JP2019512087A - シールボルトおよびシールボルトの取付け方法 - Google Patents

Abstract

容器蓋（４）を容器本体（６）にシールするためのシールボルト（２）が開示されている。シールボルト（２）は、容器蓋（４）に取付け可能なシールヘッド（８）と、容器本体（６）に取付け可能なシールスタッド（１０）と、シールヘッド（８）をシールスタッド（１０）に接続するピン（１４）と、を備える。シールボルト（２）は、ピン（１４）の横断通路を介して配置された導体（３０）をさらに備える。シールボルト（２）は、導体（３０）を圧縮する第１の位置にピン（１４）を付勢するように配置された弾性部材（３６）をさらに備える。ピン（１４）は、シールヘッド（８）に所定のトルクを加えることによって、弾性部材による付勢力に抗して第２の位置に移動することができる。シールボルト（２）は、監視・検出ユニット（５０）をさらに備える。監視・検出ユニット（５０）は、導体（３０）のそれぞれの端部（６８，７４）に接続された送信器（７０）および検出器（７６）と、該送信器（７０）および該検出器（７６）に接続されたプロセッサ（５４）とを含む。プロセッサ（５４）は、ピン（１４）が検出器（７６）によって検出された信号が所定の変化を受けたと判定されるときに、前記ピンが前記第２の位置に初めて移動したことを決定するように動作可能である。シールボルト（２）の取付け方法も開示されている。【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、シールボルトに関し、特には、核容器を封止するためのシールボルトに関する。このようなシールボルトは、容器蓋を容器本体にしっかりと接続するとともに、個々のボルトまたは容器を識別するための手段を備えることができる。本発明はさらに、シールボルトの取付け方法に関する。

状況によっては、容器を確実に封止する必要がある。そのような容器が、例えば、核分裂性物質のような危険物質を保管するものであれば特に重要である。ほとんどの場合、少なくとも１つのシールボルトを使用して、容器蓋を容器本体に接続する。大抵、このようなシールボルトには、侵犯があった場合に破損して、容器がタンパー（不正開封）された可能性があることを示す何らかの完全性要素が含まれている。このような破損可能な完全性要素は、シールボルト内のどこかに隠蔽することができ、このことが標準的なシールボルトと追加のセキュリティ機能を有するシールボルトとの差別化をより難しくする。これにより、容器を確実に封止するのに必要なセキュリティ機能を有するシールボルトの数を減らすことができる。

その最も基本的な設計におけるシールボルトの一例が、英国特許出願公開第２０６７６９９号明細書（特許文献１）に開示されている。この開示における実施形態の一つでは、シールヘッドが、所与のトルクが加えられると破損する脆弱な完全性要素によって、シールスタッドに連結されている。

シールボルトの安全性をさらに高めるために、シールボルトの内側に識別要素を潜在させることによって、当初のシールボルトが同じタイプの別のシールボルトで置換されているか否かを明らかにすることができる。シールボルトの識別が異なり、かつ／または完全性要素が破損している場合、そのシールデバイスまたは／および容器の内容物はタンパーされた可能性がある。

既存のシールボルトが容器を非常にしっかり封止しているとしても、安全性をさらに向上させる必要がある。さらに、原子力発電所の段階的な廃止に伴い、多くの使用済み核燃料を欧州および世界中で乾燥貯蔵キャスク（容器）に保管する必要がある。セーフガード機関の検査官は、これらのキャスクのすべてに必要な封止作業に立ち会うことはできないであろう。これは、関係する人的資源と移動にかかる莫大な費用に起因するが、オペレータが、それぞれの場所における処理スピードに応じてランダムな間隔でキャスクの充填を行うためでもある。

検査官がその場に物理的に存在していなくても、すなわちビデオ監視による遠隔監視によって、キャスクを封止できることが知られている。しかしながら、ビデオ監視では容易にタンパーされる。

公認検査官の立ち合いがなくとも、オペレータによってシールデバイスを取付け可能とする、セキュリティの強化されたシステムおよび方法が必要とされている。特に、検査官によってシールボルトをオペレータに出荷することにより，シールボルトが取付け前に全くの未使用であることを信用／確認することのできるシステムおよび方法が必要とされている。すなわち、一旦取付けられたら、シール（シールボルト）が一度しか取付けられていないことを確認できなければならない。

本発明の目的は、請求項１に記載されるように、改良されたセキュリティ機能を有するシールボルトを提供し、これによって、検査官の立ち合いがなくとも、貯蔵場所のオペレータによってシールボルトを取付け可能とすることにある。本発明のさらなる目的は、請求項１６に記載されるように、シールボルトの取付け方法を提供することにある。

本発明は、容器蓋を容器本体にシールするためのシールボルトに関する。シールボルトは、容器蓋に取付け可能なシールヘッドと、容器本体に取付け可能なシールスタッドと、シールヘッドをシールスタッドに接続するピンと、を備える。シールボルトは、ピンの横断通路を介して配置された導体をさらに備える。シールボルトは、導体を圧縮する第１の位置にピンを付勢するように配置された弾性部材をさらに備える。シールヘッドに所定のトルクを加えることによって、ピンが弾性部材による付勢力に抗して第２の位置に移動することができる。シールボルトは、監視・検出ユニットを備え、該監視・検出ユニットは、導体のそれぞれの端部に接続された送信器および検出器と、該送信器および検出器に接続されたプロセッサと、を含み、プロセッサは、検出器によって検出された信号が所定の変化を受けたと判定されるときに、ピンが第２の位置に初めて移動したことを決定するように動作可能である。

したがって、監視・検出ユニットは、検出器によって検出された信号がシールボルトの初めての使用に対応する所定の変化を受けたときに記録を行い、該シールボルトの再使用の試みを防止することができる。その一方で、監視・検出ユニットが、所定の変化の未だ生じていないこと示す限り、より精密な検査は必要とされない。これは、検査官が確認することができ、また、貯蔵施設のオペレータがボルトを取付ける前に、ボルトが未だ使用されていないことを確認できるので、特に重要である。

