JP4078249B2

JP4078249B2 - 漏洩検査方法および漏洩検査装置

Info

Publication number: JP4078249B2
Application number: JP2003145398A
Authority: JP
Inventors: 整一内野; 誠菅; 数志江沼; 信幸此島; 久也古賀
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: JP2004347478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、漏洩検査方法あるいは漏洩検査装置に関し、特に、液化天然ガス（以下ＬＮＧという）等の大規模貯留タンクにおける溶接部の不良箇所を自動的に検出する技術に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶接部等漏洩の発生し易い部位を持つ圧力容器の漏洩検査方法として、アンモニアリーク試験や浸透探傷検査等が知られている。これら漏洩検査方法は非破壊検査であり比較的簡便に高い精度で漏洩を検知できる手法として活用されている。これら検査方法の概略を簡単に説明すると以下の通りである。まず、漏洩を起こすし易い場所である溶接部に、アンモニア等の検査ガスと化学反応してその色が変化する薬剤を塗布する。次に、薬剤を塗布した被検査面の裏面側から検査ガスを加圧印加する。もし漏洩部が存在すると検査ガスは漏洩部を通過して薬剤に達するので当該漏洩部には検査ガスと反応した薬剤の変色が発生する。この変色を検知して漏洩の発生とその部位を知ることが可能となる。アンモニアリーク試験の場合、薬剤の元色は黄色でありアンモニアに反応した後の薬剤の色は青色になる。
【０００３】
なお、特許文献１には岩盤内貯留施設に関する発明が開示され、気密材溶接部にアンモニアリーク試験用の検知液を塗布し、気密材の内側からアンモニアガスを挿入して検知液が黄色から青色に変色する部位を観察し、漏洩箇所を特定する技術が開示されている。また、特許文献２には、タンクの欠陥検査装置および検査方法に関する発明が開示されている。当該欠陥検査装置は、検査ガスと反応する検知紙を被検体の表面に密着させるとともに検知紙の表面を視認可能なように構成する手段を有している。何れの特許文献に記載の発明も検査ガスを用い、検査ガスとの化学反応によって色変化を生じる検知液または検知紙の色変化を観察するものであるが、これら色変化は目視によって観察するものとなっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８０５９４号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２６１０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した検査ガスとの反応による色変化の観察により漏洩を検知する漏洩検査方法によって、比較的精度良く圧力容器等の漏洩検査を行うことは可能である。しかし、これら漏洩検査は目視によって色変化の発生した部位を確認するものである。被検査領域が狭い場合はそれでも十分であるが、ＬＮＧ貯留タンク等の大規模な容器では検査対象領域が膨大となり、検査作業者の負担が極めて大きくなる。特に、２００，０００キロリットルのＬＮＧ地下式貯留槽では被検査対象である溶接線の総延長は２７キロメートルにも達し、作業者の負担は膨大である。また、目視による不良箇所の検知であるため、検知した不良箇所を記録に残すには手記による場合を除き、その色変化をデータとして残すことは出来ない。また、目視で不良箇所を検出するので検査作業者のミスを完全に排除することは不可能であり、不良箇所の見落としが発生する可能性もある。特に検査対象領域が膨大である場合には不良箇所の見落としが発生し易くなる。不良箇所の見落としを防止するため、同一検査を２回行う等の対策を講じているのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、ＬＮＧ貯留タンク等の大規模な容器の漏洩検査における検査作業者の負担を軽減することにある。また、検査結果の生のデータである漏洩箇所の色変化を記録として残すことができる技術を提供することにある。さらに、不良箇所の見落としをなくすよう、不良箇所を自動的に検知でできる技術を提供することにある。さらに、ガス漏洩による薬剤の色変化とゴミ等による色変化とを峻別して検査結果に紛れ込むノイズを適正に除去できる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するため、本発明は以下のような構成を有する。すなわち、本発明の漏洩検査方法は、検査ガスとの化学反応によりその色が変化する薬剤を、被検査面に塗布するステップと、前記薬剤を塗布した前記被検査面の裏面から前記検査ガスを暴露または加圧印加するステップと、前記薬剤を塗布した前記被検査面を撮影手段によって撮影し、画像データを取得するステップと、前記画像データの画素ごとにその輝度値が閾値以上であるか否かを判断し、前記画像データの二値化データを取得するステップと、前記二値化データに、前記薬剤が前記検査ガスとの化学反応によって変色した色を反映する変色画素が含まれるかを判断するステップと、を含む。
