不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法
【課題】不透明液体内における被測定物を効率的に、且つ迅速に検査することができる不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法を提供する。
【解決手段】不透明液体内検査装置１は、上下方向に延びる軸線Ｐに沿って不透明液体内に挿入される支持棒１１と、支持棒１１に接続されて延在するセンサユニット３１と、センサユニット３１を軸線Ｐに沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部２１とを備え、センサユニット３１が、センサユニット３１の延在方向Ｘにわたって配置されて、延在方向Ｘに交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部１３１を有することを特徴とする。
【解決手段】不透明液体内検査装置１は、上下方向に延びる軸線Ｐに沿って不透明液体内に挿入される支持棒１１と、支持棒１１に接続されて延在するセンサユニット３１と、センサユニット３１を軸線Ｐに沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部２１とを備え、センサユニット３１が、センサユニット３１の延在方向Ｘにわたって配置されて、延在方向Ｘに交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部１３１を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高速増殖炉では、高速中性子を減速させないために加熱溶融した金属ナトリウムを冷却材として使用する。ここで、該金属ナトリウムは不透明の液体状態で収容されているため、該金属ナトリウム中に存在する対象物を探索するには可視光により観察することが不可能である。
【０００３】
そこで、対象物を探索する際に、圧電素子を取り付けた炉内構造検査装置（下記特許文献１参照）を利用する場合がある。該装置は、圧電素子に電流を流すことにより圧電素子を超音波振動させて、超音波の反射波の到達時間により対象物の位置を特定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電素子を用いた炉内構造検査装置では、圧電素子では広範囲の検査に適していないため、非常に限られた矮小領域になってしまうという問題点があった。また、該問題点を解消するために、圧電素子を増やす方策が考えられるが、圧電素子を増やすとコスト高になってしまうという問題が生じる。また、炉内には狭小な箇所が多々存在するため、このような箇所も探索することができる炉内構造検査装置を実現することが好ましい。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、不透明液体内における被測定物を確実に、かつ、広範囲にわたって検査することができる不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る不透明液体内検査装置は、上下方向に延びる軸線に沿って不透明液体内に挿入される支持棒と、該支持棒に接続されて延在するセンサユニットと、該センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部とを備え、
前記センサユニットが、該センサユニットの延在方向にわたって配置されて、該延在方向に交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部を有することを特徴とする。
【０００８】
このような不透明液体内検査装置では、被測定物を検査する場合、不透明液体内においてセンサユニットを旋回軸回りに回転させることでセンサユニットを旋回させる。これによって、旋回軸を中心とした円形の領域にわたってセンサ部を走査させることができる。したがって、センサユニット自体をコンパクトに構成しながらもセンサ部によって広範囲にわたって被測定物を検知することができる。
【０００９】
」
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒に対して垂直に該支持棒の半径方向に延在するとともに、前記センサ部が、前記センサユニットの下方に位置する被測定物を検知することを特徴とする。
【００１０】
これによって、センサユニットの下方の被測定物を広範囲にわたって確実に検知することができる。
【００１１】
」
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒の半径方向に延在するに従って上方又は下方に向かって延びるように傾斜しており、前記センサ部が、前記支持棒の延在方向に直交する前記センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知するものであってもよい。
【００１２】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知することができる。したがって、特にセンサユニットの径方向外側の領域における被測定物を広範囲にわたって検知することができる。
【００１３】
このような不透明液体内検査装置では、前記センサユニットが、前記支持棒に平行に延在しており、前記センサ部が、前記支持棒の径方向外側に位置する被測定部を検知することを特徴とする。
【００１４】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットの側方の被測定物を広範囲にわたって確実に検知することができる。
【００１５】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒に直交する回転軸を介して該回転軸回りに回動可能に接続されているものであってもよい。
【００１６】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットを回動させることのより、センサ部による被測定物の検出可能領域を任意に変更することができる。
【００１７】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、該センサユニットの延在方向に伸縮可能とされているものであってもよい。
【００１８】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットを収縮させることにより不透明液体内のより狭小な箇所に該センサユニットを到達させることができる一方、センサユニットを伸張させることで広範囲にわたって被測定物を検知することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒にリンク機構を介して接続されていてもよい。
【００２０】
このような不透明液体内検査装置では、リンク機構を稼働させることにより、確実に伸縮でき、広範囲にわたって被測定物を検知することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサ部が、前記延在方向に直交する方向に向けて超音波を発振する送信センサと、前記被測定物からの前記超音波の反射波を受信する受信センサとを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような不透明液体内検査装置では、センサ部の送信センサは超音波を発振するため、迅速に検査することができる。また、センサ中の受信センサは反射波を受信することができるため、不透明液体内の被測定物を確実に検知することができる。
【００２３】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記受信センサは、前記反射波によるダイヤフラムの振動を、光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出することを備えることを特徴とする。
【００２４】
このような不透明液体内検査装置では、受信センサは光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出するため、解像度良く検出することができる。よって、不透明液体内の被測定物を効率的に、且つ迅速に検知することができる。
【００２５】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記送信センサは、前記支持棒の半径方向に向かうに従って該半径方向に直交する方向両側に順次交互に複数が配列されていることを特徴とする。
【００２６】
このような不透明液体内検査装置では、センサ部の単位面積当たりの送信センサの数を多く設けることにより多くの超音波を発振させることができるため、不透明液体内の被測定物をより迅速に、且つより効率的に検知することができる。
【００２７】
また、本発明に係る不透明液体内検査方法は、不透明液体内検査装置を用いて、前記不透明液体内に存在する前記被測定物を検査する不透明液体内検査方法であって、前記不透明液体内に前記不透明液体内検査装置を挿入する挿入工程と、前記センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転工程と、前記センサ部により前記被測定物を検知する検知工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
