放射線センサ及びそれを備えた非破壊検査装置
【課題】構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を、その狭隘部の幅よりも広い範囲で撮像することができる放射線センサ及びその放射線センサを用いた非破壊検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
構造物の狭隘部２１０に連通した空間内に、検査対象物１００を挟んで検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段（Ｘ線照射手段１０）の反対側に配置され、検査対象物を透過した放射線を受けることにより検査対象物を撮像する放射線センサ（Ｘ線センサ２０）であって、放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部（Ｘ線検出部２１）と、放射線検出器を支持して空間内に放射線検出部を支持するための棒状の支持部材と、放射線検出部と支持部材との間に設けられて支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができる接続部１４とを有する。
【解決手段】
構造物の狭隘部２１０に連通した空間内に、検査対象物１００を挟んで検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段（Ｘ線照射手段１０）の反対側に配置され、検査対象物を透過した放射線を受けることにより検査対象物を撮像する放射線センサ（Ｘ線センサ２０）であって、放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部（Ｘ線検出部２１）と、放射線検出器を支持して空間内に放射線検出部を支持するための棒状の支持部材と、放射線検出部と支持部材との間に設けられて支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができる接続部１４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査装置に用いられる放射線センサ及びそれを備えた非破壊検査装置に関し、特に狭隘部内又は狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を検査する際に用いられて有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、構造物などの内部構造を検査するために、非破壊検査方法が用いられてきた。非破壊検査方法としては、たとえばＸ線を被検査対象物に照射して被検査対象物の内部の傷を見つけたり、外観の傷を見つけるＸ線透過検査方法などが知られている。
【０００３】
このようなＸ線透過検査方法を用いた装置として、Ｘ線非破壊検査装置がある（例えば特許文献１参照）。Ｘ線非破壊検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射手段とＸ線を検出するＸ線検出手段とを具備しており、Ｘ線照射手段で発生させたＸ線を検査対象物に照射し、その検査対象物を透過したＸ線をＸ線検出手段で検出することによって検査対象物の状態を検査することができるようになっている。そして、このようなＸ線非破壊検査装置では、Ｘ線検出手段として、Ｘ線フィルム及びイメージングプレートなどのように読み取り装置を必要とするものや、シンチレーションＣＣＤカメラ、Ｘ線イメージインテンシファイアー及びフラットパネルＸ線センサなどのように読み取り装置を必要としないものの２種類が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなＸ線非破壊検査装置に用いられる平面状に形成されたＸ線フィルムやイメージングプレートなどは、用途に応じて自在にその大きさを変えることができることから、構造物の狭隘部に連通する空間内にある検査対象物の検査に用いることができるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、Ｘ線フィルムは、検査対象物の近傍に取り付けられた後Ｘ線源から照射されたＸ線によってその一部が感光し、その後検査対象物の近傍から取り外され、感光した部分を検出することによってＸ線を検出するというものであり、一度使用されると再利用することができない。また、イメージングプレートも一度使用されるとイメージングプレート消去器を用いてデータを消去しなければ、再使用することができない。したがって、これらのものを用いて、検査対象物をリアルタイムで撮像したり、その場観察（Ｘ線照射と同時とまではいかないが、Ｘ線照射後直ちに検査対象物の画像を得ることができることをいう。）したりすることができないという欠点がある。以上のことから、リアルタイムやその場観察で検査対象物の状態を検査する必要がある場合には、Ｘ線フィルムやイメージングプレートが用いられたＸ線非破壊検査装置を用いることができないという問題があった。
【０００７】
それに対して、シンチレータやＣｄＴｅ素子などの放射線検出器が面状に配置されたシンチレーションＣＣＤカメラ、Ｘ線イメージインテンシファイアーやフラットパネルＸ線センサなどは、平面画像として検査対象物をリアルタイムで撮像したり、その場観察したりすることができるという利点がある。
【０００８】
しかしながら、市販されているこれらのもののサイズ（幅）は固定されており、しかもそのサイズ（幅）が大きい。したがって、これらのものを用いて、これらのものの幅よりも狭い幅の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物の検査にこれらのものを用いたＸ線非破壊検査装置を用いることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み、構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を、その狭隘部の幅よりも広い範囲で撮像することができる放射線センサ及びその放射線センサを備えた非破壊検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、構造物の狭隘部に連通した空間内に、検査対象物を挟んで前記検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段の反対側に配置され、前記検査対象物を透過した放射線を受けることにより前記検査対象物を撮像する放射線センサであって、放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部と、前記放射線検出器を支持して前記空間内に前記放射線検出部を配置するための棒状の支持部材と、前記放射線検出部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができる接続部とを有することを特徴とする放射線センサにある。
【００１１】
かかる第１の態様では、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線センサを棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線検出部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線検出部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域を撮像することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、前記接続部は、前記放射線検出部の回動軸として前記放射線検出部を回動させることにより前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができるようになっていることを特徴とする第１の態様に記載の放射線センサにある。
【００１３】
かかる第２の態様では、支持部材に対する放射線検出部の角度を容易に制御することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、前記放射線検出部は、前記接続部にそれぞれ接続された複数の小型放射線検出部からなり、前記小型放射線検出部は、長手方向に沿って列状に複数配置された放射線検出器をそれぞれ有し、前記接続部は、前記小型放射線検出部の回動軸として前記小型放射線検出部をそれぞれ独立して回動させることにより前記支持部材に対する前記小型放射線検出部の角度をそれぞれ独立して変更することができるようになっていることを特徴とする第１の態様に記載の放射線センサにある。
【００１５】
かかる第３の態様では、狭隘部に連通する空間内にある検査対象物のより広い領域を一度で撮像することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線センサと、放射線を照射する放射線源が長手方向に沿って列状に配置された棒状の前記放射線照射部と、前記放射線照射部を支持して前記空間内に前記放射線照射部を配置するための棒状の支持部材と、前記放射線照射部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線照射部の角度を変更することができる接続部とを有する前記放射線照射手段と、前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際に、前記放射線照射部と前記放射線検出部とが平行に配置されるように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の位置を制御し、且つ前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後前記放射線照射部及び前記放射線検出部をそれぞれ移動させて前記検査対象物の所定の領域の他の一部を撮像するように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の動作を制御する制御部とを具備することを特徴とする非破壊検査装置にある。
