肉厚測定装置および肉厚測定方法
【課題】肉厚測定値について高精度に校正を行い、かつ操作性に優れた肉厚測定装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線Ｒを発生させ、配管５を照射するＸ線発生装置２と、Ｘ線発生装置２から発生したＸ線Ｒを検出し、Ｘ線Ｒを光に変換することにより測定結果を画像化し撮像画像データを得るカラーＩ．Ｉ．３からなる肉厚測定装置であって、前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を求めることができる肉厚量校正手段を備えた肉厚測定装置、および前記肉厚測定装置を用いた肉厚測定方法である。
【解決手段】Ｘ線Ｒを発生させ、配管５を照射するＸ線発生装置２と、Ｘ線発生装置２から発生したＸ線Ｒを検出し、Ｘ線Ｒを光に変換することにより測定結果を画像化し撮像画像データを得るカラーＩ．Ｉ．３からなる肉厚測定装置であって、前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を求めることができる肉厚量校正手段を備えた肉厚測定装置、および前記肉厚測定装置を用いた肉厚測定方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管、容器、板等の被測定物の肉厚測定技術にかかり、特に肉厚量について高精度に校正を行い、また操作性よく肉厚量を測定することができる肉厚測定装置および肉厚測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配管減肉管理は、配管の肉厚測定を、例えば超音波厚み計を用いて実施していた。しかし超音波厚み計を用いる場合、配管を取り巻いている保温材の着脱が必要であり、検査に長時間要し、検査費用増大の原因となっていた。
【０００３】
そこで、保温材を着脱することなく測定する方法として、ＲＴ検査（放射線検査）によるフィルム撮像の方法がとられていた。しかし、ＲＴ検査ではフィルムの現像作業が必要であり、画像を見ながら現場で判断することができなかった。
【０００４】
そこで、配管減肉管理において、配管の保温材の着脱が不要であるとともに、短時間での撮像が可能な高エネルギー・高感度のカラーイメージインテンシファイア（以下、カラーＩ．Ｉ．という。）を用いて配管の肉厚測定を行う方法が提案されてきた(例えば特許文献１、２)。
【０００５】
図１７は、カラーＩ．Ｉ．を用いた肉厚測定装置６１の簡略図である。放射線源６０、カラーＩ．Ｉ．３からなる肉厚測定装置６１により、被測定物である配管５を測定する。またカラーＩ．Ｉ．３には、撮像に用いられるカメラを制御するカメラ制御ユニット６２、撮像により得られた被測定物の撮像画像データを処理する画像処理ユニット６３、および被測定物の撮像画像データを表示するモニタ６４が順次接続されている。
【０００６】
図１８は肉厚測定装置６１を用いて配管５の肉厚測定に適用されたものであり、放射線源６０が被測定物である配管５に照射し、フィルム６６を用いた撮像を行う場合の簡略的な模式図である。放射線源６０から照射された放射線Ｅは直線放射状に広がるため、実際の配管５の肉厚であるａ、ｂ間の距離ｔは、フィルム６６に映し出された場合には実際の距離より大きいＡ、Ｂ間の距離Ｔとなる。よって、実際の配管５の肉厚量である距離ｔは次式から求なければならない。
［数１］
ｔ＝Ｔ×（ｆ−Ｒ）／ｆ ……（１）
ｆは、放射線源６０からフィルム６６までの距離であり、Ｒは配管５の測定位置からフィルム６６までの距離である。
【０００７】
ここで、配管５の肉厚量測定の精度を向上させることを目的とする肉厚測定技術について、例えば特許文献３に示された肉厚測定装置および肉厚測定方法がある。
【０００８】
特許文献３に示された肉厚測定技術は、レーザを用いた位置検出装置、または基準位置を示すためのマーカを用いることにより被測定物である配管の測定位置の特定を可能にし、肉厚量の測定精度を向上させることを目的とするものである。
【特許文献１】特開２００３−２０２３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９７３１号公報
【特許文献３】特開２００７−４７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、図１９（ａ）はカラーＩ．Ｉ．３を用いて配管５の肉厚測定を行う場合において、カラーＩ．Ｉ．３の入射面９に放射線Ｅが入射する際の模式図である。
【００１０】
図１９（ｂ）は、放射線ＥがカラーＩ．Ｉ．３の入射面９に入射する際の拡大図である。カラーＩ．Ｉ．３における放射線Ｅの入射面９は平面ではなく非球面であるため、入射面９における入射位置が入射面９中心より離れるに従い、被測定物は拡大されて検出される。図１９（ｂ）において、マーカ６が配管５外表面からの第１距離ａ１に設置された場合と、第１距離ａ１より配管５外表面から離れた第２距離ａ２に設置された場合とを比較すると、第２距離ａ２に設置された場合のマーカ６のほうが拡大されて検出されることになる。
【００１１】
以上より、配管５に装着されている保温材１３の厚さの影響は、配管５の肉厚測定量の誤差の原因となり、被測定物とカラーＩ．Ｉ．３との位置関係のみならず、配管断面中心からの径方向の距離によっても校正を行わなければならないといえる。
【００１２】
よって、単純に放射線源６０、配管５およびカラーＩ．Ｉ．３との距離から求める式（１）では配管５の正確な肉厚は求めることができない。また、上述した特許文献３では、Ｉ．Ｉ．と被測定物との位置をその都度測定する必要があり、作業の効率化が図れない。