このような不透明液体内検査方法では、センサユニット自体をコンパクトに構成しながらもセンサ部によって広範囲にわたって被測定物を検知することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法によれば、センサユニット自体をコンパクトな構成とした場合であっても、該センサユニットを回転させることで広範囲にわたって被測定物を検知することができる。これによって、不透明液体内における被測定物を確実に、かつ、広範囲にわたって検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】原子炉内で本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置を用いて検査する様子を示した縦断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図３】（ａ）第一実施形態に係る不透明液体内検査装置の図２のＡ矢視図、（ｂ）第二実施形態に係る不透明液体内検査装置の図２のＡ矢視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置のセンサユニットの構成を説明する図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置を用いた不透明液体内検査方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置のセンサユニットの軌道を示した図である。
【図７】（ａ）本発明の第三実施形態に係る不透明液体内検査装置、（ｂ）本発明の第四実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図９】本発明の第六実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１０】本発明の第七実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１１】本発明の第八実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１２】本発明の第八実施形態の変形例に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１３】本発明の第九実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置１について説明する。図１は、原子炉内の原子炉容器Ｃの内部において不透明液体内検査装置１を用いて、被測定物Ｑを検査する様子を示した図である。
【００３２】
図１に示すように、原子炉容器Ｃは、原子炉容器Ｃの内側に設けられた上部支持円盤Ｄと、上部支持円盤Ｄの中央部に形成された中央孔Ｄ１に上下方向に挿入配置され燃料を収容する炉心Ｅと、原子炉容器Ｃの内面から内方に向かうに従って上方に延在するように設けられるとともに炉心Ｅを支持する下部支持脚部Ｆとを備える。さらに、原子炉容器Ｃは、上部支持円盤Ｄの中央孔Ｄ１の外縁部に形成された複数の外縁孔Ｄ２、Ｄ３にそれぞれ上下方向に挿入された炉内中継ラックＲ１及び炉内ラックＲ２を備える。ここで、本実施形態に係る不透明液体内検査装置１は、炉内中継ラックＲ１の上方から挿入されている。また、炉内中継ラックＲ１には、液体状の不透明なナトリウムＮが満たされている。
【００３３】
まず、不透明液体内検査装置１の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、不透明液体内検査装置１は、上下方向に延びる軸線Ｐに沿って炉内中継ラックＲ１（図１参照）に挿入される支持棒１１と、該支持棒１１に接続されたセンサユニット３１と、該センサユニット３１を軸線Ｐに沿う旋回軸（不図示）回りに回転させる回転駆動部２１とを備える。本実施形態では、軸線Ｐと旋回軸とが一致している。
ここで、支持棒１１の軸線Ｐに沿う方向を軸線方向Ｚと、支持棒１１の下端よりセンサユニット３１が延在する方向を延在方向Ｘと称する。
【００３４】
支持棒１１は、軸線方向Ｚに沿って、即ち、上下方向に延在するとともに該上下方向に直交する断面形状が例えば円状をなす棒状の部材である。この支持棒１１は、例えば図示しない軸受や支持機構によって支持されることにより、軸線方向Ｚとの平行が維持されつつ軸線Ｐ回りに回転可能とされている。
なお、本実施形態では、支持棒１１の中心軸線と、軸線Ｐと、旋回軸とが一致している。
【００３５】
回転駆動部２１は、支持棒１１の上端に接続されたモータ等の回転動力源であって、当該モータが回転することによって支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転駆動させるように構成されている。
【００３６】
センサユニット３１は、支持棒１１の下端から軸線Ｐの半径方向に延在するように設けられている。ここで、このセンサユニット３１の延在方向Ｘは、支持棒１１の半径方向に一致する方向、即ち、支持棒１１に垂直となる方向とされている。また、センサユニット３１の下方を向く外面には、延在方向Ｘにわたって配置されるとともに下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照）を検知するセンサ部１３１を備える。
【００３７】
センサ部１３１は、図３（ａ）及び図４に示すように、下方に向けて超音波１３５を発振する送信センサ１３２と、被測定物Ｑからの超音波１３５の反射波によるダイヤフラム１３６の振動を光ファイバ１３７によって検出する受信センサ１３３とを備える。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、送信センサ１３２は、センサユニット３１の下面に複数設けられるとともに、センサユニット３１の延在方向Ｘに沿って一直線上に互いに間隙をあけて配置されている。また、受信センサ１３３は、センサユニット３１の下面における送信センサ１３２を除く領域全域に複数が配列されている。即ち、センサユニット３１の下面は、送信センサ１３２と受信センサ１３３とによってその全域が占められている。
図４に示すように、受信センサ１３３は、センサユニット３１の下面に複数設けられたダイヤフラム１３６と、センサユニット３１の内方に複数配された光ファイバ１３７とを備える。
ダイヤフラム１３６は、センサユニット３１の下面に設けられた送信センサ１３２の間隙を埋めるように多数配置されている。
光ファイバ１３７は、透明な繊維状の部材であり、一端をダイヤフラム１３６側に向けるとともに、当該一端をダイヤフラム１３６との間に間隙Ｉをあけてセンサユニット３１の内方に配置されている。
【００３９】
次に、上述の不透明液体内検査装置１を用いた不透明液体内検査方法について説明する。
図５に示すように、不透明液体内検査方法は、炉内中継ラックＲ１に不透明液体内検査装置１を挿入する挿入工程Ｓ０１と、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させる回転工程Ｓ０２と、センサ部１３１により被測定物Ｑを検知する検知工程Ｓ０３とを備える。
まず、挿入工程Ｓ０１においては、図１に示すように、炉内中継ラックＲ１に不透明液体内検査装置１をセンサユニット３１を下方に向けて挿入する。
【００４０】
次に、回転工程Ｓ０２においては、図２に示すように、回転駆動部２１を駆動させて、支持棒１１及び支持棒１１に設けられたセンサユニット３１を軸線Ｐ回りに回転させる。ここで、支持棒１１を３６０度回転させた場合における支持棒１１及びセンサユニット３１の軌道Ｈを図６に示す。図６に示すように、軌道Ｈは、平面視して支持棒１１の中央Ｏを中心とし、中央Ｏからセンサユニット３１の支持棒１１側と反対の端部までの距離を半径とする円形状をなしている。
【００４１】
次に、作業者は検知工程Ｓ０３において、図４に示すように、送信センサ１３２が、圧電素子から構成される超音波１３５を発振する。ここで、超音波１３５が被測定物Ｑに入射すると、被測定物Ｑから反射波である超音波１３５が生じる。そして、反射波（超音波１３５）がダイヤフラム１３６に入射すると、ダイヤフラム１３６は振動するとともにレーザ光１３８を光ファイバ１３７に対して出射する。この状態で、光ファイバ１３７は、ダイヤフラム１３６から入射するレーザ光１３８と、送信センサ１３２から出射する超音波１３５との時間差により、被測定物Ｑの位置を特定することができる。
ここで、検知工程Ｓ０３と回転工程Ｓ０２とは、同時に実行することが好ましい。
なお、複数設けられた送信センサ１３２は、それぞれ同時に超音波１３５を発振することができる。
【００４２】
このように構成された不透明液体内検査装置１及び不透明液体内検査装置１を用いた不透明液体内検査方法では、炉内中継ラックＲ１に挿入された支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることで、センサユニット３１を旋回させることができる。これによって、中央Ｏを中心とした円形の軌道Ｈにわたり、センサ部１３１によって超音波１３５の送受信をすることができる。したがって、センサユニット３１は支持棒１１、回転駆動部２１及びセンサユニット３１からなるコンパクトな構成でありながら、センサ部１３１によって確実に、かつ、広範囲にわたって下方の被測定物Ｑを検知することができる。
また、送信センサ１３２は超音波１３５を発振するため、迅速に被測定物Ｑを検知することができる。さらに、受信センサ１３３は光ファイバ１３７を介して伝送されるレーザ光１３８によって検出するため、解像度良く、効率的に検出することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、センサユニット３１は、支持棒１１の下端より一の半径方向に延在している。しかし、延在する方向は半径方向には限られず、例えば直径方向に延在してもよい（不図示）。
この構成では、センサ部１３１がより広範囲にわたって配置されることとなり、より広範囲にわたって被測定物Ｑを検知することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、センサ部１３１は、センサユニット３１の下面に設けられている。しかし、センサ部１３１の設けられる位置は下面に限られず、例えばセンサユニット３１の上面であってもよい（不図示）。
