検査モード切換え回路
駆動ピックアップモードとインピーダンスモードで同時に動作する構造の渦電流プローブ試験装置を提供する。渦電流プローブは２つのコイルを有する。渦電流プローブ試験装置はまた、信号発生装置、出力装置及び切換え部を含む。切換え部は信号発生装置から２つのコイルへ入力信号を送る方法を切換える構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流検知器を有するロボットアームのエンドエフェクタに係り、さらに詳細には、渦電流検知器を有するロボットアームのエンドエフェクタを同時に２つのモードで作動できるようにするモード切換え回路に係る。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の加圧水容器内には放射線の危険性があるため、加圧水容器内のコンポーネントの保守及び試験はロボットアームのような遠隔操作装置により実施するのが一般的である。かかる操作機器は通常、圧力容器内のいかなるポイントにもほぼアクセス可能なロボットアームを備えている。ロボットアームには特殊な保守または試験のタスクを遂行可能なエンドエフェクタが取付けられる。例えば、原子炉の圧力容器の水入口と出口は、とりわけ表面及び表面近くの欠陥の有無を調べるための検査を行なう必要がある。かかる検査はロボットアームに結合された「スレッド」を用いて行なう。
【０００３】
スレッドは検査機器を結合可能なフレームを備えている。検査機器は典型的には超音波プローブ及び渦電流プローブを有する。超音波プローブは超音波周波数成分を発射して受信するか、発射または受信する。従って、超音波プローブは超音波パルスを送信し、その反射を検知する構造になっている。即ち、超音波パルスは欠陥箇所とほぼ滑らかな表面とでは反射の仕方が異なる。渦電流プローブは磁界の変動を検知するよう動作する。即ち、渦電流プローブは少なくとも１つの電気コイルを有する。信号、即ち交流電流がコイルを流れるとコイルにより磁界が発生する。渦電流プローブを導電性表面に隣接して配置すると、磁界がその表面を相互作用して表面に循環渦電流が発生する。表面がほぼ滑らかであれば、渦電流は石を池に落下させると生じる円形のさざなみに擬すことができる。しかしながら、渦電流は渦電流プローブに信号が供給される限り繰返しそして周期的に発生する。詳説すると、渦電流の特性はその信号の特性、例えば周波数、大きさ、位相などに関連する。表面内または表面近くに（以下、「表面に」と言う）欠陥があると、その表面上の渦電流のパターンに乱れが生じる。乱れた渦電流の波の特性を測定することにより欠陥の性質を突き止めることができる。
【０００４】
渦電流プローブの１つのタイプに「＋ポイントプローブ」または「Ｘコイルプローブ」がある。「＋ポイントプローブ」は２つの導電性コイルがプローブ本体内において２つのほぼ直交する平面内に配置されたものである（従って、名前に＋またはＸが含まれる）。渦電流プローブのもう１つのタイプは、２つのコイルを上下に積み重ねるか並置した「パンケーキ」形プローブである。これらの構成のうちでは「＋ポイントプローブ」が好ましい。「＋ポイントプローブ」は「駆動ピックアップ」モードと「インピーダンス」モードの２つのモードのうちの１つで使用される。プローブは両モードで使用され、渦電流を発生させ、その乱れを検知する。これはアルミニウムホイルのシートを懐中電灯で照らすのに擬することができるが、ホイルが滑らかであれば光の反射に乱れがなく、「しわ」があると光がゆがむ。しかしながら、開示する方法では、渦電流プローブは光／電磁波を発生させる懐中電灯と、欠陥を検知する目の両方の作用を有する。
【０００５】
駆動ピックアップモードでは、入力信号を２つのコイルのうちの一方に加えるが、コイルに発生する磁界が隣接表面に渦電流を発生させる。渦電流はまた、第２のコイルに影響を及ぼす磁界を発生させる。詳説すると、ほぼ欠陥のない表面は第２のコイルに有意な応答を発生させない。しかしながら、表面に欠陥があると、異常磁界が発生しこの磁界を第２のコイルにより検知することができる。渦電流プローブは、この構成では、磁界同士の相互作用により、コイルの平面に対して角度を有する欠陥に対して大きな感度を有する。
【０００６】
インピーダンスモードでは、信号を両方のコイルに加えるが、各コイルが発生させる磁界により隣接表面に渦電流が生じさせ、さらに、各コイルに生じるインピーダンスを他方のコイルのインピーダンスと比較する。プローブを配置した表面に欠陥がほぼなければ、両コイルのインピーダンスはほぼ同じである。即ち、欠陥がなければ、渦電流より生じる磁界は実質的に一定であり、従って、両コイルへのフィードバックは等しい。しかしながら、欠陥があると、渦電流により生じる磁界が乱れ、２つのコイルのうちの一方に生じるインピーダンスが他方より大きくなる。２つのコイルのインピーダンスを比較して欠陥を識別する。渦電流プローブは、この構成では、磁界同士の相互作用により、コイルの平面内を、またはその平面に平行に延びる欠陥に対して大きな感度を有する。
【０００７】
かくして、渦電流プローブは２つの構成のうちの少なくとも１つで使用することができる。これら２つの構成はそれぞれ異なる平面にある欠陥、即ち、コイルの平面に整列するか、またはコイルの平面に対して角度を有する欠陥を検知する可能性がある。従って、渦電流プローブを用いる典型的な方法では、検査スレッドを各検査領域にわたって２回移動させる、即ち、１回目の移動は渦電流プローブを駆動ピックアップモードで、また、２回目の移動はインピーダンスモードで移動させる必要がある。この方法はコストが高く、時間がかかる。
【発明の概要】
【０００８】
本願に開示した本発明の思想は、両方のモードで同時に作動するよう構成された渦電流プローブ試験装置を提供する。この構成では、大抵の欠陥を検知するために渦電流プローブを選択領域上においてただ１回移動させる必要がある。渦電流プローブはモード切換え回路により両モードでの作動可能状態にされる。モード切換え回路は２つのモード間を迅速に切換わる。モード切換え回路はマルチプレクサにより制御され、その出力はマルチプレクサを通過する。さらに、渦電流プローブ試験装置を同時の両モードで作動させる方法が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付図面を参照して好ましい実施例についての以下の説明を読めばさらに理解が深まるであろう。
【図１】原子炉圧力容器の破断斜視図である。
【図２】エンドエフェクタのスレッドの平面図である。
【図３】渦電流プローブの概略図である。
【図４】モード切換え回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書中の用語「同時に」及びその派生表現は、「ほぼ同時に」を意味する。約１００ヘルツより大きい周波数で起きる事象は同時的事象である。
【００１１】
本明細書中の用語「平面」は薄い、即ち、三次元の空間、要素または別の要素の部分の構成体を含む。
【００１２】
本明細書に記載する装置及び方法は任意の表面の検査に使用可能であり、原子炉での使用は好ましい使用であると理解されたい。
【００１３】
原子炉施設は、応力を受ける、欠陥の有無につき検査の必要がある多くのコンポーネントを含んでいる。原子炉施設は、図１に示す原子炉施設はタービン装置（図示せず）及び図１に示す圧力容器１０のような（それらに限定されない）複数のコンポーネントを含んでいる。以下において、原子炉圧力容器１０における渦電流プローブ試験装置の使用を説
明するが、後記の特許請求の範囲に記載した装置は原子炉施設の任意のコンポーネントに使用できると理解されたい。原子炉圧力容器１０は原子燃料棒（図示せず）を含む構造の原子燃料集合体（図示せず）を格納する。原子炉圧力容器１０は包囲空間を画定する本体１２である。原子炉圧力容器１０は水の入口１４と出口１６を有する。原子炉圧力容器の本体１２と入口１４及び出口１６はそれぞれ表面１８を有する。原子炉圧力容器１０内に水が入口１４から導入され、１つまたはそれ以上のバッフル（図示せず）がその水を原子燃料集合体の下部に差し向ける。水は原子燃料集合体に沿って上昇する間にその集合体により加熱される。高温となった水は原子炉圧力容器１０を出口１６から排出される。
【００１４】