【００１７】
かかる第４の態様では、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部と同様に、放射線照射部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線照射手段を棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線照射部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線照射部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線照射部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域に放射線を照射してその画像を得ることができる。また、放射線照射部と放射線センサとが同期するようにそれぞれ移動させて検査対象物を撮像することができるので、検査対象物の正確な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る放射線センサによれば、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線センサを棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線検出部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線検出部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域を撮像して、その領域の画像を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る非破壊検査装置によれば、この放射線センサと同様に支持部材に対する放射線照射部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域に放射線を照射してその画像を得ることができる。さらに、放射線照射部と放射線センサとが同期するようにそれぞれ移動させて検査対象物を撮像することができるので、検査対象物の正確な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る非破壊検査装置の一例であるＸ線非破壊検査装置を示す概略図であり、図２は本実施形態のＸ線センサの一部の概略正面図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１は、検査対象物の所定の領域の一部にＸ線を照射する機能を有するＸ線照射手段１０と、Ｘ線照射手段１０からの放射線を受けて検査対象物の所定の領域の一部を撮像する機能を有するＸ線センサ２０と、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０のそれぞれに接続されてＸ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の動作を制御する制御部３０と、Ｘ線センサ２０に接続されてＸ線センサ２０により得られた検査対象物の所定の領域の一部の画像をそれぞれ組み合わせて検査対象物全体の画像を得る画像合成部４０とを具備している。
【００２２】
Ｘ線照射手段１０は、放射線照射部の一例であるＸ線を照射するＸ線照射部１１と、Ｘ線照射部１１に接続された棒状の支持部材１２を伸縮させてＸ線照射部１１の鉛直方向の位置（高さ）を調整することができる調整部１３と、調整部１３の下方に設けられて水平方向に移動するための移動手段１５からなり、Ｘ線照射部１１を三次元的に自在に配置することができるようになっている。
【００２３】
Ｘ線照射部１１は、構造物の狭隘部内に入ることができる程度に小型のもので、検査対象物にＸ線を照射することができるものであれば特に限定されず、たとえばＸ線管を備えたものや、高エネルギー電子ビームをターゲットに入射させることによりそのターゲットからＸ線を発生させる機構を備えたものなどが挙げられる。ここで、Ｘ線照射部１１としては、Ｘ線を照射することができるものであれば特に限定されないが、３２０ＫｅＶ〜１０００ＫｅＶの高エネルギーＸ線を照射することができるものが好ましい。高エネルギーＸ線はより高い透過性を有するので、高エネルギーＸ線を照射することができるＸ線照射部１１を用いることにより、より厚みのある検査対象物を撮像することができる。
【００２４】
支持部材１２はＸ線照射部１１を保持することができるものであれば特に限定されず、調整部１３は支持部材１２を鉛直方向に伸縮させてＸ線照射部１１の鉛直方向の位置を調整することができるものであれば特に限定されない。
【００２５】
移動手段１５は、上部に載置されるＸ線照射部１１、支持部材１２及び調整部１３を水平方向に自在に移動させることができるものであれば特に限定されない。本実施形態の移動手段１５は、複数のローラ１６とそのローラ１６を駆動するための駆動手段（図示しない）とからなっている。
【００２６】
一方、Ｘ線センサ２０は、検査対象物の一部を透過したＸ線を受け、そのＸ線を対応する電気信号に変換する放射線検出部の一例であるＸ線検出部２１と、Ｘ線検出部２１に接続された支持部材１２を伸縮させてＸ線検出部２１の鉛直方向の位置（高さ）を調整することができる調整部１３と、Ｘ線検出部２１と支持部材１２との間に設けられて支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度を変更することができる接続部１４と、調整部１３の下方に設けられて水平方向に移動するための移動手段１５とからなっている。
【００２７】
Ｘ線検出部２１は棒状に形成されており、その幅方向中央部にはＸ線検出器であるＣｄＴｅ素子２１１が長手方向に沿って列状に複数配置されている。具体的には、ＣｄＴｅ素子２１１が、Ｘ線検出部２１の幅方向中央部に長手方向に沿って１列に並んで複数配置されている。Ｘ線検出部２１としては、構造物の狭隘部内に挿入することができる程度に小型のもので、Ｘ線を検出して検査対象物の一部の画像に対応する電気信号に変換することができるものであれば特に限定されない。なお、Ｘ線検出部２１の長手方向の長さは任意に設定することができる。
【００２８】
ここで、Ｘ線として高エネルギーＸ線を用いる場合には、その高エネルギーＸ線を十分に受けることができるＸ線検出部２１を用いる必要があるのはいうまでもない。たとえば、３２０Ｋｅｖ以上のエネルギーを有するＸ線を検出する場合には、３２０ＫｅＶより低いエネルギーのＸ線の検出に用いられるＣｄＴｅ素子よりもより厚みのあるＣｄＴｅ素子を用いることなどが挙げられる。
【００２９】
接続部１４は、Ｘ線検出部２１と支持部材１２との間に設けられ、図２に示すように、Ｘ線検出部２１の回動軸としてＸ線検出部２１を回動させることができるものであれば特に限定されない。接続部１４としては、たとえばＸ線検出部２１と支持部材１２とを繋ぎ、かつ図示しない駆動モータなどの駆動手段によってＸ線検出部２１を回動させて、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度を自在に変更することができる自在継手などが挙げられる。なお、その他の構成要素は、Ｘ線照射手段１０を構成するものと同様であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００３０】
制御部３０は、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の動作を制御するものである。詳細は後述するが、具体的には、検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際にＸ線照射部１１とＸ線検出部２１とが所定の距離を隔てて配置されるようにＸ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の位置を制御すると共に、検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させてその検査対象物の所定の領域の他の一部分を撮像するようにＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１の動作を制御する。また、制御部３０は、支持部材１２に対してＸ線検出部２１が所定の角度をなすようにＸ線検出部２１を回動させることができるように制御する。
【００３１】
ここで、検査対象物の一部を撮像する際にＸ線照射部１１とＸ線検出部２１とが所定の距離を隔てて配置されるように制御する方法は特に限定されない。たとえば、制御部３０は以下に説明するようにして制御してもよい。まず、ある地点を基準点としたデカルト座標を設定し、そのデカルト座標において、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０が水平方向に移動した距離と、Ｘ線照射手段１０の支持部材１２及びＸ線センサ２０の支持部材１２が伸縮した状態における長さとに基づいて、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１のそれぞれが位置する座標を求める。次に、それらの座標からＸ線照射部１１とＸ線検出部２１との距離を算出し、その距離が上述した所定の間隔となるように各移動手段１５及び各調整部１３をそれぞれ制御してもよい。また、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１にレーザー距離測定器などを取り付け、それを用いてＸ線照射部１１とＸ線検出部２１との距離を測定し、その距離が上述した所定の間隔となるように移動手段１５及び調整部１３を制御してもよい。なお、制御部３０としては、このような制御を行うことができるものであれば特に限定されず、たとえば一般的なパーソナルコンピュータや専用計算機などが挙げられる。
【００３２】