【０００８】
すなわち、本願の漏洩検査方法では、検査ガスによって変色された薬剤の変色部を撮影手段で撮影し、画像データを取得してこれを二値化処理する。この二値化データ内に背景色と異なる画素が存在すればそれは高い確率で薬剤の変色であると推定できる。このため二値化データ内の背景色とは異なる画素を検知して、不良箇所の存在を検知できる。なお、前記発明において、前記判断ステップにおいて前記変色画素が含まれると判断した場合に警報を発するステップをさらに有することもできる。この場合、変色画素の検知を警報により検査作業者に報知することができる。これにより、検査作業者は目視に頼ることなく警報を頼りに溶接部等の欠陥（漏洩箇所）を容易に確認することができる。また、画像取得から警報発報まで自動でコンピュータを用いて自動化できるので、漏洩箇所の見落としを無くし、検査のミスを軽減できる。
【０００９】
また、前記した漏洩検査方法において、前記変色画素の集まりである変色画素領域の境界画素を特定するステップと、前記境界画素を含む前記変色画素領域の内側から外側または外側から内側に向かう走査線を決定するステップと、前記走査線における前記画像データの各画素の輝度値が所定上側値から所定下側値まで変化するグレー画素数を求めるステップと、をさらに有し、前記グレー画素数が所定値以下である場合には前記警報を発しないこととすることができる。
【００１０】
このような漏洩検査方法では、変色領域の境界部周辺における色変化の急峻性を判断できる。本漏洩検査方法で適用できる撮影手段は、ＣＣＤ等通常のカメラであるから、漏洩箇所に生ずる薬剤の色変化は撮影画像においてはコントラストの相違として検知することが可能である。ところで撮影領域にゴミ等が混入していた場合、このゴミ等に起因して画像にコントラストが発生すれば、これを漏洩箇所と誤認してしまう可能性がある。しかし、漏洩に起因する色変化は、それが化学反応により発生するものであるから境界部における色変化は連続的にボケたようになり、画像データにおいてコントラストの変化として検出した場合にはコントラストの変化は境界部で緩慢になる。対してゴミの場合には、そのコントラストの変化は化学反応によるものではないからゴミの形状をそのまま反映したものとなり一般に境界部における変化は急峻である。よって、上記検査方法では、これら知見を前提に変色画素領域の境界部での急峻性をグレー画素数として評価し、所定値以下の場合（つまり所定画素輝度数の変化が所定画素数以下に収まっている場合）これをゴミ等化学変化によって生じたものではないと推定し、警報対象から除外している。このため、本検査方法により、ゴミ等に起因するノイズを有効に除去し、本来検出したい化学変化による色変化（漏洩箇所）の検出精度を高めることができる。
【００１１】
なお、前記した検査方法において、前記画像データの取得ステップから前記警報を発するステップまでの処理を、所定時間間隔で繰り返し行うことができ、あるいは、画像データが表現する視野分だけ移動したことを検出する移動検出手段からの信号を契機として繰り返し行うことができる。また、繰り返し取得した画像データを大容量データ記録媒体に記録してこれを半永久的に保存することができる。データを保存することにより、後に発生する可能性のある不良等の対策や長期信頼性データの基礎資料に活用することが可能となる。
【００１２】
本願の他の発明である漏洩検査装置は、検査ガスとの化学反応によりその色が変化する薬剤を被検査面に塗布し、前記薬剤を塗布した前記被検査面の裏面から前記検査ガスを暴露または加圧印加し、前記化学反応により発生する前記被検査面に塗布した薬剤の色変化を検知して行う漏洩検査方法に用いる漏洩検査装置であって、前記薬剤を塗布した前記被検査面を撮影し、撮影画像を画像データとして出力する撮影および画像データ出力手段と、前記被検査面を照射する照明手段と、前記撮影および画像データ出力手段を制御し、前記撮影および画像データ出力手段と前記照明手段とに電力を供給する制御手段と、前記撮影および画像データ出力手段から出力される画像データを受け取り、前記画像データのデータ処理を行うデータ処理手段と、を有し、前記データ処理手段には、前記画像データの画素ごとにその輝度値が閾値以上であるか否かを判断して、前記画像データの二値化データを生成する二値化データ生成手段と、前記二値化データに、前記薬剤が前記検査ガスとの化学反応によって変色した色を反映する変色画素が含まれるかを判断する判断手段と、を含む。
【００１３】