稼働状態の原子炉圧力容器１０の内部は危険な環境であるから、補修及び検査を行なうにはロボットまたは他の自動化装置に頼るのが一般的である。従って、原子炉圧力容器１０は通常、少なくとも１つのロボットアーム２０を含む。ロボットアーム２０は遠隔端部が原子炉圧力容器１０内の多数の領域にアクセスするために枢動／回転可能な関節構造を有する。原子炉圧力容器１０内の種々の場所で多種多様な検査／補修作業を行なう必要があるため、ロボットアーム２０は取換え可能なエンドエフェクタ３０を支持するようになっている。エンドエフェクタ３０はロボットアーム２０の遠隔端部に結合され、所定の仕事を行なう構造の工具を備えた装置である。ロボットアーム２０とエンドエフェクタ３０は移動自在であるため、所定の仕事（以下、検査という）を広い表面上で行なうことができる。
【００１５】
エンドエフェクタ３０の１つのタイプとして「スレッド」４０がある。スレッド４０は通常、その上に他の機器を取付けることができるフレームである。例えば、図２に示すように、検査スレッド４２は水の入口１４及び出口１６を検査する構造を備えている。検査スレッド４２は複数の継手４６を供えた関節式フレーム４４を含むのが好ましい。継手４６はプローブ５０の取付け部材４８を結合する構造である。図示のように、取付け部材４８は渦電流プローブ６０を支持する構造の少なくとも１つのジンバル組立体５２を含む。少なくとも１つのジンバル組立体５２はフレーム４４に枢動自在に結合される。この構成では、少なくとも１つのジンバル組立体５２は渦電流プローブ６０を容器本体の表面１８に接近させた状態またはそれと接触状態で支持する構造を備えている。スレッド４０は超音波プローブ５４及び他の試験／検査装置のような他の機器（これらに限定されない）を支持することができる。
【００１６】
渦電流プローブ６０は渦電流プローブ試験装置５６の一部である。渦電流プローブ試験装置５６はロボットアーム２０、エンドエフェクタ・スレッド４０（これらは上述した）、モード切換え回路８０、接地バス１０９、信号発生装置１１０及び出力装置１２０を含む。接地バス１０９はアース導体である。信号発生装置１１０は少なくとも１つの交流試験信号を発生する構造を有する。信号発生装置１１０は発生される各信号の特性、例えば周波数、大きさ、位相などを制御する構造を有する。信号発生装置１１０は多数の出力を含むことができる。信号発生装置と出力の間でそれらと電気通信関係にある導体部またはバス（図示せず）は１またはそれ以上の抵抗（図示せず）を含む。信号発生装置１１０内のかかる抵抗または信号発生装置１１０の外部にあるがその信号発生装置１１０の出力と電気通信関係にある抵抗は信号の特性を変化することができる。従って、２つの別個の信号が必要であれば、信号発生装置１１０により単一の信号を発生させて、その信号を分割または変化させるか、または信号発生装置１１０を多数の信号発生器（図示せず）により構成して、元となる信号を多数発生させてもよい。信号発生装置１１０により発生する各信号は交流信号であり、導体を介して渦電流プローブ６０へ送られる。
【００１７】
出力装置１２０は渦電流プローブ６０から出力信号を受信する構造であるが、それを記録するようにしてもよい。渦電流プローブ６０からの出力信号も電気信号であり、導体を介して出力装置１２０へ送られる。出力装置１２０は人間が読取るか視認可能な形でデー
タを提示する構造を有する。渦電流プローブ６０のかかる出力装置１２０は公知である。信号発生装置１１０と出力装置１２０を他の原子的コンポーネントと共に単一のハウジング内に組み込み能であることに注意されたい。
【００１８】
渦電流プローブ６０は「＋ポイントプローブ」であるのが好ましい。渦電流プローブ６０は、好ましくは銅線である導電材料の第１及び第２のコイル６４、６６を収容する本体６２を有する（全て略示してある）。プローブ本体６２はほぼ平坦な検査面６８を有する。検査面６８は検査中の表面に隣接するかそれと接触する状態に置かれる構造である。２つのコイル６４、６６は好ましくは、ほぼ矩形の横断面を有し、各々がプローブ本体６２内の平面部または一般的な「平面」内に配置される。両コイル６４、６６は検査面６８の平面にほぼ垂直な平面内を延びる。従って、動作時、コイル６４、６６は検査中の表面、即ち、容器本体の表面１８の平面にほぼ垂直に配置するのが一般的である。各コイル６４、６６は第１端子及び第２端子を有する。即ち、第１コイルの第１端子７０、第１コイルの第２端子７２、第２コイルの第１端子７４、第２コイルの第２端子７６が存在する。
【００１９】
モード切換え回路８０は切換え部８２と導体部９０を含む。切換え部８０は複数のスイッチ８４、好ましくは第１スイッチ８６Ａ、第２スイッチ８６Ｂ、第３スイッチ８６Ｃを含む。好ましい実施例において、各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは開くか閉じるかの何れかになる構造の単投スイッチとして働く。従って、各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃはそれらを選択的に導通させる構造である。即ち、スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが開位置にあれば、電流はスイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃを流れず、スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが閉位置にあれば、電流はスイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃを流れる。各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは約１ＫＨｚと１０００ＫＨｚの間の周波数で状態を変化できる電気的制御式スイッチであるのが好ましい。
【００２０】
導体部９０は複数の導体９２を含み、選択された導体９２は信号発生装置１１０から第１コイル６４及び第２コイル６６に電気信号を送る構造であり、選択された導体９２は第１コイル６４及び第２コイル６６から出力装置１２０へ電気信号を送る構造である。詳説すると、導体部９０は第１入力信号導体９４、第２入力信号導体９６、第１出力導体９８、第２出力導体１００及び接地導体１０２を含む。第１入力信号導体９４と第２入力信号９６は信号発生装置１１０に結合され、その装置と電子通信関係にある。従って、少なくとも１つの信号が第１入力信号導体９４と第２入力信号導体９６の両方へ送られる。第１入力信号導体９４はさらに第１コイル第１端子７０に結合されてそれと電子通信関係にある。接地導体１０２は接地バス１０９に結合されてそれと電子通信関係にある。さらに、接地導体１０２は第１コイル第２端子７２と第２コイル第２端子７６の両方に結合されてそれらと電子通信関係にある。第１出力導体９８は第２コイル第１端子７４と結合されてそれと電子通信関係にある。第１出力導体９８と第２出力導体１００はそれぞれ出力装置１２０に結合されている。公知のように、出力装置１２０は受信した信号を蓄積しそして／または人間が読取り可能な形に変換する。第１入力信号導体９４はインピーダンスモードにある時２つのコイル６４と６６の間のインピーダンスをバランスさせる抵抗９９を含むことに注意されたい。
【００２１】
第１スイッチ８６Ａは接地バス１０９と第２出力導体１００に結合され、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第２スイッチ８６Ｂは第２入力信号導体９６と第１出力導体９８に結合されて、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第３スイッチ８６Ｃは第１入力信号導体９４と第２出力導体１００に結合されて、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第１スイッチ８６Ａ、第３スイッチ８６Ｃを結合して切換えスイッチ（図示せず）にできることを注意されたい。
【００２２】
導体９２及びスイッチ８６のこの構成によると、切換え部８２、従って、渦電流プロー
ブ６０を、渦電流６０プローブ６０が駆動ピックアップモードで動作する第１の構成と、渦電流プローブ６０がインピーダンスモードで動作する第２の構成との間で切換えることができる。即ち、第１の構成では、第１スイッチ８６Ａは閉位置にあって第２出力導体１００を接地し、第２スイッチ８６Ｂと第３スイッチ８６Ｃは開位置にある。従って、第１入力信号導体９４は第１コイル第１端子７０に結合され、第１コイル６４は信号発生装置１１０から信号を受信する。第２スイッチ８６Ｂが開位置になると、第２入力信号導体９６と第１出力導体９８との間に閉じた接続関係はない。従って、信号発生装置１１０と第２コイル６６とは接続関係にない。この構成では、第１コイル６４は信号を受信し、第２コイル６６は接地状態にある。この構成は駆動ピックアップモードにある渦電流プローブ６０の構成に一致する。
【００２３】