画像合成部４０は、Ｘ線検出部２１によって変換された検査対象物の所定の領域の一部の画像に対応する電気信号を複数組み合わせて、検査対象物の所定の領域全体の画像を合成することができるものである。具体的には、画像合成部４０は、隣接する検査対象物の所定の領域の一部の画像同士を重複領域がないように重ね合わせ、最終的に検査対象物の所定の領域全体の画像を合成するものである。ここで、検査対象物の所定の領域全体の画像を合成する方法は特に限定されず、既存の様々な方法を用いることができる。画像合成部４０としては、このような機能を有するものであれば特に限定されず、一般的なパーソナルコンピュータや専用計算機であってもよく、制御部３０の機能を兼ねるようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１を用いて構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物の所定の領域を検査する際の動作について図３〜図７を参照して詳しく説明する。図３は本実施形態に係るＸ線センサを狭隘部の上方の空間内に挿入した際の状態を示す概略斜視図である。また、図４は本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置を用いて構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を検査する際の動作時の状態を示す概略斜視図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４に示すＸ線非破壊検査装置の正面概略図及び上面概略図である。そして、図６は本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置の動作を示すフローチャートであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は従来のＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す正面概略図及び上面概略図である。
【００３４】
図３に示すように、検査対象となる円柱状の検査対象物１００は、２つの障害物２００の間に形成される狭隘部２１０の上方の空間内に配置されている。なお、図示しないが、検査対象物１００には狭隘部２１０側からしか検査装置などが近づけないようになっている。そこで、本実施形態では、このような検査対象物１００を挟むように、狭隘部２１０内を通してその空間内にＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１を配置し、以下に説明するようにして検査対象物１００の所定の領域の画像を得る。
【００３５】
まず、図３に示すように、Ｘ線検出部２１と支持部材１２とのなす角が１８０°となるように、すなわちＸ線検出部２１の長手方向と支持部材１２の長手方向とが一致するようにＸ線検出部２１を回動させ、その状態で狭隘部２１０内にＸ線センサ２０を下方から挿入する（Ｓ１）。この際に、Ｘ線検出部２１と支持部材１２とは一直線上に配置されることになるので、狭隘部２１０内を容易に通過することができる。
【００３６】
そして、Ｘ線検出部２１が狭隘部２１０の上方の空間内に位置するようになった際に、支持部材１２に対してＸ線検出部２１が所定の角度をなすようにＸ線検出部２１を回動させる。本実施形態では、図４に示すように、支持部材１２とＸ線検出部２１とがなす角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させる（Ｓ２）。
【００３７】
ここで、たとえばＸ線センサとして、支持部材１２の端部に既存のＸ線カメラを取付けたものを用いると、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、狭隘部２１０の直上に位置して狭隘部２１０の幅Ｗに対応した幅を有する検査対象物１００の領域Ｒ２しか撮像することができない。
【００３８】
これに対して、本実施形態のＸ線センサ２０を用いると、上述したように、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させて、検査対象物１００の領域Ｒ２に隣接する領域Ｒ１を撮像することができる位置に、Ｘ線検出部２１を配置することができる。その結果、詳細は後述するが、検査対象物１００の領域Ｒ２以外に、上述したような従来のＸ線センサでは撮像することができなかった検査対象物１００の領域Ｒ１を撮像することができることになる。
【００３９】
そして、Ｘ線照射部１１からＸ線を照射して検査対象物１００の領域Ｒ１の一部を撮像する（Ｓ３）。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、検査対象物１００の領域Ｒ１の下方の一部を撮像する。
【００４０】
次に、検査対象物１００の領域Ｒ１の他の一部を撮像することができる位置にＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させる（Ｓ４）。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を上方に僅かに平行移動させる。なお、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させる際に、それらを同時に移動させるようにしてもよいし、何れか一方ずつ個別に移動させるようにしてもよい。そして、その部分を撮像する（Ｓ５）。
【００４１】
ここで、検査対象物１００の一部を撮像する際には、Ｘ線照射部１１とＸ線検出部２１との鉛直方向の位置（高さ）は等しく、それらの間の距離はＤとなっており、さらにＸ線検出部２１の長手方向がＸ線照射部１１からＸ線検出部２１へ向かう方向に対して垂直となるようにＸ線照射部１１とＸ線検出部２１の位置が調整される。すなわち、Ｘ線検出部２１により得られる検査対象物１００の一部の画像のそれぞれは、Ｘ線検出部２１に対して常に同じ距離Ｄを隔てて配置されたＸ線照射部１１から、Ｘ線検出部２１の受光面２１Ａに対して垂直方向から照射されたＸ線を受けて得られるものとなる。したがって、これらの検査対象物１００の一部の画像を合成することにより得られる検査対象物１００の領域Ｒ１の画像は、検査対象物１００に沿って距離Ｄを隔てて配置された板状のＸ線源からその受光面２１に対して垂直方向に照射されたＸ線を受けて得られるものと等しくなる。その結果、検査対象物１００の領域Ｒの正確な画像を得ることができるのである。
【００４２】
一方、図７に示すように、Ｘ線を放射状に照射するＸ線照射部５１１と、そのＸ線を受けて撮像するＸ線フィルムやイメージングプレートなどからなるＸ線検出部５２１とを用いて、従来から行われていたように検査対象物１００全体を撮像すると、同図に示すように、Ｘ線照射部５１１からは放射状にＸ線が照射されるので、Ｘ線検出部５２１により得られる検査対象物１００の画像は、様々な方向から照射されたＸ線を撮像部５２１が受けて得られるものとなる。したがって、このようにして得られた検査対象物１００の画像は、その端部に向かって行くにつれて真の画像とは異なるものとなってしまうという問題がある。しかしながら、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１ではこのような問題が生ずることはない。
【００４３】
その後、制御部３０により、検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像したか否かが判断され（Ｓ６）、検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像していない場合には、検査対象物１００全体を撮像するまで上述したステップＳ４〜Ｓ５が繰り返される。
【００４４】
そして、検査対象物１００全体を撮像した場合には、画像合成部４０により検査対象物１００の領域Ｒ１全体の画像を合成する（Ｓ７）。
【００４５】
なお、検査対象物１００の領域Ｒ２に隣接する領域Ｒ３についても、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が−９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させ、同様に撮像・画像合成をすることによって検査対象物１００の領域Ｒ３全体の画像を合成することができる。
【００４６】
以上、説明したように、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１によれば、狭隘部２１０に挿入する際には、Ｘ線検出部２１の長手方向と支持部材１２の長手方向とが一致するようにＸ線検出部２１を回動させることによってＸ線センサ２０を棒状に変形させた状態で狭隘部２１０を通し、Ｘ線検出部２１が狭隘部２１０の上方の空間内に位置するようになった後、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させることができるので、狭隘部２１０に連通した空間内にある検査対象物１００について、その狭隘部２１０に対応する検査対象物１００の領域Ｒ２以外の領域Ｒ１，Ｒ３を撮像することができる。
【００４７】
（実施形態２）
実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置１では、Ｘ線センサ２０として、上述したように、Ｘ線検出部２１が支持部材１２に対して所定の角度をなすように配置できるものを用いたが、本実施形態では、図８に示すようなＸ線センサ２０Ａを用いる。図８は、本実施形態のＸ線センサの一部の概略正面図である。
【００４８】
同図に示すように、本実施形態に係るＸ線センサ２０ＡのＸ線検出部２１Ａは、支持部材１２と同一方向に並列に配置されている２つの棒状の小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂからなっている。そして、各小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂの幅方向中央部には、Ｘ線検出器であるＣｄＴｅ素子２１１が長手方向に沿って列状に複数配置されている。また、これらの小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂは接続部１４Ａを介して支持部材１２に支持されており、支持部材１２に対してそれぞれが所定の角度をなすように独立して位置することができるようになっている。本実施形態では、同図に示すように、小型Ｘ線検出部２１ａの長手方向と小型Ｘ線検出部２１ｂの長手方向とが一致するように（長手方向が共に水平になるように）小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂを回動させることができるようになっている。
