JPH0223817B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、原子力発電所の遮へいされた高放射
性ウエツト化学セルに関するものであり、とくに
使用ずみ核燃料の再処理工場の大規模なセルに関
するものである。それらの種類のセルのことを以
後「ホツトセル」と呼ぶことにする。

とくに、本発明は、ホツトセルのシステム部の
しずく漏れの危険にさらされる区画が、少なくと
もしずく漏れの通り得る経路の領域において、光
を照射され、照射された領域から反射された放射
がしずく漏れ検出のために評価される、しずく漏
れの危険にさらされる区画におけるしずく漏れを
検出する方法に関するものである。

また、本発明は、ホツトセルのしずく漏れの危
険にさらされる区画におけるしずく漏れを検出す
る装置を有するホツトセルにも関するものであ
る。ここで、その検出装置は、しずく漏れの可能
な経路の領域へ向けることができる光源と、しず
く漏れ検出のために照射された領域から反射され
た放射の評価のための装置とを備えている。

〔従来の技術〕

最初に述べたホツトセル、および方法ならびに
しずく漏れ検出装置が本願出願人のドイツ公開特
許出願3138484に開示されている。この種のホツ
トセルと、この種の公知方法との少くとも一方に
おいては、コンピユータにより制御されるマニピ
ユレータに遠隔制御テレビジヨンカメラをとりつ
け、ホツトセルの漏れ点の危険のある領域の上を
コンピユータ制御の下にテレビジヨンカメラを移
動させ、テレビジヨンカメラにより撮影された画
像を調べることによりしずく漏れが検出される。

ドイツ公開特許出願3138484A1に開示されてい
る技術には、いくつかの利点がある。その技術に
より、漏れるおそれのある部分、たとえば、ホツ
トセル内のしばしば3000〜4000個所にもなるフラ
ンジ連結部の検査を自動的に行うことができる。
また、検査のためにホツトセルの中へ入る必要な
しに漏れを探すことができる。このようにして、
予備の汚染除去作業が不必要となり、その結果と
して漏れを探すために要する時間がかなり短縮さ
れる。大きな漏れを探すためには公知の装置が最
も適している。しかし、テレビジヨンカメラによ
り撮影された画像による検査では、僅かなしたた
るような漏れは見逃されることがしばしばある。

〔発明の概要〕

以上述べた技術状態から出発して、本発明は、
従来得られている諸利点をできるだけ保持して、
しずく漏れを生ずる危険のある検査領域において
かなり小さなしずく漏れを検出できるようにする
公知の種類のホツトセル、または公知の種類の方
法あるいは両方を得るという問題を解決するもの
である。

これは、照射される領域内に配置されて、入射
する放射を予定のようにして反射する表面を有す
るしずく漏れの危険のある区画についてのみ検査
を行い、照射すべき領域の表面へ入射させる前に
入射光を偏光させ、反射された光の偏光状態を所
定の反射角度内で検査する本発明の方法によつて
達成される。

また、前記解決法は、ホツトセル内において、
しずく漏れの危険のある区画の領域の照射される
表面が指定されたようにして放射を反射するよう
に、それらの表面が機械加工され、照射すべき領
域に入射される光を入射前に一定量だけ偏光させ
る偏光器が設けられ、所定の角度内の反射光の偏
光状態を決定するために、照射領域から反射され
たビームの放射経路内に装置が配置されることに
よつて行われる。

ホツトセルのしずく漏れの危険のある領域の本
発明に従つて処理される表面を光測定装置内に含
ませること、および入射光として偏光された光を
使用することによつて、照射される領域の偏光を
元に戻す活動表面（depolarijing−acting
surface）の変化を高い確度で直ちに検出できる。
それらの種類の偏光を元に戻す表面の変化は、漏
れしずくか、それらの漏れしずくの酸化層のよう
な粗い残渣（crusty residue）の少なくとも一方
が現われることによつてひき起される。残渣は向
けられた入射光をもはや反射しないで、拡散して
弱める。こうすることにより、粗い残渣は偏光を
元に戻す作用を同時に行う。同じことが漏れしず
く自体に対しても言える。更に、本発明に従つ
て、先行技術と同様に、漏れを自動的に探すこと
ができる。したがつて、漏れを探すためにホツト
セルの中へ人が入る必要がなくなる。