切換え部８２が第２の構成になると、第１スイッチ８６Ａは開位置に、また第２スイッチ８６Ｂと第３スイッチ８６Ｃは閉位置に移動している。従って、第２入力信号導体９６と第２コイル第１端子７４は第２スイッチ８６Ｂを介して第１出力導体９８に結合され、それと電気通信関係にある。第１入力信号導体９４と第１コイル第１端子７０は第３スイッチ８６Ｂを介して第２出力導体１００に結合され、それと電気通信関係にある。この構成はインピーダンスモードにある渦電流プローブ６０の構成に一致する。
【００２４】
切換え部８２は上記した２つの構成間で迅速に移動する構造である。切換え部８２の構成変化速度は検査スレッド４２が本体表面１８上を移動する（後述する）速度及び渦電流試験信号の周波数の両方に関係がある。想定試験信号の周波数とそれに関連する切換え周波数を示す表を以下に示す。
渦電流試験周波数(KHz) 最大切換え周波数(KHz)
１０ １
１００ １０
２００ ２０
５００ ４９
１，０００ ９６
１０，０００ ７１４
【００２５】
切換え部８２は、好ましくは、約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数、より好ましくは、試験信号周波数の約１０分の１の周波数でこれらの構成間を移動する。従って、渦電流プローブ６０は両方のモードで同時に動作する構成である。
【００２６】
切換え部８２はマルチプレクサ１３０（略示する）により制御される。マルチプレクサ１３０は切換え制御信号を発生し、切換え部８２の構成を検知する構造である。マルチプレクサ１３０は、マルチプレクサ１３０と切換え部８２の各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃの間を延びてそれらを電気的通信関係にするマルチプレクサ入力導体１３２を含む。切換え制御信号は切換え部８２を上述した構成間で移動させる。上述したように、渦電流プローブ６０からの出力信号もマルチプレクサ１３０を通過する。
【００２７】
かくして、上述した渦電流プローブ試験装置５６を用いると基体を１回の移動で検査することができる。即ち、検査スレッド４２を２回、即ち、駆動ピックアップモードで１回、そしてインピーダンスモードで１回、検査領域上で移動させるのではなく、検査スレッド４２が領域をただ１回通過すればよい。従って、渦電流試験装置５６は、少なくとも１つの渦電流プローブ６０を有するエンドエフェクタ・スレッド４０を原子炉圧力容器１０内においてその少なくとも１つの渦電流プローブ６０が原子炉圧力容器本体１２に隣接する位置に配置するステップ２００と、駆動ピックアップモードとインピーダンスモードで同時に働く少なくとも１つの渦電流プローブ６０により原子炉圧力容器の本体１２を検査するステップ２０２とを含む方法で使用できる。検査ステップ２０２はエンドエフェクタ
の検査スレッド４２を本体表面１８上で移動させるステップ２０４を含む。エンドエフェクタの検査スレッド４２は、好ましくは、約０．２５メートル／秒と２．５メートル／秒の間の速度で、より好ましくは、約１．０メートル／秒の速度で移動する。
【００２８】
本発明を好ましい実施例につき詳細に説明したが、当業者は本願の開示全体に照らしてそれらの詳細事項に対する種々の変形例及び設計変更を想到できることがわかるであろう。従って、図示説明した特定の実施例は例示であるにすぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、その範囲は特許請求の範囲及び任意且つ全ての均等物の全幅を与えられるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流検知器を有するロボットアームのエンドエフェクタに係り、さらに詳細には、渦電流検知器を有するロボットアームのエンドエフェクタを同時に２つのモードで作動できるようにするモード切換え回路に係る。
【背景技術】
【０００２】
原子炉の加圧水容器内には放射線の危険性があるため、加圧水容器内のコンポーネントの保守及び試験はロボットアームのような遠隔操作装置により実施するのが一般的である。かかる操作機器は通常、圧力容器内のいかなるポイントにもほぼアクセス可能なロボットアームを備えている。ロボットアームには特殊な保守または試験のタスクを遂行可能なエンドエフェクタが取付けられる。例えば、原子炉の圧力容器の水入口と出口は、とりわけ表面及び表面近くの欠陥の有無を調べるための検査を行なう必要がある。かかる検査はロボットアームに結合された「スレッド」を用いて行なう。
【０００３】
スレッドは検査機器を結合可能なフレームを備えている。検査機器は典型的には超音波プローブ及び渦電流プローブを有する。超音波プローブは超音波周波数成分を発射して受信するか、発射または受信する。従って、超音波プローブは超音波パルスを送信し、その反射を検知する構造になっている。即ち、超音波パルスは欠陥箇所とほぼ滑らかな表面とでは反射の仕方が異なる。渦電流プローブは磁界の変動を検知するよう動作する。即ち、渦電流プローブは少なくとも１つの電気コイルを有する。信号、即ち交流電流がコイルを流れるとコイルにより磁界が発生する。渦電流プローブを導電性表面に隣接して配置すると、磁界がその表面を相互作用して表面に循環渦電流が発生する。表面がほぼ滑らかであれば、渦電流は石を池に落下させると生じる円形のさざなみに擬すことができる。しかしながら、渦電流は渦電流プローブに信号が供給される限り繰返しそして周期的に発生する。詳説すると、渦電流の特性はその信号の特性、例えば周波数、大きさ、位相などに関連する。表面内または表面近くに（以下、「表面に」と言う）欠陥があると、その表面上の渦電流のパターンに乱れが生じる。乱れた渦電流の波の特性を測定することにより欠陥の性質を突き止めることができる。
【０００４】
渦電流プローブの１つのタイプに「＋ポイントプローブ」または「Ｘコイルプローブ」がある。「＋ポイントプローブ」は２つの導電性コイルがプローブ本体内において２つのほぼ直交する平面内に配置されたものである（従って、名前に＋またはＸが含まれる）。渦電流プローブのもう１つのタイプは、２つのコイルを上下に積み重ねるか並置した「パンケーキ」形プローブである。これらの構成のうちでは「＋ポイントプローブ」が好ましい。「＋ポイントプローブ」は「駆動ピックアップ」モードと「インピーダンス」モードの２つのモードのうちの１つで使用される。プローブは両モードで使用され、渦電流を発生させ、その乱れを検知する。これはアルミニウムホイルのシートを懐中電灯で照らすのに擬することができるが、ホイルが滑らかであれば光の反射に乱れがなく、「しわ」があると光がゆがむ。しかしながら、開示する方法では、渦電流プローブは光／電磁波を発生させる懐中電灯と、欠陥を検知する目の両方の作用を有する。
【０００５】
駆動ピックアップモードでは、入力信号を２つのコイルのうちの一方に加えるが、コイルに発生する磁界が隣接表面に渦電流を発生させる。渦電流はまた、第２のコイルに影響を及ぼす磁界を発生させる。詳説すると、ほぼ欠陥のない表面は第２のコイルに有意な応答を発生させない。しかしながら、表面に欠陥があると、異常磁界が発生しこの磁界を第２のコイルにより検知することができる。渦電流プローブは、この構成では、磁界同士の相互作用により、コイルの平面に対して角度を有する欠陥に対して大きな感度を有する。
【０００６】
インピーダンスモードでは、信号を両方のコイルに加えるが、各コイルが発生させる磁界により隣接表面に渦電流が生じさせ、さらに、各コイルに生じるインピーダンスを他方のコイルのインピーダンスと比較する。プローブを配置した表面に欠陥がほぼなければ、両コイルのインピーダンスはほぼ同じである。即ち、欠陥がなければ、渦電流より生じる磁界は実質的に一定であり、従って、両コイルへのフィードバックは等しい。しかしながら、欠陥があると、渦電流により生じる磁界が乱れ、２つのコイルのうちの一方に生じるインピーダンスが他方より大きくなる。２つのコイルのインピーダンスを比較して欠陥を識別する。渦電流プローブは、この構成では、磁界同士の相互作用により、コイルの平面内を、またはその平面に平行に延びる欠陥に対して大きな感度を有する。
【０００７】
かくして、渦電流プローブは２つの構成のうちの少なくとも１つで使用することができる。これら２つの構成はそれぞれ異なる平面にある欠陥、即ち、コイルの平面に整列するか、またはコイルの平面に対して角度を有する欠陥を検知する可能性がある。従って、渦電流プローブを用いる典型的な方法では、検査スレッドを各検査領域にわたって２回移動させる、即ち、１回目の移動は渦電流プローブを駆動ピックアップモードで、また、２回目の移動はインピーダンスモードで移動させる必要がある。この方法はコストが高く、時間がかかる。
