JP5123030B2 - 水中ｘ線検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、散乱Ｘ線を用いて水中の構造物を検査する水中Ｘ線検査装置に係る。
従来、構造物表面近傍に発生したき裂の検出に用いられる方法として、散乱Ｘ線を用いた検査方法がある（例えば、非特許文献１参照。）。散乱Ｘ線によるき裂検出方法の原理について、図６を用いて説明する。
図６は、Ｘ線源５１と検出器５６を用いて構造物６１の検査を行っている状態の概要を示す要部拡大断面図である。Ｘ線源５１から放出されるＸ線５３は、コリメータ５２によってコリメートされ、矢印Ａの方向にビーム状に射出される。Ｘ線５３は透過性を有するため、構造物６１を透過しつつ直進し、Ｘ線５３の一部は散乱Ｘ線５４となる。この散乱Ｘ線５４のうち、矢印Ｂで示した方向へ進むものはコリメータ５５でコリメートされてから検出器５６に入射する。すなわち、Ｘ線源５１から放出されるＸ線５３の進行方向と、検出器５６の検出方向とが交差する領域ＩＩで生じた散乱Ｘ線５４を検出することが可能である。散乱Ｘ線５４の強度は領域ＩＩの状態に影響され、構造物６１にき裂や異質部（以下き裂等と呼ぶ。）６２が形成されていると周囲の正常な部分と異なる強度となる。この強度の差異を利用してき裂等６２を検出することが可能であり、き裂等６２の三次元情報を得ることが可能となる。また、上述したようにＸ線が透過性を有することから、検査対象物の表面がクラッド等で覆われていても、クラッド除去を行わずにき裂等６２の検出を行えるという利点がある。
D.Babot et.al.,"Detection and sizing by X-ray Compton scattering of near-surface cracks under weld deposited cladding", NDT&E International,Vol.24,No.5,1991,pp.247-251
上述した散乱Ｘ線を用いた検査方法はき裂の三次元情報を読み取ることができるが、広範囲の走査には長時間を要してしまう。そこで、Ｘ線源と検出器それぞれについてコリメートを行わずに検査を行うと、得られる情報は二次元情報となるが検査に要する時間を大幅に短縮することができる。
しかしながら、このような検査方法を水中で用いる場合、Ｘ線源と構造物の間に介在する水によって一部のＸ線が散乱してしまうことが考えられる。Ｘ線のコリメートを行わない場合は、この水によって散乱したＸ線はＸ線検出器のノイズになってしまうおそれがある。
上記の課題を鑑み、本発明は、水中で散乱Ｘ線検査方法を用いる場合に水で散乱したＸ線によるノイズを抑制させることのできる水中Ｘ線検査装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明による水中Ｘ線検査装置は、水中に配置されＸ線を放
出するＸ線源と、検査対象部に前記Ｘ線が入射することで発生した散乱Ｘ線を検出する検
出器と、前記Ｘ線源または前記検出器の少なくとも一方に設けられ、前記Ｘ線のうち前記検査対象部に入射しない前記Ｘ線を遮蔽する遮蔽カバーと、前記検査対象部に空気を吐出するエアブロー管と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、散乱Ｘ線を用いた検査を水中で行う場合に、水によるＸ線の散乱に起因するノイズを抑制し、検出精度を高めることができる。
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明の第１の実施例による水中Ｘ線検査装置について、図面を参照しながら以下説明する。図１は本実施例の水中Ｘ線検査装置の概要を示す要部拡大断面図である。
図１においてＸ線を放出するＸ線源１に遮蔽カバー２が取り付けられている。遮蔽カバー２はＸ線を透過しない材質及び厚みで構成されており、検査対象である構造物３側が開放されている。図１においては構造物３の表面にき裂４が発生している例を示しており、また、き裂４が発生している構造物３の表面はクラッド５によって覆われている。また、構造物３から離れた位置にＸ線を検出する検出器であるＸ線カメラ６が配置されている。Ｘ線カメラ６はカメラカバー７に覆われており、カメラカバー７にはピンホール８が形成されている。なお、Ｘ線源１はケーブル１０により、Ｘ線カメラ６はケーブル１１を介して、それぞれ水上の図示しない電源や操作機器等と接続されている。
以下、水中Ｘ線検査装置の作用について詳細に説明する。Ｘ線源１からはＸ線１２が全方位に放出されるが、大部分のＸ線１２は遮蔽カバー２によって遮蔽され、実質的には矢印Ｃの間の範囲にＸ線１２が放出される。このＸ線１２がクラッド５を透過して構造物３に達し、Ｘ線１２が散乱する。この発生した散乱Ｘ線１３のうち、矢印Ｄの間の範囲からピンホール８へ入射する散乱Ｘ線１３は、ピンホール８を通過してＸ線カメラ６に達する。Ｘ線カメラ６は入射した散乱Ｘ線１３の強度の差異に基づき、二次元測定画像の輝度分布として計測する。図１の場合では、測定範囲中にき裂４が発生しているため、き裂４の位置と他の位置とでは散乱Ｘ線の強度が異なるため、き裂４の位置を検出することができる。