反射されて戻された放射が、偏光器に対して阻
止する向きに選択的に配置される分析器を通つた
後で、その強さが、たとえば観測カメラによつて
光度計のようにして検出される。しずく漏れを自
動的に検出するために、光度計のようにして検出
された光の強さ分布を所定の基準強さ分布となる
べく比較して、２つの強さ分布の間の差が所定の
しきい値をこえた時に警報を発生させる。こうす
ることにより、強さ分布のデジタル処理のために
データを迅速に処理できる。

本願発明者の研究により、光源としては白色光
源がとくに適することが判明している。しかし、
基本的にはレーザ光源を使用することもできる。
レーザ光源は一般的に偏光を発生するという利点
を有する。

本発明の好適な実施例に従つて、照射される領
域の最下部の位置において、落下する漏れしずく
の通り得る経路のうしろで、入射光に向けて補助
反射器を配置することにより、「落下する」漏れ
しずくを迅速に検出できる。また、補助反射器の
表面が光を定められたようにして反射するよう
に、その表面が処理される。

本発明の別の好適な実施例に従つて、生ずるか
も知れない漏れしずくが強制的な経路へ案内され
るように構成される。たとえば、しずく漏れの危
険のある領域がフランジであるとすると、封じ領
域の外部のフランジ部分に収集溝を設けることに
より、強制的な経路を実現できる。その収集溝
は、鉛直方向の下側に出口を有する穴に連結され
る。水平に位置させられたフランジ連結の場合に
はとくに有利である。

大きい反射角度の場合には、入射ビームの偏光
を元へ戻すことは常に避けられない。この理由か
ら、本発明の別の好適な実施例に従つて、反射さ
れて戻される放射は、小さな反射角内でのみ測定
される。また、観測カメラと光源とが、狭い間隔
をおいて互いに固定される。

本発明の更に別の実施例においては、ホツトセ
ルの内部で漏れを自動的に探知するために、たと
えば、ホツトセル用のマニピユレータとしても知
られているようなコンピユータ制御可動運搬装置
に、照明装置と映像発生装置が固着される。本発
明の更に別の実施例においては、照明装置、映像
発生装置および画像評価装置のそれぞれの動作パ
ラメータを、なるべく前記制御コンピユータで、
遠隔制御できるように、それらの装置のうちの少
なくとも１つが構成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

第１図に示す本発明の一実施例に従つて、ホツ
トセルのしずく漏れの危険のある区域の１つは、
フランジ連結部１０である。このフランジ連結部
１０には、２本の送りチユーブ端部１２がフラン
ジ部１４，１６を介して一緒に連結される。ここ
で説明している実施例では、送りチユーブ端部１
２は水平に延び、したがつてフランジ連結部１０
は垂直方向に延びる。フランジの材料としては表
面を削られたステンレス鋼である。そのステンレ
ス鋼の表面が入射光を指向性をもつて反射するよ
うにその表面を機械加工する。それらの表面の特
性は、２つのフランジ部１４，１６の継目の部分
に対しても少なくとも適用される。

パイプ系の内部で送られる液体としては、酸溶
液（HNO₃）に溶解されたウラニルニトレート
（Uranilnitrate）が挙げられる。

ここで、フランジ連結部１０に漏れがあるとす
ると、その中に見出される物質をおそらく含んで
いる送り液体が２つのフランジ部１４，１６の継
目に来て、ほぼ垂直方向にしたたり落ちる。フラ
ンジ連結部の上には、漏れたしずく１８の落下経
路上に表面が粗くて硬い残渣２０が堆積する。そ
の堆積は前記継目の部分に選択的に行われる。本
願出願人が行つた観察によれば、表面が粗くて硬
い残渣２０は入射光をもはや一定の向きに反射せ
ず、入射光を乱反射する。また、表面が粗くて硬
い残渣２０は入射した偏光された光を偏光してい
ない光にする。

フランジ連結部１０の下端部に補助反射鏡２２
が垂直方向に設けられる。その反射鏡２２の表面
はフランジ連結部１０の表面の光学的特性とほぼ
同じ光学的特性を示す。したがつて、入射光をと
くに指向性をもつて反射する。補助反射鏡２２
は、光源２６からフランジ連結部へ向けて送られ
た放射のビーム経路の方向で、落下するしずく１
８の背後に配置される。

光源２６としてはハロゲン灯が用いられる。光
源２６には投写光学装置（スライド投写機）を用
いて、光ビームをフランジ連結部１０と補助反射
鏡２２へ向けて送る。光源２６の次に入射光を直
線偏光させる偏光フイルタ２８が設けられる。