一実施形態では、所定の変化が、第１の所定の閾値よりも大きな検出信号強度の変化を含む。

他の実施形態では、所定の変化が、検出信号強度が第２の所定の閾値（ＶＬ）未満から第３の所定の閾値（ＶＵ）超までの検出信号強度の遷移を含む。

所定の変化は、所定の時間閾値以下の継続時間を有する、（ｉ）検出信号強度の変化または（ｉｉ）検出信号強度の遷移を含んでいてもよい。

プロセッサは、検出信号強度を所定の周波数でサンプリングし、サンプリングされた信号強度を導出するように動作可能であってもよい。監視・検出ユニットは、不揮発性メモリをさらに備え、プロセッサが、サンプリングされた信号強度を不揮発性メモリのログに格納するように動作可能であってもよい。サンプリングされた信号強度は、不揮発性メモリのログに時間および日付スタンプされる。

好ましくは、導体が光ファイバを備え、送信器が光送信器を備え、かつ検出器が光検出器を備える。監視・検出ユニットのプロセッサは、光ファイバを通過する光信号の変更に基づいて、ピンが移動したことを判定することができる。光信号の監視対象のプロパティは、例えば、その光強度とすることができる。

代替的に、導体は電線を備えていてもよい。この場合、送信器が電気的送信器を備え、検出器が電気的検出器を備える。監視・検出ユニットのプロセッサは、電線を通過する電気信号の変化に基づいて、ピンが移動したことを判定することができる。電気信号の監視対象のプロパティは、例えば、その電圧または電流とすることができる。

代替的に、導体は流体管を備えることができる。この場合、監視・検出ユニットが流体検出器を備える。監視・検出ユニットのプロセッサは、管内の流体を表す信号の変更に基づいて、ピンが移動したことを判定することができる。流体の監視対象のプロパティは、例えば、管内の圧力または管を通る流量である。流体管は、プラスチックチューブまたはゴムチューブとすることができる。

好ましくは、監視・検出ユニットが、１つ以上の視覚的表示要素をさらに備える。実施形態では、プロセッサが、（ｉ）ピンが第１の位置から未だ移動していないことを示す第１の状態、または（ｉｉ）ピンが第２の位置へ初めて移動したことを示す第２の状態で、１つ以上の視覚的表示要素を照明するように動作可能である。実施形態では、（ｉ）第１の状態で１つ以上の視覚的表示要素の１つが照明され、第２の状態で視覚的表示要素の２つ以上が照明され、および／または（ｉｉ）第１の状態で１つ以上の視覚的表示要素が第１の色、例えば赤色で照明され、第２の状態で１つ以上の視覚的要素が第２の色、例えば緑色で照明される。

所定のトルクは、７００〜２５００ｄａＮの範囲、好ましくは７００〜１５００ｄａＮの範囲にある弾性部材の圧縮力に対応していてもよい。

所定のトルクは、０．５〜１．５ｍｍの範囲、好ましくは０．７〜１．３ｍｍの範囲にある、シールヘッドに対するピンの軸方向変位に対応していてもよい。

本発明は、さらに、シールボルトの取付け方法に関する。この方法は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシールボルトを提供するステップを含む。この方法は、シールボルトを、封止する容器が配置される取付け場所まで搬送するステップを含む。あるいは、この方法は、シールボルトを容器に取付けるステップをさらに含む。当該取付けるステップは、プロセッサが、検出器によって検出される信号が所定の変化を受けたと判定するまで、シールボルトのシールヘッドに所定のトルクを加えるステップを含む。シールボルトを取付け場所まで搬送するステップは、シールボルトをタンパー防止システムに配置するステップと、タンパー防止システムがタンパーされていないことを任意に確認するステップと、タンパー防止システムを、封止する容器が配置される取付け場所まで搬送するステップと、タンパー防止システムが、初めての使用がなされていないこと、またはタンパーされていないことを確認するステップと、タンパー防止システムから前記シールボルトを取り出すステップと、を含んでいてもよい。

実施形態では、シールボルトが提供される。該シールボルトは、
ａ．超音波読み取りヘッドで読み取ることができる、アイデンティティ・ロッキング・インテグリティのような超音波機能、
ｂ．シールボルトを介して電子監視システムに接続された導体、および／または、
ｃ．２つの異なる状態、すなわち、締め付け状態または解放状態で導体を押圧して、導体を通過する信号または導体内にある流体のパラメータを調整するスプリングを有する内部機械システムを有する。

実施形態では、電子監視・検出デバイスが提供される。該電子監視・検出デバイスは、
ａ．バッテリで動作し、圧力、温度、振動、加速度を検出するための内蔵センサを有し、
ｂ．監視されたすべての事象を登録し、かつそれらを内部メモリに格納し、
ｃ．検査機関から出荷されてから現場の検査官のいる場所に渡るまでの期間に作動し、
ｄ．シールを介した光ファイバのループに接続され、光量の変化を監視し、シールが必要量のトルクで締め付けられるときを検出し、
ｅ．耐タンパー機能を内蔵している。

実施形態では、シールボルトが、完全性指標として使用される同一性要素および／または脆弱要素を有する。

実施形態では、シールボルトの寿命内のすべての事象を検出して登録する能動的電子監視装置と、シールボルトの取付け前と取付け後に導体信号を変化させる内部機構と、が関連して、シールが正しく取付けられ、かつ同じ場所に残っていることを証明する。

実施形態では、検査官によって電子監視デバイスがセットアップされ、本部で監視が開始され、シールの発送、シールの取付け、および１人の検査官によるキャスク上のシールの最終的な物理的検証が行われる間の数か月にわたって、すべての事象が連続的に監視および登録される。その後、導体を通過する導体信号の監視が行われる。

