JPH09318564A - 管状物の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 埋設（設置）された配管（管状物）または配
管の周囲を掘り起したりせずに（非破壊で）検査可能な
管状物の検査装置を提供する。 【解決手段】 放射線源１と該放射線源から発せられた
放射線の散乱線を検出する散乱線検出器４とを、管状物
１の内部に挿通配置可能に構成し、この構成物を管状物
に沿って走行させ、管状物およびその外周部の状態を画
像化させ、その状態を非破壊で判断可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状物の検査装置
に係り、特に管状物または管状物の外周部を非破壊で検
査する管状物の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に配線する電力ケーブル等のケーブ
ルは、コンクリート製のヒューム管（例えば、直径３０
ｃｍ）を埋設してその中に配設されるのが一般的であ
る。このヒューム管では数十ｍ毎にマンホールを設け、
ケーブルの出し入れやメンテナンス時に該マンホールか
ら作業員がアクセスする。

【０００３】ヒューム管は埋設時に土で埋められ、該ヒ
ューム管の周囲には土あるいは砂が充填されるが、時間
経過に伴ない前記土等が地下水などに流れ出し、ヒュー
ム管の周囲に空間が形成されることがある。この場合、
ヒューム管の下部側に空洞が形成されると、地盤の荷重
や地上を走行する車輌の荷重等によりヒューム管が破損
する恐れがある。従来、かかる空洞の検査の場合には土
を掘り起して検査を実施していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ヒューム管の検査の都度、土を掘り起していたのでは、
当該作業に要する費用や時間が膨大となり、場合によっ
ては検査のための掘り起しが不可能な場所もある。従っ
て、近年では埋設済みのヒューム管を検査する場合に、
効率よく非破壊で（埋設用の土を掘り起すことなく）、
検査を行う手段が求められるようになってきた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、埋設（設置）さ
れた配管（管状物）または配管の周囲を掘り起したりせ
ずに（非破壊で）検査可能な管状物の検査装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、管状物またはその外周部に
存在する物を被検体とする管状物の検査装置であって、
前記管状物の内部に配置する放射線源と、該放射線源か
ら発せられた放射線が前記被検体に当って生ずる散乱線
を検出する散乱線検出器と、該散乱線検出器の出力に基
づいて前記管状物またはその外周部の状態を画像化する
画像化手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、放射線源か
ら発せられた放射線は被検体に当って散乱線となり、散
乱線検出器はその散乱線を検出する。画像化手段は散乱
線検出器の出力に基づいて管状物またはその外周部の状
態を画像化する。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、前記放射線
源から発せられた放射線を所定方向に向う放射線ビーム
にする線源コリメータと、前記被検体に当って生じる前
記放射線ビームの散乱線が、所定方向から前記散乱線検
出器に入射するように導く検出器コリメータとを備えた
ことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、線源コリメ
ータは放射線源から発せられた放射線を所定方向に向う
放射線ビームにする。検出器コリメータは、被検体に当
って生じる放射線ビームの散乱線が所定方向から散乱線
検出器に入射するように導く。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、前記放射線
を所定方向に向う放射線ビームにする線源コリメータ
は、前記管状物の周方向へのファン状の放射線ビームに
する手段、または前記管状物の管軸方向へのファン状の
放射線ビームにする手段、またはコーン状の放射線ビー
ムにする手段、またはペンシル状の放射線ビームにする
手段、または円錐状の放射線ビームにする手段のいずれ
かであることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、線源コリメ
ータは、周方向へのファン状の放射線ビーム、または管
軸方向へのファン状の放射線ビーム、またはコーン状の
放射線ビーム、またはペンシル状の放射線ビーム、また
は円錐状の放射線ビームのいずれかの放射線ビームを形
成する。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、前記ペンシ
ル状にされた放射線ビームを、前記管状物の全周方向、
または一部周方向、または管軸方向、または円錐面に沿
った方向の、いずれかに走査するビーム走査手段を備え
たことを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、例えば図１
１に示すように、線源コリメータ５からはペンシル状放
射線ビーム２が配管６に向けて発せられ、ビーム走査手
段４０は線源コリメータ５を管軸を中心として回転させ
る。すると、ペンシル状放射線ビーム２は配管６の全周
に亘って照射する。また、Ｘ線管１と線源コリメータ５
とビーム走査手段４０とを含む装置を、配管６の管軸方
向に走査すれば、配管６の全長に亘ってペンシル状放射
線ビーム２を照射することができる。

【００１４】また、請求項５記載の発明は、前記ビーム
走査手段は前記ペンシル状にされた放射線ビームを前記
管状物の全周方向に走査する手段であり、前記散乱線検
出器を構成する有感部は前記管状物の内周に沿って配置
されたことを特徴とする。

【００１５】請求項５記載の発明によれば、例えば図１
４に示すように、線源コリメータ５はペンシル状放射線
ビーム２を発し、しかもビーム走行手段４０により線源
コリメータ５は管軸中心に回転されるので、ペンシル状
放射線ビーム２は配管６の全周を照射する。また、散乱
線検出器４の有感部を配管６の内周に沿って配置する。
このように構成すると、ペンシル状放射線ビーム２の散
乱線３が効率よく前記有感部に検出される。

【００１６】また、請求項６記載の発明は、前記線源コ
リメータはペンシル状または円錐状の放射線ビームにす
る手段であり、前記検出器コリメータは前記ペンシル状
または円錐状の放射線ビームが前記被検体に当って生ず
る散乱線を散乱深さごとにそれぞれ対応する検出器に入
射するようにする手段であることを特徴とする。また、
請求項７記載の発明は、前記線源コリメータはファン状
の放射線ビームにする手段であり、前記検出器コリメー
タは前記ファン状の放射線ビームが前記被検体に当って
生ずる散乱線を散乱位置および散乱深さごとにそれぞれ
対応する検出器に入射するようにする手段であることを
特徴とする。