【発明の概要】
【０００８】
本願に開示した本発明の思想は、両方のモードで同時に作動するよう構成された渦電流プローブ試験装置を提供する。この構成では、大抵の欠陥を検知するために渦電流プローブを選択領域上においてただ１回移動させる必要がある。渦電流プローブはモード切換え回路により両モードでの作動可能状態にされる。モード切換え回路は２つのモード間を迅速に切換わる。モード切換え回路はマルチプレクサにより制御され、その出力はマルチプレクサを通過する。さらに、渦電流プローブ試験装置を同時の両モードで作動させる方法が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付図面を参照して好ましい実施例についての以下の説明を読めばさらに理解が深まるであろう。
【図１】原子炉圧力容器の破断斜視図である。
【図２】エンドエフェクタのスレッドの平面図である。
【図３】渦電流プローブの概略図である。
【図４】モード切換え回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書中の用語「同時に」及びその派生表現は、「ほぼ同時に」を意味する。約１００ヘルツより大きい周波数で起きる事象は同時的事象である。
【００１１】
本明細書中の用語「平面」は薄い、即ち、三次元の空間、要素または別の要素の部分の構成体を含む。
【００１２】
本明細書に記載する装置及び方法は任意の表面の検査に使用可能であり、原子炉での使用は好ましい使用であると理解されたい。
【００１３】
原子炉施設は、応力を受ける、欠陥の有無につき検査の必要がある多くのコンポーネントを含んでいる。原子炉施設は、図１に示す原子炉施設はタービン装置（図示せず）及び図１に示す圧力容器１０のような（それらに限定されない）複数のコンポーネントを含んでいる。以下において、原子炉圧力容器１０における渦電流プローブ試験装置の使用を説
明するが、後記の特許請求の範囲に記載した装置は原子炉施設の任意のコンポーネントに使用できると理解されたい。原子炉圧力容器１０は原子燃料棒（図示せず）を含む構造の原子燃料集合体（図示せず）を格納する。原子炉圧力容器１０は包囲空間を画定する本体１２である。原子炉圧力容器１０は水の入口１４と出口１６を有する。原子炉圧力容器の本体１２と入口１４及び出口１６はそれぞれ表面１８を有する。原子炉圧力容器１０内に水が入口１４から導入され、１つまたはそれ以上のバッフル（図示せず）がその水を原子燃料集合体の下部に差し向ける。水は原子燃料集合体に沿って上昇する間にその集合体により加熱される。高温となった水は原子炉圧力容器１０を出口１６から排出される。
【００１４】
稼働状態の原子炉圧力容器１０の内部は危険な環境であるから、補修及び検査を行なうにはロボットまたは他の自動化装置に頼るのが一般的である。従って、原子炉圧力容器１０は通常、少なくとも１つのロボットアーム２０を含む。ロボットアーム２０は遠隔端部が原子炉圧力容器１０内の多数の領域にアクセスするために枢動／回転可能な関節構造を有する。原子炉圧力容器１０内の種々の場所で多種多様な検査／補修作業を行なう必要があるため、ロボットアーム２０は取換え可能なエンドエフェクタ３０を支持するようになっている。エンドエフェクタ３０はロボットアーム２０の遠隔端部に結合され、所定の仕事を行なう構造の工具を備えた装置である。ロボットアーム２０とエンドエフェクタ３０は移動自在であるため、所定の仕事（以下、検査という）を広い表面上で行なうことができる。
【００１５】
エンドエフェクタ３０の１つのタイプとして「スレッド」４０がある。スレッド４０は通常、その上に他の機器を取付けることができるフレームである。例えば、図２に示すように、検査スレッド４２は水の入口１４及び出口１６を検査する構造を備えている。検査スレッド４２は複数の継手４６を供えた関節式フレーム４４を含むのが好ましい。継手４６はプローブ５０の取付け部材４８を結合する構造である。図示のように、取付け部材４８は渦電流プローブ６０を支持する構造の少なくとも１つのジンバル組立体５２を含む。少なくとも１つのジンバル組立体５２はフレーム４４に枢動自在に結合される。この構成では、少なくとも１つのジンバル組立体５２は渦電流プローブ６０を容器本体の表面１８に接近させた状態またはそれと接触状態で支持する構造を備えている。スレッド４０は超音波プローブ５４及び他の試験／検査装置のような他の機器（これらに限定されない）を支持することができる。
【００１６】
渦電流プローブ６０は渦電流プローブ試験装置５６の一部である。渦電流プローブ試験装置５６はロボットアーム２０、エンドエフェクタ・スレッド４０（これらは上述した）、モード切換え回路８０、接地バス１０９、信号発生装置１１０及び出力装置１２０を含む。接地バス１０９はアース導体である。信号発生装置１１０は少なくとも１つの交流試験信号を発生する構造を有する。信号発生装置１１０は発生される各信号の特性、例えば周波数、大きさ、位相などを制御する構造を有する。信号発生装置１１０は多数の出力を含むことができる。信号発生装置と出力の間でそれらと電気通信関係にある導体部またはバス（図示せず）は１またはそれ以上の抵抗（図示せず）を含む。信号発生装置１１０内のかかる抵抗または信号発生装置１１０の外部にあるがその信号発生装置１１０の出力と電気通信関係にある抵抗は信号の特性を変化することができる。従って、２つの別個の信号が必要であれば、信号発生装置１１０により単一の信号を発生させて、その信号を分割または変化させるか、または信号発生装置１１０を多数の信号発生器（図示せず）により構成して、元となる信号を多数発生させてもよい。信号発生装置１１０により発生する各信号は交流信号であり、導体を介して渦電流プローブ６０へ送られる。
【００１７】
出力装置１２０は渦電流プローブ６０から出力信号を受信する構造であるが、それを記録するようにしてもよい。渦電流プローブ６０からの出力信号も電気信号であり、導体を介して出力装置１２０へ送られる。出力装置１２０は人間が読取るか視認可能な形でデー
タを提示する構造を有する。渦電流プローブ６０のかかる出力装置１２０は公知である。信号発生装置１１０と出力装置１２０を他の原子的コンポーネントと共に単一のハウジング内に組み込み能であることに注意されたい。
【００１８】
渦電流プローブ６０は「＋ポイントプローブ」であるのが好ましい。渦電流プローブ６０は、好ましくは銅線である導電材料の第１及び第２のコイル６４、６６を収容する本体６２を有する（全て略示してある）。プローブ本体６２はほぼ平坦な検査面６８を有する。検査面６８は検査中の表面に隣接するかそれと接触する状態に置かれる構造である。２つのコイル６４、６６は好ましくは、ほぼ矩形の横断面を有し、各々がプローブ本体６２内の平面部または一般的な「平面」内に配置される。両コイル６４、６６は検査面６８の平面にほぼ垂直な平面内を延びる。従って、動作時、コイル６４、６６は検査中の表面、即ち、容器本体の表面１８の平面にほぼ垂直に配置するのが一般的である。各コイル６４、６６は第１端子及び第２端子を有する。即ち、第１コイルの第１端子７０、第１コイルの第２端子７２、第２コイルの第１端子７４、第２コイルの第２端子７６が存在する。
【００１９】
モード切換え回路８０は切換え部８２と導体部９０を含む。切換え部８０は複数のスイッチ８４、好ましくは第１スイッチ８６Ａ、第２スイッチ８６Ｂ、第３スイッチ８６Ｃを含む。好ましい実施例において、各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは開くか閉じるかの何れかになる構造の単投スイッチとして働く。従って、各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃはそれらを選択的に導通させる構造である。即ち、スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが開位置にあれば、電流はスイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃを流れず、スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃが閉位置にあれば、電流はスイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃを流れる。各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃは約１ＫＨｚと１０００ＫＨｚの間の周波数で状態を変化できる電気的制御式スイッチであるのが好ましい。
