JPS59129805A - γ線環境内点検用映像装置 - Google Patents

γ線環境内点検用映像装置

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Publication number
JPS59129805A
JPS59129805A JP58004176A JP417683A JPS59129805A JP S59129805 A JPS59129805 A JP S59129805A JP 58004176 A JP58004176 A JP 58004176A JP 417683 A JP417683 A JP 417683A JP S59129805 A JPS59129805 A JP S59129805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
camera
range
lens
inspection
Prior art date
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Pending
Application number
JP58004176A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitoshi Ito
嘉敏 伊藤
Takehiro Mizuno
水野 雄弘
Atomi Noguchi
野口 跡見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58004176A priority Critical patent/JPS59129805A/ja
Publication of JPS59129805A publication Critical patent/JPS59129805A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、γ線環境下における目視点検用映像装置の改
良に関するものである。
〔従来技術〕
原子炉やその他の多くの原子力設備は多くの各−装置や
機器類を結合した巨大なシステムとなっている。これら
の巨大なシステムの安全を確保するためには、システム
を構成する各種装置や機器類が確実にそれぞれの機能を
発揮するように保守点検をする事が不可欠である。
これらのシステムを構成する各種装置や機器類の一部は
システム的な必要性からγ線環境下に設置されるものが
ある。この様な装置や機器の保守・点検をおこなうため
にはγ線環境下への立入りが必要になる。しかし、r線
被ばくによる危険があるため、人間が近づく事はできな
い。
この様な場合、従来は工Tv(工業用テレビ)カメラ等
をr線々量率が比較的低い場所に配置し、遠方から観察
する事によって点検作業を実施していた。しかし、この
様な点検方法では、点検できる場所や範囲が限られ、装
置の裏側や、あるいは複雑な装置の場合にはその詳細を
点検する事ができなかった。
この様な欠点を除くために耐放射線ファイバースコープ
が開発され、点検対象物に接近して点検する事が可能に
なった。しかし、開発された耐放射線ファイバースコー
プの耐放射線性はまだ十分ではなく、1xlO’R/h
以上の線量率のγ線環境下ではファイバースコープを数
メートル以上の長さにして点検することは難しい。その
ため、このようなファイバースコープを用い点検であっ
ても、その点検範囲が狭いという欠点があった。
〔発明の目的〕
したがって、本発明の目的は、上述の様な従来の欠点分
解消し、数十メートルの範囲内の点検を可能とするγ線
環境下の点検用映像装置を提供する事にある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明においては、石英ガラ
ス製イメージガイドを用いたファイバスコープと赤外光
に感度を有するTV右カメラによってγ線環境内点検用
映像装置を構成したことを特徴としたものである。
かかる本発明の特徴的な構成によって、イメージガイド
を長尺化することが可能となシ、その結果、高γ線環境
下を非常に広い範囲に亘って点検することができるよう
になった。
実施例 以下、本発明を図によって詳細に述べる。
はじめに、本発明の原理について述べる。
ファイバースコープの基本的な構造は、第1図に示すよ
うに、イメージガイド責1.G)1の先端に対物レンズ
2を付け、後端に接眼レンズ3を付けたものである。
ファイバースコープで点検対象物を観察した場合、ファ
イバースコープを通して見える像の明るさは1.Glの
光の透過率で大きく左右される。
LGlはガラスファイバーを規則的に束ねた構造になっ
ており、その光の透過率は1.G 1を構成する各ガラ
スファイバーの透過率とほぼ同じである。
そこで、まず、γ線被ばく中のガラス7アイノく−の透
過率がどの様に変化するかを実験によって確認した。ガ
ラスファイバーはコアーに石英、クラッドにFビー1石
英を用いたもので、γ線々量率が5.4 X 10’ 
R/hOr線をガラス7アイノ(−に断続的に照射し、
ガラスファイバーの損失を測定した。
第2図にその測定結果を示す。第2図の結果から、ガラ
スファイバーの損失はγ線照射中は非常に大きくなシ、
照射を停止すると小さくなる事が分る。放射線環境下で
1.Gを使用する場合、1.Gはγ線を被ばくするため
、第2図のγ線を照射中の損失値によって1.Gの透過
率が定まる。
次に、γ線を照射した時に誘起されるガラスファイバー
の損失が光の波長によってどの様に異なるかを調べた。
その結果を第3図に示す。
第3図に示すように、γ線照射中に誘起される損失は可
視光領域では大きいが、波長が0.7μm以上の赤外光
ではその値が小さい事が明らかになった。
そこで、本発明は第3図に示す結果に基づいてなされた
もので、1.Gを用いてγ線環境下で点検をする場合、