【００１７】請求項６および請求項７記載の発明によれ
ば、例えば図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）に示すように、
線源コリメータ５を介してペンシル状または円錐状また
はファン状の放射線ビーム２が配管６を照射し、検出器
４はその散乱線３を検出する。この検出の際に、Ｘ線菅
１に近い検出器４は菅軸から見て近い位置の散乱線を検
出し、Ｘ線菅１に遠い検出器４は遠い位置からの散乱線
を検出する。

【００１８】また、請求項８記載の発明は、前記放射線
源および散乱線検出器を前記管状物内を走行する走行手
段に載置したことを特徴とする。また、請求項９記載の
発明は、前記走行手段を紐状物により前記管状物内を走
行するようにしたことを特徴とする。

【００１９】請求項８および請求項９記載の発明によれ
ば、例えば、図２３に示すように、放射線源（Ｘ線管）
１と散乱線検出器４とは走行手段（車輪５１等）に載置
され、紐状物（ワイヤ５２）により管状物（配管６）内
を走行する。

【００２０】また、請求項１０記載の発明は、前記走行
手段は前記管状物の内壁に力を加えその反作用により管
軸方向に走査するようにしたことを特徴とする。請求項
１０記載の発明によれば、例えば、図２４に示すよう
に、管状物６の内壁に車輪５１で力を加え、その反作用
により管軸方向に走行する。

【００２１】また、請求項１１記載の発明は、前記画像
化手段は前記管状物の管軸方向または管周方向を軸とす
る展開画像を作成し、表示する手段であることを特徴と
する。請求項１１記載の発明によれば、例えば、図２６
に示すように、画像化手段は管状物の管軸方向または管
周方向を軸とする展開画像を作成し、表示するので、一
目が管状物の状況を知ることができる。

【００２２】また、請求項１２記載の発明は、前記画像
化手段は、前記管状物の管軸方向の展開画像を折り返し
て表示する手段、または前記管状物の管軸方向の展開画
像を圧縮して表示する手段、または管軸と直交する方向
から見た画像を作成表示する手段、または前記管状物の
管軸方向の展開画像を管軸方向に投影（加算）した投影
画像を作成し表示する手段、または前記管状物の管軸方
向の展開画像を画像の圧縮表示とその一部の拡大表示と
を拡大位置を圧縮表示上に明示して一つの画面に表示す
る手段、または前記管状物の画像をしきい値で判定し領
域わけして表示する手段、または前記管状物の画像を三
次元表示する手段、または前記管状物の管軸と直交する
面あるいは管軸に沿った面での断面像を作成し表示する
手段のいずれかであることを特徴とする。

【００２３】請求項１２記載の発明によれば、例えば、
図２７〜図３４に示すように、管状物の管軸方向の展開
画像を折り返して表示し、または管軸方向の展開画像を
圧縮して表示し、または管軸と直交する方向から見た画
像を作成表示し、または管軸方向の展開画像を管軸方向
に投影（加算）した投影画像を作成表示し、または管軸
方向の展開画像を画像の圧縮表示とその一部の拡大表示
とを拡大位置を圧縮表示上に明示して一つの画面に表示
し、または画像をしきい値で判定し領域わけして表示
し、または画像を三次元表示する手段、または管軸と直
交する面あるいは管軸に沿った面での断面像を作成表示
する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態例
に基づいて説明する。

【００２５】（１）第１実施形態例 図１は本実施形態例の概念図であり、図２は制御系のブ
ロック図である。図１および図２に示すように、土壌８
の内部にはヒューム管（配管）６が地表に平行に埋設さ
れ、該ヒューム管６には所定間隔でマンホール７ａ，７
ｂが形成されている。

【００２６】ヒューム管６の内部には、細長いＸ線管１
等を備えた自力走行可能な走行装置１７が挿入されてい
る。該Ｘ線管１の下面側にはＸ線を制限してＸ線ビーム
２を形成するための線源コリメータ５が配置され、Ｘ線
管１の先端部側には散乱線３を検出する検出器４が配置
されている。ＳはＸ線源である。前記散乱線３は配管６
による散乱線と、外周部の土壌，水，空気等による散乱
線との少なくとも二種類がある。

【００２７】前述のＸ線管１，検出器４，線源コリメー
タ５は走行駆動用の車輪，モータ等を備えた走行装置１
７に搭載され、該走行装置１７は次に説明する検査車１
１から供給される電力を動力源としてヒューム管６内を
管軸方向に走行可能にされている。

【００２８】前記検査車１１は地上走行が可能であり、
Ｘ線管１を制御するＸ線制御装置１９と、走行装置１７
の走行を制御する走行制御装置１８と、後述の各種デー
タを処理するデータ処理装置１５と、該データ処理装置
１５の処理事項を表示する表示装置１６とが搭載されて
いる。前記検出器４はデータ収集装置１４を介してデー
タ処理装置１５に接続されている。

【００２９】前記Ｘ線管１等の走行装置１７への搭載機
器と、データ処理装置１５等の検査車１１への搭載機器
とは、ケーブルＣを介してそれぞれ接続されている。

【００３０】前述の散乱線の検出器４としては、図３
（Ａ），（Ｂ）、図４（Ａ），（Ｂ）に示すものが好適
である。図３（Ａ）に示した検出器４Ａは、遮光箱２１
の内面にシンチレータ２２を付着させ、該シンチレータ
２２のＸ線による発光をＰＭＴ（光電子増倍管）２３で
受けて散乱線を測定する。２４はソケットであり、２９
は空気である。図３（Ｂ）に示した検出器４Ｂは、シン
チレータ２６をＰＭＴ２３に光透過性のシリコンオイル
等により接合してなるものである。

【００３１】図４（Ａ）に示した検出器４Ｃは、シンチ
レータ２７をフォトダイオード２８に光透過性のシリコ
ンオイル等からなる接着剤２７ａを介してなるものであ
る。図４（Ｂ）に示した検出器４Ｄは、１〜１０気圧の
Ｘｅガス３０を容器３１に封じ込め、この中に２つの電
極３２，３３を設け、約１ｋＶの電圧をかけたものであ
る。