この構成では、センサユニット３１の上方に位置する被測定物Ｑを検知することができる。
【００４５】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｓについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
第一実施形態では、送信センサ１３２はセンサユニット３１の下面において、延在方向Ｘに沿って一直線状に配置されている。一方、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、送信センサ１３２Ｓはセンサユニット３１Ｓの下面において、半径方向である延在方向Ｘに向かうに従って該延在方向に直交する方向Ｙの両側に順次交互に複数配列されている。
【００４７】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｓでは、センサ部１３１Ｓの単位面積当たりの送信センサ１３２Ｓの数を多く設けることにより多くの超音波１３５を発振させることができる。したがって、炉内中継ラックＲ１内の被測定物Ｑをより迅速に、かつ、より効率的に検知することができる。
【００４８】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｔについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に垂直となる方向に設けられている。一方、本実施形態においては、図７（ａ）に示すように、センサユニット３１Ｔは、支持棒１１の半径方向に延在するに従って上方に向かって延びるように斜め上方に傾斜して設けられている。なお、センサユニット３１Ｔを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５０】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｔでは、センサユニット３１Ｔが支持棒１１に対して任意の角度で上向きに設けられていても、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転することにより、センサユニット３１Ｔの径方向外側に位置する被測定物Ｑを広範囲にわたって、かつ、確実に検知することができる。
【００５１】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｕについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に垂直となる方向に設けられている。一方、本実施形態においては、図７（ｂ）に示すように、センサユニット３１Ｕは、支持棒１１の半径方向に延在するに従って下方に向かって延びるように斜め下方に傾斜して設けられている。なお、センサユニット３１Ｕを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５３】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｕでは、センサユニット３１Ｕが支持棒１１に対して任意の角度で下向きに設けられていても、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転することにより、センサユニット３１Ｕの径方向外側に位置する被測定物Ｑを広範囲にわたって、かつ、確実に検知することができる。
【００５４】
（第五実施形態）
以下、本発明の第五実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｖについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に固定して設けられている。一方、本実施形態においては、図８に示すように、センサユニット３１Ｖは、支持棒１１の下端に設けられたヒンジ部１３８Ｖを介して取り付けられている。
ヒンジ部１３８Ｖは、支持棒１１及びセンサユニット３１Ｖの延在する方向に直交する方向である図８の紙面に直交する方向に向かう回転軸（不図示）を中心に、アクチュエーター（不図示）等によりセンサユニット３１Ｖを回動可能としている。なお、センサユニット３１Ｖを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５６】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｖでは、センサユニット３１Ｖを回動させるとともに、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることにより、センサ部１３１による被測定物Ｑの検出可能領域を任意に変更することができる。
【００５７】
（第六実施形態）
以下、本発明の第六実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｊについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
第一実施形態では、センサユニット３１は一定の大きさで形成されている。一方、本実施形態においては、図９に示すように、センサユニット３１Ｊが支持棒１１Ｊの下端から延在方向Ｘに伸縮可能に構成されている。
【００５９】
センサユニット３１Ｊは、支持棒１１Ｊにリンク機構４１Ｊを介して、延在方向Ｘに伸縮可能に接続されている。
リンク機構４１Ｊは、支持棒１１Ｊにおいて軸線方向Ｚに沿って設けられた第一溝部１４１Ｊと、支持棒１１Ｊと平行に該支持棒１１Ｊと半径方向に離間して設けられた軸部１４２Ｊと、該軸部１４２Ｊにおいて軸線方向Ｚに沿って設けられた第二溝部１４３Ｊとを備える。さらに、リンク機構４１Ｊは、第一溝部１４１Ｊに一端１５１Ｊが挿入されるとともに他端１５２Ｊが軸部１４２Ｊの下端に固定された第一アーム部１４６Ｊと、第二溝部１４３Ｊに一端１５３Ｊが挿入されるとともに他端１５４Ｊが支持棒１１Ｊの下端に固定された第二アーム部１４７Ｊと、第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊとを接合する接合部１４８Ｊとを備える。
第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊは同一の長さで構成されている。第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊとは接合部１４８Ｊで互いに交差して組み付けられている。
リンク機構４１Ｊでは、図示しない制御部からの指令により、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊ又は第二アーム部１４７Ｊの一端１５３Ｊが第一溝部１４１Ｊ又は第二溝部１４３Ｊを上下方向に移動する。ここで、例えば、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊを上方に移動させれば、第二アーム部１４７Ｊの他端１５２Ｊも上方に移動し、これにともないセンサユニット３１Ｊは支持棒１１Ｊに対して延在方向Ｘのうち支持棒１１に近づく方向に沿って移動する。すなわち、センサユニット３１Ｊは延在方向Ｘのうち支持棒１１に近づく方向に向かって収縮する。第二アーム部１４７Ｊを上方に移動させた場合も同様である。
一方、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊを下方に移動させれば、第二アーム部１４７Ｊの一端１５３Ｊも下方に移動し、これにともないセンサユニット３１Ｊは支持棒１１Ｊに対して延在方向Ｘのうち支持棒１１から離れる方向に沿って移動する。すなわち、センサユニット３１Ｊは延在方向Ｘのうち支持棒１１から離れる方向に向かって伸長する。第二アーム部１４７Ｊを下方に移動させた場合も同様である。
また、軸部１４２Ｊの下端には図示しないヒンジ部が設けられている。該ヒンジ部は、軸線方向Ｚに平行な軸、すなわち沿う軸（不図示）を中心にセンサユニット３１Ｊを回動可能としている。よって、センサユニット３１Ｊは、ヒンジ部を中心として３６０度回転可能である。
【００６０】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｊでは、リンク機構４１Ｊを稼働させて、センサユニット３１Ｊを支持棒１１Ｊから任意の距離を離隔して設置するとともに、センサユニット３１Ｊをヒンジ部を中心として旋回させることにより、非常に広範囲にわたって被測定物Ｑを検知することができる。
また、センサユニット３１Ｊを収縮させることにより炉内中継ラックＲ１内のより極小な箇所等に該センサユニット３１Ｊを到達させることができる。また、支持棒１１Ｊを挿入できる箇所が限られた場所しかない場合に、該限られた場所に支持棒１１Ｊを挿入し、センサユニット３１Ｊを伸長させれば、センサユニット３１Ｊにより被測定物Ｑの検知が確実に可能である。よって、挿入箇所が制限された条件下では、本実施形態は特に効果的である。
【００６１】
なお、上述のリンク機構４１Ｊは一例であり、センサユニット３１Ｊが支持棒１１Ｊに対して伸縮可能な構成であれば適宜選択可能である。
また、上述のヒンジ部の構成は一例であり、センサユニット３１Ｊが軸部１４２Ｊを中心として３６０度回転可能であれば適宜選択可能である。
【００６２】
（第七実施形態）
以下、本発明の第七実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｗついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