【００１３】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、肉厚測定時にあらかじめ求められた校正関数を用いて適正な校正を行うことにより、被測定物の肉厚量を高精度に操作性よく求めることができる肉厚測定装置および肉厚測定方法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】
【００１４】
本発明の肉厚測定装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを有する肉厚測定装置において、前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データを記憶する画像情報記憶部と、前記画像情報記憶部に記憶された前記撮像画像データに対し、所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を自動的に求める肉厚量校正手段と、前記撮像画像データに対し処理を入力する入力手段と、前記撮像画像データを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の肉厚測定方法は、上述した課題を解決するために、請求項１０に記載したように、放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを用いる肉厚測定方法において、前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された肉厚量を自動的に求める肉厚量校正ステップと、前記肉厚量校正ステップにより校正された撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を選択する測定範囲選択ステップと、前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の肉厚量を測定する肉厚測定ステップと、前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の境界線を表示する境界線表示ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の輝度プロファイルおよび肉厚量を表示する肉厚量・輝度プロファイル表示ステップとを備えたことを特徴とする肉厚測定方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる肉厚測定装置および肉厚測定方法によれば、被測定物の測定位置により生じる撮像画像データの歪みを、予め求めておいた校正関数を用いて校正を行うことにより、迅速また高精度に肉厚測定を実施することができる。
【００１７】
また、被測定物の肉厚測定量の校正を画面上で視覚的に行うことができるため、操作性に優れた肉厚測定を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明にかかる肉厚測定装置の実施の形態について、図１を参照して説明する。
【００１９】
肉厚測定装置１は、放射線発生装置であるＸ線発生装置２、放射線検出装置であるカラーＩ．Ｉ．３、および移動型コンソール４からなる。
【００２０】
本実施形態における被測定物は配管５とし、配管５には保温材１３が装着される。また、保温材１３を着脱させることなく、被測定物としての配管５の肉厚測定を行う。
【００２１】
配管５の表面には寸法校正基準としてのマーカ６（図示せず）が取り付けられる。
【００２２】
マーカ６は、図２に示すように、例えば外径９ｍｍ、軸方向長さ３４ｍｍであり、形状は円筒形あるいはロッド状、砲弾形状とし、タングステンを材料として構成されている。タングステンマーカ６としたのは、肉厚測定の校正基準として明確に撮像すべく、放射線を透過し難く比重の重い金属であり、温度変化に対して熱膨張・収縮し難い材質であることが求められるからである。また、形状を円筒形としたのは設置の仕方に依存せず、正確な寸法を得るためである。
【００２３】
Ｘ線発生装置２、カラーＩ．Ｉ．３および配管５は保持装置７により固定されており、カラーＩ．Ｉ．３と移動型コンソール４はケーブル８により接続される。
【００２４】
Ｘ線発生装置２は、放射線であるＸ線Ｒを発生させ、発生したＸ線Ｒを配管５に向けて照射する。Ｘ線発生装置２は、移動型コンソール４内のＣＰＵ２０にて、エネルギーに相当する管電圧、および強度に対応する管電流について遠隔的に制御される。
【００２５】
カラーＩ．Ｉ．３は、Ｘ線発生装置２において発生したＸ線Ｒを入射面９で検出し、センサとしてのシンチレータ（図示せず）を用いることにより電気信号に変換され、ケーブル８を介して移動型コンソール４のモニタ１１に被測定物の撮像画像データの出力を行う。カラーＩ．Ｉ．３は、移動型コンソール４内のＣＰＵ２０にて遠隔的に制御される。
【００２６】
撮像は、入射されるＸ線Ｒの強度に応じて感度の異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の信号に変換され、ひとつの撮像画像データ上に記録される。また、肉厚測定、肉厚量校正、配管境界検出等のＣＰＵ２０が行う処理には、適宜、最も処理に適したカラー成分の撮像画像データが用いられる。
【００２７】
図３は移動型コンソール４のハードウエア構成図、図４は機能ブロック図を示す。
【００２８】
図３に示すように、移動型コンソール４にはＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ)２２、ならびに出入力インターフェイスを介して出力部２３、入力部２４、記憶部２５が設けられる。
