４の照射の有無を外部から目視できる。

また、Ｘ線非破壊検査装置６には、制御回路７に接続する無線ユニット１７及び無線アンテナ１８が備えられ、自走コントローラ２０と無線ＬＡＮ等で通信し、Ｘ線非破壊検査装置６の進行、停止、走行速度を自走コントローラ２０を介して、操作者により制御される。各種のエラー情報、例えば、Ｘ線照射エラー（停止）、自走トルク、バッテリーダウンなどがあり、自走コントローラ２０のディスプレイ２０ｂに表示される。なお、通信は、無線ＬＡＮによらず有線、例えば光ケーブルなどであってもよい。

自走コントローラ２０には、他に、自走コントローラ２０の電源をオンオフする電源スイッチ２０ｃ、Ｘ線非破壊検査装置６を進行方向に前進させる前進スイッチ２０ｄ、後退を指示する後退スイッチ２０ｅ、停止させる停止スイッチ２０ｆ、ランプ１９、１９ａの点滅に連動して点滅するランプ２０ｇがある。進行方向によって点灯色を替えるとＸ線非破壊検査装置６の進行方向も作業者の手元で確認できる。そして、各スイッチにはその機能がオンであることを示すランプ（スイッチ近郷の小円）も備えられている。

また、走行設定（速度調節等）をするためのメニュー設定ボタン２０ｈがありディスプレイ２０ｂに表示されたメニュー画面で選択する。ディスプレイ２０ｂは、タッチパネルとして、メニュー設定ボタン２０ｈ機能を備えてもよい。そして、Ｘ線非破壊検査装置６と通信する無線アンテナ２０ａを備える。

Ｘ線非破壊検査装置６は、さらに、無線装置１４ｂに接続したＰＣ１４を備えることで、検出器が取得した検出信号９ａ（画像データ９ｂ）をリアルタイムで取得し、その場で画像判断することもできる。ＰＣ１４は、検出信号９ａ（画像データ９ｂ）とともに関連付けられた位置データ、角度データ及び時間データを取得、記録装置に格納する。作業者がリアルタイムで劣化部位を確認した場合には、作業者がＸ線非破壊検査装置６から塗料などを噴射するよう指示して、劣化部にマークしてもよい。

図４に、Ｘ線非破壊検査装置６の側面部分透視、長軸方向断面模式図を示した。水平方向に張った電線用の実施例である。図４（Ａ）が長軸方向から見たときの検査時の側面部分透視模式図、図４（Ｂ）が開口部１５ｂを開放したときの側面部分透視模式図、図４（Ｃ）が長軸方向断面模式図である。

図４（Ｂ）に示すように、検査に際して、開口部１５ｂを開き、被検査物５を検出部１の中心にセットする。開口部１５ｂには、第２検出器３ａが固定されているため開口部１５ｂを開けると被検査物５を検出部１の中心に位置させる挿入経路が形成される。また、開口部１５ｂを閉じると第２検出器３ａは所定の位置に戻るため、被検査物５の挿入が極めて簡易であるとともに、検出器及びＸ線源の位置決めも検査の際には不要で極めて簡便に被検査物５を本発明に着脱できる。電線の検査の場合、電線に電圧がかけられた活線状態で検査できることが必要とされるが、このようにすれば、被検査物５を切断せずに現場でＸ線透過検査が可能になる。この場合は容器１５内部に電源８を設ける。

プーリー収納部１５ｃにはプーリー１１が複数あり、これによって電線をＸ線源と検出器の間の所定の位置に保持する。例えば、上段プーリー１１はバネ１１ａなどにより被検査物５を押圧し、下段のプーリー１１は、被検査物５の太さに応じて機械的に位置調整などしてもよい。さらに、開口部１５ｂを開くことにより押圧が緩み、閉めることで押圧するよう押圧調節機構を備えてもよい。プーリー１１は、手動或いはモータ２１等により自動で被検査物５に沿って移動できる。また、プーリー１１にカウンター機能を備え、Ｘ線非破壊検査装置６の移動距離をカウントし、位置データ１２ａとして利用してもよい。