このような漏洩検査装置は、前記した漏洩検査方法に適用できる。ここで、前記撮影および画像データ出力手段は、ＣＣＤカメラのように一体として撮影手段と画像データ出力手段とが構成されたものでの良いが、ビデオカメラ等の撮影手段と、その撮影手段から画像信号を受けてディジタル形式の画像データを生成する画像データ出力手段とで構成されても良い。なお、画像データは、本願ではディジタル形式の静止画像データを念頭に置くが、動画データであってもかまわない。
【００１４】
前記照明手段は、被検査面を照射し、撮影画像に含まれる変色が検知できる波長成分を含む光が照射されることが必要である。たとえば、画像データとしてカラー画像を扱う場合には、黄色の薬剤が化学反応を受けて青色に変色することを検知するには、反射光に黄色と青色とが含まれる必要がある。よって照明手段の光源には黄色成分と青色成分を少なくとも含む光、たとえば白色光が発光される必要がある。画像データをモノクロ画像として取り扱う場合には、単色光であっても良い。薬剤の原色である黄色と反応色である青色とを検知するためには、黄色あるいは青色の波長域の単色光を光源として用いればよい。黄色の光源を用いる場合には変色部（青色）は黒として観察され、青色の光源を用いる場合には変色部は白として観察される。なお、光源の有する発光波長を青色成分および黄色成分を含むもの（たとえば白色）とし、撮影手段の前段に色フィルタを適用して必要なコントラストを確保できるように設計することも可能である。
【００１５】
前記制御手段は、少なくとも前記撮影および画像データ出力手段と前記照明手段とを制御し、また、それらに電力を供給するものであるが、その他の必要機器を制御し、電力を供給するものであっても良い。制御手段には電力源であるバッテリーを含むことができる。
【００１６】
データ処理手段は、たとえば一般的なコンピュータシステムを適用することができる。携帯性を考慮すればノート型パーソナル・コンピュータであることが好ましい。一般的なコンピュータシステムには、ＣＰＵ、バス、ＲＡＭ／ＲＯＭ等の記録装置、ハードディスクドライブ等の外部記録装置、液晶表示装置あるいはＣＲＴモニタ等の表示装置、キーボード等入力装置、インターフェイス装置等、一般的な情報処理装置が有するハードウェア資源を含む。また、本願では、これらハードウェア資源を有効に動作させるためのソフトウェアもデータ処理手段の構成要素に含めることとする。たとえばコンピュータを機能させるためのプログラム、プログラムコンポーネント、プログラムの動作に必要なデータ等はデータ処理手段の一構成要素である。
【００１７】
二値化データ生成手段、判断手段は、たとえばコンピュータソフトウェアとして構成することが可能であるが、たとえば専用回路等によって純ハードウェア的にこれら機能を実現するものであっても良い。
【００１８】
なお、前記漏洩検査装置において、警報信号を受け取り警報を発する警報手段をさらに有し、前記データ処理手段には、前記判断手段において前記変色画素が含まれると判断した場合に前記警報信号を生成する警報信号生成手段をさらに含むものとすることができる。警報手段は、たとえば発光ダイオード等発光により作業者に報知を行う手段や、ビープ音等音響により報知を行う手段を例示できる。その他、作業者の五感に訴えて警報を報知する手段は全て警報手段に含まれる。警報信号生成手段は、前記二値化データ生成手段あるいは判断手段と同様に、たとえばコンピュータソフトウェアとして構成することが可能であるが、たとえば専用回路等によって純ハードウェア的にこれら機能を実現するものであっても良い。
【００１９】
また、前記漏洩検査装置において、前記データ処理手段には、さらに、前記変色画素の集まりである変色画素領域の境界画素を特定する手段と、前記境界画素を含む前記変色画素領域の内側から外側または外側から内側に向かう走査線を決定する手段と、前記走査線における前記画像データの各画素の輝度値が所定上側値から所定下側値まで変化するグレー画素数を求める手段と、を有し、前記グレー画素数が所定値以下である場合には前記警報信号を生成しないものとすることができる。このような構成により、ゴミ等に起因するノイズを除去する前記した検査方法を実現することが可能となる。
【００２０】
また、前記照明手段には、前記撮影および画像データ出力手段の撮影部から前記被検査面の撮影中心部に引いた線に垂直な面に配置された上面照明部と、前記上面照明部が配置された面とは平行でない面に配置された斜角照明部と、を含むことができる。上面照明部に加えて斜角照明部を取り入れることにより、照射面での照度のムラが防止でき、被検査面の色変化を正確に検知することが可能となる。特に光源に発光ダイオードを採用する場合には照射面の照度のムラが発生し易いが、このような斜角照明部を取り入れることによって照度ムラの発生を有効に抑制できる。また照明手段の光源に発光ダイオードを採用することにより消費電力を軽減できる効果もある。
【００２１】