【００２９】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶されているプログラム、または記憶部２５からＲＡＭ２２にロードされたプログラムに従って、肉厚測定装置１の各種の処理を実行する。ＲＡＭ２２には、ＣＰＵ２０が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００３０】
具体的には、図４に示すように、カラーＩ．Ｉ．３より得られた撮像画像データを記憶する画像情報記憶部３０や、被測定物の寸法校正を行う校正処理部３６、被測定物の肉厚を求める肉厚演算部３７が設けられる。さらに配管５の境界や肉厚の検出等、撮像画像データについての処理を行う画像処理部３３が設けられる。
【００３１】
肉厚量校正手段は、校正処理部３６である、例えばマーカ校正演算部３１、配管校正演算部３２および校正値記憶部３５により構成される。測定範囲選択手段、画像調整手段は、例えば画像処理部３３により構成される。
【００３２】
また、肉厚測定装置１には、入力部２４からの指示等を制御する制御部３４や、Ｘ線発生装置２やカラーＩ．Ｉ．３の制御を行う制御部３４ａ（図示せず）が設けられる。
【００３３】
図３における記憶部２５は、肉厚校正に必要な校正関数等のデータやプログラムを記憶し、例えば図４における校正値記憶部３５等で構成される。
【００３４】
入力部２４はキーボード・マウス１０等からなる入力手段として設けられる。操作者は入力部２４より、出力部２３に表示された撮像画像データに対する画像処理の指示等の入力を行う。
【００３５】
出力部２３は出力手段としてのＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ)、ＬＣＤ(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)等からなるモニタ１１であり、カラーＩ．Ｉ．３より得られた撮像画像データを表示する。
【００３６】
出力部２３には、例えば図５で示されるような、配管５の肉厚を操作性よく求めるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２が表示される。
【００３７】
ＧＵＩ１２には、例えば撮像画像表示画面４０、ツールバー４１、コントラスト設定画面４２、結果表／プロファイル画面４３等が設けられる。
【００３８】
撮像画像表示画面４０には、カラーＩ．Ｉ．３から得られた撮像画像データである配管５、マーカ６、保温材１３等の撮像画像データが表示される。また、配管５の境界を線表示したり、配管５の最薄肉厚箇所を線表示したりする。撮像画像表示画面４０上で行われる具体的な処理については、後述する。
【００３９】
図６は、図５におけるツールバー４１を拡大して表示したものである。ツールバー４１には操作性を向上させるため、例えば拡大縮小アイコン４５、画像回転アイコン４６、計測範囲選択アイコン４７等が設けられており、キーボード・マウス１０等でクリックすることにより、種々の機能を使用することができる。
【００４０】
図５におけるコントラスト設定画面４２では、撮像画像表示画面４０に表示される撮像画像データのＲＧＢのカラー成分を調節することができる。操作者はキーボード・マウス１０等の入力手段で指示を入力することにより、撮像画像データが明瞭に表示されるように調整することができる。
【００４１】
結果表／プロファイル画面４３における結果表４８には、選択された測定範囲内の肉厚測定値が所定の間隔ごとに表示される。間隔は、設定メニューにより適宜変更することができる。また、配管５の最薄肉厚箇所は、例えばカラー表示するなど視覚的に目立つように表示される。
【００４２】
結果表４８に表示された各データを、キーボード・マウス１０等の入力手段で選択することにより、撮像画像表示画面４０における各データに対応する被測定物の肉厚箇所を任意の色で表示することができる。また選択された配管５の肉厚断面の輝度プロファイル４９も連動して表示される。
【００４３】
輝度プロファイル４９は、被測定物中の肉厚断面の放射線透過量についての分布図である。縦軸は輝度、横軸は被測定物である配管５の径方向の長さを表す。また放射線透過量は、ＲＧＢのカラー成分ごとに表示することができ、Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の線で表示することができる。
【００４４】
また、結果表／輝度プロファイル画面等は、別ウインドとしても表示することができる。
【００４５】
以下、被測定物の撮像画像データの校正方法について説明する。
【００４６】
カラーＩ．Ｉ．３より得られた被測定物の撮像画像データには、カラーＩ．Ｉ．３の入射面９が非球面であるという特性上、例えば樽型歪み、糸巻型歪みといわれる歪みが生じる。被測定物の肉厚を高精度に測定するという目的のもと、被測定物の歪みは校正する必要がある。よって、予め求めておいた被測定物の肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．３固有の校正関数を校正値記憶部３５に記憶させておき、校正処理部３６にて演算を行うことにより校正処理を行うことができる。
【００４７】
校正関数は、画面上に基準点を設け、マーカ６の理想画像と、測定画像での基準点からの座標値を予め実験により求めておき、それらの実験結果から校正関数を特徴付ける係数の数を決めるのに必要な数の基準点を求めることにより行う。校正関数は肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．固有のものであるので、カラーＩ．Ｉ．３ごとに予め係数を求めておく必要がある。