点検に利用する光の波長を0.7μm以上の赤外光にし
、γ線被ばく中に生ずるファイバースコープの光透過率
の減衰を小さくする事によって1.Gの長さに対する制
約を緩和して長尺化を図り、点検装置として用いた時の
点検可能な範囲を大幅に広げるようにしたものである。
次に、本発明を実施例を参照して詳細忙説明する。まず
、本発明による映像装置の構成を第4図に示す。同図に
おいて、11は石英ガラス製で長さ93mのLGである
。12は耐放射線ガラスを用いた対物レンズ、13は同
じく耐放射線ガラスを用いた結合レンズ、14は波長が
0.4μm〜1.1μmの範囲にわたって感度を有する
Siビジコン撮像管を用いたITVカメラ、15はTV
モニタ、16は点検対象物、17は照明装置、18は明
るさを調整する調光装置である。
この映像装置が点検対象物16の像をTVモニタ15の
画面に映し出し、点検するという機能を発揮できるか否
かは対物レンズ12.1.Gll、結合レンズ13等に
よってITVカメラ14へ伝えられる点検対象物16の
光学像の照度がITVカメラ14の撮像管を動作させる
為に必要な値になっているか否かによって決まる。
そこで、光学系によって撮像管の光電面に結像される像
の照度について述べる。
、照明装置17によって照度Eoで照明された点検対象
物16の完全拡散反射率を特徴とする特許点検対象物1
6の輝度Boは次の様になる。
Bo=RoEo/π 対物レンズ12で1.G 11の先端端面へ結像する像
の照度E1は対物レンズ12の開口数をN−Aとすれば
、 El =Ro Eo N−A” となる。1.G 11の端面々積をS+ とすると、L
G 11の端面へ入射する光束L1はL1=EIX8+
=RoEoNA”Slとなる。1.G 11の透過率T
は1.G 11の損失をa (d b / K m )
 、長さをt(Km)とすれば、all T=IX10 1G で表わされる。1.G 11の端面の面積のうち、実際
に光を伝えるコア一部の面積の割合をηIとすると、1
.G11の後端面へ伝えられる光束L2は、L2 =R
oEoN−A”ηlX10”となる。1.G l 1の
後端面へ伝えられた光束は、さらに結合レンズ13によ
ITVカメラ14のSiビジコン撮像管の光電面へ伝え
られる。
1、G 11の後端面から射出する光束はすべて結合レ
ンズ13によってITVカメラ14のSiビジコン撮像
管の光電面へ伝えられる。Siビジコン撮像管の有効光
電面々積を82とすると、光電面へ結像される像の照度
E2は次の式で表わされる。
実際には1.G 11の端面の表面反射や、レンズ表面
での反射等による明るさの減衰がある。1.G11の端
面の反射率をR+I、レンズの反射による損失を透過率
で表わしてその値をThとすると、照度E2は次の様に
なる。
したがって、この映像系が機能を発揮するためには撮像
管の光電面へ結像される像の照度E2が撮像管を動作さ
せるために必要な照度E2′よシ大きい事が必要である
次に、この式に、実際に得られる次の数値を代入する。
Ro : 0.5 、 Eo : 2000 (tX)
 、ηx:0.6゜NA:0.2. Rs :0.03
.  TL : 0.9 。
S+ : 1.5’+a” (約1.5φ) 、 Ss
 : 30 rtrm (2/3インチ撮像管) 上記数値の代入によってE2は次の式で表わされる。
一仏 E2 =1.08 X 10  ” 撮像管を動作させる為の像の明るさをE2′とすると、 E2′≦E2 αt≦(0,032O32−2O’) X l O81
ビジコンを動作させる為の面照度E2′はo、 a t
 xであるのでこの値を上式に代入すると次の様になる
α/、<5.55 したがって、本発明の映像系を動作させるためには1.
G11の損失と長さの積が5.55よシ小さいか等しく
なければならない。
第3図に示す実験結果によれば、可視光領域0.4μm
〜0.7μmの範囲内の平均損失は約800d b/K
rnである。したがッテ、a=soo(ctb7Km 
)とするとその長さt(Km)は上式からt≦0.00
7 (Km)=7m となる。しかし、波長領域を0.7μm以上とすると、
1.G 11の光の平均損失は60 (db/Km)と
なる。したがって、その長さは t≦0.093 (Km)=93m となシ、可視光領域の光を用いる場合に比べ10倍以上
の長さにする事が可能になる。
以上、本発明の特徴点であるファイバースコープの長さ
について詳細に述べたが、次に、本発明の映像系として
の動作について説明する。
まず、調光装置18の調節により照明装置17の明るさ
を制御し、点検対象物16を2000tXで照明する。
点検対象物16は照明光を散乱反射し、その一部が対物
レンズ12に入射し、さらに、1、(J l 1の、i
iJ端而に面検対象物16の光学像を構成する。対物レ
ンズ12によって結像されたこの像の照度は点検対象物
16の散乱反射率を0.5、対物レンズ12の開口角N
−Aを0.2とすると40tXとなる。1.G11の端
面の面積SIを1.5m2とすると1.G 11の端面
へ入射する光束L+は L+=40(lX)Xl、5X10−’(m2)=60
X10’−’(tm) となる。
1、G 11の端面へ入射した光は1.G l 1の端
面の表面反射により一部減衰する。入射光のうち、表面
反射で失なわれる光束以外で実際に、1.G11で後端
部へ伝えられるためには、1.G11を構成するガラス
ファイバーのコア一部へ入射する事が必要である。1.
G11の面積に対するコア一部の面積の比率は0.6で
あるため、コア一部へ入射する光は1.G11の端面へ
入射する光束の60チとなる。
コア一部へ入射した光は1.G11内を後端面へ伝搬す
るがr線環境下で使用中は1.G 11がr線を被ばく
することにより誘起損失が生じている。
そのため、後端面へ伝搬中に吸収され、減衰する。
波長領域が赤外光では誘起損失が60 db/Km。
1、G 11の長さが93mであるため、赤外光が1、