第一実施形態では、センサユニット３１は一定の大きさで形成されている。一方、本実施形態においては、図１０に示すように、センサユニット３１Ｗが支持棒１１の下端から延在方向Ｘに伸縮可能に構成されている。
【００６４】
伸縮可能な構成としては、センサユニット３１Ｗの一側面において延在方向Ｘに設けられたレールに沿って伸縮可能な構成（不図示）が挙げられる。
また、センサユニット３１Ｗが筒状に形成され、該センサユニット３１Ｗの支持棒１１側と反対側の端部に、該センサユニット３１Ｗを縮径させた第二のセンサユニットが挿入配置されるとともに、該第二のセンサユニットを伸縮させる伸縮起動部を備える構成（不図示）が挙げられる。
なお、上記の伸縮可能な構成は一例であり、適宜選択可能である。
【００６５】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｗでは、センサユニット３１Ｗを収縮させることにより炉内中継ラックＲ１内のより極小な箇所に該センサユニット３１Ｗを到達させることができる。よって、狭小な箇所での被測定物Ｑの検知が可能である。一方、センサユニット３１Ｗを伸張させることにより広範囲にわたって被測定物Ｑの検知が可能である。したがって、狭小な箇所及び広い箇所の両方の領域の検査に好適である。
【００６６】
（第八実施形態）
以下、本発明の第八実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｋついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６７】
第一実施形態では、センサユニット３１のセンサ部１３１は下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照、以下同じ。）を検知することができる。一方、本実施形態においては、図１１に示すように、センサ部１３１Ｋはセンサユニット３１Ｋの先端部で斜め下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照）も検知することができる。
【００６８】
センサユニット３１Ｋは、支持棒１１の下端から延在方向Ｘに延在する第一ユニット部３２Ｋと、該第一ユニット部３２Ｋの支持棒１１側と反対側の端部から斜め上方に向かって延在する第二ユニット部３３Ｋとを備える。
センサ部１３１Ｋは、第一ユニット部３２Ｋの下面に設けられた第一センサ部１３８Ｋと、第二ユニット部３３Ｋの下面に設けられた第二センサ部１３９Ｋとを備える。
【００６９】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｋでは、第一センサ部１３８Ｋでは下方に位置する被測定物Ｑを検知することができ、第二センサ部１３９Ｋでは斜め下方に位置する被測定物Ｑを検知することができる。よって、直下のみならず斜め下方に位置する被測定物Ｑも検知できるため広い範囲の検知が可能となる。
【００７０】
また、図１２は不透明液体内検査装置１Ｋの変形例１Ｌを示す。本変形例では、センサユニット３１Ｌの支持棒１１側と反対側の端部の下面は、延在方向Ｘのうち支持棒１１と離れる方向に向かうにしたがって上方に向かって形成されている。
本変形例でも、直下のみならず斜め下方に位置する被測定物Ｑも検知できるため広い範囲の検知が可能となる。
【００７１】
（第九実施形態）
以下、本発明の第九実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｍついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１の半径方向に延在する。一方、本実施形態では、図１３に示すように、センサユニット３１Ｍは軸線方向Ｚに沿って延在する。
【００７３】
センサユニット３１Ｍは、連結部３２Ｍを介して支持棒１１に設けられている。
連結部３２Ｍは、支持棒１１の下端から半径方向に向かって延在し、一端が支持棒１１と連結され、他端がセンサユニット３１Ｍに連結されている。
センサユニット３１Ｍは、軸線方向Ｚに沿って配設されるとともに、連結部３２Ｍの他端に連結され、センサ部１３１Ｍを支持棒１１と反対側に向けている。
【００７４】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｍでは、センサ部１３１Ｍは支持棒１１に対して周方向に位置する被測定物Ｑを検知することができる。よって、例えば、不透明液体内検査装置１Ｍを炉内中継ラックＲ１に挿入すれば、該炉内中継ラックＲ１の側壁の状態等を検知することができる。特に、側壁に変形等がある場合の状況を観測する場合に適している。
【００７５】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７６】
例えば、支持棒１１を任意に上下移動させることが可能な上下移動機構を設けてもよい。この上下移動機構としては、例えばボールネジ機構やシリンダ機構等を採用することができる。これによって、支持棒１１を任意に上下方向位置に移動させることができ、不透明液体容器内の所望の箇所を検知することが可能となる。
【００７７】
また、第一実施形態では、圧電素子の送信センサ１３２と、光ファイバ１３７を介した受信センサ１３３とを備える。一方、圧電素子の送信センサと、圧電素子の受信センサを備える構成としてもよい。また、一の送受信センサで、圧電素子の送受信を担う構成としてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、不透明液体内検査装置１は炉内中継ラックＲ１において用いる場合を示しているが、炉内中継ラックＲ１に限られず、原子炉容器Ｃ、一次系ナトリウム、二次系ナトリウムの他、し尿容器、浄化槽、白濁色の温泉等の不透明液体が満たされた容器等広く用いることができる。
【００７９】
また、支持棒１１の中心軸線が軸線Ｐと平行に離間していてもよい。この場合、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることにより、被測定物Ｑを広範囲にわたって検知することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｓ、１Ｔ、1Ｕ、1Ｖ、1Ｗ…不透明液体内検査装置
１１…支持棒
２１…回転駆動部
３１、３１Ｊ、３１Ｋ、３１Ｌ、３１Ｍ、３１Ｓ、３１Ｔ、３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ…センサユニット
１３１、１３１Ｓ…センサ部
１３２、１３２Ｓ…送信センサ
１３３…受信センサ
１３５…超音波
１３６…ダイヤフラム
１３７…光ファイバ
Ｐ…軸線
Ｑ…被測定物
Ｘ…延在方向
Ｓ０１…挿入工程
Ｓ０２…回転工程
Ｓ０３…検知工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高速増殖炉では、高速中性子を減速させないために加熱溶融した金属ナトリウムを冷却材として使用する。ここで、該金属ナトリウムは不透明の液体状態で収容されているため、該金属ナトリウム中に存在する対象物を探索するには可視光により観察することが不可能である。
【０００３】
そこで、対象物を探索する際に、圧電素子を取り付けた炉内構造検査装置（下記特許文献１参照）を利用する場合がある。該装置は、圧電素子に電流を流すことにより圧電素子を超音波振動させて、超音波の反射波の到達時間により対象物の位置を特定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８０１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電素子を用いた炉内構造検査装置では、圧電素子では広範囲の検査に適していないため、非常に限られた矮小領域になってしまうという問題点があった。また、該問題点を解消するために、圧電素子を増やす方策が考えられるが、圧電素子を増やすとコスト高になってしまうという問題が生じる。また、炉内には狭小な箇所が多々存在するため、このような箇所も探索することができる炉内構造検査装置を実現することが好ましい。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、不透明液体内における被測定物を確実に、かつ、広範囲にわたって検査することができる不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る不透明液体内検査装置は、上下方向に延びる軸線に沿って不透明液体内に挿入される支持棒と、該支持棒に接続されて延在するセンサユニットと、該センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部とを備え、
前記センサユニットが、該センサユニットの延在方向にわたって配置されて、該延在方向に交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部を有することを特徴とする。
【０００８】
このような不透明液体内検査装置では、被測定物を検査する場合、不透明液体内においてセンサユニットを旋回軸回りに回転させることでセンサユニットを旋回させる。これによって、旋回軸を中心とした円形の領域にわたってセンサ部を走査させることができる。したがって、センサユニット自体をコンパクトに構成しながらもセンサ部によって広範囲にわたって被測定物を検知することができる。
【０００９】
」
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒に対して垂直に該支持棒の半径方向に延在するとともに、前記センサ部が、前記センサユニットの下方に位置する被測定物を検知することを特徴とする。
【００１０】
これによって、センサユニットの下方の被測定物を広範囲にわたって確実に検知することができる。
【００１１】
」