コンピユータにより動きを制御される可動機構
３２の腕部材３０に、光源２６は回転および移動
できるようにしてとりつけられる。可動機構３２
は、たとえばホツトセル内のモジユレータ用の公
知の可動機構とすることができる。光源２６の移
動運動と回転運動は制御コンピユータ３４により
制御できる。光源２６は可動機構３２により動か
されて、ホツトセル内の滴下する漏れのおそれが
ある区域を最適に照射する。

腕部材３０には、光源２６から狭い間隔をへだ
てて観測カメラ３６がとりつけられる。この観測
カメラとしては標準の工業用テレビジヨンカメラ
を使用できる。観測カメラ３６は制御コンピユー
タ３４により移動させたり、回したりできる。観
測カメラの対物レンズ３８は、広い範囲にわたつ
て調節できるものでなければならないから、たと
えばマイクロズームレンズ（ｆ＝75〜210mm）と
して作られる。対物レンズ３８の焦点距離と、観
測カメラ３６に含まれるシヤツタのシヤツタ速度
および絞りとは制御コンピユータによつて変える
こともできる。また、対物レンズ３８の前方に配
置されて分析器４０として機能する偏光フイルタ
はその光を受ける向きをコンピユータ３６により
変えることができる。分析器４０は、偏光器２８
に対して光を阻止する位置に配置される。

腕部材３０の上で光源２６と観測カメラ３６と
の位置を制御できるから、画像発生装置の公称倍
率と、ホツトセルの内部のしずく漏れの危険のあ
る各領域に対する、予め定められている画像発生
条件および照明条件における偏光フイルタの位置
とを維持するようにもできる。それらの予め定め
られている画像発生条件および照明条件は、それ
ぞれ画像発生装置と照明装置において設定される
ものであつて、監視される各しずく漏れの危険の
ある領域ごとに格納される。これについては、信
号処理および画像評価についての説明の時に説明
する。

光源２６と観測カメラ３６の間隔が狭いから、
反射された放射は小さい角度だけで対物レンズ３
８に入射する。

ホツトセルの部品、ここではフランジ連結部１
０を含めて、選択された光学系の動作を次に説明
する。

光源２６から出た光は偏光器２８により直線偏
光されてからフランジ連結部１０に入射させら
れ、そのフランジ連結部１０の表面と補助反射鏡
２２により、対物レンズ３８へ向つて指向性をも
つて反射される。この場合には、小さい反射角が
維持されるならば光の偏光状態は常にほぼ不変で
ある。その結果として、偏光器２８に対してそれ
からの光を阻止する向きに分析器すなわち偏光フ
イルタ４０が配置されているから、フランジ連結
部１０に洩れがない時は光は対物レンズ３８に入
射しない。しかし、フランジ連結部１０に漏れが
存在すると、それの表面には粗い残渣２０が存在
するから、その粗い残渣２０に入射した光は偏光
の向きが完全に狂わされ、その結果として、偏光
が狂わされた光の一部、一般的に２分の１、が分
析器すなわち偏光フイルタ４０を通つて対物レン
ズ３８に達する。テレビジヨンカメラ３６により
その光が走査され、その結果発生されたテレビジ
ヨンカメラ３６の出力が画像処理器４２により処
理される。補助反射鏡２２により反射された光が
しずく１８を通つた時も上記と同様の現象が起
き、画像処理器によつてその光が処理される。ま
た、そのしずく１８の形によりレンズ作用が起る
ことがあり、そのために効果が増大される。した
がつて、大きくなりつつあるしずく１８、または
落下中のしずく１８も明るい変化する光点として
検出できる。それらの反射光をテレビジヨンカメ
ラ３６で処理して得られた信号が画像処理装置４
２により処理できる。

補助反射鏡２２を半円筒形として構成すること
により、別の光増幅作用を生じさせることができ
る。

第２図に示す実施例においては、フランジ連結
部１０がホツトセルの内部で水平に配置され、上
側フランジ部１６′と下側フランジ部１４′を介し
て２本の送りチユーブの端部１２′を互いに連結
する。この場合に、起り得る漏れのシール面の外
部での観測に都合の良い領域を得るために、下側
フランジ部１４′に液体集め溝４４をフライス加
工で形成する。収集溝４４は、それの鉛直方向下
側に設けられている出口４８へ穴４６により連結
される。第１図に示す実施例の場合と同様に、入
射光の方向で出口４８の背後に補助反射鏡２２′
が設けられる。この補助反射鏡２２′も補助反射
鏡２２（第１図）と同様に中空円筒形に作られ
る。補助反射鏡２２′は鈍い（研磨されていない）
VA鋼または白色セラミツクで作られる。