有利には、シールボルトが以前に使用／取付けされていないという事実は、オペレータによってシールボルトの取付け前に（また、検査官によってシールボルトのオペレータへの出荷前に）、例えば、監視・検出ユニット上に視認される適切な視覚的表示要素によって容易に確認することができる。このようにして、監視／検証の時間と労力を節約することができる。

本発明のさらなる利点には、少なくとも実施形態では：
ａ．オペレータだけで取付けられるが、その後、シールがその間にタンパーされていないことを信用することができる検査官によって検査の間に確認されること、
ｂ．シールボルトおよびキャスクが一義的に識別されること、
ｃ．電子シールによって閉じられた導体ループで封止されたキャスクの遠隔監視が可能になり、検査官による手動での定期的なシールの読み取りが行われないこと、
ｄ．シールがタンパーされるか開封されたときに、導体（光ファイバ、電線または流体管）が破断されること、
ｅ．タンパーされた疑いまたはアタックの可能性がある場合に、超音波スキャンによってシールの同一性および完全性の安全なチェックが可能になること、が含まれる。

導体は、光ファイバ、電線または流体管であり、ピンの横断通路を介して配置されていてもよく、該導体は、シールヘッドおよび／またはシールスタッドに関するピンの任意の回転または並進運動によって破損するように配置されている。

シールヘッドは、好ましくは軸方向に延びるボアホールと、ヘッダープレートと、をさらに備えていてもよい。ピンは、ヘッダープレートに接続されて、ボアホールを通過していてもよい。

ピンは、脆弱点となる薄肉領域を備えていてもよく、薄肉領域においてピンの所定の引張応力またはせん断応力に達すると、該脆弱点にてピンが座屈する。そのような薄肉領域は、例えば、ヘッダープレートに近接して配置することができ、これにより、ピンをヘッダープレートの近傍で座屈させ、ピンの残りの部分をそのまま残してもよい。

シールスタッドは、ピンをシールスタッドに接続してピンの解放を防止する、クランプ要素をさらに備えることができる。このようなクランプ要素により、シールヘッドをシールスタッドへ簡単に取付けることができる。これは、ヘッダープレート続いてピンに垂直方向の力を手動で加えることによって、ピンをクランプ要素内にスライドさせることができるからである。その後、ピンは、ピンの完全性を損なうことなくしては解放され得ない。

好ましくは、ピンは、円錐形の端部を備え、これにより、ピンの端部をクランプ要素内にスライドさせるのに必要となる垂直方向の力の量が低減される。

有利には、シールヘッドは、ピンの横断通路と位置合わせされた側向通路を備える。これらの側向通路は、導体が、１つの側向通路を介し、ピンの横断通路を介し、かつその後他方の側向通路を介して供給されるように配置されることが好ましい。

シールボルトは、ピンおよび／またはシールボルトの同一性を確認するための識別手段をさらに備えることができる。そのような識別手段は、例えば、シールボルト、容器、またはその内容物を一義的に識別する超音波要素またはＲＦＩＤタグであってもよい。超音波要素は、シールボルトの完全性を監視するためにさらに使用することができる。

シールシステムは、監視・検出ユニットに関連する通信手段をさらに備え、該通信手段は、導体のステータス情報を遠隔地に送信するように構成および設計されていてもよい。したがって、タンパーの試みは直ちに検出され、検出されると直ぐに遠隔地に送信される。このようにして、容器の完全性を、遠隔地からリアルタイムで監視することができる。導体の連続性を確認することは、例えば、照射領域のようなハイリスク領域に容器が配置される場合に特に重要である。導体が損傷していない限り、容器がタンパーされていないと推定することができる。他のセキュリティ機能、例えば、超音波識別手段または完全性機能などは、ハイリスク領域において点検する必要がない。実際に、これらの他のセキュリティ機能は、容器をシールするときに、点検され、測定され、かつ記録される。これらの他のセキュリティ機能は、容器を開封する直前に確認することができる。所望であれば、容器を封止してから該容器を開封するまでの間に、定期点検を実行することもできる。そのような定期点検は、本発明の恩恵により、その間隔を大幅にあけて実施することができ、それによって、危険性の高い地域で危険に晒されている人が、不必要に危険に晒されるのを回避することができる。

通信手段は、ステータス情報を暗号化するための暗号化手段を備えることができる。シールシステムから遠隔地に送信される情報は確実に実行され、それによって他の情報がステータス情報の送信を妨害するのを防ぐことができる。

本発明のさらなる詳細および利点は、いくつかの非限定的な実施形態を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明することにより明らかになるであろう。

本発明の一実施形態に従う、第１の位置にある組み立てられたシールボルトを通る断面図である。 図１のシールボルトの拡大断面図である。 本発明の実施形態で使用される、監視・検出ユニットの概略的なブロック図である。 本発明の一実施形態に従う、第２の位置にある組み立てられたシールボルトを通る断面図である。 図４のシールボルトの拡大断面図である。 第１の位置から第２の位置への遷移する間の、光検出器で出力される信号強度のプロットである。 本発明の一実施形態に従うタンパー防止システムの排気前の状態を示す図である。 図７のタンパー防止システムの排気後の状態を示す図である。