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒の半径方向に延在するに従って上方又は下方に向かって延びるように傾斜しており、前記センサ部が、前記支持棒の延在方向に直交する前記センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知するものであってもよい。
【００１２】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知することができる。したがって、特にセンサユニットの径方向外側の領域における被測定物を広範囲にわたって検知することができる。
【００１３】
このような不透明液体内検査装置では、前記センサユニットが、前記支持棒に平行に延在しており、前記センサ部が、前記支持棒の径方向外側に位置する被測定部を検知することを特徴とする。
【００１４】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットの側方の被測定物を広範囲にわたって確実に検知することができる。
【００１５】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒に直交する回転軸を介して該回転軸回りに回動可能に接続されているものであってもよい。
【００１６】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットを回動させることのより、センサ部による被測定物の検出可能領域を任意に変更することができる。
【００１７】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、該センサユニットの延在方向に伸縮可能とされているものであってもよい。
【００１８】
このような不透明液体内検査装置では、センサユニットを収縮させることにより不透明液体内のより狭小な箇所に該センサユニットを到達させることができる一方、センサユニットを伸張させることで広範囲にわたって被測定物を検知することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサユニットが、前記支持棒にリンク機構を介して接続されていてもよい。
【００２０】
このような不透明液体内検査装置では、リンク機構を稼働させることにより、確実に伸縮でき、広範囲にわたって被測定物を検知することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記センサ部が、前記延在方向に直交する方向に向けて超音波を発振する送信センサと、前記被測定物からの前記超音波の反射波を受信する受信センサとを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような不透明液体内検査装置では、センサ部の送信センサは超音波を発振するため、迅速に検査することができる。また、センサ中の受信センサは反射波を受信することができるため、不透明液体内の被測定物を確実に検知することができる。
【００２３】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記受信センサは、前記反射波によるダイヤフラムの振動を、光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出することを備えることを特徴とする。
【００２４】
このような不透明液体内検査装置では、受信センサは光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出するため、解像度良く検出することができる。よって、不透明液体内の被測定物を効率的に、且つ迅速に検知することができる。
【００２５】
また、本発明に係る不透明液体内検査装置は、前記送信センサは、前記支持棒の半径方向に向かうに従って該半径方向に直交する方向両側に順次交互に複数が配列されていることを特徴とする。
【００２６】
このような不透明液体内検査装置では、センサ部の単位面積当たりの送信センサの数を多く設けることにより多くの超音波を発振させることができるため、不透明液体内の被測定物をより迅速に、且つより効率的に検知することができる。
【００２７】
また、本発明に係る不透明液体内検査方法は、不透明液体内検査装置を用いて、前記不透明液体内に存在する前記被測定物を検査する不透明液体内検査方法であって、前記不透明液体内に前記不透明液体内検査装置を挿入する挿入工程と、前記センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転工程と、前記センサ部により前記被測定物を検知する検知工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
このような不透明液体内検査方法では、センサユニット自体をコンパクトに構成しながらもセンサ部によって広範囲にわたって被測定物を検知することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る不透明液体内検査装置及び不透明液体内検査方法によれば、センサユニット自体をコンパクトな構成とした場合であっても、該センサユニットを回転させることで広範囲にわたって被測定物を検知することができる。これによって、不透明液体内における被測定物を確実に、かつ、広範囲にわたって検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】原子炉内で本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置を用いて検査する様子を示した縦断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態又は第二実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図３】（ａ）第一実施形態に係る不透明液体内検査装置の図２のＡ矢視図、（ｂ）第二実施形態に係る不透明液体内検査装置の図２のＡ矢視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置のセンサユニットの構成を説明する図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置を用いた不透明液体内検査方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置のセンサユニットの軌道を示した図である。
【図７】（ａ）本発明の第三実施形態に係る不透明液体内検査装置、（ｂ）本発明の第四実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図８】本発明の第五実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図９】本発明の第六実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１０】本発明の第七実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１１】本発明の第八実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１２】本発明の第八実施形態の変形例に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【図１３】本発明の第九実施形態に係る不透明液体内検査装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る不透明液体内検査装置１について説明する。図１は、原子炉内の原子炉容器Ｃの内部において不透明液体内検査装置１を用いて、被測定物Ｑを検査する様子を示した図である。
【００３２】
図１に示すように、原子炉容器Ｃは、原子炉容器Ｃの内側に設けられた上部支持円盤Ｄと、上部支持円盤Ｄの中央部に形成された中央孔Ｄ１に上下方向に挿入配置され燃料を収容する炉心Ｅと、原子炉容器Ｃの内面から内方に向かうに従って上方に延在するように設けられるとともに炉心Ｅを支持する下部支持脚部Ｆとを備える。さらに、原子炉容器Ｃは、上部支持円盤Ｄの中央孔Ｄ１の外縁部に形成された複数の外縁孔Ｄ２、Ｄ３にそれぞれ上下方向に挿入された炉内中継ラックＲ１及び炉内ラックＲ２を備える。ここで、本実施形態に係る不透明液体内検査装置１は、炉内中継ラックＲ１の上方から挿入されている。また、炉内中継ラックＲ１には、液体状の不透明なナトリウムＮが満たされている。
【００３３】
まず、不透明液体内検査装置１の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、不透明液体内検査装置１は、上下方向に延びる軸線Ｐに沿って炉内中継ラックＲ１（図１参照）に挿入される支持棒１１と、該支持棒１１に接続されたセンサユニット３１と、該センサユニット３１を軸線Ｐに沿う旋回軸（不図示）回りに回転させる回転駆動部２１とを備える。本実施形態では、軸線Ｐと旋回軸とが一致している。
ここで、支持棒１１の軸線Ｐに沿う方向を軸線方向Ｚと、支持棒１１の下端よりセンサユニット３１が延在する方向を延在方向Ｘと称する。
【００３４】
支持棒１１は、軸線方向Ｚに沿って、即ち、上下方向に延在するとともに該上下方向に直交する断面形状が例えば円状をなす棒状の部材である。この支持棒１１は、例えば図示しない軸受や支持機構によって支持されることにより、軸線方向Ｚとの平行が維持されつつ軸線Ｐ回りに回転可能とされている。
なお、本実施形態では、支持棒１１の中心軸線と、軸線Ｐと、旋回軸とが一致している。
【００３５】
回転駆動部２１は、支持棒１１の上端に接続されたモータ等の回転動力源であって、当該モータが回転することによって支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転駆動させるように構成されている。