【００３２】以上の図３（Ａ），（Ｂ）、図４（Ａ），
（Ｂ）に示す検出器以外に、半導体放射線検出器やフォ
トカウンティング等の公知の検出器を用いてもよい。

【００３３】次に動作を説明する。図１において、ヒュ
ーム管６と土壌８の双方に空隙がある場合、又は土壌８
のみに空隙がある場合は、Ｘ線ビーム２はその空隙中の
水９や空気１０に入射し、透過しつつ吸収と散乱を受け
散乱線３が発生する。

【００３４】散乱線３はあらゆる方向に散乱され、吸収
と（再）散乱を受けつつ周囲の物体を透過して、或るも
のは検出器４に到達して検出される。このようにして検
出される散乱線３の強度は、ヒューム管６及び該ヒュー
ム管６の周囲の物体の状態（材質，密度等）により異な
る。即ち、散乱線強度または散乱線強度の変化を測定す
ることにより前記周囲物体の状態または周囲物体の状態
の変化を測定することができ、ヒューム管６及びその周
囲を検査することができる。

【００３５】図５は、本実施形態例の検査結果の一例を
示す図であり、ヒューム管６の管軸方向に走査したとき
の出力を表示装置１６に表示したものである。図５にお
いて、ヒューム管６の外側に土８が詰まっている場合
と、空気１０の空隙がある場合と、空隙があって水９が
詰まっている場合とに応じて、検出器４の出力が図示の
如く変化し、この出力に基づいてヒューム管６の外側の
状態を検査することができる。

【００３６】本実施形態例によれば、次の効果がある。 埋設された配管（ヒューム管）の周囲の状態を非破壊
（掘り起すことなく）で検査できる。 管の周囲の状態だけではなく、管そのものの破損も検
査できる。 管状物の検査装置を検査車１１に搭載しているので、
検査準備を迅速に行え、また現場への管状物の検査装置
の搬送をスピーディに行える。

【００３７】［変形例］本変形例は、管状物の検査装置
に、散乱線を受ける方向を限定（抑制）する検出器コリ
メータを追加した場合である。

【００３８】図６（Ａ）は、本変形例と比較のための
「検出器コリメータを備えない場合」であって、検出器
４は図中の斜線の部分全体からの散乱線３を検出する。
この検出器コリメータを備えない構成は、広い範囲の散
乱線３を検出するので、配管６及びその周囲の広い範囲
の物体を検査の対象とする場合に好適な構成である。

【００３９】図６（Ｂ）は、検出器４に検出器コリメー
タ１２を配置し、図中の斜線の部分で示す配管６の周囲
の物体だけからの散乱線３を検出する。この構成は、狭
い範囲の散乱線３を検出するので、配管６及びその近傍
周囲の物体だけを検査の対象とする場合に好適な構成で
ある。また、コリメータの開口部の配置によっては配管
６だけを検査対象とすることもできる。なお、本実施形
態例および変形例、更には以下の各実施形態例におい
て、放射線としてはＸ線に限らず、例えばγ線，中性子
線，電磁波等を用いてもよい。

【００４０】（２）第２実施形態例 本実施形態例は、配管６に挿通されるＸ線管の全周に亘
って線源コリメータを配設した場合である。ここに線源
コリメータとは、線源（Ｘ線管）から発せられるＸ線の
放射方向を限定して放射線ビームとするコリメータをい
う。

【００４１】図７は本実施形態例の構成図である。図７
に示すように、Ｘ線管１の周囲に全周方向に形成された
スリットを有する線源コリメータ５を配置し、この全周
スリットを介して配管内壁の全周方向にファン状のＸ線
ビーム２を放射させる。また、検出器コリメータ１２は
有底の筒状に形成され、その底側に検出器４を配置す
る。検出器コリメータ１２の散乱線収集部（開口部）に
散乱線３を導くように、配管６側に向けて配置する。

【００４２】次に動作を説明する。図７において、１組
の検出器コリメータ１２と検出器４とを考える。ファン
状のＸ線ビーム２が配管６およびその外周部の物体に当
って生ずる散乱線３のうち、管周方向の一部の散乱線３
が検出器コリメータ１２で限定されて検出器４に入射す
る。このような検出器コリメータ１２と検出器４との組
がＸ線管１の全周に亘って配置されているので（図７で
は８組）、配管６の全内周に渡って８組の分解能をもっ
て散乱線３を測定することができる。

【００４３】また、前述の構成の管状物の検査装置を管
軸方向に走査することにより（太い矢印で示す）、配管
６の全長に渡る測定を、８組の分解能をもって行うこと
ができる。この場合、管軸方向に各検出器４毎に均質な
バラツキの無い、画像を得ることができる。

【００４４】（３）第３実施形態例 図８は本実施形態例の構成図である。本実施形態例と第
２実施形態例との相違点は、第２実施形態例がＸ線管１
の全外周に線源コリメータ５を配置したのに対し、本実
施形態例はＸ線管１の近傍の一部（例えば、９０度）に
線源コリメータ５を配置した点である。

【００４５】このように構成すれば、配管６の周方向
（例えば９０度）に渡って配置された例えば５組の検出
器４の分解能をもって散乱線３を測定することができ
る。なお、前記第２実施形態例ではＸ線管は高価な全周
用のものを使用しなければならないが、本実施形態例で
は例えば９０度のファン状の放射線を発生する比較的安
価なものでよく、検出器４とコリメータ１２の数が少な
いので、検査装置を安価に構成することができる。ま
た、本実施形態例の検査装置は、例えば配管の下面側
（土砂等が水により流され、空間が形成され易い）を中
心に検査を行う場合に好適である。

【００４６】（４）第４実施形態例 図９は本実施形態例の構成図である。図９に示すよう
に、Ｘ線管１の近傍に管軸方向に形成されたスリットを
有する線源コリメータ５を設け、該線源コリメータ５を
介して配管６の管軸方向にファン状のＸ線ビーム２を放
射させる。