また、前記撮影および画像データ出力手段の少なくとも撮影部および前記照明手段が、前記被検査面に接触する探触子と連動する架台に設置され、前記架台が、前記被検査面上を移動可能な台車に、前記被検査面に垂直な方向に移動可能に配置することができる。このような構成を採用することにより、被検査面が平坦な場合だけでなく、一部曲面を有する場合であっても、撮影部と被検査面との間の距離が一定に保たれ、良好な撮影画像を得ることが可能になる。
【００２２】
また、前記探触子または前記台車の車輪には、前記台車の移動距離を検出する移動検出手段を備えることができる。移動距離検出手段によって、台車が適切な距離（画像データが表現する視野分）だけ移動したことを検出して画像データ取得の契機を与える信号を発生させることができる。移動距離検出手段としてたとえばロータリーエンコーダーを例示することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。なお、全体を通して同じ要素には同じ番号を付するものとする。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である漏洩検査装置あるいは漏洩検査方法を適用するＬＮＧタンクの一例を示した図である。ＬＮＧタンクは地中１に埋めて建設され、コンクリート等で構成される外側躯体２の内側に、たとえば硬質ポリウレタンフォームからなる保冷材３、さらに内側にメンブレン４が設けられる。上部には屋根５が設けられ、屋根５の内側には屋根保冷材６が設けられる。なお、図では屋根５および屋根保冷材６が上部に浮き上がって描かれているが、実際には外側躯体２の上部に配置されて気密性が保たれる。
【００２５】
図２は、図１のＡ部を拡大して示した一部斜視図である。ＬＮＧタンク内に貯留されるＬＮＧは低温に保存されるので、メンブレン４は温度収縮に耐える構造であることが必要である。よって、図２に示すように、メンブレン４は平坦部７およびコルゲーション部８を有する構造を採用し、コルゲーション部８の部分で温度変化による伸縮を吸収するようにしている。そして、タンクの実質的な気密性はメンブレン４で担保するようにする。このためメンブレン４をタンク内面に配置し、各メンブレン４は溶接により接着する。図２に示す９は各メンブレン４を溶接した溶接部９である。溶接部９が本実施の形態の検査装置あるいは検査方法を適用する主な検査対象である。なお、タンクの外側躯体２には図示しない配管が配置され、この配管を介して検査ガスであるアンモニアが保冷材３とメンブレン４との間に供給されるようになっている。
【００２６】
図３は、本実施の形態の漏洩検査装置の概略を示した構成図である。本実施の形態の漏洩検査装置は、移動カメラ部１０、制御部３０、ノート型パーソナル・コンピュータ４０からなる。
【００２７】
移動カメラ部１０は、台車１１と、カメラ１２、フィルタ１３、上面照明１４、斜角照明１５、持ち手１６、車輪１７を有する。台車１１は移動カメラ部１０の各構成部材を保持するものであり、車輪１７によって被検査面上を移動可能である。台車の移動は持ち手１６を作業者が押すことによって行える。カメラ１２は、被検査面を撮影する撮影手段であり、たとえばＣＣＤカメラを例示できる。後に説明するようにカメラ１２にはレンズ光学系を有してもよい。フィルタ１３は、被検査面の色変化を高いコントラストで撮影できるように備えるものであり、たとえば黄色フィルタを採用できる。この場合、照明の光源には少なくとも黄色帯の波長成分の光を含む必要がある。漏洩により変化する色は青色であるから、仮に光源に青色成分を含まなければ黄色フィルタは不要であるが、バックグラウンド光に青色成分を含む場合があるので黄色フィルタを設けておけばこれらバックグラウンドからの青色反射光が混入しなくなる。
【００２８】
本実施の形態では、上面照明１４に加えて斜角照明１５を備える。光源としてたとえば発光ダイオードを例示できる。上面照明１４としてたとえば中心部に開口を持つリング型の照明を、斜角照明１５として長方形状の面照明を例示できる。上面照明１４のみによって一応の検査は可能であるが、光源に発光ダイオードを用いた場合その光源形状を反映した照射ムラが発生する。斜角照明１５を備えることによってこれら照射ムラを抑制することが可能となる。また、図４に示すようにメンブレン４が付き合わせ溶接でなく重ね溶接されている場合には溶接部９に影が発生し易い。しかし、斜角照明１５を備えることによって影の発生をなくすことが可能となる。
【００２９】
移動カメラ部１０には、さらにＬＥＤ１８，１９，２０およびスイッチ２１が備えられる。ＬＥＤ１８，１９，２０はそれぞれ、不良箇所を検出した場合の警報、撮影状態であること、撮影停止状態であることを表示することができる。また、スイッチ２１は撮影開始の契機を与えることができる。
【００３０】