検査官の立ち合いなしにオペレータによって取付け可能なシールデバイスの必要性は、最も緊要である。少なくとも実施形態において、本発明は、以下の目標の１つ以上を満たす、核の乾式貯蔵キャスクに適用されるシールシステムを提供することを目指している：
・オペレータだけで取付けられるが、その後、シールがその間にタンパーされていないこと、すなわち、キャスクの内容物が最初に封止されたときと同じであることを信用しなければならない検査官によって検査の間に確認されること；
・シールを含む耐タンパーエンクロージャと、シールの取付け前に手が加えられていないことを信用して、検査官によってオペレータにパッケージが出荷されるようにする電子監視デバイスと、を含むこと；
・シールを貫通する導体（例えば、光ファイバ、電線または流体管）に接続され、シールが１回だけ取付けられたことを検出する電子システムを含むこと；
・核物質の乾式貯蔵キャスクに、該キャスク自体の変更を必要とすることなしに、１つ以上のキャスクボルトを交換するために使用されること；
・タンパーが試みられたときに破損するシール本体に導体を含めること；
・超音波検査によって、シールの素性および完全性を検証できること；
・容器と一義的に連結することができる同一性を担保すること；
・激しい動作条件に耐えることができること。

説明および図面において、同様の番号は同様の要素を示すように使用される。別段の断りがない限り、個々の設計上の特徴、構成要素、またはステップは、本明細書に開示されているほかの設計上の特徴、構成要素またはステップと組み合わせて使用することができる。

シールボルト（および、そのための読取り手段）に関する本発明を実施する際は、以下に記載する場合を除いて、欧州特許第０６５８２５０号明細書（特許文献２）に記載された技術を使用することができる。

図１は、第１の位置にあるシールボルト２の好適な実施形態を示す。シールボルト２は、組み立てられた状態にあり、容器蓋４を容器本体６にシールするために使用される。シールボルト２は、シールヘッド８とシールスタッド１０とを備え、シールスタッド１０は、容器本体６内に固定して配置されている。シールヘッド８は、該シールヘッド８の垂直軸に沿って配置されたボアホール１２を備える。ボアホール１２は、貫通するピン１４を受け入れるように寸法決めされて配置されている。ピン１４は、その上端部でヘッダープレート１６に接続されており、ヘッダープレート１６は、シールヘッド８に接続されている。ピン１４は、その下端において、シールスタッド１０に接続されている。

ピン１４は、シールヘッド８がシールスタッド１０に対して動かされたときにピン１４の破断が予想される、薄肉領域（不図示）を備えていてもよい。

本発明の一実施形態に従う図１のシールボルトの拡大断面図である図２に、最もよく示されているように、シールボルト２は、ピン１４を介して配置された横断通路２４と、シールボルト２が組み立てられたときに該横断通路２４に整列するように設計された２つの側方通路２６，２８と、をさらに備える。導体として、光ファイバ３０が、第１の側方通路２６、横断通路２４、および第２の側方通路２８を介して供給されている。この光ファイバ３０は、シールボルト２の正確な取付けを検証するためだけでなく、シールボルト２の完全性を検証するためにも使用される。

シールボルトを緩めている間、シールヘッド８は、該シールヘッド８がアバットメントに達するまでピン１４に対して自由に回転し、その後、シールスタッド１０およびピン１４を巻き込む。シールヘッド８がピン１４に対して回転すると、両者を通過する光ファイバ３０はギロチン効果によって破断し、光ファイバ３０の一部３０’がピン１４内に残される。光ファイバ３０の破断は、該光ファイバ３０を通過する信号が遮断されることによってシールボルト２の開封を検出するために使用される。

シールヘッド８には、シールボルト２の一義的な同一性を記憶する、識別要素３２がさらに設けられている。そのような識別要素３２は、超音波識別要素またはＲＦＩＤタグを含むことができる。超音波識別要素の場合には、欧州特許第１０４２７４６号明細書（特許文献３）に記載された技術をその実施に使用することができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、シールボルト２には、弾性部材、本実施形態ではばね座金３６が取付けられている。ばね座金３６の内側上部３８は、ピン１４のショルダ部４０と係合し、これによってピン１４を上方に付勢している。結果として、ピン１４の横断通路２４は、光ファイバ３０を上方に押して圧縮する。したがって、光ファイバ３０は、取付け前に、第１の（圧縮された）状態にある。このように、図１，２は、適所にあるが締め付けられていないシールボルト２と、完全には負荷されていないばね座金３６と、圧縮された光ファイバ３０と、を示している。この状態（シールが締め付けられていない）において：
ａ．２つの内側ばね座金３６は、光ファイバ３０に最小の圧力を維持するために僅かに負荷されている。
ｂ．光ファイバ３０は、シールヘッド８とピン１４との間で押圧されており、通過する光の量は、減少しており、未だ正しく取付けられていないことを意味する電子デバイス（以下に説明する）によって監視される。
ｃ．超音波完全性要素２４は、ピン１４に回転可能に接続されているが、垂直方向の移動は自由である。

ばね座金３６に関しては、このために、皿ばね座金が好適に使用される。皿ばね座金は、小さなスペースで非常に高い力を得ることを可能にし、完全に潰れていても弾性限界を超えることがない。ストロークまたは力を増加させるために、これらを直列または並列に配置してもよい。

以下の表１は、本発明の実施形態での使用に適した皿ばね座金の寸法およびパラメータを示している。

本実施形態で使用される特定の座金は、表１にハイライト表示された列に示されている。この座金は、外径部に作用する応力を含む図示の仕様において良好に動作し、シールボルト２のキャビティ内を封止して、ばね座金３６の圧縮時の応力を最大にすることができる。理解されるように、座金３６の取付け中に該座金３６をショルダ部４０の下に圧縮するように力を加えることができ、いったん力が解放されると、ばね座金３６は、結果的にピン１４を介して光ファイバ３０に上方への圧縮力を加える。

本実施形態では、１ｍｍ圧縮するごとに７７５ｄａＮの応力または力が得られる。さらに、より大きな力を得るためには、２つまたは３つの座金３６を並列または直列に配置して、光ファイバ３０を完全に挟んで解放するのに必要な所望の力および変位を最適化することができる。