【００４８】
また実際には被測定物から得られる測定画像には誤差が存在するため、校正関数を求めるための方程式を解くために必要な数より多くの基準点を設け、最小二乗法で係数を決定する必要がある。
【００４９】
本実施形態における具体的な校正方法について説明する。
【００５０】
本実施形態においては、肉厚測定装置１を用いて、カラーＩ．Ｉ．３とマーカ６との距離に対応したマーカ６の画面上の位置を求め、これをもとに校正関数を求めた。マーカ６の画面上の位置とは、画面上にｘ、ｙ座標を設け、原点からマーカ６のｘ、ｙ方向に対する移動量をさす。
【００５１】
カラーＩ．Ｉ．３との距離を変化させることにより得られたマーカ６についての撮像画像データが、画面上何ピクセルで表示されるかを求めることにより、測定条件の変化によりどれだけ実際の寸法との歪みが生じているかを求めることができる。
【００５２】
図７は、マーカ６の測定条件に応じたピクセル数を表した測定結果である。ａ（ｍｍ）は画面上の原点からのマーカの移動距離、ｂ（ｍｍ）はカラーＩ．Ｉ．３とマーカ６との距離である。
【００５３】
図８は図７をプロットしたものである。
【００５４】
これらの測定結果から、以下の式により校正関数ｆ（ｘ）を求めることにより、予め行われた測定により得られなかった位置での測定であっても、校正値を求めることができる。
［数２］
ｆ（ｘ）＝ａ１×ｘ２＋ｂ１×ｘ×ｙ＋ｃ１×ｙ２＋ｄ１×ｘ＋ｅ１×ｙ＋ｇ１
……（２）
測定により求められたデータ中のｘ、ｙの値を代入することにより以下の係数を求めることができた。
ａ１＝０．０００５８１６０１
ｂ１＝０．０００１９２０５７
ｃ１＝６．０２０５３Ｅ−０５
ｄ１＝−０．０３４７２８１
ｅ１＝０．００３８１０１５
ｇ１＝２０．６６３８
【００５５】
式（２）より求まる校正関数から得られた二次曲線グラフを図９に示す。
【００５６】
校正値記憶部３５には、予め求めておいたカラーＩ．Ｉ．３固有の校正関数を記憶させておき、校正寸法基準として測定に使用したマーカ６の既知寸法と、マーカ６の画面上の位置からマーカ校正演算部３１が自動的に校正値を求め、適切な値に校正することができる。
【００５７】
マーカの校正基準寸法は、図１０のようにマーカ６断面の輝度プロファイルを用いてマーカ校正演算部３１が検出した寸法と、実際のマーカ６の既知寸法とが一致しているか、操作者により確認される。
【００５８】
上記の校正関数から得られる校正値を用いて配管５の肉厚量の校正を行うことにより、誤差はほぼ±０．１ｍｍに抑えることができた。
【００５９】
これらの係数は肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．固有のものである。よって、肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．３ごとに固有の校正式を予め求めておく必要がある。
【００６０】
また配管５が比較的小型で、撮像画像データ上に配管５全体が撮像された場合には、ノギス等で測定することにより既知である配管５の外径寸法を校正寸法基準として用いることにより、校正を行うこともできる。
【００６１】
校正基準寸法にマーカ６または配管５のどちらを用いるかの選択は、操作者により行われる。
【００６２】
以上が校正方法の説明である。
【００６３】
ＧＵＩ１２を用いて行われる撮像画像データの具体的な処理等について説明する。
【００６４】
図５における撮像画像表示画面４０に表示された撮像画像データの配管５およびマーカ６が、配管長さ方向に画面と平行または垂直に表示されておらず傾きが生じている場合、ＣＰＵ２０は、操作者によるキーボード・マウス１０等の入力手段からの回転量の入力を受け付け、傾きの修正を行う。これは、撮像画像データに傾きが生じることにより画像処理部３３における肉厚測定等の演算処理が正確に行われないために実施される。
【００６５】
図１１は、画像回転操作を行い、マーカ６の傾きの修正を行う操作を示す。
【００６６】
画像処理部３３は、任意の基準点Ａから任意の範囲Ｂまでの指示の入力を受け付け、図１１（ａ）のような格子状の四角形を表示させる。回転範囲を格子状に表示したのは、回転対象物が画面に対し平行または垂直に表示されているかの判断を容易にするためである。
【００６７】
その後画像処理部３３は、図１１（ｂ）のように、格子線と回転対象物が平行または垂直になるようなＡを基準とした回転量の入力を受け付ける。修正後には、図１２のように、マーカ６は画面と軸方向に平行（垂直）に表示され、図１０のような正しい輝度プロファイルを求めることができる。
【００６８】
図１３は配管５全体の回転を行う操作を表した図である。回転処理はマーカ６に対する処理と同様であるため省略する。
【００６９】
マーカ６または配管５の回転処理は、撮像画像表示画面４０と別ウインドを表示することにより行うこともできる。
【００７０】
図５に示す肉厚測定範囲５０の選択は、操作者からの肉厚測定範囲の入力を受け付け、画像処理部３３が処理を行う。肉厚測定範囲５０の選択は、例えば図１４のように、任意の基準点よりキーボード・マウス１０等でドラッグすることにより行うことができる。選択された肉厚測定範囲５０の領域の外延は任意の色で表示することができる。
【００７１】
肉厚測定範囲５０は、同一画面上で１または複数の肉厚測定範囲を選択することができる。また、配管５における選択された肉厚測定範囲５０は、別ウインドとして表示することもできる。