制御部３０には、カメラコントローラ３１、リピータ３２、信号変換機３３、露光制御回路３４、バッテリ３５、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６、電圧モニタ３７を含む。カメラコントローラ３１はカメラ１２からの画像データを取得しカメラ１２に電力を供給する制御その他のカメラ制御を行う。リピータ３２はカメラコントローラ３１に電力を供給し、カメラコントローラ３１から取得した画像データをノート型パーソナル・コンピュータ４０に送信する。信号変換機３３は、ノート型パーソナル・コンピュータ４０からの信号を受けて、カメラコントローラ３１へのトリガ信号を生成し、また、ＬＥＤ１８，１９，２０への発光信号を生成する。さらに、信号変換機３３はスイッチ２１からの撮影開始信号を受けてノート型パーソナル・コンピュータ４０にその信号を転送する。露光制御回路３４は、バッテリ３５からのＤＣ／ＤＣコンバータ３６を介した電力供給を受けて、上面照明１４および斜角照明１５に適した電力を供給する。露光制御回路３４によって上面照明１４および斜角照明１５の輝度が制御可能である。バッテリ３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６を介してリピータ３２、信号変換機３３および露光制御回路３４の各々に電力を供給する。バッテリ３５の電圧は、電圧モニタ３７によってモニタ可能である。
【００３１】
ノート型パーソナル・コンピュータ４０には、ＤＩＯ４１が備えられる。ＤＩＯ４１は、ノート型パーソナル・コンピュータ４０と信号変換機３３との間のデータの送受信をインターフェイスするデータ入出力ポートである。また、ノート型パーソナル・コンピュータ４０は画像データを受け取ることが可能であり、たとえばＩＥＥＥ１３９４ポートを備えることができる。さらに、ノート型パーソナル・コンピュータ４０には取得した画像データを記録する大容量データ記録装置、たとえばハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭディスクドライブ、ＭＯディスクドライブ等を備えることができる。これら大容量データ記録装置に画像データを蓄積して後に活用することが可能となる。
【００３２】
図５は、移動カメラ部１０をより詳細に示した図であり、上図は正面図、下図は側面図である。上面照明１４および斜角照明１５は、Ｌ型部材１０１によって相互に接続され、上面照明１４とカメラ１２とはコ字型部材１０２によって接続される。カメラ１２の撮影面側にはレンズ光学系１０３を介してフィルタ１３が接続される。そしてコ字型部材１０２には、クランク型部材１０４を介して摺動部材１０５が接続され、また、Ｌ字型部材１０６を介して固着部材１０７が接続される。固着部材１０７にはその端部に探触子１１０が備えられたポール１０９に固着され、ポール１０９は台車１１に固着された摺動部材１０８に沿って上下移動可能に構成される。また、摺動部材１０５は、台車１１と部材１１２との間に設けられたポール１１１に沿って摺動可能に構成され、摺動部材１０５と部材１１２および台車１１との間の各々にばね１１３，１１４が配置される。すなわち、移動カメラ部１０に備えられたカメラ１２、フィルタ１３、上面照明１４および斜角照明１５は、台車１１に対して上下移動可能に構成されている。図６は、このような上下移動を行っている様子を示した側面図である。被検査面にコルゲーション部８を有しても探触子１１０がこれを検知し、カメラおよび照明を上下に移動させるのでカメラの焦点がずれることなく良好な被検査面画像の撮影が可能になる。
【００３３】
図７は、本実施の形態の漏洩検査方法の一例を示したフローチャートである。まず、溶接部９に沿って検査用の薬剤を塗布する（ステップ２０１）。次に、検査ガスであるアンモニアを供給する（ステップ２０２）。アンモニアの供給は図２に示すようにメンブレン４の裏面に達するようにする。予めモニタ用に設けたメンブレン４の穴からアンモニアが流出しておるかを見てアンモニアがメンブレンに達していることを確認し（ステップ２０３）、ステップ２０４以降の画像撮影に移行する。
【００３４】
画像の撮影は、ステップ２０４の画像スキャンの開始によって開始する。ステップ２０４の開始契機としてスイッチ２１の信号を用いることができる。
【００３５】
画像スキャンの開始を受けて、画像データの取得を行う（ステップ２０５）。画像データの取得は、一定時間ごとに順次開始する方式、たとえば１秒間に４枚の画像を撮影するように構成できる。あるいは、台車１１の車輪１７またはポール１０９の端部に備えた探触子１１０にロータリーエンコーダーを備え、カメラ１２の視野範囲（撮影領域：たとえば５センチメートル）のたとえば９０％を進んだことを検知して、これを契機に画像データの取得を行ってもよい。
【００３６】
取得した画像データは、ハードディスクドライブ等大容量記録装置に記録蓄積する（ステップ２０６）。これにより検査の生データを後に活用できる。
【００３７】