なお、２次元検出器の移動方向の幅Wを５ｃｍ, 移動速度Ｖ＝１０ｃｍ／秒、Ｘ線源から被検査物５中心までの距離Ｌ１＝１６．５ｃｍ、Ｘ線源から２次元検出器までの距離Ｌ２＝２０ｃｍ、被検査物５の半径Ｒ＝１．５ｃｍとした時、すべての領域を３方向から検査するには上記式（２）よりＸ線４のパルスレートＪは８パルス／秒以上必要である。

このレートで画像化したデータを記録したり転送したりしなければならないが、通常のビデオレート（約３０フレーム／秒）より遅く、処理上の問題は無い。また、Ｘ線源のパルス幅は、必要な画像分解能を０．５ｍｍとすると式（３）より、５ｍｓ以下でなければならない。

パルスＸ線を発生して検出器で検出した検出信号９ａ（画像データ９ｂ）は、容器１５内部のメモリに一時的に蓄積する。この検出信号９ａ（画像データ９ｂ）は、ＰＣ１４などの表示装置に転送した後、表示装置で３方向の画像を並べて表示するとともに、多数の画像を連続的に表示できるよう画像処理などすれば、正常な画像と異常な画像の違いを容易に把握でき検査員が異常を見つけやすくなる。

さらに、容器１５内部には、位置センサ１２及び角度センサ１３を備えており、Ｘ線パルスの発生時の位置及び角度を記録することによって、異常があった場合、どの位置かを特定できる。

さらに、異常な箇所を詳細に検査する場合は、Ｘ線非破壊検査装置６をその位置でプラスマイナス６０度の範囲で手動或いは自動でゆっくり回転（傾斜）させる。この回転角を角度センサ１３によってモニタしながら所定の角度になった時にＸ線パルスを発生して透過像を撮ることを繰り返し、多数の方向からのＸ線透過像を撮る。

詳細なＣＴ像を得るには、数十投影以上の画像が必要であるが、手動で回転させる場合、Ｘ線パルスの最大レートが回転スピードに追いつかない場合もある。その場合は、プラスマイナス６０度の範囲で回転方向を変えて何回か往復させることにより、必要な投影数のＸ線透過像を得ることができる。

本実施例では水平に張られた電線やケーブルの検査用のＸ線非破壊検査装置を示したが、水平方向に直線状に伸びた配管にもこの実施例と同様のものが適用できる。また、垂直方向或いは傾斜方向に伸びた直線状の配管、柱、鉄塔、樹木などのものの検査にも本発明を適用できる。

図５に、本発明の他の形態のＸ線非破壊検査装置３０の外観（斜視）、自走コントローラ２０、ＰＣ１４を示した。実施例２は、特に軽量化を図るため、実施例１において、容器３の形状、開口部３１ｂの構造、さらにＸ線源と２次源検出器の組み（ここでは、３組について説明する。）の配置を検討したものである。

実施例１と同一符号は、同一の構成、作用であるので、ここでは説明を省略する。なお、Ｘ線源及び２次元検出の組からなる検出部は、実施例１と配置が異なるが、同一の作用を発揮するため、同一の符号とした。内部接続、制御は実施例１と同じであるので、図２の構成となる。

次に、図６を参照して、実施例２の形態についてより詳しく説明する。図６に、Ｘ線非破壊検査装置３０の側面部分透視、長軸方向断面模式図を示した。Ｘ線非破壊検査装置３０は、実施例１と同じく、直線状の被検査物５をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であり、被検査物５の下方に略等間隔に配置されるＸ線源（第１Ｘ線源２、第２Ｘ線源２ａ、第３Ｘ線源２ｂ）及び被検査物５を挟み各Ｘ線源に対峙する２次元検出器（第１検出器３、第２検出器３ａ、第３検出器３ｂ）とからなる検出部と、前記検出部を収納する容器３１から構成される。

Ｘ線源とそれに対峙する２次元検出器は、複数で、かつＸ線源は被検査物５が水平であれば下方、被検査物５が垂直方向であれば左右何れか一方向に寄せて配置する。

容器３１は、被検査物５の下方に各Ｘ線源を収納するため突出した角部（ここでは３組みのＸ線源であるため下方には角部が３箇所）を備えＸ線源の収納スペースを確保し、被検査物５を角部の上方に配置させ、２次元検出器はさらにその上方に被検査物５を挟みＸ線源と対峙するよう配置される。