【００７２】
画像処理部３３は、肉厚測定範囲５０で囲まれた測定範囲における配管の境界を検出し、図５のように任意の色で色彩表示する。配管５の境界検出は、ＲＢＧの各カラー成分のうち、Ｘ線の透過量に応じて最も明瞭に境界が認識できるカラー成分で撮像された画像データを用いることとする。例えば、放射線が透過しにくい配管５内側の境界については感度の高いＲのカラー成分で撮像された撮像画像データを用い境界検出を行い、放射線が透過しやすい配管５外側の境界については、感度の低いＧのカラー成分で撮像された撮像画像データを用い境界検出することにより、精度よく境界を検出することができる。
【００７３】
また、肉厚測定範囲５０内における配管５の肉厚量のうち、最薄肉厚箇所を任意の色で表示することができる。結果表／プロファイル画面４３における結果表４８に表示された測定データ中の任意の肉厚箇所について、操作者からの選択を受け付けることにより、画像処理部３３は対応する撮像画像表示画面４０の肉厚箇所を任意の色で表示する。
【００７４】
以上の操作により得られた測定値、輝度プロファイル等は、被測定物の測定対象部位、測定日時等を測定条件として記憶部２５等に保存することができ、次回測定を行う際の比較検討を効率的に行うことができる。
【００７５】
次に、肉厚測定装置１を用いた肉厚測定方法について説明する。
【００７６】
図１６は肉厚測定の手順を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ１において、Ｘ線発生装置２からＸ線Ｒを発生させ、配管５に照射する。その後、カラーＩ．Ｉ．３でＸ線Ｒを検出することにより、配管５の撮像を行う。
【００７８】
ステップＳ２において画像情報記憶部３０は、撮像により得られた撮像画像データをカラーＩ．Ｉ．３より取得後記憶し、モニタ１１に表示する。
【００７９】
ステップＳ３で画像処理部３３は、画像情報取得ステップＳ２においてモニタ１１に表示された撮像画像データについて、画像サイズ調整・回転調整を行う。配管５またはマーカ６が傾いて表示されている場合には、キーボード・マウス１０等の入力手段から入力された回転量に対し傾きの修正を行い、画面に対し配管５を水平または垂直に表示させる。また、撮像画像データのサイズを変更したい場合には、画像処理部３３はキーボード・マウス１０等の入力手段から入力された指示により撮像画像データを拡大縮小することができる。
【００８０】
ステップＳ４で操作者は、撮像画像データの寸法校正基準に配管５またはマーカ６のいずれを用いるかの選択を行う。
【００８１】
マーカ６を用いる場合、操作者は表示されるマーカ６の基準寸法が正しいか確認を行う。図１０に示すような撮像画像データより得られたマーカ６の輝度プロファイルより検出されたマーカ６の基準線の長さが、実際のマーカ６寸法と誤差が生じている場合、校正処理部３６は操作者からの実際のマーカ６寸法の入力を受け付け、修正を行う。
【００８２】
配管５が比較的小型で、撮像画像データ上に配管５の全体が撮像された場合には、配管５を寸法校正基準に用いることができる。その場合操作者は、ノギス等で測定することにより既知である配管５の外径寸法を入力する。
【００８３】
ステップＳ５では、校正処理部３６は、マーカ６、配管５の撮像位置に基づき撮像画像データに生じる歪みの校正を行う。校正は、校正値記憶部３５内に予め記憶されたイメージＩ．Ｉ．３固有の校正関数と、撮像により得られた撮像画像データとを比較処理することにより行う。
【００８４】
ステップＳ６において、画像処理部３３は配管５における肉厚測定範囲５０の入力を受け付け、撮像画像表示画面４０に表示する。
【００８５】
その後ステップＳ７においては、測定範囲選択ステップＳ６により選択された肉厚測定範囲について、肉厚演算部３７が所定の間隔ごとの肉厚を検出する。
【００８６】
ステップＳ８においては、画像処理部３３は、肉厚量が検出された範囲における配管５の境界を任意の色で表示し、また最薄肉厚箇所を任意の色で表示する。
【００８７】
またステップＳ９においては、画像処理部３３は、撮像画像データの表示が明瞭に行われるよう、撮像画像データのカラー成分について自動的にコントラスト調整を行う。また操作者は、コントラスト設定画面４２においても手動でコントラスト調整を行うことができる。
【００８８】
最後に、ステップＳ１０においてＣＰＵ２０は、肉厚測定範囲における所定の間隔ごとの肉厚等を結果表／プロファイル画面４３に表示する。
【００８９】
なお、本実施形態においては、被測定物として配管５の肉厚測定を行ったが、ドラム缶のような容器状のものや板状のような肉厚、あるいは板厚測定であってもよい。
【００９０】
本実施形態においては、撮像画像データの表示および処理等に移動型コンソール４を用いて行ったが、一体型ではなく、処理装置および表示装置等を別個に設けてもよい。
【００９１】
マーカ６は円筒形であるとしたが、撮像方向により測定寸法の誤差の少ない、球形等であってもよい。
【００９２】
また、カラーＩ．Ｉ．３のセンサとしてシンチレータを用いたが、フィルムを用いてもよい。
【００９３】
さらに、放射線としてＸ線を用いたが、電磁線またはγ線、あるいは中性子を含む放射線を用いてもよい。γ線を用いる場合には、γ線源格納容器から遠隔で６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ等のγ線源を出し入れする。
【００９４】
肉厚測定範囲の選択において、図５に示すように肉厚測定範囲５０は四角形としたが、図１５のように曲線からなる範囲を肉厚測定範囲として表示することにより、直線の配管のみならず、Ｌ字管等の曲部を有する配管に対しても測定を行うことができる。