【００４７】また、検出器コリメータ１２を設けた検出
器４を配管６の管軸方向に多数配置して、散乱線３を管
軸方向に限定した状態で測定する。これにより管軸方向
の配管６及び配管周囲の状態を測定することができる。
更に、前述の構成の装置を管軸を中心として回転走査す
ることにより、配管６の内壁の全周に亘って測定するこ
とができる。この場合、検出器コリメータ１２は、ファ
ン状のＸ線ビーム２が当って生ずる散乱線３のうち管軸
方向の一部が１つの検出器に入射するように散乱線３を
限定するので、管軸方向に分解能をもって散乱線を測定
することができる。

【００４８】また、回転走査した場合には、配管６の周
方向に均質な画像を得ることができる。

【００４９】（５）第５実施形態例 図１０は本実施形態例の構成図である。図１０に示すよ
うに、Ｘ線管１はコーン状のＸ線ビーム２を放射する。
開口部としてピンホールを有する検出器コリメータ１２
は、該ピンホールにより散乱線３を散乱位置に対応した
検出器４に入射するように限っている。ここに、検出器
４は有感部が平面状に配置されている。

【００５０】このようにすれば、ピンホールを有する検
出器コリメータ１２により配管６の内面に沿って分解能
をもって散乱線を測定することができる。この場合、Ｘ
線管１を回転させることなく二次元画像を得ることがで
きる。

【００５１】（６）第６実施形態例 図１１（Ａ）は本実施形態例の構成図である。図１１
（Ａ）に示すように、Ｘ線管１の周囲にピンホールを設
けた線源コリメータ５を設け、ペンシル状のＸ線ビーム
２を放射させる。また、ビーム走行装置４０により線源
コリメータ５を円筒の軸中心に回転させ、配管６の全周
方向にＸ線ビーム２を走査する。

【００５２】また、全周のどの方向からの散乱線３も均
等に検出する検出器４を、Ｘ線管１の上方に設置する。
そして、ビーム走行装置４０により線源コリメータ５を
軸中心に回転させつつＸ線ビーム２の散乱線３を検出器
４で受け、全周方向の配管６及び配管周囲の状態を測定
する。この場合、回転速度を可変にしておくと、回転速
度が遅いときには精度を高くでき、速いときには検査速
度を大にすることができる。

【００５３】このビーム走査により、時間分解能をもっ
て測定することで、全周方向に分解能をもって散乱線３
を測定することができる。この場合、検出器４が１チャ
ンネルで済み、安価に均質性の画像を得ることができ
る。また、前記構成の管状物の検査装置を管軸方向に走
査することにより、配管６の全体の測定をすることがで
きる。

【００５４】［変形例］図１１（Ｂ）に示すように、Ｘ
線管１の周囲に直交方向に４カ所のピンホールを備えた
短円筒状の線源コリメータ５を配置する。また、Ｘ線管
１の斜め上方に複数の検出器４と検出器コリメータ１２
を配置し、周方向の受け持ち区間を各検出器に分割さ
せ、１つの検出器が常に１つのＸ線ビームによる散乱線
だけを受けるようにし分解能を保つ。このようにすれ
ば、検出効率が向上し、例えば図１１（Ａ）の場合に比
較し４倍の検出効率があり、配管検査をスピーディに行
うことができる。

【００５５】（７）第７実施形態例 図１２（Ａ）は本実施形態例の構成図である。図１２
（Ａ）に示すように、Ｘ線管１の近傍に直線状スリット
４１ａを備えた固定コリメータ４１を配置し、該固定コ
リメータ４１に平行に放射状スリット４２ａを設けた円
板からなる回転スリットコリメータ４２を配置する。該
回転スリットコリメータ４２をビーム走行装置４０によ
り回転させると、両スリット４１ａ，４２ａの交点４２
ｂを介して配管６の周方向に走査されるペンシル状のＸ
線ビーム２となる。

【００５６】また、固定コリメータ４１のやや下方に散
乱線の検出器４を設置する。これにより管周方向の配管
及び配管周囲の状態が測定することができる。更に、上
記構成を管軸方向に走査することで全体が測定すること
ができる。

【００５７】上記のビーム走査により、時間分解能をも
って測定することで周方向に分解能をもって散乱線を測
定することができる。また、検出器は１チャンネルでよ
いので、均質画像を安価に得ることができる。

【００５８】［変形例］図１２（Ｂ）はビームの走査方
式の変形例である。図１２（Ｂ）に示すように、Ｘ線管
１の近傍に螺旋スリットを有するコリメータ４３を配置
する。この螺旋スリットコリメータ４３は円筒に１８０
°の位相で２本の螺旋スリットを設けてなり、ビーム走
行装置４０によりその円筒軸を中心として回転させるこ
とにより、配管６の周方向に走査されるペンシル状のＸ
線ビーム２を得る。本変形例の効果は、図１２（Ａ）に
示した場合と同じである。

【００５９】（８）第８実施形態例 図１３（Ａ）は本実施形態例の構成図である。図１３
（Ａ）に示すように、Ｘ線管１の近傍であってその軸方
向に平行な直線状スリットを備えた固定コリメータ４１
を配置する。この固定コリメータ４１に対して放射状に
スリットを設けた円板からなる回転スリットコリメータ
４２を平行に配置する。

【００６０】この状態で、回転スリットコリメータ４２
をビーム走行装置４０により回転させると、配管６の軸
方向に走査されるペンシル状のＸ線ビーム２となる。そ
して、管軸方向に開いた開口部を有する散乱線の検出器
４を設置する。

【００６１】このように構成すれば、管軸方向の配管６
及び配管周囲の状態が測定でき、また前記構成の検査装
置を管軸に対して回転走査することにより配管６の全体
が測定することができる。

【００６２】上記のビーム走査により、時間分解能をも
って測定することで軸方向に分解能をもって散乱線を測
定することができる。また、Ｘ線管は全周タイプでなく
てもよく、検出器は１チャンネルでよいので、均質画像
を安価に得ることができる。