そして、Ｘ線源が直接照射される容器３１部分を肉厚（肉厚部３１ｅ）にしてＸ線を遮蔽する。このようなＸ線源の配置、容器３１の形状であれば、Ｘ線の遮蔽には、Ｘ線が直接照射される部分のみ厚くすればよいので、Ｘ線非破壊検査装置を一層軽量化することができる。

また、容器３１には、その左右にプーリー１１を収納するプーリー収納部３１ｃと、Ｘ線源間を開閉できる開口部３１ｂを備える。開口部３１ｂは、図６（Ｂ）（図７、８に拡大図配置図を例示したのでここではプーリーの図示を省略する。）に示すように、収納部３１ａにスライド（両矢印）可能に挿抜できる。開口部３１ｂに蓋３１ｄを備えてもよい。開口部３１ｂを引き抜くことで、被検出物５をＸ線非破壊検査装置３０内にセットするための挿入経路を形成することができる。このとき、プーリー収納部３１ｃの着脱部３１ｆも開口部３１ｂとともにスライドして取り外すことができる。

図７に、プーリー収納部３１ｃ内のプーリー１１の配置例を示した。図４、図６に示す配置と同じである。プーリー１１は、プーリー収納部３１ｃに固定された支柱１１ｃに回転可能に支持される軸に挿通し、複数の方向から被検査物５を挟持する。ここでは、等間隔で３つのプーリー１１による挟持例を示した。

プーリー１１は、制御回路７からの信号により回転制御されるモータ２１の動力を歯車２１ａ、１１ｂを介して受けて回転し、Ｘ線非破壊検査装置３０を移動させる。図中下のプーリー１１は、着脱部３１ｆに取り付けられ、着脱部３１ｆの挿抜とともに移動する。その結果、被検査物５の挿入経路を形成すとともに、被検査物５を着脱部３１ｆの挿入とともに挟持する。

図８に、プーリー収納部３１ｃの着脱部３１ｆの着脱方法の一例として、開口部３１ｂと一体として開閉できる機構を示した。点線は着脱部３１ｆと開口部３１ｂを嵌めたときの着脱部３１ｆの位置を示す。

図８に示すように、着脱部３１ｆを開口部３１ｂと一体とした場合には、開口部３１ｂとともにスライドさせ、抜き取ることで、被検査物５の挿入経路を形成する。さらに、プーリー１１がプーリー収納部３１ｆ内を回転移動させることができれば、被検査物５の中心直下にプーリー１１の中心を位置（図７に示す位置）させることができる。従って、プーリー１１が力学的により安定して被検査物５を挟持することができるようになる。

実施例２のように、Ｘ線源及び２次元検出器を配置し、開口部３１ｂと一体の着脱部３１ｆを備えて開閉すれば、被検査物５の挿抜に際して、Ｘ線源及び２次元検出器を着脱することなく、簡単にＸ線非破壊検査装置３０を被検査物５に着脱することができる。従って、Ｘ線非破壊検査装置３０の着脱毎に、Ｘ線源及び２次元検出器の位置調整が不要で、簡易かつ精度の高い検査が可能になる。

なお、着脱部３１ｆと開口部３１ｂと別体とすることもでき、その場合には、着脱部３１ｆの一方を回動可能にプーリー収納部３１ｃに係止し、他方を開閉する。下側の着脱部３１ｆに固定されたプーリー１１は、着脱部３１ｆとともに移動する。このように、着脱部３１ｆを開閉しても開口部３１ｂを取り外すことで、被検査物５を挿抜する挿入経路を形成することができる。

１検出部
２第１Ｘ線源
２ａ第２Ｘ線源
２ｂ第３Ｘ線源
３第１検出器
３ａ第２検出器
３ｂ第３検出器
４Ｘ線
５被検査物
６Ｘ線非破壊検査装置
７制御回路
７ａタイミング信号
７ｂタイミング信号
８電源
９メモリ
９ａ検出信号
９ｂ画像データ
１０自走制御装置
１１プーリー
１１ａバネ
１１ｂ歯車
１１ｃ支柱
１２位置センサ
１２ａ位置データ
１３角度センサ
１３ａ角度データ
１４ＰＣ
１４ａ制御信号
１４ｂ無線装置
１５容器
１５ａ上部容器
１５ｂ開口部
１５ｃプーリー収納部
１６上取手
１６ａ下取手
１７無線ユニット
１８無線アンテナ
１９ランプ
１９ａランプ
２０自走コントローラ
２０ａ無線アンテナ
２０ｂディスプレイ
２０ｃ電源スイッチ
２０ｄ前進スイッチ
２０ｅ後退スイッチ
２０ｆ停止スイッチ
２０ｇランプ
２０ｈメニュー設定ボタン
２１モータ
２１ａ歯車
３０Ｘ線非破壊検査装置
３１容器
３１ａ収納部
３１ｂ開口部
３１ｃプーリー収納部
３１ｄ蓋
３１ｅ肉厚部
３１ｆ着脱部