【００３６】
センサユニット３１は、支持棒１１の下端から軸線Ｐの半径方向に延在するように設けられている。ここで、このセンサユニット３１の延在方向Ｘは、支持棒１１の半径方向に一致する方向、即ち、支持棒１１に垂直となる方向とされている。また、センサユニット３１の下方を向く外面には、延在方向Ｘにわたって配置されるとともに下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照）を検知するセンサ部１３１を備える。
【００３７】
センサ部１３１は、図３（ａ）及び図４に示すように、下方に向けて超音波１３５を発振する送信センサ１３２と、被測定物Ｑからの超音波１３５の反射波によるダイヤフラム１３６の振動を光ファイバ１３７によって検出する受信センサ１３３とを備える。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、送信センサ１３２は、センサユニット３１の下面に複数設けられるとともに、センサユニット３１の延在方向Ｘに沿って一直線上に互いに間隙をあけて配置されている。また、受信センサ１３３は、センサユニット３１の下面における送信センサ１３２を除く領域全域に複数が配列されている。即ち、センサユニット３１の下面は、送信センサ１３２と受信センサ１３３とによってその全域が占められている。
図４に示すように、受信センサ１３３は、センサユニット３１の下面に複数設けられたダイヤフラム１３６と、センサユニット３１の内方に複数配された光ファイバ１３７とを備える。
ダイヤフラム１３６は、センサユニット３１の下面に設けられた送信センサ１３２の間隙を埋めるように多数配置されている。
光ファイバ１３７は、透明な繊維状の部材であり、一端をダイヤフラム１３６側に向けるとともに、当該一端をダイヤフラム１３６との間に間隙Ｉをあけてセンサユニット３１の内方に配置されている。
【００３９】
次に、上述の不透明液体内検査装置１を用いた不透明液体内検査方法について説明する。
図５に示すように、不透明液体内検査方法は、炉内中継ラックＲ１に不透明液体内検査装置１を挿入する挿入工程Ｓ０１と、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させる回転工程Ｓ０２と、センサ部１３１により被測定物Ｑを検知する検知工程Ｓ０３とを備える。
まず、挿入工程Ｓ０１においては、図１に示すように、炉内中継ラックＲ１に不透明液体内検査装置１をセンサユニット３１を下方に向けて挿入する。
【００４０】
次に、回転工程Ｓ０２においては、図２に示すように、回転駆動部２１を駆動させて、支持棒１１及び支持棒１１に設けられたセンサユニット３１を軸線Ｐ回りに回転させる。ここで、支持棒１１を３６０度回転させた場合における支持棒１１及びセンサユニット３１の軌道Ｈを図６に示す。図６に示すように、軌道Ｈは、平面視して支持棒１１の中央Ｏを中心とし、中央Ｏからセンサユニット３１の支持棒１１側と反対の端部までの距離を半径とする円形状をなしている。
【００４１】
次に、作業者は検知工程Ｓ０３において、図４に示すように、送信センサ１３２が、圧電素子から構成される超音波１３５を発振する。ここで、超音波１３５が被測定物Ｑに入射すると、被測定物Ｑから反射波である超音波１３５が生じる。そして、反射波（超音波１３５）がダイヤフラム１３６に入射すると、ダイヤフラム１３６は振動するとともにレーザ光１３８を光ファイバ１３７に対して出射する。この状態で、光ファイバ１３７は、ダイヤフラム１３６から入射するレーザ光１３８と、送信センサ１３２から出射する超音波１３５との時間差により、被測定物Ｑの位置を特定することができる。
ここで、検知工程Ｓ０３と回転工程Ｓ０２とは、同時に実行することが好ましい。
なお、複数設けられた送信センサ１３２は、それぞれ同時に超音波１３５を発振することができる。
【００４２】
このように構成された不透明液体内検査装置１及び不透明液体内検査装置１を用いた不透明液体内検査方法では、炉内中継ラックＲ１に挿入された支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることで、センサユニット３１を旋回させることができる。これによって、中央Ｏを中心とした円形の軌道Ｈにわたり、センサ部１３１によって超音波１３５の送受信をすることができる。したがって、センサユニット３１は支持棒１１、回転駆動部２１及びセンサユニット３１からなるコンパクトな構成でありながら、センサ部１３１によって確実に、かつ、広範囲にわたって下方の被測定物Ｑを検知することができる。
また、送信センサ１３２は超音波１３５を発振するため、迅速に被測定物Ｑを検知することができる。さらに、受信センサ１３３は光ファイバ１３７を介して伝送されるレーザ光１３８によって検出するため、解像度良く、効率的に検出することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、センサユニット３１は、支持棒１１の下端より一の半径方向に延在している。しかし、延在する方向は半径方向には限られず、例えば直径方向に延在してもよい（不図示）。
この構成では、センサ部１３１がより広範囲にわたって配置されることとなり、より広範囲にわたって被測定物Ｑを検知することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、センサ部１３１は、センサユニット３１の下面に設けられている。しかし、センサ部１３１の設けられる位置は下面に限られず、例えばセンサユニット３１の上面であってもよい（不図示）。
この構成では、センサユニット３１の上方に位置する被測定物Ｑを検知することができる。
【００４５】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｓについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４６】
第一実施形態では、送信センサ１３２はセンサユニット３１の下面において、延在方向Ｘに沿って一直線状に配置されている。一方、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、送信センサ１３２Ｓはセンサユニット３１Ｓの下面において、半径方向である延在方向Ｘに向かうに従って該延在方向に直交する方向Ｙの両側に順次交互に複数配列されている。
【００４７】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｓでは、センサ部１３１Ｓの単位面積当たりの送信センサ１３２Ｓの数を多く設けることにより多くの超音波１３５を発振させることができる。したがって、炉内中継ラックＲ１内の被測定物Ｑをより迅速に、かつ、より効率的に検知することができる。
【００４８】
（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｔについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４９】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に垂直となる方向に設けられている。一方、本実施形態においては、図７（ａ）に示すように、センサユニット３１Ｔは、支持棒１１の半径方向に延在するに従って上方に向かって延びるように斜め上方に傾斜して設けられている。なお、センサユニット３１Ｔを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５０】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｔでは、センサユニット３１Ｔが支持棒１１に対して任意の角度で上向きに設けられていても、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転することにより、センサユニット３１Ｔの径方向外側に位置する被測定物Ｑを広範囲にわたって、かつ、確実に検知することができる。
【００５１】
（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｕについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に垂直となる方向に設けられている。一方、本実施形態においては、図７（ｂ）に示すように、センサユニット３１Ｕは、支持棒１１の半径方向に延在するに従って下方に向かって延びるように斜め下方に傾斜して設けられている。なお、センサユニット３１Ｕを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５３】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｕでは、センサユニット３１Ｕが支持棒１１に対して任意の角度で下向きに設けられていても、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転することにより、センサユニット３１Ｕの径方向外側に位置する被測定物Ｑを広範囲にわたって、かつ、確実に検知することができる。
【００５４】
（第五実施形態）
以下、本発明の第五実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｖについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５５】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１に固定して設けられている。一方、本実施形態においては、図８に示すように、センサユニット３１Ｖは、支持棒１１の下端に設けられたヒンジ部１３８Ｖを介して取り付けられている。