【００２０】
導体部９０は複数の導体９２を含み、選択された導体９２は信号発生装置１１０から第１コイル６４及び第２コイル６６に電気信号を送る構造であり、選択された導体９２は第１コイル６４及び第２コイル６６から出力装置１２０へ電気信号を送る構造である。詳説すると、導体部９０は第１入力信号導体９４、第２入力信号導体９６、第１出力導体９８、第２出力導体１００及び接地導体１０２を含む。第１入力信号導体９４と第２入力信号９６は信号発生装置１１０に結合され、その装置と電子通信関係にある。従って、少なくとも１つの信号が第１入力信号導体９４と第２入力信号導体９６の両方へ送られる。第１入力信号導体９４はさらに第１コイル第１端子７０に結合されてそれと電子通信関係にある。接地導体１０２は接地バス１０９に結合されてそれと電子通信関係にある。さらに、接地導体１０２は第１コイル第２端子７２と第２コイル第２端子７６の両方に結合されてそれらと電子通信関係にある。第１出力導体９８は第２コイル第１端子７４と結合されてそれと電子通信関係にある。第１出力導体９８と第２出力導体１００はそれぞれ出力装置１２０に結合されている。公知のように、出力装置１２０は受信した信号を蓄積しそして／または人間が読取り可能な形に変換する。第１入力信号導体９４はインピーダンスモードにある時２つのコイル６４と６６の間のインピーダンスをバランスさせる抵抗９９を含むことに注意されたい。
【００２１】
第１スイッチ８６Ａは接地バス１０９と第２出力導体１００に結合され、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第２スイッチ８６Ｂは第２入力信号導体９６と第１出力導体９８に結合されて、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第３スイッチ８６Ｃは第１入力信号導体９４と第２出力導体１００に結合されて、それらの間を選択的に電気通信関係にする構造である。第１スイッチ８６Ａ、第３スイッチ８６Ｃを結合して切換えスイッチ（図示せず）にできることを注意されたい。
【００２２】
導体９２及びスイッチ８６のこの構成によると、切換え部８２、従って、渦電流プロー
ブ６０を、渦電流６０プローブ６０が駆動ピックアップモードで動作する第１の構成と、渦電流プローブ６０がインピーダンスモードで動作する第２の構成との間で切換えることができる。即ち、第１の構成では、第１スイッチ８６Ａは閉位置にあって第２出力導体１００を接地し、第２スイッチ８６Ｂと第３スイッチ８６Ｃは開位置にある。従って、第１入力信号導体９４は第１コイル第１端子７０に結合され、第１コイル６４は信号発生装置１１０から信号を受信する。第２スイッチ８６Ｂが開位置になると、第２入力信号導体９６と第１出力導体９８との間に閉じた接続関係はない。従って、信号発生装置１１０と第２コイル６６とは接続関係にない。この構成では、第１コイル６４は信号を受信し、第２コイル６６は接地状態にある。この構成は駆動ピックアップモードにある渦電流プローブ６０の構成に一致する。
【００２３】
切換え部８２が第２の構成になると、第１スイッチ８６Ａは開位置に、また第２スイッチ８６Ｂと第３スイッチ８６Ｃは閉位置に移動している。従って、第２入力信号導体９６と第２コイル第１端子７４は第２スイッチ８６Ｂを介して第１出力導体９８に結合され、それと電気通信関係にある。第１入力信号導体９４と第１コイル第１端子７０は第３スイッチ８６Ｂを介して第２出力導体１００に結合され、それと電気通信関係にある。この構成はインピーダンスモードにある渦電流プローブ６０の構成に一致する。
【００２４】
切換え部８２は上記した２つの構成間で迅速に移動する構造である。切換え部８２の構成変化速度は検査スレッド４２が本体表面１８上を移動する（後述する）速度及び渦電流試験信号の周波数の両方に関係がある。想定試験信号の周波数とそれに関連する切換え周波数を示す表を以下に示す。
渦電流試験周波数(KHz) 最大切換え周波数(KHz)
１０ １
１００ １０
２００ ２０
５００ ４９
１，０００ ９６
１０，０００ ７１４
【００２５】
切換え部８２は、好ましくは、約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数、より好ましくは、試験信号周波数の約１０分の１の周波数でこれらの構成間を移動する。従って、渦電流プローブ６０は両方のモードで同時に動作する構成である。
【００２６】
切換え部８２はマルチプレクサ１３０（略示する）により制御される。マルチプレクサ１３０は切換え制御信号を発生し、切換え部８２の構成を検知する構造である。マルチプレクサ１３０は、マルチプレクサ１３０と切換え部８２の各スイッチ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃの間を延びてそれらを電気的通信関係にするマルチプレクサ入力導体１３２を含む。切換え制御信号は切換え部８２を上述した構成間で移動させる。上述したように、渦電流プローブ６０からの出力信号もマルチプレクサ１３０を通過する。
【００２７】
かくして、上述した渦電流プローブ試験装置５６を用いると基体を１回の移動で検査することができる。即ち、検査スレッド４２を２回、即ち、駆動ピックアップモードで１回、そしてインピーダンスモードで１回、検査領域上で移動させるのではなく、検査スレッド４２が領域をただ１回通過すればよい。従って、渦電流試験装置５６は、少なくとも１つの渦電流プローブ６０を有するエンドエフェクタ・スレッド４０を原子炉圧力容器１０内においてその少なくとも１つの渦電流プローブ６０が原子炉圧力容器本体１２に隣接する位置に配置するステップ２００と、駆動ピックアップモードとインピーダンスモードで同時に働く少なくとも１つの渦電流プローブ６０により原子炉圧力容器の本体１２を検査するステップ２０２とを含む方法で使用できる。検査ステップ２０２はエンドエフェクタ
の検査スレッド４２を本体表面１８上で移動させるステップ２０４を含む。エンドエフェクタの検査スレッド４２は、好ましくは、約０．２５メートル／秒と２．５メートル／秒の間の速度で、より好ましくは、約１．０メートル／秒の速度で移動する。
【００２８】
本発明を好ましい実施例につき詳細に説明したが、当業者は本願の開示全体に照らしてそれらの詳細事項に対する種々の変形例及び設計変更を想到できることがわかるであろう。従って、図示説明した特定の実施例は例示であるにすぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、その範囲は特許請求の範囲及び任意且つ全ての均等物の全幅を与えられるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数を有する少なくとも１つの試験信号を発生する構成の信号発生装置と、少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構成の出力装置と、接地バスと、表面を有する本体の欠陥を検知するために第１モード及び第２モードで動作する構成を有し、前記本体表面にほぼ垂直の平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイル及び前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルを有する渦電流プローブとより成る渦電流プローブ試験装置と協働する構造のモード切換え回路であって、
複数のスイッチを有する切換え部と、
複数の導体を有し、選択された導体が前記信号発生装置から前記第１コイル及び第２コイルへ電気信号を送る構造であり、選択された導体が前記第１コイル及び第２コイルから前記出力装置で電気信号を送る構造の導体部とより成り、
前記複数の導体のうち選択された導体は前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチに結合されてそれと電子通信関係にあり、前記スイッチはそれぞれ前記第１コイル及び第２コイルの少なくとも１つに結合されてそれと電気通信関係にあり、
前記切換え部は、前記複数のスイッチを、前記渦電流プローブが駆動ピックアップモードで働く第１の構成と、前記渦電流プローブがインピーダンスモードで働く第２の構成との間において迅速に移動させ、かくして前記渦電流プローブを両方のモードで同時に働かせる構造であるモード切換え回路。
【請求項２】
前記導体部は第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体及び接地導体を含み、