次に、取得した画像データを二値化処理する。二値化処理は、画像データの画素ごとにその輝度値が所定の閾値（たとえば５０％）を境に明るいか暗いかを判断して明暗何れかの二値に振り分ける処理である。閾値は取得画像の状況に応じて任意に選択できる。図８に二値化処理前の画像データの例と二値化処理後の二値化データの例を示す。図８（Ａ）〜（Ｃ）は各々二値化処理前の０．２、０．４５、１ミリメートル径の画像データであり、図８（Ｄ）〜（Ｆ）は（Ａ）〜（Ｃ）に各々対応する二値化処理後の二値化データである。０．２ミリメートルの画像データの場合、１画素あるいは２画素の黒画像として観察される。それ以上の径の画像データはその大きさに応じて二値化画像の黒画素データが得られる。
【００３８】
次に、得られた二値化データの１画面分（視野内）に黒画像が存在するかを判断する（ステップ２０８）。黒画像が存在する場合にはこれを漏洩箇所と推定することが出来るのでＬＥＤ１８等を光らせる信号を生成して警報を発報する（ステップ２０９）。黒画像が存在しない場合（つまり全て白の画素で二値化データが構成される場合）漏洩箇所はないと判断して警報を発報することなく次の画像取得ステップ（ステップ２０５）に移行する（ステップ２０８）。
【００３９】
以上のようにして漏洩箇所の自動検知を行うことが可能である。なお、本実施の形態の画像取得、画像蓄積、画像二値化あるいは黒画像の存否の判断はコンピュータソフトウエアあるいはコンポーネントを用いてソフトウェア的に実現できる。これら機能の実現には既存のアルゴリズムを適用でき、当業者であれば既存のプログラム言語を利用したプログラムのコーディングは容易である。
【００４０】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、黒画像が存在する場合に、単純に漏洩箇所であると推定する例を説明した。しかし黒画像領域の境界部分のグレー画素距離を評価することによって検出精度を高める手法を用いることもできる。図９は本実施の形態の漏洩検査方法の変更例を示したフローチャートである。開始（ステップ３０１）から二値化画像の視野内に黒画像があるかを判断するまでのステップ（ステップ３０８）までは前記実施の形態と同様である。本変更例では、黒画像が存在すると判断した場合に、グレー画素距離Ｋの値を計算し（ステップ３０９）、グレー画素距離Ｋが所定の値（画素数）以上である場合にのみ警報を発するようにしている（ステップ３１０）。図１０はグレー画素距離Ｋの計算の一例を示したフローチャートである。
【００４１】
まず、Ｋ＝０で初期化し（ステップ３２０）、二値化データ内の任意の黒画素を抽出して該当画素にセットする（ステップ３２１）。そして該当画素の右隣接画素が白かを判断し（ステップ３２２）、白である場合はステップ３２４に進み、そうでない場合は該当画素の右隣接画素を該当画素にセットして（ステップ３２３）ステップ３２２に戻る。つまり、黒画素から白画素に変化する境界画素まで右方向に画素をスキャンする。
【００４２】
ステップ３２２で白と判断された該当画素（黒画素である）は境界画素であるから、この元画像（画像データの画素）を取り出し（ステップ３２４）、この輝度値が０．１以下であるかを判断する（ステップ３２５）。つまり該当画素のグレースケールが十分黒であるかを判断する。仮に０．１以下でない場合該当画素は十分黒ではないので左隣接画素を該当画素にセットして（ステップ３２６）、ステップ３２４に戻る。つまりスキャン方向を逆（左方向）に辿って境界の黒側画素を特定する。
【００４３】
ステップ３２４で輝度値が０．１以下であると判断した場合には該当画素が境界の黒側画素であるので、次に該当画素の輝度値が０．９以上であるかを判断する（ステップ３２７）。つまり該当画素の輝度値が十分白であるかを判断する。境界のグレー領域のうち未だグレー（輝度値が０．１〜０．９の間をここではグレーとしている）であるならステップ３２７の判断はＮＯとなるはずなのでＫを１増加し、右隣接画素を該当画素にセットして、つまり右方向に１画素分スキャンして（ステップ３２９）、ステップ３２４に戻る。これを何度か繰り返すと該当画素は何れ境界領域の白側画素に達し、ステップ３２７の判断がＹＥＳとなる。そしてＫの値（グレー領域を構成する画素の数）を戻り値としてこの処理を終了する。なお、ここでは輝度値の上側値を０．９、下側値を０．１として例示した（最高値は１である）。しかし、この０．９あるいは０．１はあくまで例示であり、他の値を適用することが可能である。また、グレー領域のスキャンの方向を右として例示したが、あくまでも例示であり、左、上、下、斜め方向等、他の方向にスキャンを行なっても良いことは勿論である。
【００４４】
このようなアルゴリズムは、図１１に示すように、化学反応によって変色した部分の映像の境界はぼやけており（図１１（Ａ））、たとえばゴミ等により発生した映像の境界は急峻である（図１１（Ｂ））ことを前提としている。本変更例を適用すれば、本来検出したい漏洩による薬剤の変色画像とゴミ等により発生した画像とを峻別し、ゴミ等によるシャープな境界の画像の検出を排除して警報を発することが可能になる。よって、警報に含まれる誤報の率を低下して検査作業の効率を高めることができる。
【００４５】