【００９５】
以上のような肉厚測定装置および肉厚測定方法によれば、配管の測定位置により生じる撮像画像データの歪みを、予め求めておいた校正関数を用いて自動的に校正を行うことにより、迅速かつ高精度に肉厚測定を実施することができる。
【００９６】
また、被測定物の肉厚測定量の校正を画面上で視覚的に行うことができるため、操作性に優れた肉厚測定を実施することができる。
【００９７】
さらに、肉厚測定に優れたカラー成分を用いることで、より高精度に肉厚を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明にかかる肉厚測定装置の実施形態を示す構成図。
【図２】校正寸法基準であるマーカを示す図。
【図３】移動型コンソールのハードウエア構成図。
【図４】移動型コンソールの機能ブロック図。
【図５】移動型コンソールの出力部に表示されるＧＵＩを示す図。
【図６】ＧＵＩにおけるツールバーの拡大図。
【図７】マーカの測定条件に対応するピクセル数を表す測定結果。
【図８】マーカの測定条件に対応するピクセル数を表す測定結果をプロットした図。
【図９】校正関数から求められた二次曲線グラフ。
【図１０】マーカ断面のプロファイル画面を示す図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は画像回転操作によりマーカの傾き修正の過程を示す図。
【図１２】マーカの傾きの修正後を示す図。
【図１３】配管全体の傾き修正の過程を示す図。
【図１４】測定範囲選択を行う際のマウスの操作を示す図。
【図１５】測定範囲選択範囲の変形例を示す図。
【図１６】肉厚測定の手順を示すフローチャート。
【図１７】カラーＩ．Ｉ．を用いた肉厚測定装置の簡略図。
【図１８】肉厚測定装置を用いた撮像の模式図。
【図１９】（ａ）は放射線がカラーＩ．Ｉ．入射面に入射する際の模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。
【符号の説明】
【００９９】
１ 肉厚測定装置
２ Ｘ線発生装置
３ カラーイメージインテンシファイア
４ 移動型コンソール
５ 配管
６ マーカ
７ 保持装置
８ ケーブル
９ 入射面
１０ キーボード・マウス
１１ モニタ
１２ ＧＵＩ
１３ 保温材
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 出力部
２４ 入力部
２５ 記憶部
３０ 画像情報記憶部
３１ マーカ校正演算部
３２ 配管校正演算部
３３ 画像処理部
３４ 制御部
３５ 校正値記憶部
３６ 校正処理部
３７ 肉厚演算部
４０ 撮像画像表示画面
４１ ツールバー
４２ コントラスト設定画面
４３ 結果表／プロファイル画面
４５ 拡大縮小アイコン
４６ 画像回転アイコン
４７ 計測範囲選択アイコン
４８ 結果表
４９ プロファイル画面
５０ 肉厚測定範囲
６０ 放射線源
６１ 肉厚測定装置
６２ カメラ制御ユニット
６３ 画像処理ユニット
６４ モニタ
Ｅ 放射線
Ｒ Ｘ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管、容器、板等の被測定物の肉厚測定技術にかかり、特に肉厚量について高精度に校正を行い、また操作性よく肉厚量を測定することができる肉厚測定装置および肉厚測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配管減肉管理は、配管の肉厚測定を、例えば超音波厚み計を用いて実施していた。しかし超音波厚み計を用いる場合、配管を取り巻いている保温材の着脱が必要であり、検査に長時間要し、検査費用増大の原因となっていた。
【０００３】
そこで、保温材を着脱することなく測定する方法として、ＲＴ検査（放射線検査）によるフィルム撮像の方法がとられていた。しかし、ＲＴ検査ではフィルムの現像作業が必要であり、画像を見ながら現場で判断することができなかった。
【０００４】
そこで、配管減肉管理において、配管の保温材の着脱が不要であるとともに、短時間での撮像が可能な高エネルギー・高感度のカラーイメージインテンシファイア（以下、カラーＩ．Ｉ．という。）を用いて配管の肉厚測定を行う方法が提案されてきた(例えば特許文献１、２)。
【０００５】
図１７は、カラーＩ．Ｉ．を用いた肉厚測定装置６１の簡略図である。放射線源６０、カラーＩ．Ｉ．３からなる肉厚測定装置６１により、被測定物である配管５を測定する。またカラーＩ．Ｉ．３には、撮像に用いられるカメラを制御するカメラ制御ユニット６２、撮像により得られた被測定物の撮像画像データを処理する画像処理ユニット６３、および被測定物の撮像画像データを表示するモニタ６４が順次接続されている。
【０００６】
図１８は肉厚測定装置６１を用いて配管５の肉厚測定に適用されたものであり、放射線源６０が被測定物である配管５に照射し、フィルム６６を用いた撮像を行う場合の簡略的な模式図である。放射線源６０から照射された放射線Ｅは直線放射状に広がるため、実際の配管５の肉厚であるａ、ｂ間の距離ｔは、フィルム６６に映し出された場合には実際の距離より大きいＡ、Ｂ間の距離Ｔとなる。よって、実際の配管５の肉厚量である距離ｔは次式から求なければならない。
［数１］
ｔ＝Ｔ×（ｆ−Ｒ）／ｆ ……（１）
ｆは、放射線源６０からフィルム６６までの距離であり、Ｒは配管５の測定位置からフィルム６６までの距離である。
【０００７】
ここで、配管５の肉厚量測定の精度を向上させることを目的とする肉厚測定技術について、例えば特許文献３に示された肉厚測定装置および肉厚測定方法がある。