しずく漏れの自動検出を行うために、照明装置
と画像発生装置がとりつけられている可動機構３
２が、コンピユータにより制御されてホツトセル
の中を、基準設定段階において、動かされる。こ
のようにして各制御位置の上を動かされ、照明装
置および画像発生装置にとつて最適な位置が決定
される。その位置の座標と、対象とする画像の部
分の座標とが決定される。更に、依然として存在
するかも知れない邪魔な反射光が対話式にマーク
される。このようにして決定された全てのデータ
は基準データとして格納され、依然として存在し
ている邪魔な反射、または空間的な諸条件が基準
強度パターンとして格納される。その格納は制御
コンピユータ３４に付属するメモリ内に行われ
る。たとえば、ホツトセル内のマニピユレータ用
のようなコンピユータ制御可動機構を今日では利
用できるから、対物レンズに対するくり返えし位
置ぎめを約プラスマイナス１cmの確度で行うこと
ができる。

画像処理器においては、観測カメラ３６の出力
信号はまず可変２進しきい値回路５０へ与えら
れ、それからデジタル処理される。２進しきい値
回路５０は、所定のしきい値以下であるたとえば
周囲光、ノイズ等により発生された光信号を除去
する。２進しきい値回路５０は画像信号窓回路５
２の出力側に接続される。画像信号窓回路５２
は、観測カメラ３６の実物大の画像からの画像の
興味のある部分をとりだすために構成される。画
像信号窓回路５２の出力側に接続されている画像
前処理回路５４が、画像のとり出された部分の大
きさが可変の明るい光点を統計的に記録する。検
出された明るい光点がある寸法以上、またはある
明るさ以上であると警報回路５６が画像前処理回
路５４によりトリザされて可聴警報または可視警
報が発生される。

最後に、画像処理装置４２は、フランジ部１０
に漏れのない状態を表す基準強度パターンと測定
された強度分布を比較する。このような画像処理
装置は、たとえばボツシユ社（BOSCH
COMPANY）、ハイマン−MBV−システム
（HEIMANN−MBV−SYSTEM）のS.A.M.と
いう商品名で市販されており、また、BBC、ジ
ーメンス（SIEMENS）、ツアイス（ZEISS）、コ
ントロン（KONTRON）その他の企業からも販
売されている。