ばね座金３６の力に対向して２つの側方通路２６，２８を横断通路２４と整列させ、光ファイバ３０を完全に真っ直ぐな状態に戻すためには、シールヘッド８に所定のトルクを加えなければならない。関連するトルク／力は、ボルトのねじ山の潤滑性のようないくつかのパラメータに依存する。そのために重要なことは、オペレータによって差し込まれ得る微視的な何かを用いて機構がブロックされないようにするように、十分な力を発生させることである。このような直列の２つの座金３６の使用は、機構をブロックするためには１５００ｄａＮ（１．５トン）の力が必要であることを意味する。さらに、ボルト締め付けトルクで発生する力が座金の最大力よりも大きい場合でも、そのような座金は停止するが、弾性限界を超えることがないので破壊されない。

実施形態において、所定のトルクは、７００〜２５００ｄａＮの範囲、好ましくは７００〜１５００ｄａＮの範囲にある、弾性部材の圧縮力に対応する。

実施形態において、所定のトルクは、０．５〜１．５ｍｍの範囲、好ましくは０．７〜１．３ｍｍの範囲にある、シールヘッドに対するピンの軸方向変位に対応する。シールボルト２の初めての使用を検出するために、シールボルト２には、図２に示す状態（「第１の位置」）でオペレータに提供される。

図３は、実施形態に従って、例えば、シールボルト２の初めての使用を検出するために使用される、電子監視・検出ユニット５０の概略的なブロック図である。電子監視・検出ユニット５０は、例えば、溶接によって封止された頑丈でコンパクトなハウジング（不図示）内に設けることができる。

電子監視・検出ユニット５０は、例えば、何か月から何年もの寿命を有し得るバッテリ５２によって、独立して電力供給される。電子監視・検出ユニット５０は、クロック５６からクロック信号を受信するマイクロプロセッサ５４を含む。マイクロプロセッサ５４は、クロック５６からリアルタイムな日付および／または時刻を導出してもよく、または、そのようなデータを電子監視・検出ユニット５０内に設けられたリアルタイムクロック（不図示）から連続的に取得してもよい。リアルタイムな日付および／または時刻は、以下に説明するように、データのタイムスタンプに使用することができる。

マイクロプロセッサ５４は、電子監視・検出ユニット５０を制御するためのマイクロプロセッサによる実行のための制御ソフトウェア６０（例えば、ハードワイヤードまたはファームウェア）を格納している、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）にも接続されている。

電子監視・検出ユニット５０は、近くの、すなわち数センチメートルから数メートルの距離にあるデバイスと近距離通信を行うための近距離通信インタフェース６２（例えば、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線周波数ＩＤ（ＲＦＩＤ）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））をさらに含むことができる。電子監視・検出ユニット５０は、遠くの、すなわち数キロメートルから数百キロメートルの距離にあるリモートデバイスと遠距離通信を行うための遠距離通信インタフェース６４（例えば、遠距離無線またはセルラー無線）をさらに含むことができる。遠隔レポートおよびメンテナンス等のためである。

好ましくは、電子監視・検出ユニット５０は、電子監視・検出ユニット５０の現在の状態またはステータスを示す視覚的表示要素を含む。この実施形態において、視覚的表示要素は、ＬＥＤ６６を含む。

一実施形態において、電子監視・検出ユニット５０は、インタフェース７２によってプロセッサ５４に接続された光送信器７０を含む。光ファイバ３０（図２参照）の一方の端部７４は、適切なコネクタ（不図示）を介して光送信器７０に接続されている。使用時、光送信器７０は、光信号（例えば、一定の電力／強度）を、光ファイバ３０を介して送信する。この実施形態において、電子監視・検出ユニット５０は、インタフェースアナログ−デジタル変換器７８を介してプロセッサ５４に接続された、光受信器／検出器７６を含む。光ファイバ３０（図２参照）の他方の端部６８は、適切なコネクタ（不図示）を介して光検出器７６に接続されている。したがって、プロセッサ５４は、光検出器７６によって検出された強度または受信光信号を示す信号をデジタル形式で受信する。

別の実施形態において、電子監視・検出ユニットは、電線で接続された電気的送信器および電気的受信器／検出器を含む。電気的送信器は、電気信号（例えば、一定の電力／強度）を、電線を介して送信する。

さらに別の実施形態において、電子監視・検出ユニットは、流体管で接続された流体送信器および流体受信器／検出器を含む。電子監視・検出ユニットは、流体管内の流体のパラメータ（例えば、圧力または流れ）を監視する。

使用時、受信信号はプロセッサ５４によって使用されて、シールボルトが初めて第２の位置に移動されたかどうか、および／または、それがいつであるかが判定される。この実施形態では、シールボルト２のシールヘッド８（図２参照）に十分かつ所定のトルクが加えられると、ばね座金３６による付勢に抗してシールボルト２を第２の位置に移動させるのに必要な圧力が加えられる。

図４は、本発明の実施形態に従う、第２の位置にある組み立てられたシールボルトを通る断面図である。ばね座金３６のばね付勢に対抗してピン１４を矢印Ａの方向に動かすために、必要な所定のトルクがシールヘッド８に加えられた後の位置を示している。後者は、ここでは圧縮形式である。

図５は、図４のシールボルトの拡大断面図である。ここで、この第２の位置では、シールヘッド８に加えられた所定のトルクにより、２つの側方通路２６，２８が横断通路２４と整列するように戻っているため、光ファイバ３０が完全に真っ直ぐな状態に戻されている。したがって、図４，５は、シールボルト２が締め付けられ、ばね座金３６が完全に負荷され、かつ光ファイバ３０が解放された状態を示しており、これは、シールボルト２が一旦正常に取付けられたことを意味する。この状態（シールが締め付けられている状態）において：
ａ．２つの内側ばね座金３６は、完全に負荷されている（例えば、おおよそ１トン）。これは、シールボルト２が、検出されない押し戻しを回避するのに十分に高いトルクで締め付けられていることを意味する。
光ファイバ３０上の圧力は解放され、最大光が光ファイバ３０を通過して監視・検出ユニット５０によって監視される。これは、シールが正しく取付けられたことを意味する。
ｂ．超音波完全性要素は、依然としてピン１４に接続されて回転しているが、垂直方向の並進運動においては自由である。
シールヘッド８は、グレーンおよびピン１４によって締め付けられながら該ピン１４を回転駆動させる（ピン１４およびシールヘッドは、一方に対して他方を自由に回転させ、完全性要素を破壊する）。