【００４９】
ここで、接続部１４Ａは、支持部材１２に対して、上述したように各小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂを配置することができるものであれば特に限定されない。なお、本実施形態のＸ線センサ２０Ａを構成する他の構成要素は、実施形態１のＸ線センサ２０と同様であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００５０】
このようにＸ線センサ２０Ａを構成することにより、狭隘部２１０の上方の空間内にある検査対象物１００のより広い領域を一度で撮像することができるので、より効率的に検査対象物１００の所定の領域全体の画像を得ることができる。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態１では、Ｘ線照射部１１として、Ｘ線が放射状に照射される、いわゆる点線源を用いてＸ線非破壊検査装置１を構成したが、本実施形態では、Ｘ線照射手段として、Ｘ線センサ２０と同様に、支持部材１２に対するＸ線照射部の角度を変更することができる棒状のものを用いる。
【００５２】
具体的には、図９に示すように、本実施形態のＸ線照射手段１０Ａの幅方向中央部には、Ｘ線を放射するＸ線源１１１が長手方向に沿って列状に配置された棒状のＸ線照射部１１Ａを有し、Ｘ線照射部１１Ａは接続部１４を介して支持部材１２に接続されている。したがって、支持部材１２に対してＸ線照射部１１Ａが所定の角度をなすように配置できるようになっている。
【００５３】
そして、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置では、上述した検査対象物１００の領域Ｒ１を撮像する際にＸ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１とが平行になるように配置すると共に、上述したようにＸ線非破壊検査装置を動作させることによって検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像することができる。
【００５４】
ここで、本実施形態では、Ｘ線照射部１１Ａ及びＸ線検出部２１は、検査対象物１００の領域Ｒ１の一部を撮像する際に、上述したように、Ｘ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１の鉛直方向の位置（高さ）は等しく、それらの間の距離はＤであり、さらにＸ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１とが平行になるように配置されるので、Ｘ線検出部２１により得られる検査対象物１００の領域Ｒ１の一部の画像のそれぞれは、Ｘ線検出部２１に対して常に同じ距離Ｄを隔てて配置されたＸ線照射部１１Ａから、Ｘ線検出部２１に対して垂直方向から照射されたＸ線を受けて得られるものとなる。その結果、実施形態１のＸ線非破壊検査装置１を用いて得た検査対象物１００の領域Ｒ１の画像と比較して、より正確な画像を得ることができる。
【００５５】
（他の実施態様）
上述した実施形態では、Ｘ線検出器としてＣｄＴｅ素子２１１を例に挙げて説明したが、本発明に用いることができるＸ線検出器はＸ線を検出して検査対象物１００を撮像することができるものであれば特に限定されない。たとえば、Ｘ線検出器として、ＣｓＩからなるシンチレータとＣＣＤカメラとを組み合わせたものをＸ線検出部２１の長手方向に列状に配置してもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、Ｘ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さは一定となっていたが、Ｘ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さが伸縮自在となっていてもよい。たとえばＸ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さを伸ばすことができれば、撮像することができる検査対象物１００の領域Ｒ１を大きくすることができるという効果を奏する。
【００５７】
さらに、上述した実施形態では、接続部１４を用いて、支持部材１２に対するＸ線照射部１１Ａの角度や支持部材１２に対するＸ線検出部２１，２１Ａの角度を変更したが、本発明はこれに限定されない。たとえば支持部材とこれらの構成要素との間に屈曲可能な部材を設け、その部材を屈曲させることによって、支持部材１２に対するＸ線照射部１１Ａの角度や支持部材１２に対するＸ線検出部２１，２１Ａの角度を変更するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、本発明の非破壊検査装置の一例としてＸ線非破壊検査装置１を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ガンマ線などのＸ線以外の放射線を照射することができる放射線照射部と、対応する放射線を受けて検査対象物の一部を撮像することができる放射線検出部とを用いて非破壊検査装置を構成してもよい。なお、これらの放射線を用いる場合であっても、照射される放射線のエネルギーの大きさは特に限定されないが、上述したＸ線の場合と同様に、３２０ＫｅＶ〜１０００ＫｅＶの高エネルギー放射線を用いるのが好ましい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、Ｘ線検出器２１，２１Ａとして、ＣｄＴｅ素子２１１がＸ線検出部２１，２１Ａの幅方向中央部に長手方向に沿って一列に並んで複数配置されているものを例示したが、これに限定されない。Ｘ線検出器２１，２１Ａとして、例えばＣｄＴｅ素子２１１がＸ線検出部２１，２１Ａの幅方向中央部に長手方向に沿って複数列、たとえば２列に並んで複数配置されてもよい。
【００６０】
また、実施形態１では、支持部材１２、調整部１３及び移動手段１５を用いてＸ線照射部１１，１１Ａ及びＸ線検出部２１，２１Ａを移動させるようにしたが、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１，２１Ａを移動させる機構はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置を示す概略図である。
【図２】実施形態１のＸ線センサの一部の概略正面図である。
【図３】実施形態１のＸ線センサを狭隘部の上方の空間内に挿入した際の状態を示す概略斜視図である。
【図４】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す概略斜視図である。
【図５】図４に示すＸ線非破壊検査装置の正面図及び上面図である。
【図６】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来のＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す正面図及び上面図である。
【図８】実施形態２のＸ線センサの一部拡大概略図である。
【図９】実施形態３に係るＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ Ｘ線非破壊検査装置
１０，１０Ａ Ｘ線照射手段
１１，１１Ａ Ｘ線照射部
１２ 支持部材
１３ 調整部
１４，１４Ａ 接続部
１５ 移動手段
１６ ローラ
２０，２０Ａ Ｘ線センサ
２１，２１Ａ Ｘ線検出部
２１ａ，２１ｂ 小型Ｘ線検出部
３０ 制御部
４０ 画像合成部
１１１ Ｘ線源
２１１ ＣｄＴｅ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査装置に用いられる放射線センサ及びそれを備えた非破壊検査装置に関し、特に狭隘部内又は狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を検査する際に用いられて有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、構造物などの内部構造を検査するために、非破壊検査方法が用いられてきた。非破壊検査方法としては、たとえばＸ線を被検査対象物に照射して被検査対象物の内部の傷を見つけたり、外観の傷を見つけるＸ線透過検査方法などが知られている。
【０００３】
このようなＸ線透過検査方法を用いた装置として、Ｘ線非破壊検査装置がある（例えば特許文献１参照）。Ｘ線非破壊検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射手段とＸ線を検出するＸ線検出手段とを具備しており、Ｘ線照射手段で発生させたＸ線を検査対象物に照射し、その検査対象物を透過したＸ線をＸ線検出手段で検出することによって検査対象物の状態を検査することができるようになっている。そして、このようなＸ線非破壊検査装置では、Ｘ線検出手段として、Ｘ線フィルム及びイメージングプレートなどのように読み取り装置を必要とするものや、シンチレーションＣＣＤカメラ、Ｘ線イメージインテンシファイアー及びフラットパネルＸ線センサなどのように読み取り装置を必要としないものの２種類が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなＸ線非破壊検査装置に用いられる平面状に形成されたＸ線フィルムやイメージングプレートなどは、用途に応じて自在にその大きさを変えることができることから、構造物の狭隘部に連通する空間内にある検査対象物の検査に用いることができるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、Ｘ線フィルムは、検査対象物の近傍に取り付けられた後Ｘ線源から照射されたＸ線によってその一部が感光し、その後検査対象物の近傍から取り外され、感光した部分を検出することによってＸ線を検出するというものであり、一度使用されると再利用することができない。また、イメージングプレートも一度使用されるとイメージングプレート消去器を用いてデータを消去しなければ、再使用することができない。したがって、これらのものを用いて、検査対象物をリアルタイムで撮像したり、その場観察（Ｘ線照射と同時とまではいかないが、Ｘ線照射後直ちに検査対象物の画像を得ることができることをいう。）したりすることができないという欠点がある。以上のことから、リアルタイムやその場観察で検査対象物の状態を検査する必要がある場合には、Ｘ線フィルムやイメージングプレートが用いられたＸ線非破壊検査装置を用いることができないという問題があった。