【００６３】［変形例］図１３（Ｂ）はビームの走査方
式の変形例である。図１３（Ｂ）に示すように、円筒に
１８０°の位相で２本の螺旋スリットを設けた螺旋スリ
ットコリメータ４３をビーム走行装置４０によりその円
筒軸に対して回転させることにより、配管６の軸方向に
走査されるペンシル状のＸ線ビーム２を得る。本変形例
の効果は図１３（Ａ）に示した場合と同じである。

【００６４】（９）第９実施形態例 図１４は本実施形態例の構成図である。本実施形態例
は、前記第６実施形態例（図１１参照）の検出器４の替
わりに、検出器の有感部を円筒形に構成した検出器４に
よりＸ線管１の上部側を覆うようにしたものである。

【００６５】ビーム走行装置４０を駆動することによ
り、時間分解能をもって測定することで、全周方向に分
解能をもって散乱線を測定することができる。このよう
に構成すれば、検出器４の有感部を配管壁とＸ線ビーム
２に近づけて設置できるので、測定効率が上がり、また
円筒形であるので全周方向に対して効率が均質であると
いう利点があり画質がよくなる。

【００６６】（１０）第１０実施形態例 図１５は本実施形態例の構成図である。図１５に示すよ
うに、Ｘ線管１からのＸ線は、円板にピンホールを設け
た回転ピンホールコリメータ４４と、それを回転させる
ビーム走行装置４０により円錐面に沿って走査されるペ
ンシル状のＸ線ビーム２となる。そして、前記円錐の軸
を中心軸とするリング状の構造である１チャンネルの検
出器４と、前記円錐に沿って開口部が形成された検出器
コリメータ１２を設ける。これにより円錐面に沿って配
管及び配管周囲の状態を測定することができる。

【００６７】前記構成を管軸方向に走査することで全長
の測定をすることができる。上記のビーム走査により、
時間分解能をもって測定することで全周方向に分解能を
もって散乱線を測定することができる。また、回転ピン
ホールコリメータ４４を小型に構成できるので、装置全
体を小型に構成できる。

【００６８】（１１）第１１実施形態例 図１６（Ａ）は本実施形態例の構成図である。本実施形
態例は配管６の外側の浅い位置および深い位置からの散
乱線を分けて受ける場合である。

【００６９】図１６（Ａ）に示すように、Ｘ線管１と、
ピンホールまたはピンホールよりやや大きめのホールを
形成した線源コリメータ５によりペンシル状または円錘
状のＸ線ビーム２が作られる。Ｘ線ビーム２の浅い位置
及び深い位置での散乱線をそれぞれ対応する検出器４に
入射させるように散乱線を限る検出器コリメータ１２と
検出器４を設ける。

【００７０】このようにすれば、一方向の配管及び配管
周囲の深さ方向（この場合は浅い位置と深い位置の２ケ
所）の状態を同時に測定することができる。また、前記
構成の検査装置を管軸方向への走査および管軸に対する
回転の走査を行なうことにより、配管の全長に亘っての
深さ方向の状態を測定できる。なお、深さ方向は２段階
ではなく、更に多段階に分けて測定してもよい。

【００７１】［変形例］図１６（Ｂ）はコリメータ１２
にピンホールを形成した場合である。このようにすれ
ば、ピンホールにより浅い位置の状態はコリメータ１２
の上方に配置された検出器４の有感部で検出され、深い
位置の状態は下方の有感部で検出される。

【００７２】図１６（Ｃ）は検出器４及びコリメータ１
２を管軸方向に配置した場合であり、図１６（Ｄ）はコ
リメータ１２にピンホールを形成した場合である。この
ようにしても浅い位置および深い位置の状態を検出でき
る。

【００７３】（１２）第１２実施形態例 図１７（Ａ）は本実施形態例の構成図である。本実施形
態例は前記図７に対応した場合であって、ファン状のＸ
線ビーム２を発生し、その深さ方向の異なる位置からの
散乱線を深さごとに対応して配置した検出器で測定する
場合である。

【００７４】このようにすれば、前述の第２実施形態例
の効果に加えて、深さ方向の状態（変化）を同時に測定
できる。なお、深さ方向は２段ではなく、多段にしても
よい。

【００７５】［変形例］図１７（Ｂ）および図１８に変
形例を示す。それぞれ前記第３実施形態例，第４実施形
態例に対応した場合であって、散乱深さごとの２組の検
出器を持たせたものである。

【００７６】このようにすれば、前述の第３，４実施形
態例の効果に加えて、深さ方向の状態（変化）を同時に
測定できる。

【００７７】（１３）第１３実施形態例 図１９（Ａ）は本実施形態例の構成図である。ペンシル
状のＸ線ビーム２をビーム走査するもので、ビームの深
さ方向の異なる位置からの散乱線を、深さごとに対応す
る検出器で測定する場合である。これは前記図１１に示
した実施形態例において、散乱深さごとに３個の検出器
を配置したものである。開口部としてリング状スリット
を備えた検出器コリメータ１２により、散乱深さごとの
散乱線はそれぞれの検出器に入射するようなされてい
る。前記第６実施形態例の効果に加えて、深さ方向の状
態（変化）の測定が可能である。

【００７８】［変形例］図１９（Ｂ），図２０（Ａ），
図２０（Ｂ），図２１（Ａ），図２１（Ｂ），図２２
（Ａ），図２２（Ｂ）にそれぞれ変形例を示す。これら
の変形例は、それぞれ図１１（Ｂ），図１２（Ａ），図
１２（Ｂ），図１３（Ａ），図１３（Ｂ），図１４，図
１５において、散乱深さごとの検出器を持たせたもので
ある。なお、各変形例において、深さ方向は何段階に分
けてもよい。

【００７９】（１４）第１４実施形態例 図２３は本実施形態例の構成図である。Ｘ線管１と検出
器４と図示しないコリメータとデータ収集装置とは一体
に形成され、上下に配置された車輪５１により支えられ
る。この一体形成物の管軸方向前，後はそれぞれワイヤ
５２に接続されている。ワイヤ５２ａ，５２ｂは、マン
ホール７ａ，７ｂの外側に配置された巻取機構５０ａ，
５０ｂに巻回可能にされている。