２進しきい値回路５０と、画像信号窓回路５２
と、画像前処理回路５４と、警報回路５６との動
作パラメータも制御コンピユータ３４で制御でき
る。観測カメラ３６により発生された画像はモニ
タ５８で見ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の一部をブロ
ツクで示す略図、第２図は本発明のホツトセルの
一部のための別の実施例を示す。 ２２……補助反射鏡、２６……光源、２８……
偏光フイルタ、３２……可動機構、３４……制御
コンピユータ、３６……観測カメラ、４０……分
析器（偏光フイルタ）、３８……対物レンズ、５
０……２進しきい値回路、５２……画像信号窓回
路、５４……画像前処理回路、５６……警報回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ しずく漏れの危険のある部分１０、少なくと
   も漏れたしずく１８の通り得る経路の領域に光を
   照射し、 光を照射された領域から反射された光により、
   しずく漏れを調べるために、検出を行う、 原子力工場の遮へいされた高放射性ウエツト化
   学セル、とくに照射ずみ燃料の再処理工場の大型
   セル（ホツトセル）の部品１２におけるしずく漏
   れの危険のある部分１０にてしずく漏れを検出す
   る方法において、 (a) 照射すべき領域に配置されて、漏れるしずく
   がない状態では放射を予定のようにして反射す
   る表面を有するしずく漏れの危険のある部分だ
   けを検査し、 (b) 前記光は、一定の偏光を行つてから前記照射
   すべき表面に入射させ、 (c) 前記表面により反射された放射の状態を所定
   の反射角度内で検出することを特徴とする漏れ
   検出方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   反射されて戻された光の分析器４０を通つた後の
   強度を光度計により検出することを特徴とする方
   法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法であつて、
   光度計により検出した放射の強度分布を所定の基
   準分布と比較し、基準強度分布と測定された強度
   分布の間のしきい値の所定のずれをこえた場合に
   警報器をトリガすることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第２項または第３項記載の方
   法であつて、反射されて戻された放射の光度計に
   より検出された強度をデジタル化することを特徴
   とする方法。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに
   記載の方法であつて、しずく漏れの危険のある部
   分１０に白色光を照射することを特徴とする方
   法。 ６ ホツトセルのしずく漏れの危険のある部分１
   ０におけるしずく漏れを検出する装置と、 漏れたしずく１８の通り得る経路の領域へ向け
   ることができる光源２６と、 しずく漏れを検出するために、照射された領域
   から反射された放射を測定する装置と を備える、原子力工場の遮へいされた高放射性ウ
   エツト化学セル、とくに照射ずみ燃料の再処理工
   場の大型セル（ホツトセル）における部品のしず
   く漏れの危険のある部分におけるしずく漏れを検
   出する装置において、 (a) 照射すべきしずく漏れの危険のある部分１０
   の領域は放射を一定の向きへ反射する表面を有
   し、 (b) しずく漏れを検出する装置は、 照射すべき領域へ入射させる前に光を定めら
   れた向きに偏光させるための偏光器２８と、 所定の角度内で反射されて戻された光の偏光
   状態を決定するために、照射される領域から反
   射される放射ビームの経路中に配置される装置
   ３６，３８，４０，４２と を備えることを特徴とする原子力工場とくに再処
   理工地の大型セルにおける部品の放射物質の漏れ
   検出装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の漏れ検出装置で
   あつて、照射すべき領域は、鉛直方向におけるそ
   れの最低点に補助反射器２２，２２′を有し、こ
   の補助反射器は、入射する放射の方向で落下する
   漏れしずく１８の通り得る経路の背後に配置され
   ることを特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲第６項または第７項に記載の
   漏れ検出装置であつて、しずく漏れの危険のある
   部分１０，１０′はフランジ連結部であり、その
   フランジの一方１４′はその封止面内に収集溝４
   ４を有し、その収集溝は出口４８に通じる鉛直方
   向の穴４６に連通していることを特徴とする装
   置。 ９ 特許請求の範囲第６項乃至第８項のいずれか
   １項に記載の漏れ検出装置であつて、偏光状態を
   検出する装置３６，３８，４０，４２は観測カメ
   ラ（たとえばテレビジヨンカメラ）３６を有し、
   この観測カメラの前方に分析器４０が設けられ、
   観測カメラに画像処理器４２が接続されることを
   特徴とする装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の漏れ検出装置
   であつて、観測カメラ３６と光源２６は狭い間隔
   をおいて互いに固定されていることを特徴とする
   装置。 １１ 特許請求の範囲第９項または第１０項記載
   の漏れ検出装置であつて、偏光器２８に対して光
   を阻止する位置に分析器４０が配置されることを
   特徴とする装置。 １２ 特許請求の範囲第６項〜第１１項のいずれ
   かに記載の漏れ検出装置であつて、光源２６は白
   色光源であることを特徴とする装置。 １３ 特許請求の範囲第９項〜第１２項のいずれ
   かに記載の漏れ検出装置であつて、画像処理器４
   ２は、所定のしきい値以下の放射強度を抑制する
   ためのしきい値回路５０を入力側に有することを
   特徴とする装置。 １４ 特許請求の範囲第９項〜第１３項のいずれ
   かに記載の漏れ検出装置であつて、画像処理装置
   は、前もつて格納されている基準強度分布パター
   ンと測定された強度分布を比較し、両方の強度パ
   ターンの間のずれが所定値をこえた時に異常信号
   を発生する比較回路５２，５４，５６を有するこ
   とを特徴とする装置。 １５ 特許請求の範囲第１０項〜第１４項のいず
   れかに記載の漏れ検出装置であつて、光源２６
   と、偏光器２８と、分析器４０と、観測カメラ３
   ６とは、ホツトセルの内部のコンピユータ制御可
   動機構３２の上に配置されることを特徴とする装
   置。 １６ 特許請求の範囲第１５項記載の漏れ検出装
   置であつて、観測カメラ３６の（シヤツタ又は絞
   り、焦点距離、鮮鋭さのような）光パラメータ
   と、偏光器２８の光を受ける向きと、分析器４０
   の光を受ける向きと、画像処理装置４２の動作パ
   ラメータとのうちの少なくとも１つは外部より制
   御可能であるとともに、観測カメラ３６と、偏光
   フイルタ２８と、分析器４０と、画像処理器４２
   との少なくとも１つは制御コンピユータ３４の制
   御出力端子へ制御入力側で接続されることを特徴
   とする装置。