取付け後、シールボルト２の最終的な識別のために超音波識別要素が読み取られ、完全性が点検される。これらの読み取りは、超音波読み取りヘッドを用いて行われる。

シールが除去されるとき、ピン１４はキャスク（容器）上に締め付けられて固定される。シールヘッド８は回転するが、これは、光ファイバ３０がシールヘッド８とピンとの間で切断されることを意味する。また、完全性要素は、回転してピン１４と連結され、かつシールヘッド８に結合されるために破壊される。

このように、シールボルト８は、必要な所定のトルク下で、光ファイバ３０がピン１４によって圧縮された第１の位置（図１，２）から、光ファイバ３０がピン１４によって圧縮されておらず完全に真っ直ぐな状態にある第２の位置（図４）へと遷移する。その結果、図３を参照すると、検出器７６における受信信号レベルは、第２の位置の方が第１の位置よりも大きい。

図６は、第１の位置から第２の位置へ遷移する間の、光検出器で出力される信号強度のプロットである。強度は、Ｖ_ｍｉｎからＶ_ｍａｘへ遷移し、それに要する時間はｔ２である。監視・検出ユニット５０のプロセッサ５４（図３）は、光検出器７６で生成された信号強度に基づいて、適用されている所定のトルクの信号遷移表示が、シールボルト２が初めて適切に取り付けられるときのように、最初に発生したか否かを判定する。

一実施形態において、プロセッサ５４（図３）は、信号強度が経時的に第１の所定の変化に一致するか否か、換言すれば、強度変化が第１の閾値よりも大きいか否か、すなわち（Ｖ_ｍａｘ−Ｖ_ｍｉｎ）≧Ｖ_{Ｔｈｒｅｓｈ１}であるか否かを判定する。あるいは、プロセッサ５４（図３）は、信号強度が経時的に第２の所定の変化に一致するか否か、換言すれば、強度変化が第１の閾値よりも大きく、かつ遷移の継続時間が第１の期間（ＴＴｈｒｅｓｈ１）内にあるか否か、すなわち、（Ｖ_ｍａｘ−Ｖ_ｍｉｎ）≧Ｖ_{Ｔｈｒｅｓｈ１}かつｔ２≦Ｔ_{Ｔｈｒｅｓｈ１}であるか否かを判定する。

別の実施形態において、プロセッサ５４（図３）は、信号強度が経時的に第３の所定の変化に一致するか否か、換言すれば、信号強度の遷移が第１の閾値未満から第２の閾値を超えるか否か、すなわち、Ｖ_ｍｉｎ＜Ｖ_ＬかつＶ_ｍａｘ＞Ｖ_Ｕであるか否かを判定する。あるいは、プロセッサ５４（図３）は、信号強度が経時的に第２の所定の変化に一致するか否か、換言すれば、信号強度の遷移が第１の閾値未満から第２の閾値を超え、かつ遷移の継続時間が第２の期間（Ｔ_{Ｔｈｒｅｓｈ２}）内にあるか否か、すなわち、（Ｖ_ｍｉｎ＜Ｖ_ＬかつＶ_ｍａｘ＞Ｖ_Ｕ）かつｔ_１≦Ｔ_{Ｔｈｒｅｓｈ２}であるか否かを判定する。

実施形態において、監視・検出ユニットは、１つ以上の視覚的表示要素（ＬＥＤ６６）をさらに備える。

実施形態では、プロセッサが、（ｉ）ピンが第１の位置から未だ移動していないことを示す第１の状態、または（ｉｉ）ピンが初めて第２の位置に移動したことを示す第２の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６を照明するように動作可能である。

実施形態では、（ｉ）第１の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６の１つが照明され、第２の状態で、２つ以上のＬＥＤ６６が照明され、かつ／または、（ｉｉ）第１の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６が、例えば赤色の、第１の色で照明され、第２の状態で、１つ以上のＬＥＤが、例えば緑色の、第２の色で照明される。

図３を参照すると、好ましくは、光検出器７６で生成される信号の強度は、所定の周波数（１〜１００ＫＨｚであり得る）でサンプリングされる。

一実施形態において、プロセッサ５４（図３）は、サンプリングされたデータおよび他のデータのログ、すなわちログ６１を、不揮発性メモリ５８に格納する。例えば、ログ６１には、最後の期間、例えば、最後の３０〜６０秒、最後の３００〜６００秒、または最後の３０〜６０分のすべての信号強度のサンプルが格納されていてもよい。一実施形態において、プロセッサは、マグニチュード信号において上述の所定の変化の１つがログされると、サンプリングを中止する。

一実施形態において、プロセッサ５４（図３）は、すべてのデータを時間および／または日付スタンプ方式でログ６１に格納し、後で検索できるようにする。好ましくは、サンプリングされたマグニチュード信号のうち最後に格納されたセット、および／またはマグニチュード信号における上述の所定の変化の１つの発生が、それぞれタイムスタンプとともに格納される。このようにして、シールボルト２を初めて使用／取付けした正確な日付・時間を、それに基づいてサンプリングされた強度信号とともにメモリから取出すことができる。