以上本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００４６】
たとえば、前記実施の形態では、取得する画像データはカラー画像あるいはモノクロ画像の何れでも良い。但し、モノクロ画像である場合、グレースケール画像である必要がある。また、前記実施の形態では、黄色部を白、青色部を黒とするよう二値化処理した。これは画像データの黄色に対応する部分が高輝度、青色に対応する部分が低輝度であることを前提にしたためであり、画像データの対応が逆である場合、二値化画像の白あるいは黒の対応も逆になることは言うまでもない。また、画像データがカラー画像である場合、二値化処理の際に単純に輝度値を用いることは出来ない。この場合、色差を用いて二値化処理することが可能である。ちなみに、色差の定義は以下の通りである。３原色の各々の値をＲ，Ｇ，Ｂとし、最大値を１で規格化したとすると純赤は（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝０）、純緑は（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）、純青は（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝１）である。白は（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）であり黒は（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）である。これを色差Ｃ１、Ｃ２と輝度Ｙで表せば、たとえば、Ｃ１＝Ｒ−Ｇ、Ｃ２＝Ｇ−Ｂ、Ｙ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３、となる。色差Ｃ１に単位ベクトルＸを乗じ、色差Ｃ２にＸと直行する単位ベクトルＹを乗ずればその合成ベクトルＣ１Ｘ＋Ｃ２Ｙは２次元色空間における色ベクトルとして観念できる。画像データがカラー画像である場合は、各画素の色をこの２次元色空間における基準点（たとえば原点）からの距離で評価し、この距離が所定の閾値より大きいか小さいかで二値化処理することが可能である。
【００４７】
また、前記実施の形態の上面照明１４に代えて、あるいは上面照明１４の上方に反射鏡を配置し、より被検査面の照度を高くあるいは均一にすることも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本願で開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果は、以下の通りである。すなわち、ＬＮＧ貯留タンク等の大規模な容器の漏洩検査における検査作業者の負担を軽減できる。また、検査結果の生のデータである漏洩箇所の色変化を記録として残すことができる。さらに、不良箇所の見落としをなくすよう、不良箇所を自動的に検知でできる。さらに、ガス漏洩による薬剤の色変化とゴミ等による色変化とを峻別して検査結果に紛れ込むノイズを適正に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である漏洩検査装置あるいは漏洩検査方法を適用するＬＮＧタンクの一例を示した図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示した一部斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態である漏洩検査装置の概略を示した構成図である。
【図４】メンブレン４の一部を示した断面図である。
【図５】移動カメラ部１０をより詳細に示した図であり、上図は正面図、下図は側面図である。
【図６】移動カメラ部１０のカメラ１２等が上下移動を行っている様子を示した側面図である。
【図７】本発明の一実施の形態である漏洩検査方法の一例を示したフローチャートである。
【図８】二値化処理前の画像データの例と二値化処理後の二値化データの例を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各々二値化処理前の０．２、０．４５、１ミリメートル径の画像データであり、（Ｄ）〜（Ｆ）は（Ａ）〜（Ｃ）に各々対応する二値化処理後の二値化データである。
【図９】本発明の一実施の形態である漏洩検査方法の変更例を示したフローチャートである。
【図１０】グレー画素距離Ｋの計算の一例を示したフローチャートである。
【図１１】（Ａ）は検査ガスとの化学反応に起因して発生した色変化に対応する画像データの一例を示した図であり、（Ｂ）は、ゴミ等に起因する画像データの一例を示した図である。
【符号の説明】