【００８０】次に動作を説明する。先ず、マンホール７
ｂ側より配管６内にワイヤ５２を挿通し、その先端をマ
ンホール７ａ側から取り出し、Ｘ線管１と検出器４の一
体構成物をコネクタ５３によりワイヤ５２に接続する。

【００８１】次いで、Ｘ線管１と検出器４を含む構成物
をマンホール７ａ側より配管６内に挿入する。この状態
で巻取機構５０ｂによりワイヤ５２を巻き取り、巻取機
構５０ａ側はフリクションかテンションをかけワイヤが
弛まないようにしながら、前記構成物を前（右）側へ走
査させる。また、逆に巻取機構５０ａでワイヤ５２を巻
き取り、巻取機構５０ｂ側でフリクションかテンション
をかけながら前記構成物を左側へ走査させる。

【００８２】このようにすれば、長い管でも曲った管で
も確実に走査でき、配管の全長に亘って画像を得ること
ができる。なお、ワイヤ５２により構成物を走査する方
式を本実施形態例では地中の配管６の場合を説明した
が、例えば建築物の配管にも適用できるし、各種プラン
トの配管にも適用可能である。

【００８３】［変形例］信号ケーブルや電力ケーブルや
Ｘ線のケーブルを、ワイヤ５２の代替品として使用する
こともできる。

【００８４】（１５）第１５実施形態例 図２４は本実施形態例の構成図である。図２４に示すよ
うに、Ｘ線管１と検出器４と、図示しないコリメータと
データ収集装置とは一体構成で車輪５１で支えられる。
これらの構成物の管軸方向の後端（左端）は屈曲自在の
レリーズワイヤ５４により接続されている。レリーズワ
イヤ５４はマンホール７ａで巻取機構５０に巻回されて
いる。レリーズワイヤ５４は、例えば弾性のある鋼材を
螺旋状に巻いて形成されている。５５はレリーズワイヤ
５４をガイドするガイド管である。

【００８５】動作を説明する。マンホール７ａ側から巻
取機構５０でレリーズワイヤ５４を巻き取るか、或いは
巻き戻すことによりＸ線管１と検出器４を含む構成物を
押し引きして前側（右側）或いは後側（左側）へ走査さ
せる。

【００８６】この走査方式によれば、配管６の片側から
だけのアクセスが可能であり、またレリーズワイヤ５４
を前記構成物の一端のみに接続するので、配管が細く、
Ｘ線管１も検出器４も小形である場合（重量が軽い場
合）に好適である。

【００８７】なお、前記第１４実施形態例と同様に、例
えば建築物の配管にも適用できるし、各種プラントの配
管にも適用可能である。また、レリーズワイヤは金属製
のワイヤロープでもよく、配管の傾斜が大きいか垂直の
場合は通常の麻やナイロン製のワイヤロープでもよい。

【００８８】（１６）第１６実施形態例 図２５は本実施形態例の構成図である。Ｘ線管１と検出
器４と、図示しないコリメータとデータ収集装置とは、
自力走行可能な走行装置５６と車輪５１により支えら
れ、走行装置５６は車輪５１を回転させて配管内を進
む。信号線，電力線，高圧線，走行装置用制御信号線等
からなるケーブル５７は、マンホール７ａにある巻取機
構５０により弛まないようにされる。

【００８９】このような構成であれば、配管の片側から
だけのアクセスが可能であり、走行装置５６によりやや
大型となるので、太い配管の場合に好適である。なお、
前進のみ走行装置５６で行ない、後進はケーブル（また
はワイヤ）を巻き取ることで行なってもよい。

【００９０】（１７）第１７実施形態例 図２６は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。横軸に配管の管軸方向長さをとり、縦軸に管周
方向長さをとる。検出器出力を輝度で表わし配管を展開
して表示するものである。このように表示すれば、検査
対象の配管の全体を視認性よく表示できる。なお、検出
器出力値は種々の数値変換（ＬＯＧ変換等）を行なって
もよく、前述の輝度の替わりに擬似カラー表示にしても
よい。また、縦軸の管周方向は全周ではなく、部分的な
ものでもよい。

【００９１】（１８）第１８実施形態例 図２７は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。図２７は前記図２６に示した表示が長い場合
に、その表示を管軸方向を折り返して（分割して）表示
するものである。なお、折り返しを適用する元画像とし
ては、次に説明する図２９，図３０，図３２，図３３に
示す画像でもよい。

【００９２】（１９）第１９実施形態例 図２８は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。前記図２６の表示を管軸方向に圧縮して表示す
るもので、配管が長いときに有効である。なお、圧縮を
適用する元画像として、次に説明する図２９，図３０，
図３２，図３３に示す画像でもよい。

【００９３】（２０）第２０実施形態例 図２９は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。管軸と直行する方向（図中の右側に示す）から
見た検出器出力を、輝度或いはカラーで表わした像を表
示する。例えば配管の回りの空洞等を手元の設計図面，
地図等と対応させて見ることができる利点があり、また
設計図や地図を検出器出力と同時に表示してもよい。

【００９４】（２１）第２１実施形態例 図３０は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。これは前記図２６と同じ表示の下に、管周方向
の検出器出力値を投影（加算）した値を輝度表示し、更
にその下にグラフ表示をしたものである。

【００９５】この表示は全体にデータのＳＮ比（シグナ
ル−ノイズ比）が悪いとき（例えば配管の厚さが厚くＸ
線透過が悪いような場合）に空間分解能を落して、その
代りＳＮ比を上げる効果がある。なお、グラフ表示を除
いた投影値のみの表示でもよく、また投影値を値に対応
したカラー表示にしてもよい。

【００９６】（２２）第２２実施形態例 図３１は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。これは前記図２８と同じ圧縮表示の下に、その
一部の拡大表示を行ったものである。マーカ表示６０で
指示した部分が拡大されている。