図７は、本発明の一実施形態に従うタンパー防止システム９０の排気前の状態を示す図である。シールヘッド８とピン１４とを含むシールボルト２は、タンパー防止システム９０の耐タンパーエンクロージャ内、この実施形態ではバッグ９２内に配置されている。バッグ９２は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のようなプラスチック材料から作られていてもよい。しかしながら、当業者であれば、他の剛性または半剛性の材料を使用できることが理解されよう。

シールボルト２は、図１〜２，４〜５を参照して上述したものと同じであってもよい。

図２〜３を参照して上述したように、光ファイバ３０の端部は、監視・検出ユニット５０の光送信器および光受信器（不図示）に接続されている。

バッグ９２は、使用時に、バッグ９２の内部を真空にするための装置（不図示）と係合するためのポート９４を含む。ポート９４は、（真空の適用中に）封止可能である。例えば、シールは、ポート９４のエンドキャップ９６を熱溶接することによって達成されてもよい。

図８は、図７のタンパー防止システム９０の排気後の状態を示す図である。バッグ９２が、シールボルト２、光ファイバ３０、電子監視・検出ユニット５０の周りで完全に倒れ込んでいるのが見て取れる。エンドキャップ９６が封止されると、これらの要素はバッグ９２内に真空パックされる。

図３を参照すると、少なくともこの実施形態では、監視・検出ユニット５０が、アナログデジタル変換器８２を介してプロセッサ５４に接続された圧力センサ８０を含む。したがって、プロセッサ５４は、バッグ９２の内圧（圧力値）を示す信号を連続的に受信する。

不揮発性メモリ５８のソフトウェアの制御下で、プロセッサ５４は、バッグの内圧に（所定の）変化がいつ生じるかということ、または、急速な変化、すなわち非常に低圧力から大気圧への変化がいつ生じるのかということを決定するように動作可能である。

所定の変化は、感知された圧力値が第１の所定の閾値よりも大きく変化することを含んでいてもよい。あるいは、所定の変化は、感知された圧力値が第２の所定の閾値（ＰＬ）未満から第３の所定の閾値（ＰＵ）超まで遷移することを含む。

実施形態において、所定の変化は、（ｉ）感知された圧力値の変化、または（ｉｉ）感知された圧力値の遷移を含み、それぞれ、所定の時間閾値以下の継続時間を有する。

プロセッサ５４は、サンプリングされた圧力値を導出するために、所定の周波数で感知された圧力値をサンプリングするように動作可能であってもよい。プロセッサ５４は、サンプリングされた圧力値を、不揮発性メモリ５８内のログ６１に格納するように動作可能であってもよい。サンプリングされた圧力値は、不揮発性メモリ内のログに、時間および日付スタンプされてもよい。

実施形態では、プロセッサが、１つ以上のＬＥＤ６６を照明するように動作可能であり、（ｉ）第１の状態で、真空下で排気ポートを密封してからエンクロージャが開封されていないことを示し、または（ｉｉ）第２の状態で、真空化で排気ポートを密封してからエンクロージャが開封されたことを示す。例えば、（ｉ）第１の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６の１つが照明され、第２の状態で、２つ以上のＬＥＤ６６が照明され、かつ／または（ｉｉ）第１の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６が、例えば赤色の、第１の色で照明され、第２の状態で、１つ以上のＬＥＤ６６が、例えば緑色の、第２の色で照明される。

使用時に、シールボルトの取付け方法は、上述したようなタンパー防止システムを最初に提供するか、または取得する（すなわち、検査官によって）ことができる。

任意に、検査官は、排気ポート９４を真空下で排気して以来、タンパー防止システムのバッグ９２が開封されていないことを確認する。

次に、タンパー防止システムは、（例えば、検査官の勧めで）封止されるべき容器が配置される設置場所に輸送される。

次に、オペレータによる受け取り後、オペレータは、排気ポートが真空下で密封されて以来、バッグ９２が開封されていないことを確認する。これは、例えば、監視・検出ユニット５０上で照明されるＬＥＤ６６によって示される状態を目視確認すること、または近距離通信インタフェース５６を介して、例えば、ＮＦＣを介して、監視・検出ユニット５０と通信して確認すること、を含んでいてもよい。

ＬＥＤ６６の状態（例えば、赤色）が、バッグ９２が排気後に開封されていることを示す場合、該バッグ９２に含まれるシールボルト８は、取付けられずに廃棄される。

その一方で、ＬＥＤ６６の状態（例えば、緑色）が、バッグ９２が排気後に開封されていないことを示す場合、該バッグ９２に含まれるシールボルト８がバッグ９２から取り出される。

次に、シールボルト８を適切な容器に取付ける。

実施形態では、それぞれの実装形態において様々な構成要素を有する調査装置の実施形態を参照して説明しているが、別の実施形態では、これらおよび他の構成要素の他の組合せおよび順列が使用されることが理解されよう。

本発明の例示的実施形態に関する上記の説明では、開示を合理化し、発明の様々な態様の１つ以上の理解を助ける目的で、発明の様々な特徴が、単一の実施形態、図、およびそれらの説明にまとめられていることが理解されよう。しかしながら、この開示方法が、特許請求される発明が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。

さらに、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの特徴を含むが、当業者によって理解されるように、異なる実施形態の特徴の組合せは、本発明の範囲内であり、異なる実施形態を形成すること意味する。

以下の特許請求の範囲および本明細書の記載において、「含んでいる」、「含まれる」、または「含む」という用語はいずれも、少なくとも以下の要素／特徴を含むが、他のものを排除しないことを意味する開放的用語である。

したがって、本発明の好適な実施形態であると考えられるものを記載したが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなくこれらに他の改変を行うことが可能であり、本発明の範囲に含まれる全てのそのような変更および修正について特許請求することが意図されているものと理解されよう。