比較例として、遮蔽カバー２を設けない場合について以下図２を参照して説明する。図２は遮蔽カバー２が取り付けられていない他は図１に示す水中Ｘ線検査装置と同一の構成の装置を示しており、図２において図１と同一部分には同一符号を付し、その構成の説明は省略する。図２においては、遮蔽カバー２が設けられていないため、Ｘ線源１から全方位にＸ線２４が放出される。そのため、構造物３に入射しない方向や、Ｘ線検出カメラ６の検出範囲から大きく外れた位置で構造物３に入射するＸ線も放出される。これらのき裂検出に寄与しないＸ線に関して、例えば矢印Ｅで示した方向に放出されたＸ線２４が位置２５において水により散乱すると、矢印Ｆで示す方向の散乱Ｘ線２６はＸ線検出カメラ６に入射してしまう。この散乱Ｘ線２６が構造物３の散乱Ｘ線による測定画像に重なり、ノイズとなってしまう。
これに対して、図１に示す本実施例による水中Ｘ線検査装置は、遮蔽カバー２を設けることによってき裂検出に寄与しないＸ線の放出を防止し、上述したような水で散乱したＸ線によるノイズを抑制することが可能である。
なお、本実施例の水中Ｘ線検査装置は、Ｘ線源１の位置を定めてＸ線検出カメラ６を移動させることで検出範囲を走査することも想定しているが、その際はＸ線源１が遮蔽カバー２によって直接ピンホール８を臨まない配置関係となることが望ましい。Ｘ線源１からピンホール８へ直接Ｘ線が入射すると、上述した水による散乱Ｘ線２６と同様にノイズとなり得るからである。
また、本実施例の変形例を図３に示す。図３に示すように、Ｘ線源に遮蔽カバー２を設ける代わりにカメラカバー７に遮蔽カバー９を設けることによっても、水で散乱したＸ線によるノイズを抑制することが可能である。また、遮蔽カバー２と遮蔽カバー９とを併設することによってノイズをより確実に抑制させることができる。
本発明の第２の実施例について、図４を用いて以下説明する。なお、第１の実施例と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施例においては、カメラカバー７にエアブロー管２１が取り付けられている。このエアブロー管２１は気中に設置された図示しないポンプ等に接続され、構造物３の検査対象部付近に空気２２を吐出する。検査対象部付近の水を空気に置換することにより、水によるＸ線の散乱を低減することが可能である。なお、符号２３は空気２２から形成される気泡である。
また、図５に示すように遮蔽カバー２や遮蔽カバー９と組み合わせて用い、構造物３を上方向から検査する場合は、遮蔽カバー２や遮蔽カバー９が空気２２を捕らえて保持するため、水によるＸ線の散乱の低減を効率よく行うことが可能である。
以上本発明の実施例について図を参照して説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。例えば実施例２においてエアブロー管２１はカメラカバー７に取り付けるものとして説明したが、例えば遮蔽カバー２に取り付ける、あるいは単独で構造物３表面に保持されるような構成とすることも可能である。当業者にあっては、具体的な実施例において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種種の変形または変更を加えることが可能である。
本発明の第１の実施例による水中Ｘ線検査装置の概要を示す要部拡大断面図。 水によるＸ線の散乱がノイズとなる原理を説明する要部拡大断面図。 第１の実施例の別の例による水中Ｘ線検査装置の概要を示す要部拡大断面図。 第２の実施例による水中Ｘ線検査装置の概要を示す要部拡大断面図。 第２の実施例の別の例による水中Ｘ線検査装置の概要を示す要部拡大断面図。 散乱Ｘ線を用いたき裂検出方法の原理を説明する要部拡大断面図。
符号の説明
１ Ｘ線源
２ 遮蔽カバー
３ 構造物
４ き裂
５ クラッド
６ Ｘ線カメラ
７ カメラカバー
８ ピンホール
９ 遮蔽カバー
１０、１１ ケーブル
１２、２４ Ｘ線
１３、２６ 散乱Ｘ線
２１ エアブロー管
２２ 空気
２３ 気泡
５１ Ｘ線源
５２、５５ コリメータ
５３ Ｘ線
５４ 散乱Ｘ線
５６ 検出器
６１ 構造物
６２ き裂等

Claims (1)

  1. 水中に配置されＸ線を放出するＸ線源と、
    検査対象部に前記Ｘ線が入射することで発生した散乱Ｘ線を検出する検出器と、
    前記Ｘ線源または前記検出器の少なくとも一方に設けられ、前記Ｘ線のうち前記検査対象部に入射しない前記Ｘ線を遮蔽する遮蔽カバーと、
    前記検査対象部に空気を吐出するエアブロー管と、
    を備えることを特徴とする水中Ｘ線検査装置。
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