【０００７】
それに対して、シンチレータやＣｄＴｅ素子などの放射線検出器が面状に配置されたシンチレーションＣＣＤカメラ、Ｘ線イメージインテンシファイアーやフラットパネルＸ線センサなどは、平面画像として検査対象物をリアルタイムで撮像したり、その場観察したりすることができるという利点がある。
【０００８】
しかしながら、市販されているこれらのもののサイズ（幅）は固定されており、しかもそのサイズ（幅）が大きい。したがって、これらのものを用いて、これらのものの幅よりも狭い幅の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物の検査にこれらのものを用いたＸ線非破壊検査装置を用いることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み、構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を、その狭隘部の幅よりも広い範囲で撮像することができる放射線センサ及びその放射線センサを備えた非破壊検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、構造物の狭隘部に連通した空間内に、検査対象物を挟んで前記検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段の反対側に配置され、前記検査対象物を透過した放射線を受けることにより前記検査対象物を撮像する放射線センサであって、放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部と、前記放射線検出器を支持して前記空間内に前記放射線検出部を配置するための棒状の支持部材と、前記放射線検出部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができる接続部とを有することを特徴とする放射線センサにある。
【００１１】
かかる第１の態様では、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線センサを棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線検出部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線検出部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域を撮像することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、前記接続部は、前記放射線検出部の回動軸として前記放射線検出部を回動させることにより前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができるようになっていることを特徴とする第１の態様に記載の放射線センサにある。
【００１３】
かかる第２の態様では、支持部材に対する放射線検出部の角度を容易に制御することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、前記放射線検出部は、前記接続部にそれぞれ接続された複数の小型放射線検出部からなり、前記小型放射線検出部は、長手方向に沿って列状に複数配置された放射線検出器をそれぞれ有し、前記接続部は、前記小型放射線検出部の回動軸として前記小型放射線検出部をそれぞれ独立して回動させることにより前記支持部材に対する前記小型放射線検出部の角度をそれぞれ独立して変更することができるようになっていることを特徴とする第１の態様に記載の放射線センサにある。
【００１５】
かかる第３の態様では、狭隘部に連通する空間内にある検査対象物のより広い領域を一度で撮像することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載の放射線センサと、放射線を照射する放射線源が長手方向に沿って列状に配置された棒状の前記放射線照射部と、前記放射線照射部を支持して前記空間内に前記放射線照射部を配置するための棒状の支持部材と、前記放射線照射部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線照射部の角度を変更することができる接続部とを有する前記放射線照射手段と、前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際に、前記放射線照射部と前記放射線検出部とが平行に配置されるように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の位置を制御し、且つ前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後前記放射線照射部及び前記放射線検出部をそれぞれ移動させて前記検査対象物の所定の領域の他の一部を撮像するように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の動作を制御する制御部とを具備することを特徴とする非破壊検査装置にある。
【００１７】
かかる第４の態様では、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部と同様に、放射線照射部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線照射手段を棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線照射部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線照射部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線照射部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域に放射線を照射してその画像を得ることができる。また、放射線照射部と放射線センサとが同期するようにそれぞれ移動させて検査対象物を撮像することができるので、検査対象物の正確な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る放射線センサによれば、狭隘部に挿入する際には、放射線検出部の長手方向と支持部材の長手方向とが一致するように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することによって放射線センサを棒状に変形させた状態で狭隘部を通し、放射線検出部が狭隘部に連通した空間内に位置するようになった後、支持部材に対して放射線検出部が所定の角度をなすように支持部材に対する放射線検出部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域を撮像して、その領域の画像を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る非破壊検査装置によれば、この放射線センサと同様に支持部材に対する放射線照射部の角度を変更することができるので、狭隘部に連通した空間内にある検査対象物について、その狭隘部に対応する検査対象物の領域以外の領域に放射線を照射してその画像を得ることができる。さらに、放射線照射部と放射線センサとが同期するようにそれぞれ移動させて検査対象物を撮像することができるので、検査対象物の正確な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る非破壊検査装置の一例であるＸ線非破壊検査装置を示す概略図であり、図２は本実施形態のＸ線センサの一部の概略正面図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１は、検査対象物の所定の領域の一部にＸ線を照射する機能を有するＸ線照射手段１０と、Ｘ線照射手段１０からの放射線を受けて検査対象物の所定の領域の一部を撮像する機能を有するＸ線センサ２０と、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０のそれぞれに接続されてＸ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の動作を制御する制御部３０と、Ｘ線センサ２０に接続されてＸ線センサ２０により得られた検査対象物の所定の領域の一部の画像をそれぞれ組み合わせて検査対象物全体の画像を得る画像合成部４０とを具備している。
【００２２】
Ｘ線照射手段１０は、放射線照射部の一例であるＸ線を照射するＸ線照射部１１と、Ｘ線照射部１１に接続された棒状の支持部材１２を伸縮させてＸ線照射部１１の鉛直方向の位置（高さ）を調整することができる調整部１３と、調整部１３の下方に設けられて水平方向に移動するための移動手段１５からなり、Ｘ線照射部１１を三次元的に自在に配置することができるようになっている。
【００２３】