１…地中、２…外側躯体、３…保冷材、４…メンブレン、５…屋根、６…屋根保冷材、７…平坦部、８…コルゲーション部、９…溶接部、１０…移動カメラ部、１１…台車、１２…カメラ、１３…フィルタ、１４…上面照明、１５…斜角照明、１６…持ち手、１７…車輪、１８，１９，２０…ＬＥＤ、２１…スイッチ、３０…制御部、３１…カメラコントローラ、３２…リピータ、３３…信号変換機、３４…露光制御回路、３５…バッテリ、３６…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３７…電圧モニタ、４０…ノート型パーソナル・コンピュータ、１０１…Ｌ型部材、１０２…コ字型部材、１０３…レンズ光学系、１０４…クランク型部材、１０５…摺動部材、１０６…Ｌ字型部材、１０７…固着部材、１０８…摺動部材、１０９…ポール、１１０…探触子、１１１…ポール、１１２…部材、１１３…ばね、Ｃ１，Ｃ２…色差、ＤＩＯ４１…データ入出力ポート、Ｋ…グレー画素距離、Ｘ，Ｙ…単位ベクトル。

Claims

検査ガスとの化学反応によりその色が変化する薬剤を、被検査面に塗布するステップと、
前記薬剤を塗布した前記被検査面の裏面から前記検査ガスを暴露または加圧印加するステップと、
前記薬剤を塗布した前記被検査面を撮影手段によって撮影し、画像データを取得するステップと、
前記画像データの画素ごとにその輝度値が閾値以上であるか否かを判断し、前記画像データの二値化データを取得するステップと、
前記二値化データに、前記薬剤が前記検査ガスとの化学反応によって変色した色を反映する変色画素が含まれるかを判断するステップと、を含み、
前記判断ステップにおいて前記変色画素が含まれると判断した場合には警報を発するステップをさらに含み、
前記変色画素の集まりである変色画素領域の境界画素を特定するステップと、前記境界画素を含む前記変色画素領域の内側から外側または外側から内側に向かう走査線を決定するステップと、前記走査線における前記画像データの各画素の輝度値が所定上側値から所定下側値まで変化するグレー画素数を求めるステップと、をさらに含み、
前記グレー画素数が所定値以下である場合には前記警報を発しないこととする、漏洩検査方法。
前記画像データの取得ステップから前記警報を発するステップまでの処理が、所定時間間隔で繰り返し行われる請求項１に記載の漏洩検査方法。
前記画像データの取得ステップから前記警報を発するステップまでの処理が、前記画像データが表現する視野分だけ移動したことを検出する移動検出手段からの信号を契機として繰り返し行われる請求項１に記載の漏洩検査方法。
前記画像データが大容量データ記録媒体に記録保存される請求項１〜３の何れか一項に記載の漏洩検査方法。
検査ガスとの化学反応によりその色が変化する薬剤を被検査面に塗布し、前記薬剤を塗布した前記被検査面の裏面から前記検査ガスを暴露または加圧印加し、前記化学反応により発生する前記被検査面に塗布した薬剤の色変化を検知して行う漏洩検査方法に用いる漏洩検査装置であって、
前記薬剤を塗布した前記被検査面を撮影し、撮影画像を画像データとして出力する撮影および画像データ出力手段と、
前記被検査面を照射する照明手段と、
前記撮影および画像データ出力手段と前記照明手段とを制御し電力を供給する制御手段と、
前記撮影および画像データ出力手段から出力される画像データを受け取り、前記画像データのデータ処理を行うデータ処理手段と、を有し、
前記データ処理手段には、前記画像データの画素ごとにその輝度値が閾値以上であるか否かを判断して、前記画像データの二値化データを生成する二値化データ生成手段と、前記二値化データに、前記薬剤が前記検査ガスとの化学反応によって変色した色を反映する変色画素が含まれるかを判断する判断手段と、が含まれ、
警報信号を受け取り、警報を発する警報手段をさらに有し、
前記データ処理手段には、前記判断手段において前記変色画素が含まれると判断した場合に前記警報信号を生成する警報信号生成手段をさらに含み、
前記データ処理手段は、さらに、前記変色画素の集まりである変色画素領域の境界画素を特定する手段と、前記境界画素を含む前記変色画素領域の内側から外側または外側から内側に向かう走査線を決定する手段と、前記走査線における前記画像データの各画素の輝度値が所定上側値から所定下側値まで変化するグレー画素数を求める手段と、を有し、
前記グレー画素数が所定値以下である場合には前記警報信号を生成しない、漏洩検査装置。
前記照明手段には、前記撮影および画像データ出力手段の撮影部から前記被検査面の撮影中心部に引いた線に垂直な面に配置された上面照明部と、前記上面照明部が配置された面とは平行でない面に配置された斜角照明部と、を含む請求項５に記載の漏洩検査装置。
前記照明手段の発光装置は、発光ダイオードである請求項６記載の漏洩検査装置。
前記撮影および画像データ出力手段の少なくとも撮影部および前記照明手段が、前記被検査面に接触する探触子と連動する架台に設置され、
前記架台が、前記被検査面上を移動可能な台車に、前記被検査面に垂直な方向に移動可能に配置される請求項５〜７の何れか一項に記載の漏洩検査装置。
前記探触子または前記台車の車輪には、前記台車の移動距離を検出する移動検出手段を有する請求項８記載の漏洩検査装置。