前記切換え部はスイッチを介して選択的な電気的通信関係を提供する構造の少なくとも第１、第２及び第３スイッチを有し、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして少なくとも１つの信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスに結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子及び前記第２コイル第２端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有し、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有し、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有する請求項１のモード切換え回路。
【請求項３】
前記切換え部は前記第１の構成と第２の構成の間を約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造を有する請求項１のモード切換え回路。
【請求項４】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を前記試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造を有する請求項３のモード切換え回路。
【請求項５】
切換え制御信号を発生し且つ前記切換え部の構成を検知する構造のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと前記切換え部の各スイッチの間を延びてそれらの間を電気通信関係にするマルチプレクサ入力導体とより成り、
前記マルチプレクサは前記切換え部の構成を制御し、前記切換え部の状態を検知する請求項１のモード切換え回路。
【請求項６】
少なくとも１つの試験信号を発生する構成の信号発生装置と、少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構成の出力装置と、接地バスと、表面を有する本体の欠陥を検知するために第１モード及び第２モードで動作する構成を有し、前記本体表面にほぼ垂直の平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイル及び前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルを有する渦電流プローブとより成る渦電流プローブ試験装置と協働する構造のモード切換え回路であって、
第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体及び切換え部より成り、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体の両方に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスと結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子と前記第２コイル第２端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記切換え部は少なくとも第１、第２及び第３スイッチを有し、前記スイッチはそれぞれ電気通信関係のない開位置と、電気通信関係がある閉位置との間で移動することにより前記スイッチを介して選択的な電気通信関係を提供し、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であり、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であり、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であるモード切換え回路。
【請求項７】
前記切換え部は，前記第１スイッチが閉位置にあり、前記第２スイッチと第３のスイッチが開位置にある第１の構成と、前記第１スイッチが開位置にあり、前記第２スイッチと第３スイッチが閉位置にある第２の構成との間において約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造である請求項６のモード切換え回路。
【請求項８】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造である請求項７のモード切換え回路。
【請求項９】
表面を有する本体である原子炉圧力容器のための渦電流プローブ試験装置であって、
原子炉圧力容器内に設置され、本体が複数の継手を有するエンドエフェクタ・スレッドを備えたロボットアームと、
前記本体表面の一部にほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイルと、前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルとを有し、前記本体表面の欠陥を検知するための第１モードと第２モードで動作する構造の少なくとも１つの渦電流プローブと、
前記少なくとも１つの渦電流プローブのための少なくとも１つの試験信号を発生させる構造の信号発生装置と、
前記少なくとも１つの渦電流プローブからの少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構造の出力装置と、
接地バスと、
切換え部と導体部を有するモード切換え回路とより成り、
前記切換え部は複数の組立体を有し、
前記導体部は複数の導体を有し、選択された導体が前記信号発生装置から前記第１コイルと第２コイルへ電気信号を送る構造であり、選択された導体が前記第１コイルと第２コイルから前記出力装置へ電気信号を送る構造であり、
前記複数の導体のうち選択された導体が前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチと結合されてそれと電子通信関係にあり、前記スイッチはそれぞれ前記第１コイルと第２のコイルのうちの少なくとも１つと結合されてそれと電気通信関係にあり、
前記切換え部は、前記渦電流プローブが駆動ピックアップモードで働く第１の構成と、前記渦電流プローブがインピーダンスモードで働く第２の構成との間において前記複数のスイッチを迅速に移動させることにより、前記渦電流プローブを両方のモードで同時に働かせる構造を有する渦電流プローブ試験装置。
【請求項１０】
前記導体部は第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体を含み、
前記切換え部は前記スイッチを介する選択的な電気通信関係を提供する構造の少なくとも第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを有し、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体の両方に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスに結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子と前記第２コイル第２端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造であり、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体とに結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造であり、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造である請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１１】
前記切換え部は前記第１の構成と第２の構成の間を約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造を有する請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１２】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を前記試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造を有する請求項１１の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１３】