G 11伝搬中に減衰する割合は、to   10  
=0.28 となる。
したがって、1.G11の先端面へ入射した光束60 
X 10−’/!、mのうち、1.G 11の後端面へ
到達する光束は、 60X10−6X0.6X0.28=lO,08X10
−’(tm)になる。
この光束はさらに、結合レンズ13によ、9 ITVカ
メラ14のSiビジコン撮像管の光電面へ伝えられる。
実際には、1.G11の端面での反射や各レンズ表面で
の反射があるので、これらによる減衰を考慮するとIT
Vカメラ14へ到達する光束・は 10.08X10”6X0.9X0.97=8.8X1
0−’tmとなる。
Siビジコン撮像管の光面面に結像する像の面積を30
+o+”とすると、その像の照度E2はE2=8.8X
 10−’ (zm) / 30X 10−’ (m2
)=o、a(zx) となる。この値は、Siビジコン撮像管を動作させ得る
明るさを備えている。
対物レンズ12により 1.G 11の先端面へ入射さ
れる光の波長は0.4μmから1.2μm以上の範囲に
わたるが、可視光は1.G11によってほとんど吸収さ
れ、0.7μmから1.1μm以上の波長領域の赤外光
がSiビジコン撮像管の光電面に到達する。
一方、Siビジコン撮像管は可視光から1.1μmの範
囲で感度を有するため、光電面へ到達する光の波長が赤
外光でもITVカメラとして動作する事ができる。した
がって、この像はITVカメラ14によって電気信号に
変換され、TVモニタ15に画像として映し出される。
1、G 11の長さが93m以上の場合や利用する光の
波長が0.7μmよシ短かい可視光の場合は、1、G 
11を伝搬中にガラスファイバに吸収される割合が大き
くなり、1.G11による減衰が0,28よシ大きくな
るため、Siビジコン撮像管の光電面で結合レンズ14
によシ結像される像の明るさは0.:M、Xよシ小さく
なシ、I’l’Vカメラ14を十分に動作させることが
できなくなる。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく、本発明による点検用映像装置では
使用する1、Gの長さを93mと長尺にする事ができ、
高γ線々量率の環境下を非常に広い範囲にわたシ点検す
る事が可能となる。
また、■、Gの長さが十分に長いため点検の自由度が増
すといった利点があシ、さらにITVカメラを放射線線
量率が十分に低い場所に設置しても放射線々量率の高い
範囲を十分に点検する事ができる。そのため、■TVカ
メラがr線被ばくにより故障する事を防止でき、映像系
全体としての耐放射線性をさらに高める事ができる。
また、1.Gは一般的に細く、軽量であるため、その先
端を点検箇所へ誘導するための機構装置も簡略化でき、
また、狭い間げきの内部など他の手段では点検ができな
い場所の点検も可能になるなどの利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図はファイバースコープの基本的な構成図、第2図
は本発明の詳細な説明するための、石英ガラスファイバ
のγ線照射の断続による誘起損失の変化を示すグラフ、
第3図は本発明の詳細な説明するための、石英ガラスフ
ァイバのγ線照射による誘起損失の波長依存性を示すグ
ラフ、第4図は本発明によるγ線環境下で使用する点検
用映像装置の基本構成図である。 1.11・・・イメージガイド、2.12・・・対物レ
ンズ、3.13・−・結合レンズ、14・・・■Tvカ
メラ、15・・・TVモニタ、16・・・点検対象物、
17・・・照明装置、18・・・調光装置。 第 1n ■ 3 図 罵 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、石英ガラス製イメージガイドを用いたファイバース
    コープと、赤外光に感度を有するTVカメラ、とを備え
    てなることを特徴とするγ線環境内点検用映像装置。 2、上記赤外光の波長が少なくとも0.7μmであるこ
    とを特徴とする第1項のr線環境内点検用映像装置。
JP58004176A 1983-01-17 1983-01-17 γ線環境内点検用映像装置 Pending JPS59129805A (ja)

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JP58004176A JPS59129805A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 γ線環境内点検用映像装置

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JP58004176A JPS59129805A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 γ線環境内点検用映像装置

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JPS59129805A true JPS59129805A (ja) 1984-07-26

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ID=11577400

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JP58004176A Pending JPS59129805A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 γ線環境内点検用映像装置

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Cited By (3)

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