ヒンジ部１３８Ｖは、支持棒１１及びセンサユニット３１Ｖの延在する方向に直交する方向である図８の紙面に直交する方向に向かう回転軸（不図示）を中心に、アクチュエーター（不図示）等によりセンサユニット３１Ｖを回動可能としている。なお、センサユニット３１Ｖを構成するセンサ部１３１の構成は第一実施形態と同様である。
【００５６】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｖでは、センサユニット３１Ｖを回動させるとともに、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることにより、センサ部１３１による被測定物Ｑの検出可能領域を任意に変更することができる。
【００５７】
（第六実施形態）
以下、本発明の第六実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｊについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
第一実施形態では、センサユニット３１は一定の大きさで形成されている。一方、本実施形態においては、図９に示すように、センサユニット３１Ｊが支持棒１１Ｊの下端から延在方向Ｘに伸縮可能に構成されている。
【００５９】
センサユニット３１Ｊは、支持棒１１Ｊにリンク機構４１Ｊを介して、延在方向Ｘに伸縮可能に接続されている。
リンク機構４１Ｊは、支持棒１１Ｊにおいて軸線方向Ｚに沿って設けられた第一溝部１４１Ｊと、支持棒１１Ｊと平行に該支持棒１１Ｊと半径方向に離間して設けられた軸部１４２Ｊと、該軸部１４２Ｊにおいて軸線方向Ｚに沿って設けられた第二溝部１４３Ｊとを備える。さらに、リンク機構４１Ｊは、第一溝部１４１Ｊに一端１５１Ｊが挿入されるとともに他端１５２Ｊが軸部１４２Ｊの下端に固定された第一アーム部１４６Ｊと、第二溝部１４３Ｊに一端１５３Ｊが挿入されるとともに他端１５４Ｊが支持棒１１Ｊの下端に固定された第二アーム部１４７Ｊと、第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊとを接合する接合部１４８Ｊとを備える。
第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊは同一の長さで構成されている。第一アーム部１４６Ｊと第二アーム部１４７Ｊとは接合部１４８Ｊで互いに交差して組み付けられている。
リンク機構４１Ｊでは、図示しない制御部からの指令により、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊ又は第二アーム部１４７Ｊの一端１５３Ｊが第一溝部１４１Ｊ又は第二溝部１４３Ｊを上下方向に移動する。ここで、例えば、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊを上方に移動させれば、第二アーム部１４７Ｊの他端１５２Ｊも上方に移動し、これにともないセンサユニット３１Ｊは支持棒１１Ｊに対して延在方向Ｘのうち支持棒１１に近づく方向に沿って移動する。すなわち、センサユニット３１Ｊは延在方向Ｘのうち支持棒１１に近づく方向に向かって収縮する。第二アーム部１４７Ｊを上方に移動させた場合も同様である。
一方、第一アーム部１４６Ｊの一端１５１Ｊを下方に移動させれば、第二アーム部１４７Ｊの一端１５３Ｊも下方に移動し、これにともないセンサユニット３１Ｊは支持棒１１Ｊに対して延在方向Ｘのうち支持棒１１から離れる方向に沿って移動する。すなわち、センサユニット３１Ｊは延在方向Ｘのうち支持棒１１から離れる方向に向かって伸長する。第二アーム部１４７Ｊを下方に移動させた場合も同様である。
また、軸部１４２Ｊの下端には図示しないヒンジ部が設けられている。該ヒンジ部は、軸線方向Ｚに平行な軸、すなわち沿う軸（不図示）を中心にセンサユニット３１Ｊを回動可能としている。よって、センサユニット３１Ｊは、ヒンジ部を中心として３６０度回転可能である。
【００６０】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｊでは、リンク機構４１Ｊを稼働させて、センサユニット３１Ｊを支持棒１１Ｊから任意の距離を離隔して設置するとともに、センサユニット３１Ｊをヒンジ部を中心として旋回させることにより、非常に広範囲にわたって被測定物Ｑを検知することができる。
また、センサユニット３１Ｊを収縮させることにより炉内中継ラックＲ１内のより極小な箇所等に該センサユニット３１Ｊを到達させることができる。また、支持棒１１Ｊを挿入できる箇所が限られた場所しかない場合に、該限られた場所に支持棒１１Ｊを挿入し、センサユニット３１Ｊを伸長させれば、センサユニット３１Ｊにより被測定物Ｑの検知が確実に可能である。よって、挿入箇所が制限された条件下では、本実施形態は特に効果的である。
【００６１】
なお、上述のリンク機構４１Ｊは一例であり、センサユニット３１Ｊが支持棒１１Ｊに対して伸縮可能な構成であれば適宜選択可能である。
また、上述のヒンジ部の構成は一例であり、センサユニット３１Ｊが軸部１４２Ｊを中心として３６０度回転可能であれば適宜選択可能である。
【００６２】
（第七実施形態）
以下、本発明の第七実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｗついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
第一実施形態では、センサユニット３１は一定の大きさで形成されている。一方、本実施形態においては、図１０に示すように、センサユニット３１Ｗが支持棒１１の下端から延在方向Ｘに伸縮可能に構成されている。
【００６４】
伸縮可能な構成としては、センサユニット３１Ｗの一側面において延在方向Ｘに設けられたレールに沿って伸縮可能な構成（不図示）が挙げられる。
また、センサユニット３１Ｗが筒状に形成され、該センサユニット３１Ｗの支持棒１１側と反対側の端部に、該センサユニット３１Ｗを縮径させた第二のセンサユニットが挿入配置されるとともに、該第二のセンサユニットを伸縮させる伸縮起動部を備える構成（不図示）が挙げられる。
なお、上記の伸縮可能な構成は一例であり、適宜選択可能である。
【００６５】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｗでは、センサユニット３１Ｗを収縮させることにより炉内中継ラックＲ１内のより極小な箇所に該センサユニット３１Ｗを到達させることができる。よって、狭小な箇所での被測定物Ｑの検知が可能である。一方、センサユニット３１Ｗを伸張させることにより広範囲にわたって被測定物Ｑの検知が可能である。したがって、狭小な箇所及び広い箇所の両方の領域の検査に好適である。
【００６６】
（第八実施形態）
以下、本発明の第八実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｋついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６７】
第一実施形態では、センサユニット３１のセンサ部１３１は下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照、以下同じ。）を検知することができる。一方、本実施形態においては、図１１に示すように、センサ部１３１Ｋはセンサユニット３１Ｋの先端部で斜め下方に位置する被測定物Ｑ（図１参照）も検知することができる。
【００６８】
センサユニット３１Ｋは、支持棒１１の下端から延在方向Ｘに延在する第一ユニット部３２Ｋと、該第一ユニット部３２Ｋの支持棒１１側と反対側の端部から斜め上方に向かって延在する第二ユニット部３３Ｋとを備える。
センサ部１３１Ｋは、第一ユニット部３２Ｋの下面に設けられた第一センサ部１３８Ｋと、第二ユニット部３３Ｋの下面に設けられた第二センサ部１３９Ｋとを備える。
【００６９】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｋでは、第一センサ部１３８Ｋでは下方に位置する被測定物Ｑを検知することができ、第二センサ部１３９Ｋでは斜め下方に位置する被測定物Ｑを検知することができる。よって、直下のみならず斜め下方に位置する被測定物Ｑも検知できるため広い範囲の検知が可能となる。
【００７０】
また、図１２は不透明液体内検査装置１Ｋの変形例１Ｌを示す。本変形例では、センサユニット３１Ｌの支持棒１１側と反対側の端部の下面は、延在方向Ｘのうち支持棒１１と離れる方向に向かうにしたがって上方に向かって形成されている。
本変形例でも、直下のみならず斜め下方に位置する被測定物Ｑも検知できるため広い範囲の検知が可能となる。
【００７１】
（第九実施形態）
以下、本発明の第九実施形態に係る不透明液体内検査装置１Ｍついて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
第一実施形態では、センサユニット３１は支持棒１１の半径方向に延在する。一方、本実施形態では、図１３に示すように、センサユニット３１Ｍは軸線方向Ｚに沿って延在する。
【００７３】
センサユニット３１Ｍは、連結部３２Ｍを介して支持棒１１に設けられている。
連結部３２Ｍは、支持棒１１の下端から半径方向に向かって延在し、一端が支持棒１１と連結され、他端がセンサユニット３１Ｍに連結されている。
センサユニット３１Ｍは、軸線方向Ｚに沿って配設されるとともに、連結部３２Ｍの他端に連結され、センサ部１３１Ｍを支持棒１１と反対側に向けている。
【００７４】
このように構成された不透明液体内検査装置１Ｍでは、センサ部１３１Ｍは支持棒１１に対して周方向に位置する被測定物Ｑを検知することができる。よって、例えば、不透明液体内検査装置１Ｍを炉内中継ラックＲ１に挿入すれば、該炉内中継ラックＲ１の側壁の状態等を検知することができる。特に、側壁に変形等がある場合の状況を観測する場合に適している。