Ｘ線照射部１１は、構造物の狭隘部内に入ることができる程度に小型のもので、検査対象物にＸ線を照射することができるものであれば特に限定されず、たとえばＸ線管を備えたものや、高エネルギー電子ビームをターゲットに入射させることによりそのターゲットからＸ線を発生させる機構を備えたものなどが挙げられる。ここで、Ｘ線照射部１１としては、Ｘ線を照射することができるものであれば特に限定されないが、３２０ＫｅＶ〜１０００ＫｅＶの高エネルギーＸ線を照射することができるものが好ましい。高エネルギーＸ線はより高い透過性を有するので、高エネルギーＸ線を照射することができるＸ線照射部１１を用いることにより、より厚みのある検査対象物を撮像することができる。
【００２４】
支持部材１２はＸ線照射部１１を保持することができるものであれば特に限定されず、調整部１３は支持部材１２を鉛直方向に伸縮させてＸ線照射部１１の鉛直方向の位置を調整することができるものであれば特に限定されない。
【００２５】
移動手段１５は、上部に載置されるＸ線照射部１１、支持部材１２及び調整部１３を水平方向に自在に移動させることができるものであれば特に限定されない。本実施形態の移動手段１５は、複数のローラ１６とそのローラ１６を駆動するための駆動手段（図示しない）とからなっている。
【００２６】
一方、Ｘ線センサ２０は、検査対象物の一部を透過したＸ線を受け、そのＸ線を対応する電気信号に変換する放射線検出部の一例であるＸ線検出部２１と、Ｘ線検出部２１に接続された支持部材１２を伸縮させてＸ線検出部２１の鉛直方向の位置（高さ）を調整することができる調整部１３と、Ｘ線検出部２１と支持部材１２との間に設けられて支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度を変更することができる接続部１４と、調整部１３の下方に設けられて水平方向に移動するための移動手段１５とからなっている。
【００２７】
Ｘ線検出部２１は棒状に形成されており、その幅方向中央部にはＸ線検出器であるＣｄＴｅ素子２１１が長手方向に沿って列状に複数配置されている。具体的には、ＣｄＴｅ素子２１１が、Ｘ線検出部２１の幅方向中央部に長手方向に沿って１列に並んで複数配置されている。Ｘ線検出部２１としては、構造物の狭隘部内に挿入することができる程度に小型のもので、Ｘ線を検出して検査対象物の一部の画像に対応する電気信号に変換することができるものであれば特に限定されない。なお、Ｘ線検出部２１の長手方向の長さは任意に設定することができる。
【００２８】
ここで、Ｘ線として高エネルギーＸ線を用いる場合には、その高エネルギーＸ線を十分に受けることができるＸ線検出部２１を用いる必要があるのはいうまでもない。たとえば、３２０Ｋｅｖ以上のエネルギーを有するＸ線を検出する場合には、３２０ＫｅＶより低いエネルギーのＸ線の検出に用いられるＣｄＴｅ素子よりもより厚みのあるＣｄＴｅ素子を用いることなどが挙げられる。
【００２９】
接続部１４は、Ｘ線検出部２１と支持部材１２との間に設けられ、図２に示すように、Ｘ線検出部２１の回動軸としてＸ線検出部２１を回動させることができるものであれば特に限定されない。接続部１４としては、たとえばＸ線検出部２１と支持部材１２とを繋ぎ、かつ図示しない駆動モータなどの駆動手段によってＸ線検出部２１を回動させて、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度を自在に変更することができる自在継手などが挙げられる。なお、その他の構成要素は、Ｘ線照射手段１０を構成するものと同様であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００３０】
制御部３０は、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の動作を制御するものである。詳細は後述するが、具体的には、検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際にＸ線照射部１１とＸ線検出部２１とが所定の距離を隔てて配置されるようにＸ線照射手段１０及びＸ線センサ２０の位置を制御すると共に、検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させてその検査対象物の所定の領域の他の一部分を撮像するようにＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１の動作を制御する。また、制御部３０は、支持部材１２に対してＸ線検出部２１が所定の角度をなすようにＸ線検出部２１を回動させることができるように制御する。
【００３１】
ここで、検査対象物の一部を撮像する際にＸ線照射部１１とＸ線検出部２１とが所定の距離を隔てて配置されるように制御する方法は特に限定されない。たとえば、制御部３０は以下に説明するようにして制御してもよい。まず、ある地点を基準点としたデカルト座標を設定し、そのデカルト座標において、Ｘ線照射手段１０及びＸ線センサ２０が水平方向に移動した距離と、Ｘ線照射手段１０の支持部材１２及びＸ線センサ２０の支持部材１２が伸縮した状態における長さとに基づいて、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１のそれぞれが位置する座標を求める。次に、それらの座標からＸ線照射部１１とＸ線検出部２１との距離を算出し、その距離が上述した所定の間隔となるように各移動手段１５及び各調整部１３をそれぞれ制御してもよい。また、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１にレーザー距離測定器などを取り付け、それを用いてＸ線照射部１１とＸ線検出部２１との距離を測定し、その距離が上述した所定の間隔となるように移動手段１５及び調整部１３を制御してもよい。なお、制御部３０としては、このような制御を行うことができるものであれば特に限定されず、たとえば一般的なパーソナルコンピュータや専用計算機などが挙げられる。
【００３２】
画像合成部４０は、Ｘ線検出部２１によって変換された検査対象物の所定の領域の一部の画像に対応する電気信号を複数組み合わせて、検査対象物の所定の領域全体の画像を合成することができるものである。具体的には、画像合成部４０は、隣接する検査対象物の所定の領域の一部の画像同士を重複領域がないように重ね合わせ、最終的に検査対象物の所定の領域全体の画像を合成するものである。ここで、検査対象物の所定の領域全体の画像を合成する方法は特に限定されず、既存の様々な方法を用いることができる。画像合成部４０としては、このような機能を有するものであれば特に限定されず、一般的なパーソナルコンピュータや専用計算機であってもよく、制御部３０の機能を兼ねるようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１を用いて構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物の所定の領域を検査する際の動作について図３〜図７を参照して詳しく説明する。図３は本実施形態に係るＸ線センサを狭隘部の上方の空間内に挿入した際の状態を示す概略斜視図である。また、図４は本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置を用いて構造物の狭隘部に連通した空間内にある検査対象物を検査する際の動作時の状態を示す概略斜視図であり、図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４に示すＸ線非破壊検査装置の正面概略図及び上面概略図である。そして、図６は本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置の動作を示すフローチャートであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は従来のＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す正面概略図及び上面概略図である。
【００３４】
図３に示すように、検査対象となる円柱状の検査対象物１００は、２つの障害物２００の間に形成される狭隘部２１０の上方の空間内に配置されている。なお、図示しないが、検査対象物１００には狭隘部２１０側からしか検査装置などが近づけないようになっている。そこで、本実施形態では、このような検査対象物１００を挟むように、狭隘部２１０内を通してその空間内にＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１を配置し、以下に説明するようにして検査対象物１００の所定の領域の画像を得る。
【００３５】
まず、図３に示すように、Ｘ線検出部２１と支持部材１２とのなす角が１８０°となるように、すなわちＸ線検出部２１の長手方向と支持部材１２の長手方向とが一致するようにＸ線検出部２１を回動させ、その状態で狭隘部２１０内にＸ線センサ２０を下方から挿入する（Ｓ１）。この際に、Ｘ線検出部２１と支持部材１２とは一直線上に配置されることになるので、狭隘部２１０内を容易に通過することができる。
【００３６】
そして、Ｘ線検出部２１が狭隘部２１０の上方の空間内に位置するようになった際に、支持部材１２に対してＸ線検出部２１が所定の角度をなすようにＸ線検出部２１を回動させる。本実施形態では、図４に示すように、支持部材１２とＸ線検出部２１とがなす角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させる（Ｓ２）。
【００３７】
ここで、たとえばＸ線センサとして、支持部材１２の端部に既存のＸ線カメラを取付けたものを用いると、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、狭隘部２１０の直上に位置して狭隘部２１０の幅Ｗに対応した幅を有する検査対象物１００の領域Ｒ２しか撮像することができない。
【００３８】