【００９７】マウス或いはキーボードでマーカ表示６０
を左右に移動させるとそれにつれ拡大像の範囲が変化す
る。このようにすれば、細かく観察したい部分を詳しく
見ることができ、その拡大部分と全体との位置関係がよ
く分かる。なお、前述の圧縮，拡大の表示を適用する元
画像は、図２９，図３０，図３２，図３３に示す画像で
もよい。

【００９８】（２３）第２３実施形態例 図３２は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。これは前記図２６が検出器出力の展開表示であ
るのに対し、検出器出力をしきい値により判定して水と
空気（及び土）の部分に分け、それぞれの部分を表示し
たものである。更に、それぞれの面積を求め合否判定ま
で行なうことも可能である。この合否判定は単に水等の
面積だけでなく、配管の下面側の空洞等がより重要な意
味をもつことに鑑み、下面側の面積にウエイトをおいて
行えばよい。このようにしきい値により区分し、その部
分を表示しているので、水，空気部等を一目ではっきり
認識することができる。また、客観的判定が行なえる等
の利点がある。

【００９９】なお、判定は水、空気等の判定でなくても
よい（例えば、配管の欠陥部を直接判定してもよい）。
このように状態別に判別させた画像の作成表示の元画像
としては、例えば図２７，２８，２９，３０，３１，３
３のような画像に対しても適用できる。

【０１００】また、元の検出器出力の表示（例えば、図
３１）に重ねて状態別表示（例えば、図３２のような表
示）をしてもよい。更に、欠陥部（例えば水部，空気
部，配管の欠陥部等）を点滅させて表示してもよい。

【０１０１】（２４）第２４実施形態例 図３３は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。配管の三次元ワイヤフレーム表示の上に検出器
出力値を立体的に表示したもので、更にその上に空気
部，水部を重ねて表示している。このように表示すれ
ば、空間的な構造を容易に把握できる。なお、表示は擬
似カラー表示でもよい。また、欠陥部（空気部，水部，
配管の欠陥部等）を点滅表示してもよい。更に、三次元
ワイヤフレーム上に欠陥部か検出器出力値のどちらかの
みを重ねて表示してもよい。また、三次元表示は陰影表
示等でもよい。

【０１０２】（２５）第２５実施形態例 図３４は本実施形態例の画像処理及び表示の例を示す図
である。管軸に垂直な断面と平行な断面を同一画面に表
示した場合である。互いに他方の断面の位置が表示され
ている。

【０１０３】このように表示すれば、散乱の深さ方向に
注目した表示ができる。なお、断面位置の表示をマウス
或いはキーボードを用いて移動させることにより、表示
する断面位置を変化させることができる。また、断面は
どちらか一方のみの表示でもよく、前記図２６〜３３の
他の表示と同時に表示してもよい。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように各請求項記載の発明
によれば、管状物の内部に放射線源を配置し、散乱線検
出器により放射線が被検体に当って生ずる散乱線を検出
し、画像化手段により散乱線検出器の出力に基づいて管
状物またはその外周部の状態を画像化し、また、線源コ
リメータにより放射線源から発せられた放射線を所定方
向に向わせる放射線ビームとし、検出器コリメータによ
り放射線ビームの散乱線が所定方向から散乱線検出器に
入射するように導き、また、線源コリメータは管状物の
周方向へのファン状，管状物の管軸方向へのファン状，
コーン状，ペンシル状，円錐状の放射線ビームにし、ま
た、各種放射線ビームを、管状物の全周方向，一部周方
向，管軸方向，円錐面に沿った方向に走査し、また、放
射線源および散乱線検出器を管状物内を走行する走行手
段に載置し、また、画像化手段は管状物の管軸方向また
は管周方向を軸とする展開画像を作成表示し、また、画
像化手段は、管状物の管軸方向の展開画像を折り返して
表示し、または管軸方向の展開画像を圧縮して表示し、
または管軸と直交する方向から見た画像を作成表示し、
または管状物の管軸方向の展開画像を管軸方向に投影
（加算）した投影画像を作成表示し、または管軸方向の
展開画像を画像の圧縮表示とその一部の拡大表示とを拡
大位置を圧縮表示上に明示して一つの画面に表示し、ま
たは画像をしきい値で判定し領域わけして表示し、また
は画像を三次元表示し、または管軸と直交する面あるい
は管軸に沿った面での断面像を作成表示しているので、
設置された管状物の内部およびその外周部に存在する異
常を、非破壊で一目で容易に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態例の構成図である。

【図２】同第１実施形態例の制御系のブロック図であ
る。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明の各実施形態例に使用
する散乱線の検出器の例を示す図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は本発明の各実施形態例に使用
する散乱線の検出器の別の例を示す図である。

【図５】同各実施形態例の管状物の検査装置により配管
およびその周辺の検査結果を示す図である。

【図６】同第１実施形態例において検出器の検査範囲を
説明する図であって、（Ａ）は検出器がコリメータを備
えていない場合の図、（Ｂ）はコリメータを備えた場合
の図である。