【０００８】
特許文献３に示された肉厚測定技術は、レーザを用いた位置検出装置、または基準位置を示すためのマーカを用いることにより被測定物である配管の測定位置の特定を可能にし、肉厚量の測定精度を向上させることを目的とするものである。
【特許文献１】特開２００３−２０２３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９７３１号公報
【特許文献３】特開２００７−４７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、図１９（ａ）はカラーＩ．Ｉ．３を用いて配管５の肉厚測定を行う場合において、カラーＩ．Ｉ．３の入射面９に放射線Ｅが入射する際の模式図である。
【００１０】
図１９（ｂ）は、放射線ＥがカラーＩ．Ｉ．３の入射面９に入射する際の拡大図である。カラーＩ．Ｉ．３における放射線Ｅの入射面９は平面ではなく非球面であるため、入射面９における入射位置が入射面９中心より離れるに従い、被測定物は拡大されて検出される。図１９（ｂ）において、マーカ６が配管５外表面からの第１距離ａ１に設置された場合と、第１距離ａ１より配管５外表面から離れた第２距離ａ２に設置された場合とを比較すると、第２距離ａ２に設置された場合のマーカ６のほうが拡大されて検出されることになる。
【００１１】
以上より、配管５に装着されている保温材１３の厚さの影響は、配管５の肉厚測定量の誤差の原因となり、被測定物とカラーＩ．Ｉ．３との位置関係のみならず、配管断面中心からの径方向の距離によっても校正を行わなければならないといえる。
【００１２】
よって、単純に放射線源６０、配管５およびカラーＩ．Ｉ．３との距離から求める式（１）では配管５の正確な肉厚は求めることができない。また、上述した特許文献３では、Ｉ．Ｉ．と被測定物との位置をその都度測定する必要があり、作業の効率化が図れない。
【００１３】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、肉厚測定時にあらかじめ求められた校正関数を用いて適正な校正を行うことにより、被測定物の肉厚量を高精度に操作性よく求めることができる肉厚測定装置および肉厚測定方法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】
【００１４】
本発明の肉厚測定装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを有する肉厚測定装置において、前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データを記憶する画像情報記憶部と、前記画像情報記憶部に記憶された前記撮像画像データに対し、所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を自動的に求める肉厚量校正手段と、前記撮像画像データに対し処理を入力する入力手段と、前記撮像画像データを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の肉厚測定方法は、上述した課題を解決するために、請求項１０に記載したように、放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを用いる肉厚測定方法において、前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された肉厚量を自動的に求める肉厚量校正ステップと、前記肉厚量校正ステップにより校正された撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を選択する測定範囲選択ステップと、前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の肉厚量を測定する肉厚測定ステップと、前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の境界線を表示する境界線表示ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の輝度プロファイルおよび肉厚量を表示する肉厚量・輝度プロファイル表示ステップとを備えたことを特徴とする肉厚測定方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる肉厚測定装置および肉厚測定方法によれば、被測定物の測定位置により生じる撮像画像データの歪みを、予め求めておいた校正関数を用いて校正を行うことにより、迅速また高精度に肉厚測定を実施することができる。
【００１７】
また、被測定物の肉厚測定量の校正を画面上で視覚的に行うことができるため、操作性に優れた肉厚測定を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明にかかる肉厚測定装置の実施の形態について、図１を参照して説明する。
【００１９】
肉厚測定装置１は、放射線発生装置であるＸ線発生装置２、放射線検出装置であるカラーＩ．Ｉ．３、および移動型コンソール４からなる。
【００２０】
本実施形態における被測定物は配管５とし、配管５には保温材１３が装着される。また、保温材１３を着脱させることなく、被測定物としての配管５の肉厚測定を行う。
【００２１】
配管５の表面には寸法校正基準としてのマーカ６（図示せず）が取り付けられる。
【００２２】