これに対して、本実施形態のＸ線センサ２０を用いると、上述したように、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させて、検査対象物１００の領域Ｒ２に隣接する領域Ｒ１を撮像することができる位置に、Ｘ線検出部２１を配置することができる。その結果、詳細は後述するが、検査対象物１００の領域Ｒ２以外に、上述したような従来のＸ線センサでは撮像することができなかった検査対象物１００の領域Ｒ１を撮像することができることになる。
【００３９】
そして、Ｘ線照射部１１からＸ線を照射して検査対象物１００の領域Ｒ１の一部を撮像する（Ｓ３）。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、検査対象物１００の領域Ｒ１の下方の一部を撮像する。
【００４０】
次に、検査対象物１００の領域Ｒ１の他の一部を撮像することができる位置にＸ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させる（Ｓ４）。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を上方に僅かに平行移動させる。なお、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１を移動させる際に、それらを同時に移動させるようにしてもよいし、何れか一方ずつ個別に移動させるようにしてもよい。そして、その部分を撮像する（Ｓ５）。
【００４１】
ここで、検査対象物１００の一部を撮像する際には、Ｘ線照射部１１とＸ線検出部２１との鉛直方向の位置（高さ）は等しく、それらの間の距離はＤとなっており、さらにＸ線検出部２１の長手方向がＸ線照射部１１からＸ線検出部２１へ向かう方向に対して垂直となるようにＸ線照射部１１とＸ線検出部２１の位置が調整される。すなわち、Ｘ線検出部２１により得られる検査対象物１００の一部の画像のそれぞれは、Ｘ線検出部２１に対して常に同じ距離Ｄを隔てて配置されたＸ線照射部１１から、Ｘ線検出部２１の受光面２１Ａに対して垂直方向から照射されたＸ線を受けて得られるものとなる。したがって、これらの検査対象物１００の一部の画像を合成することにより得られる検査対象物１００の領域Ｒ１の画像は、検査対象物１００に沿って距離Ｄを隔てて配置された板状のＸ線源からその受光面２１に対して垂直方向に照射されたＸ線を受けて得られるものと等しくなる。その結果、検査対象物１００の領域Ｒの正確な画像を得ることができるのである。
【００４２】
一方、図７に示すように、Ｘ線を放射状に照射するＸ線照射部５１１と、そのＸ線を受けて撮像するＸ線フィルムやイメージングプレートなどからなるＸ線検出部５２１とを用いて、従来から行われていたように検査対象物１００全体を撮像すると、同図に示すように、Ｘ線照射部５１１からは放射状にＸ線が照射されるので、Ｘ線検出部５２１により得られる検査対象物１００の画像は、様々な方向から照射されたＸ線を撮像部５２１が受けて得られるものとなる。したがって、このようにして得られた検査対象物１００の画像は、その端部に向かって行くにつれて真の画像とは異なるものとなってしまうという問題がある。しかしながら、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１ではこのような問題が生ずることはない。
【００４３】
その後、制御部３０により、検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像したか否かが判断され（Ｓ６）、検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像していない場合には、検査対象物１００全体を撮像するまで上述したステップＳ４〜Ｓ５が繰り返される。
【００４４】
そして、検査対象物１００全体を撮像した場合には、画像合成部４０により検査対象物１００の領域Ｒ１全体の画像を合成する（Ｓ７）。
【００４５】
なお、検査対象物１００の領域Ｒ２に隣接する領域Ｒ３についても、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が−９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させ、同様に撮像・画像合成をすることによって検査対象物１００の領域Ｒ３全体の画像を合成することができる。
【００４６】
以上、説明したように、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置１によれば、狭隘部２１０に挿入する際には、Ｘ線検出部２１の長手方向と支持部材１２の長手方向とが一致するようにＸ線検出部２１を回動させることによってＸ線センサ２０を棒状に変形させた状態で狭隘部２１０を通し、Ｘ線検出部２１が狭隘部２１０の上方の空間内に位置するようになった後、支持部材１２に対するＸ線検出部２１の角度が９０°となるようにＸ線検出部２１を回動させることができるので、狭隘部２１０に連通した空間内にある検査対象物１００について、その狭隘部２１０に対応する検査対象物１００の領域Ｒ２以外の領域Ｒ１，Ｒ３を撮像することができる。
【００４７】
（実施形態２）
実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置１では、Ｘ線センサ２０として、上述したように、Ｘ線検出部２１が支持部材１２に対して所定の角度をなすように配置できるものを用いたが、本実施形態では、図８に示すようなＸ線センサ２０Ａを用いる。図８は、本実施形態のＸ線センサの一部の概略正面図である。
【００４８】
同図に示すように、本実施形態に係るＸ線センサ２０ＡのＸ線検出部２１Ａは、支持部材１２と同一方向に並列に配置されている２つの棒状の小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂからなっている。そして、各小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂの幅方向中央部には、Ｘ線検出器であるＣｄＴｅ素子２１１が長手方向に沿って列状に複数配置されている。また、これらの小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂは接続部１４Ａを介して支持部材１２に支持されており、支持部材１２に対してそれぞれが所定の角度をなすように独立して位置することができるようになっている。本実施形態では、同図に示すように、小型Ｘ線検出部２１ａの長手方向と小型Ｘ線検出部２１ｂの長手方向とが一致するように（長手方向が共に水平になるように）小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂを回動させることができるようになっている。
【００４９】
ここで、接続部１４Ａは、支持部材１２に対して、上述したように各小型Ｘ線検出部２１ａ，２１ｂを配置することができるものであれば特に限定されない。なお、本実施形態のＸ線センサ２０Ａを構成する他の構成要素は、実施形態１のＸ線センサ２０と同様であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００５０】
このようにＸ線センサ２０Ａを構成することにより、狭隘部２１０の上方の空間内にある検査対象物１００のより広い領域を一度で撮像することができるので、より効率的に検査対象物１００の所定の領域全体の画像を得ることができる。
【００５１】
（実施形態３）
実施形態１では、Ｘ線照射部１１として、Ｘ線が放射状に照射される、いわゆる点線源を用いてＸ線非破壊検査装置１を構成したが、本実施形態では、Ｘ線照射手段として、Ｘ線センサ２０と同様に、支持部材１２に対するＸ線照射部の角度を変更することができる棒状のものを用いる。
【００５２】
具体的には、図９に示すように、本実施形態のＸ線照射手段１０Ａの幅方向中央部には、Ｘ線を放射するＸ線源１１１が長手方向に沿って列状に配置された棒状のＸ線照射部１１Ａを有し、Ｘ線照射部１１Ａは接続部１４を介して支持部材１２に接続されている。したがって、支持部材１２に対してＸ線照射部１１Ａが所定の角度をなすように配置できるようになっている。
【００５３】
そして、本実施形態に係るＸ線非破壊検査装置では、上述した検査対象物１００の領域Ｒ１を撮像する際にＸ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１とが平行になるように配置すると共に、上述したようにＸ線非破壊検査装置を動作させることによって検査対象物１００の領域Ｒ１全体を撮像することができる。
【００５４】
ここで、本実施形態では、Ｘ線照射部１１Ａ及びＸ線検出部２１は、検査対象物１００の領域Ｒ１の一部を撮像する際に、上述したように、Ｘ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１の鉛直方向の位置（高さ）は等しく、それらの間の距離はＤであり、さらにＸ線照射部１１ＡとＸ線検出部２１とが平行になるように配置されるので、Ｘ線検出部２１により得られる検査対象物１００の領域Ｒ１の一部の画像のそれぞれは、Ｘ線検出部２１に対して常に同じ距離Ｄを隔てて配置されたＸ線照射部１１Ａから、Ｘ線検出部２１に対して垂直方向から照射されたＸ線を受けて得られるものとなる。その結果、実施形態１のＸ線非破壊検査装置１を用いて得た検査対象物１００の領域Ｒ１の画像と比較して、より正確な画像を得ることができる。
【００５５】
（他の実施態様）
上述した実施形態では、Ｘ線検出器としてＣｄＴｅ素子２１１を例に挙げて説明したが、本発明に用いることができるＸ線検出器はＸ線を検出して検査対象物１００を撮像することができるものであれば特に限定されない。たとえば、Ｘ線検出器として、ＣｓＩからなるシンチレータとＣＣＤカメラとを組み合わせたものをＸ線検出部２１の長手方向に列状に配置してもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、Ｘ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さは一定となっていたが、Ｘ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さが伸縮自在となっていてもよい。たとえばＸ線検出部２１，２１Ａの長手方向の長さを伸ばすことができれば、撮像することができる検査対象物１００の領域Ｒ１を大きくすることができるという効果を奏する。