上記の課題を解決するために、本発明は、（１）直線状の被検査物をその場で非破壊検査する電源搭載式のＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙し、前記電源で動作する１組のＸ線源及び２次元検出器を同一平面に３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって回転することなくスクリーニング検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。

また、（２）直線状の被検査物をその場で非破壊検査する電源搭載式のＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙し、前記電源で動作する１組のＸ線源及び２次元検出器を同一平面に３組以上の奇数組み備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、前記３組以上のＸ線源は前記被検査物を中心として略等間隔に位置し、前記容器はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって回転することなくスクリーニング検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。

また、（３）前記移動が、前記被検査物に沿って自走するプーリーであることを特徴とする（１）又は（２）に記載のＸ線非破壊検査装置の構成とした。また位置センサ及び角度センサを有し、前記Ｘ線源からＸ線を放出した位置及び角度を記録することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか記載のＸ線非破壊検査装置の構成とした。

さらに、前記スクリーニング後に、異常な箇所を詳細に検査する場合において、手動或いは自動で前記被検査物の中心軸の周りに３６０／Ｎ度（ＮはＸ線源と検出器の組の数）の範囲で回転しながら、多数の方向からのＸ線透過像データを取得し、取得したＸ線透過像データからコンピュータートモグラフィーの手法により断面或いは３次元像を得ることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のＸ線非破壊検査装置。

そして、直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査方法であって、前記被検査物を挟み対峙し、搭載した電源で動作する１組のＸ線源及び２次元検出器を同一平面に３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって回転することなくスクリーニング検査することを特徴とする直線状の被検査物のＸ線非破壊検査被方法の構成とした。

加えて、直線状の被検査物をその場で非破壊検査する電源搭載式のＸ線検査装置であって、前記被検査物を挟み対峙し、前記電源で動作する１組のＸ線源及び２次元検出器を同一平面に２組以上備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、前記２組以上のＸ線源は前記被検査物の下方に略等間隔に配置され、前記容器は前記被検査物の上方はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物を長い距離にわたって回転することなくスクリーニング検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置の構成とした。

Claims

直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、
前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置。
直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、
前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、
前記３組以上のＸ線源は前記被検査物を中心として略等間隔に位置し、前記容器はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置。
前記移動が、前記被検査物に沿って自走するプーリーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線非破壊検査装置。
位置センサ及び角度センサ或いは傾斜センサを有し、前記Ｘ線源からＸ線を放出した位置及び角度を記録することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＸ線非破壊検査装置。
手動或いは自動で前記被検査物の中心軸の周りに３６０／Ｎ度（ＮはＸ線源と検出器の組の数）の範囲で回転しながら、多数の方向からのＸ線透過像データを取得し、取得したＸ線透過像データからコンピュータートモグラフィーの手法により断面或いは３次元像を得ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＸ線非破壊検査装置。
直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査方法であって、
前記被検査物を対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を３組以上搭載し、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物の全周を長い距離にわたって検査することを特徴とする直線状の被検査物のＸ線非破壊検査被方法。
直線状の被検査物をその場で非破壊検査するＸ線検査装置であって、
前記被検査物を挟み対峙する１組のＸ線源及び２次元検出器を２組以上備える検出部と、前記検出部を収納する容器とからなり、
前記２組以上のＸ線源は前記被検査物の下方に略等間隔に配置され、前記容器は前記被検査物の上方はＸ線を遮蔽できるものであるとともに前記Ｘ線源間を開閉可能とし、前記被検査物に沿って手動或いは自動的に移動させながら、前記Ｘ線源からパルス状のＸ線を順次発生させ、前記２次元Ｘ線検出器でＸ線透過像データを検出することにより、前記被検査物を長い距離にわたって検査することを特徴とするＸ線非破壊検査装置。