切換え制御信号を発生し且つ前記切換え部の構成を検知する構造のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと前記切換え部の各スイッチの間を延びてそれらの間を電気通信関係にするマルチプレクサ入力導体とより成り、
前記マルチプレクサは前記切換え部の構成を制御し、前記切換え部の状態を検知する請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１４】
前記エンドエフェクタ・スレッドは前記少なくとも１つの渦電流プローブを支持する構造の少なくとも１つのジンバル組立体を含み、
前記少なくとも１つのジンバル組立体は前記エンドエフェクタ・スレッドの本体に結合されている請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１５】
表面を有する本体である原子炉圧力容器の検査方法であって、
少なくとも１つの渦電流プローブを有するエンドエフェクタ検査スレッドを前記原子炉圧力容器内において前記少なくとも１つの渦電流プローブが前記原子炉圧力容器の本体に隣接するように配置し、
駆動ピックアップモードとインピーダンスモードで同時に働く少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査するステップより成る原子炉圧力容器の検査方法。
【請求項１６】
前記原子炉圧力容器は圧力容器の表面に隣接して移動する構造のロボットアームを含み、前記エンドエフェクタ検査スレッドは前記ロボットアームに結合され、前記少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査する前記ステップは、前記エンドエフェクタ検査スレッドを前記本体表面上において約０．２５ｍ／秒と２．５ｍ／秒の間の速度で移動させるステップを含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査する前記ステップは、前記エンドエフェクタ検査スレッドを前記本体表面上において約１．０ｍ／秒の速度で移動させるステップを含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記エンドエフェクタ検査スレッドを配置する前記ステップは、渦電流プローブの両モードで検査を行なうために同じ領域上におけるエンドエフェクタ検査スレッドの２度移動を必要としない請求項１６の方法。
【請求項１】
周波数を有する少なくとも１つの試験信号を発生する構成の信号発生装置と、少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構成の出力装置と、接地バスと、表面を有する本体の欠陥を検知するために第１モード及び第２モードで動作する構成を有し、前記本体表面にほぼ垂直の平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイル及び前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルを有する渦電流プローブとより成る渦電流プローブ試験装置と協働する構造のモード切換え回路であって、
複数のスイッチを有する切換え部と、
複数の導体を有し、選択された導体が前記信号発生装置から前記第１コイル及び第２コイルへ電気信号を送る構造であり、選択された導体が前記第１コイル及び第２コイルから前記出力装置で電気信号を送る構造の導体部とより成り、
前記複数の導体のうち選択された導体は前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチに結合されてそれと電子通信関係にあり、前記スイッチはそれぞれ前記第１コイル及び第２コイルの少なくとも１つに結合されてそれと電気通信関係にあり、
前記切換え部は、前記複数のスイッチを、前記渦電流プローブが駆動ピックアップモードで働く第１の構成と、前記渦電流プローブがインピーダンスモードで働く第２の構成との間において迅速に移動させ、かくして前記渦電流プローブを両方のモードで同時に働かせる構造であるモード切換え回路。
【請求項２】
前記導体部は第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体及び接地導体を含み、
前記切換え部はスイッチを介して選択的な電気的通信関係を提供する構造の少なくとも第１、第２及び第３スイッチを有し、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして少なくとも１つの信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスに結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子及び前記第２コイル第２端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有し、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有し、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらの間を選択的に電気通信関係にする構造を有する請求項１のモード切換え回路。
【請求項３】
前記切換え部は前記第１の構成と第２の構成の間を約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造を有する請求項１のモード切換え回路。
【請求項４】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を前記試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造を有する請求項３のモード切換え回路。
【請求項５】
切換え制御信号を発生し且つ前記切換え部の構成を検知する構造のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと前記切換え部の各スイッチの間を延びてそれらの間を電気通信関係にするマルチプレクサ入力導体とより成り、
前記マルチプレクサは前記切換え部の構成を制御し、前記切換え部の状態を検知する請求項１のモード切換え回路。
【請求項６】
少なくとも１つの試験信号を発生する構成の信号発生装置と、少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構成の出力装置と、接地バスと、表面を有する本体の欠陥を検知するために第１モード及び第２モードで動作する構成を有し、前記本体表面にほぼ垂直の平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイル及び前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルを有する渦電流プローブとより成る渦電流プローブ試験装置と協働する構造のモード切換え回路であって、
第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体及び切換え部より成り、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体の両方に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスと結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子と前記第２コイル第２端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子と結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記切換え部は少なくとも第１、第２及び第３スイッチを有し、前記スイッチはそれぞれ電気通信関係のない開位置と、電気通信関係がある閉位置との間で移動することにより前記スイッチを介して選択的な電気通信関係を提供し、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であり、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であり、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらの間に選択的な電気通信関係を提供する構造であるモード切換え回路。
【請求項７】