【００５７】
さらに、上述した実施形態では、接続部１４を用いて、支持部材１２に対するＸ線照射部１１Ａの角度や支持部材１２に対するＸ線検出部２１，２１Ａの角度を変更したが、本発明はこれに限定されない。たとえば支持部材とこれらの構成要素との間に屈曲可能な部材を設け、その部材を屈曲させることによって、支持部材１２に対するＸ線照射部１１Ａの角度や支持部材１２に対するＸ線検出部２１，２１Ａの角度を変更するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、本発明の非破壊検査装置の一例としてＸ線非破壊検査装置１を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ガンマ線などのＸ線以外の放射線を照射することができる放射線照射部と、対応する放射線を受けて検査対象物の一部を撮像することができる放射線検出部とを用いて非破壊検査装置を構成してもよい。なお、これらの放射線を用いる場合であっても、照射される放射線のエネルギーの大きさは特に限定されないが、上述したＸ線の場合と同様に、３２０ＫｅＶ〜１０００ＫｅＶの高エネルギー放射線を用いるのが好ましい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、Ｘ線検出器２１，２１Ａとして、ＣｄＴｅ素子２１１がＸ線検出部２１，２１Ａの幅方向中央部に長手方向に沿って一列に並んで複数配置されているものを例示したが、これに限定されない。Ｘ線検出器２１，２１Ａとして、例えばＣｄＴｅ素子２１１がＸ線検出部２１，２１Ａの幅方向中央部に長手方向に沿って複数列、たとえば２列に並んで複数配置されてもよい。
【００６０】
また、実施形態１では、支持部材１２、調整部１３及び移動手段１５を用いてＸ線照射部１１，１１Ａ及びＸ線検出部２１，２１Ａを移動させるようにしたが、Ｘ線照射部１１及びＸ線検出部２１，２１Ａを移動させる機構はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置を示す概略図である。
【図２】実施形態１のＸ線センサの一部の概略正面図である。
【図３】実施形態１のＸ線センサを狭隘部の上方の空間内に挿入した際の状態を示す概略斜視図である。
【図４】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す概略斜視図である。
【図５】図４に示すＸ線非破壊検査装置の正面図及び上面図である。
【図６】実施形態１に係るＸ線非破壊検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来のＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す正面図及び上面図である。
【図８】実施形態２のＸ線センサの一部拡大概略図である。
【図９】実施形態３に係るＸ線非破壊検査装置の動作時の状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ Ｘ線非破壊検査装置
１０，１０Ａ Ｘ線照射手段
１１，１１Ａ Ｘ線照射部
１２ 支持部材
１３ 調整部
１４，１４Ａ 接続部
１５ 移動手段
１６ ローラ
２０，２０Ａ Ｘ線センサ
２１，２１Ａ Ｘ線検出部
２１ａ，２１ｂ 小型Ｘ線検出部
３０ 制御部
４０ 画像合成部
１１１ Ｘ線源
２１１ ＣｄＴｅ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の狭隘部に連通した空間内に、検査対象物を挟んで前記検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段の反対側に配置され、前記検査対象物を透過した放射線を受けることにより前記検査対象物を撮像する放射線センサであって、
放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部と、
前記放射線検出器を支持して前記空間内に前記放射線検出部を配置するための棒状の支持部材と、
前記放射線検出部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができる接続部と
を有することを特徴とする放射線センサ。
【請求項２】
前記接続部は、前記放射線検出部の回動軸として前記放射線検出部を回動させることにより前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の放射線センサ。
【請求項３】
前記放射線検出部は、前記接続部にそれぞれ接続された複数の小型放射線検出部からなり、
前記小型放射線検出部は、長手方向に沿って列状に複数配置された放射線検出器をそれぞれ有し、
前記接続部は、前記小型放射線検出部の回動軸として前記小型放射線検出部をそれぞれ独立して回動させることにより前記支持部材に対する前記小型放射線検出部の角度をそれぞれ独立して変更することができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の放射線センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線センサと、
放射線を照射する放射線源が長手方向に沿って列状に配置された棒状の前記放射線照射部と、
前記放射線照射部を支持して前記空間内に前記放射線照射部を配置するための棒状の支持部材と、
前記放射線照射部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線照射部の角度を変更することができる接続部と
を有する前記放射線照射手段と、
前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際に、前記放射線照射部と前記放射線検出部とが平行に配置されるように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の位置を制御し、且つ前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後前記放射線照射部及び前記放射線検出部をそれぞれ移動させて前記検査対象物の所定の領域の他の一部を撮像するように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の動作を制御する制御部と
を具備することを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項１】
構造物の狭隘部に連通した空間内に、検査対象物を挟んで前記検査対象物に向けて放射線を照射する放射線照射手段の反対側に配置され、前記検査対象物を透過した放射線を受けることにより前記検査対象物を撮像する放射線センサであって、
放射線を検出する放射線検出器が長手方向に沿って列状に配置された棒状の放射線検出部と、
前記放射線検出器を支持して前記空間内に前記放射線検出部を配置するための棒状の支持部材と、
前記放射線検出部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができる接続部と
を有することを特徴とする放射線センサ。
【請求項２】
前記接続部は、前記放射線検出部の回動軸として前記放射線検出部を回動させることにより前記支持部材に対する前記放射線検出部の角度を変更することができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の放射線センサ。
【請求項３】
前記放射線検出部は、前記接続部にそれぞれ接続された複数の小型放射線検出部からなり、
前記小型放射線検出部は、長手方向に沿って列状に複数配置された放射線検出器をそれぞれ有し、
前記接続部は、前記小型放射線検出部の回動軸として前記小型放射線検出部をそれぞれ独立して回動させることにより前記支持部材に対する前記小型放射線検出部の角度をそれぞれ独立して変更することができるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の放射線センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線センサと、
放射線を照射する放射線源が長手方向に沿って列状に配置された棒状の前記放射線照射部と、
前記放射線照射部を支持して前記空間内に前記放射線照射部を配置するための棒状の支持部材と、
前記放射線照射部と前記支持部材との間に設けられて前記支持部材に対する前記放射線照射部の角度を変更することができる接続部と
を有する前記放射線照射手段と、
前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像する際に、前記放射線照射部と前記放射線検出部とが平行に配置されるように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の位置を制御し、且つ前記検査対象物の所定の領域の一部を撮像した後前記放射線照射部及び前記放射線検出部をそれぞれ移動させて前記検査対象物の所定の領域の他の一部を撮像するように前記放射線照射部及び前記放射線検出部の動作を制御する制御部と
を具備することを特徴とする非破壊検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−４７４４１（Ｐ２００９−４７４４１Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１１１０７（Ｐ２００７−２１１１０７）
【出願日】平成１９年８月１３日（２００７．８．１３）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１３日（２００７．８．１３）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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