英国特許出願公開第２０６７６９９号明細書 欧州特許第０６５８２５０号明細書 欧州特許第１０４２７４６号明細書

２：シールボルト
４：容器蓋
６：容器本体
８：シールヘッド
１０：シールスタッド
１２：ボアホール
１４：ピン
１６：ヘッダープレート
１８：薄肉領域
２４：横断通路
２６：第１の側方通路
２８：第２の側方通路
３０：導体（光ファイバ）
３２：識別要素
３６：ばね座金
３８：コーナー部
４０：ショルダ部
５０：監視・検出ユニット
５２：バッテリ
５４：プロセッサ
５６：クロック
５８：不揮発性メモリ
６０：制御ソフトウェア
６１：ログ
６２：近距離通信インタフェース
６４：遠距離通信インタフェース
６６：ＬＥＤ
６８：光ファイバの第２の端部
７０：光送信器
７２：インタフェース
７４：光ファイバの第１の端部
７６：光検出器
７８：アナログデジタル変換器
８０：圧力センサ
８２：アナログデジタル変換器
９０：タンパー防止システム
９２：バッグ
９４：排気ポート
９６：エンドキャップ

Claims (17)

1. 容器蓋を容器本体にシールするためのシールボルトであって、該シールボルトは：
   前記容器蓋に取付け可能なシールヘッドと、
   前記容器本体に取付け可能なシールスタッドと、
   前記シールヘッドを前記シールスタッドに接続するピンと、
   前記ピンの横断通路を介して配置された導体と、
   前記導体を圧縮する第１の位置に前記ピンを付勢するように配置され、前記シールヘッドに所定のトルクを加えることによって、前記ピンを前記弾性部材による前記付勢に抗して第２の位置に移動可能とする弾性部材と、
   監視・検出ユニットであって、
   前記導体のそれぞれの端部に接続された送信器および検出器、並びに前記送信器および前記検出器に接続されたプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記検出器によって検出された信号が所定の変化を受けたと判定されるときに、前記ピンが前記第２の位置に初めて移動したことを決定するように動作可能である監視・検出ユニットと、
   を備えるシールボルト。
2. 前記所定の変化が、第１の所定の閾値よりも大きな検出信号強度の変化を含む、請求項１に記載のシールボルト。
3. 前記所定の変化が、第２の所定の閾値（Ｖ_Ｌ）未満から第３の所定の閾値（Ｖ_Ｕ）超までの検出信号強度の遷移を含む、請求項１にシールボルト。
4. 前記所定の変化が、所定の時間閾値以下の継続時間を有する、（ｉ）検出信号強度の変化、または（ｉｉ）検出信号強度の遷移を含む、請求項２または３に記載のシールボルト。
5. 前記プロセッサが、検出信号強度を所定の周波数でサンプリングし、サンプリングされた信号強度を導出するように動作可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシールボルト。
6. 前記監視・検出ユニットが、不揮発性メモリをさらに備え、前記プロセッサが、前記サンプリングされた信号の強度を前記不揮発性メモリのログに格納するように動作可能である、請求項５に記載のシールボルト。
7. 前記サンプリングされた信号強度が、前記不揮発性メモリのログに時間および日付スタンプされる、請求項６に記載のシールボルト。
8. 前記導体が光ファイバを備え、前記送信器が光送信器を備え、かつ前記検出器が光検出器を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシールボルト。
9. 前記導体が電気ファイバを備え、前記送信器が電気的送信器を備え、前記検出器が電気的検出器を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシールボルト。
10. 前記導体が流体管を備え、前記検出器が圧力検知器または流体検出器を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシールボルト。
11. 前記監視・検出ユニットが、１つ以上の視覚的表示要素をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシールボルト。
12. 前記プロセッサが、（ｉ）前記ピンが前記第１の位置から未だ移動していないことを示す第１の状態、または（ｉｉ）前記ピンが前記第２の位置へ初めて移動したことを示す第２の状態で、前記１つ以上の視覚的表示要素を照明するように動作可能である、請求項１０に記載のシールボルト。
13. （ｉ）前記第１の状態で、前記１つ以上の視覚的表示要素の１つが照明され、前記第２の状態で、前記視覚的表示要素の２つ以上が照明され、および／または
    （ｉｉ）前記第１の状態で、前記１つ以上の視覚的表示要素が第１の色（例えば赤色）で照明され、前記第２の状態で、前記１つ以上の視覚的要素が第２の色で（例えば緑色）照明される、請求項１１に記載のシールボルト。
14. 前記所定のトルクが、７００〜２５００ｄａＮの範囲、好ましくは７００〜１５００ｄａＮの範囲にある前記弾性部材の圧縮力に対応する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシールボルト。
15. 前記所定のトルクが、０．５〜１．５ｍｍの範囲、好ましくは０．７〜１．３ｍｍの範囲にある、前記シールヘッドに対する前記ピンの軸方向変位に対応する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシールボルト。
16. シールボルトの取付け方法であって：
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシールボルトを提供するステップと；
    前記シールボルトを、封止する容器が配置される取付け場所まで搬送するステップと；
    前記シールボルトがタンパーされていないことを確認するステップと；
    タンパーされていない場合、前記シールボルトを前記コンテナに取付けるステップと；を含み、
    前記取付けるステップは、前記プロセッサが、前記検出器によって検出される前記信号が前記所定の変化を受けたと判定するまで、前記シールボルトの前記シールヘッドに所定のトルクを加えるステップを含む、シールボルトの取付け方法。
17. 前記シールボルトを前記取付け場所まで搬送するステップが：
    前記シールボルトをタンパー防止システムに配置するステップと；
    前記タンパー防止システムがタンパーされていないことを任意に確認するステップと；
    前記タンパー防止システムを、封止する容器が配置される取付け場所まで搬送するステップと；
    前記タンパー防止システムがタンパーされていないことを確認するステップと；
    タンパーされていない場合、前記タンパー防止システムから前記シールボルトを取出すステップと、
    を含む、請求項１６に記載のシールボルトの取付け方法。

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