【００７５】
なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７６】
例えば、支持棒１１を任意に上下移動させることが可能な上下移動機構を設けてもよい。この上下移動機構としては、例えばボールネジ機構やシリンダ機構等を採用することができる。これによって、支持棒１１を任意に上下方向位置に移動させることができ、不透明液体容器内の所望の箇所を検知することが可能となる。
【００７７】
また、第一実施形態では、圧電素子の送信センサ１３２と、光ファイバ１３７を介した受信センサ１３３とを備える。一方、圧電素子の送信センサと、圧電素子の受信センサを備える構成としてもよい。また、一の送受信センサで、圧電素子の送受信を担う構成としてもよい。
【００７８】
また、本実施形態では、不透明液体内検査装置１は炉内中継ラックＲ１において用いる場合を示しているが、炉内中継ラックＲ１に限られず、原子炉容器Ｃ、一次系ナトリウム、二次系ナトリウムの他、し尿容器、浄化槽、白濁色の温泉等の不透明液体が満たされた容器等広く用いることができる。
【００７９】
また、支持棒１１の中心軸線が軸線Ｐと平行に離間していてもよい。この場合、支持棒１１を軸線Ｐ回りに回転させることにより、被測定物Ｑを広範囲にわたって検知することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｓ、１Ｔ、1Ｕ、1Ｖ、1Ｗ…不透明液体内検査装置
１１…支持棒
２１…回転駆動部
３１、３１Ｊ、３１Ｋ、３１Ｌ、３１Ｍ、３１Ｓ、３１Ｔ、３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ…センサユニット
１３１、１３１Ｓ…センサ部
１３２、１３２Ｓ…送信センサ
１３３…受信センサ
１３５…超音波
１３６…ダイヤフラム
１３７…光ファイバ
Ｐ…軸線
Ｑ…被測定物
Ｘ…延在方向
Ｓ０１…挿入工程
Ｓ０２…回転工程
Ｓ０３…検知工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びる軸線に沿って不透明液体内に挿入される支持棒と、
該支持棒に接続されて延在するセンサユニットと、
該センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部とを備え、
前記センサユニットが、
該センサユニットの延在方向にわたって配置されて、該延在方向に交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部を有することを特徴とする不透明液体内検査装置。
【請求項２】
前記センサユニットが、
前記支持棒に対して垂直に該支持棒の半径方向に延在するとともに、
前記センサ部が、前記センサユニットの下方に位置する被測定物を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項３】
前記センサユニットが、
前記支持棒の半径方向に延在するに従って上方又は下方に向かって延びるように傾斜しており、
前記センサ部が、前記支持棒の延在方向に直交する前記センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項４】
前記センサユニットが、
前記支持棒に平行に延在しており、
前記センサ部が、前記支持棒の径方向外側に位置する被測定部を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項５】
前記センサユニットが、
前記支持棒に直交する回転軸を介して該回転軸回りに回動可能に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の不透明液体内検査装置。
【請求項６】
前記センサユニットが、
該センサユニットの延在方向に伸縮可能とされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項７】
前記センサユニットが、
前記支持棒にリンク機構を介して接続されていることを特徴とする請求項６に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項８】
前記センサ部が、
前記延在方向に直交する方向に向けて超音波を発振する送信センサと、
前記被測定物からの前記超音波の反射波を受信する受信センサとを備えることを特徴とする１から７のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項９】
前記受信センサは、
前記反射波によるダイヤフラムの振動を、光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出することを備えることを特徴とする請求項８に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項１０】
前記送信センサは、前記センサユニットの延在方向の一方側に向かうにしたがって該延在する方向に直交する両側に順次交互に複数が配列されていることを特徴とする請求項８または９に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置を用いて、前記不透明液体内に存在する前記被測定物を検査する不透明液体内検査方法であって、
前記不透明液体内に前記不透明液体内検査装置を挿入する挿入工程と、
前記センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転工程と、
前記センサ部により前記被測定物を検知する検知工程とを備えることを特徴とする不透明液体内検査方法。
【請求項１】
上下方向に延びる軸線に沿って不透明液体内に挿入される支持棒と、
該支持棒に接続されて延在するセンサユニットと、
該センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転駆動部とを備え、
前記センサユニットが、
該センサユニットの延在方向にわたって配置されて、該延在方向に交差する方向に位置する被測定物を検知するセンサ部を有することを特徴とする不透明液体内検査装置。
【請求項２】
前記センサユニットが、
前記支持棒に対して垂直に該支持棒の半径方向に延在するとともに、
前記センサ部が、前記センサユニットの下方に位置する被測定物を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項３】
前記センサユニットが、
前記支持棒の半径方向に延在するに従って上方又は下方に向かって延びるように傾斜しており、
前記センサ部が、前記支持棒の延在方向に直交する前記センサユニットの下方斜め方向に位置する被測定物を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項４】
前記センサユニットが、
前記支持棒に平行に延在しており、
前記センサ部が、前記支持棒の径方向外側に位置する被測定部を検知することを特徴とする請求項１に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項５】
前記センサユニットが、
前記支持棒に直交する回転軸を介して該回転軸回りに回動可能に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の不透明液体内検査装置。
【請求項６】
前記センサユニットが、
該センサユニットの延在方向に伸縮可能とされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項７】
前記センサユニットが、
前記支持棒にリンク機構を介して接続されていることを特徴とする請求項６に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項８】
前記センサ部が、
前記延在方向に直交する方向に向けて超音波を発振する送信センサと、
前記被測定物からの前記超音波の反射波を受信する受信センサとを備えることを特徴とする１から７のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項９】
前記受信センサは、
前記反射波によるダイヤフラムの振動を、光ファイバを介して伝送されるレーザ光によって検出することを備えることを特徴とする請求項８に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項１０】
前記送信センサは、前記センサユニットの延在方向の一方側に向かうにしたがって該延在する方向に直交する両側に順次交互に複数が配列されていることを特徴とする請求項８または９に記載の不透明液体内検査装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の不透明液体内検査装置を用いて、前記不透明液体内に存在する前記被測定物を検査する不透明液体内検査方法であって、
前記不透明液体内に前記不透明液体内検査装置を挿入する挿入工程と、
前記センサユニットを前記軸線に沿う旋回軸回りに回転させる回転工程と、
前記センサ部により前記被測定物を検知する検知工程とを備えることを特徴とする不透明液体内検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２９４６０（Ｐ２０１３−２９４６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６９２６（Ｐ２０１１−１６６９２６）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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