【図７】同第２実施形態例の構成図である。

【図８】同第３実施形態例の構成図である。

【図９】同第４実施形態例の構成図である。

【図１０】同第５実施形態例の構成図である。

【図１１】（Ａ）は同第６実施形態例の構成図、（Ｂ）
は同第６実施形態の変形例の構成図である。

【図１２】（Ａ）は同第７実施形態例の構成図、（Ｂ）
は同第７実施形態の変形例の構成図である。

【図１３】（Ａ）は同第８実施形態例の構成図、（Ｂ）
は同第８実施形態の変形例の構成図である。

【図１４】同第９実施形態例の構成図である。

【図１５】同第１０実施形態例の構成図である。

【図１６】（Ａ）は同第１１実施形態例の構成図、
（Ｂ）は同第１１実施形態例の変形例の構成図である。

【図１７】（Ａ）は同第１２実施形態例の構成図、
（Ｂ）は同第１２実施形態例の変形例の構成図である。

【図１８】同第１２実施形態例の別の変形例の構成図で
ある。

【図１９】（Ａ）は同第１３実施形態例の構成図、
（Ｂ）は同第１３実施形態例の変形例の構成図である。

【図２０】（Ａ）は同第１３実施形態例の別の変形例の
構成図、（Ｂ）は同第１３実施形態例の更に別の変形例
の構成図である。

【図２１】（Ａ）は同第１３実施形態例の別の変形例の
構成図、（Ｂ）は同第１３実施形態例の更に別の変形例
の構成図である。

【図２２】（Ａ）は同第１３実施形態例の別の変形例の
構成図、（Ｂ）は同第１３実施形態例の更に別の変形例
の構成図である。

【図２３】同第１４実施形態例の構成図である。

【図２４】同第１５実施形態例の構成図である。

【図２５】同第１６実施形態例の構成図である。

【図２６】同第１７実施形態例の作用説明図である。

【図２７】同第１８実施形態例の作用説明図である。

【図２８】同第１９実施形態例の作用説明図である。

【図２９】同第２０実施形態例の作用説明図である。

【図３０】同第２１実施形態例の作用説明図である。

【図３１】同第２２実施形態例の作用説明図である。

【図３２】同第２３実施形態例の作用説明図である。

【図３３】同第２４実施形態例の作用説明図である。

【図３４】同第２５実施形態例の作用説明図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管（放射線源） ２ Ｘ線ビーム ３ 散乱線 ４ 散乱線検出器 ５ 線源コリメータ ６ 配管（管状物） ７ マンホール ８ 土 ９ 水 １０ 空気 １１ 検査車 １２ 検出器コリメータ １６ 表示装置 ４０ ビーム走査機構 ４１ 固定コリメータ ４２ 回転スリットコリメータ ４３ 螺旋スリットコリメータ ４４ 回転ピンホールコリメータ ５１ 車輪 ５２ ワイヤ ５６ 走行装置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状物またはその外周部に存在する物を
   被検体とする管状物の検査装置であって、 前記管状物の内部に配置する放射線源と、 該放射線源から発せられた放射線が前記被検体に当って
   生ずる散乱線を検出する散乱線検出器と、 該散乱線検出器の出力に基づいて前記管状物またはその
   外周部の状態を画像化する画像化手段とを備えたことを
   特徴とする管状物の検査装置。
2. 【請求項２】 前記放射線源から発せられた放射線を所
   定方向に向う放射線ビームにする線源コリメータと、 前記被検体に当って生じる前記放射線ビームの散乱線
   が、所定方向から前記散乱線検出器に入射するように導
   く検出器コリメータとを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の管状物の検査装置。
3. 【請求項３】 前記放射線を所定方向に向う放射線ビー
   ムにする線源コリメータは、前記管状物の周方向へのフ
   ァン状の放射線ビームにする手段、または前記管状物の
   管軸方向へのファン状の放射線ビームにする手段、また
   はコーン状の放射線ビームにする手段、またはペンシル
   状の放射線ビームにする手段、または円錐状の放射線ビ
   ームにする手段のいずれかであることを特徴とする請求
   項２記載の管状物の検査装置。
4. 【請求項４】 前記ペンシル状にされた放射線ビーム
   を、前記管状物の全周方向、または一部周方向、または
   管軸方向、または円錐面に沿った方向の、いずれかの方
   向に走査するビーム走査手段を備えたことを特徴とする
   請求項３記載の管状物の検査装置。
5. 【請求項５】 前記ビーム走査手段は前記ペンシル状に
   された放射線ビームを前記管状物の全周方向に走査する
   手段であり、 前記散乱線検出器を構成する有感部は前記管状物の内周
   に沿って配置されたことを特徴とする請求項４記載の管
   状物の検査装置。
6. 【請求項６】 前記線源コリメータはペンシル状または
   円錐状の放射線ビームにする手段であり、 前記検出器コリメータは前記ペンシル状または円錐状の
   放射線ビームが前記被検体に当って生ずる散乱線を散乱
   深さごとにそれぞれ対応する検出器に入射するように導
   く手段であることを特徴とする請求項２記載の管状物の
   検査装置。
7. 【請求項７】 前記線源コリメータはファン状の放射線
   ビームにする手段であり、 前記検出器コリメータは前記ファン状の放射線ビームが
   前記被検体に当って生ずる散乱線を散乱位置および散乱
   深さごとにそれぞれ対応する検出器に入射するように導
   く手段であることを特徴とする請求項２記載の管状物の
   検査装置。
8. 【請求項８】 前記放射線源および散乱線検出器を前記
   管状物内を走行する走行手段に載置したことを特徴とす
   る請求項１記載の管状物の検査装置。
9. 【請求項９】 前記走行手段を紐状物により前記管状物
   内を走行するようにしたことを特徴とする請求項８記載
   の管状物の検査装置。
10. 【請求項１０】 前記走行手段を前記管状物の内壁に力
    を加えその反作用により管軸方向に走査するようにした
    ことを特徴とする請求項８記載の管状物の検査装置。
11. 【請求項１１】 前記画像化手段は前記管状物の管軸方
    向または管周方向を軸とする展開画像を作成し、表示す
    る手段であることを特徴とする請求項１記載の管状物の
    検査装置。
12. 【請求項１２】 前記画像化手段は、前記管状物の管軸
    方向の展開画像を折り返して表示する手段、または前記
    管状物の管軸方向の展開画像を圧縮して表示する手段、
    または管軸と直交する方向から見た画像を作成表示する
    手段、または前記管状物の管軸方向の展開画像を管軸方
    向に投影（加算）した投影画像を作成し表示する手段、
    または前記管状物の管軸方向の展開画像を画像の圧縮表
    示とその一部の拡大表示とを拡大位置を圧縮表示上に明
    示して一つの画面に表示する手段、または前記管状物の
    画像をしきい値で判定し領域わけして表示する手段、ま
    たは前記管状物の画像を三次元表示する手段、または前
    記管状物の管軸と直交する面あるいは管軸に沿った面で
    の断面像を作成し表示する手段のいずれかであることを
    特徴とする請求項１記載の管状物の検査装置。