前記切換え部は，前記第１スイッチが閉位置にあり、前記第２スイッチと第３のスイッチが開位置にある第１の構成と、前記第１スイッチが開位置にあり、前記第２スイッチと第３スイッチが閉位置にある第２の構成との間において約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造である請求項６のモード切換え回路。
【請求項８】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造である請求項７のモード切換え回路。
【請求項９】
表面を有する本体である原子炉圧力容器のための渦電流プローブ試験装置であって、
原子炉圧力容器内に設置され、本体が複数の継手を有するエンドエフェクタ・スレッドを備えたロボットアームと、
前記本体表面の一部にほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第１コイルと、前記本体表面及び前記第１コイルにほぼ垂直な平面内を延び且つ第１端子と第２端子を有する第２コイルとを有し、前記本体表面の欠陥を検知するための第１モードと第２モードで動作する構造の少なくとも１つの渦電流プローブと、
前記少なくとも１つの渦電流プローブのための少なくとも１つの試験信号を発生させる構造の信号発生装置と、
前記少なくとも１つの渦電流プローブからの少なくとも１つの出力信号をディスプレイ可能なフォーマットに変換する構造の出力装置と、
接地バスと、
切換え部と導体部を有するモード切換え回路とより成り、
前記切換え部は複数の組立体を有し、
前記導体部は複数の導体を有し、選択された導体が前記信号発生装置から前記第１コイルと第２コイルへ電気信号を送る構造であり、選択された導体が前記第１コイルと第２コイルから前記出力装置へ電気信号を送る構造であり、
前記複数の導体のうち選択された導体が前記複数のスイッチのうち少なくとも１つのスイッチと結合されてそれと電子通信関係にあり、前記スイッチはそれぞれ前記第１コイルと第２のコイルのうちの少なくとも１つと結合されてそれと電気通信関係にあり、
前記切換え部は、前記渦電流プローブが駆動ピックアップモードで働く第１の構成と、前記渦電流プローブがインピーダンスモードで働く第２の構成との間において前記複数のスイッチを迅速に移動させることにより、前記渦電流プローブを両方のモードで同時に働かせる構造を有する渦電流プローブ試験装置。
【請求項１０】
前記導体部は第１入力信号導体、第２入力信号導体、第１出力導体、第２出力導体を含み、
前記切換え部は前記スイッチを介する選択的な電気通信関係を提供する構造の少なくとも第１スイッチ、第２スイッチ及び第３スイッチを有し、
前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体は前記信号発生装置に結合されてそれと電子通信関係にあり、かくして信号が前記第１入力信号導体と前記第２入力信号導体の両方に送られ、
前記第１入力信号導体は前記第１コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記接地バスに結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記接地導体は前記第１コイル第２端子と前記第２コイル第２端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１出力導体は前記第２コイル第１端子に結合されてそれと電子通信関係にあり、
前記第１スイッチは前記接地バスと前記第２出力導体に結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造であり、
前記第２スイッチは前記第２入力信号導体と前記第１出力導体とに結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造であり、
前記第３スイッチは前記第１入力信号導体と前記第２出力導体に結合されてそれらを選択的な電気通信関係にする構造である請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１１】
前記切換え部は前記第１の構成と第２の構成の間を約１ＫＨｚと７１４ＫＨｚの間の周波数で移動する構造を有する請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１２】
前記切換え部は前記第１の構成と前記第２の構成の間を前記試験信号の約１０分の１の周波数で移動する構造を有する請求項１１の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１３】
切換え制御信号を発生し且つ前記切換え部の構成を検知する構造のマルチプレクサと、
前記マルチプレクサと前記切換え部の各スイッチの間を延びてそれらの間を電気通信関係にするマルチプレクサ入力導体とより成り、
前記マルチプレクサは前記切換え部の構成を制御し、前記切換え部の状態を検知する請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１４】
前記エンドエフェクタ・スレッドは前記少なくとも１つの渦電流プローブを支持する構造の少なくとも１つのジンバル組立体を含み、
前記少なくとも１つのジンバル組立体は前記エンドエフェクタ・スレッドの本体に結合されている請求項９の渦電流プローブ試験装置。
【請求項１５】
表面を有する本体である原子炉圧力容器の検査方法であって、
少なくとも１つの渦電流プローブを有するエンドエフェクタ検査スレッドを前記原子炉圧力容器内において前記少なくとも１つの渦電流プローブが前記原子炉圧力容器の本体に隣接するように配置し、
駆動ピックアップモードとインピーダンスモードで同時に働く少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査するステップより成る原子炉圧力容器の検査方法。
【請求項１６】
前記原子炉圧力容器は圧力容器の表面に隣接して移動する構造のロボットアームを含み、前記エンドエフェクタ検査スレッドは前記ロボットアームに結合され、前記少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査する前記ステップは、前記エンドエフェクタ検査スレッドを前記本体表面上において約０．２５ｍ／秒と２．５ｍ／秒の間の速度で移動させるステップを含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの渦電流プローブにより前記原子炉圧力容器の本体を検査する前記ステップは、前記エンドエフェクタ検査スレッドを前記本体表面上において約１．０ｍ／秒の速度で移動させるステップを含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記エンドエフェクタ検査スレッドを配置する前記ステップは、渦電流プローブの両モードで検査を行なうために同じ領域上におけるエンドエフェクタ検査スレッドの２度移動を必要としない請求項１６の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１３−５１５２３７（Ｐ２０１３−５１５２３７Ａ）
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４４５７６（Ｐ２０１２−５４４５７６）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８４６５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７８９４２
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（５０１０１０３９５）ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー (78)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８４６５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７８９４２
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（５０１０１０３９５）ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー (78)
【Ｆターム（参考）】
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