マーカ６は、図２に示すように、例えば外径９ｍｍ、軸方向長さ３４ｍｍであり、形状は円筒形あるいはロッド状、砲弾形状とし、タングステンを材料として構成されている。タングステンマーカ６としたのは、肉厚測定の校正基準として明確に撮像すべく、放射線を透過し難く比重の重い金属であり、温度変化に対して熱膨張・収縮し難い材質であることが求められるからである。また、形状を円筒形としたのは設置の仕方に依存せず、正確な寸法を得るためである。
【００２３】
Ｘ線発生装置２、カラーＩ．Ｉ．３および配管５は保持装置７により固定されており、カラーＩ．Ｉ．３と移動型コンソール４はケーブル８により接続される。
【００２４】
Ｘ線発生装置２は、放射線であるＸ線Ｒを発生させ、発生したＸ線Ｒを配管５に向けて照射する。Ｘ線発生装置２は、移動型コンソール４内のＣＰＵ２０にて、エネルギーに相当する管電圧、および強度に対応する管電流について遠隔的に制御される。
【００２５】
カラーＩ．Ｉ．３は、Ｘ線発生装置２において発生したＸ線Ｒを入射面９で検出し、センサとしてのシンチレータ（図示せず）を用いることにより電気信号に変換され、ケーブル８を介して移動型コンソール４のモニタ１１に被測定物の撮像画像データの出力を行う。カラーＩ．Ｉ．３は、移動型コンソール４内のＣＰＵ２０にて遠隔的に制御される。
【００２６】
撮像は、入射されるＸ線Ｒの強度に応じて感度の異なる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の信号に変換され、ひとつの撮像画像データ上に記録される。また、肉厚測定、肉厚量校正、配管境界検出等のＣＰＵ２０が行う処理には、適宜、最も処理に適したカラー成分の撮像画像データが用いられる。
【００２７】
図３は移動型コンソール４のハードウエア構成図、図４は機能ブロック図を示す。
【００２８】
図３に示すように、移動型コンソール４にはＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ)２２、ならびに出入力インターフェイスを介して出力部２３、入力部２４、記憶部２５が設けられる。
【００２９】
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶されているプログラム、または記憶部２５からＲＡＭ２２にロードされたプログラムに従って、肉厚測定装置１の各種の処理を実行する。ＲＡＭ２２には、ＣＰＵ２０が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００３０】
具体的には、図４に示すように、カラーＩ．Ｉ．３より得られた撮像画像データを記憶する画像情報記憶部３０や、被測定物の寸法校正を行う校正処理部３６、被測定物の肉厚を求める肉厚演算部３７が設けられる。さらに配管５の境界や肉厚の検出等、撮像画像データについての処理を行う画像処理部３３が設けられる。
【００３１】
肉厚量校正手段は、校正処理部３６である、例えばマーカ校正演算部３１、配管校正演算部３２および校正値記憶部３５により構成される。測定範囲選択手段、画像調整手段は、例えば画像処理部３３により構成される。
【００３２】
また、肉厚測定装置１には、入力部２４からの指示等を制御する制御部３４や、Ｘ線発生装置２やカラーＩ．Ｉ．３の制御を行う制御部３４ａ（図示せず）が設けられる。
【００３３】
図３における記憶部２５は、肉厚校正に必要な校正関数等のデータやプログラムを記憶し、例えば図４における校正値記憶部３５等で構成される。
【００３４】
入力部２４はキーボード・マウス１０等からなる入力手段として設けられる。操作者は入力部２４より、出力部２３に表示された撮像画像データに対する画像処理の指示等の入力を行う。
【００３５】
出力部２３は出力手段としてのＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ)、ＬＣＤ(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)等からなるモニタ１１であり、カラーＩ．Ｉ．３より得られた撮像画像データを表示する。
【００３６】
出力部２３には、例えば図５で示されるような、配管５の肉厚を操作性よく求めるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２が表示される。
【００３７】
ＧＵＩ１２には、例えば撮像画像表示画面４０、ツールバー４１、コントラスト設定画面４２、結果表／プロファイル画面４３等が設けられる。
【００３８】
撮像画像表示画面４０には、カラーＩ．Ｉ．３から得られた撮像画像データである配管５、マーカ６、保温材１３等の撮像画像データが表示される。また、配管５の境界を線表示したり、配管５の最薄肉厚箇所を線表示したりする。撮像画像表示画面４０上で行われる具体的な処理については、後述する。
【００３９】
図６は、図５におけるツールバー４１を拡大して表示したものである。ツールバー４１には操作性を向上させるため、例えば拡大縮小アイコン４５、画像回転アイコン４６、計測範囲選択アイコン４７等が設けられており、キーボード・マウス１０等でクリックすることにより、種々の機能を使用することができる。
【００４０】
図５におけるコントラスト設定画面４２では、撮像画像表示画面４０に表示される撮像画像データのＲＧＢのカラー成分を調節することができる。操作者はキーボード・マウス１０等の入力手段で指示を入力することにより、撮像画像データが明瞭に表示されるように調整することができる。
【００４１】
結果表／プロファイル画面４３における結果表４８には、選択された測定範囲内の肉厚測定値が所定の間隔ごとに表示される。間隔は、設定メニューにより適宜変更することができる。また、配管５の最薄肉厚箇所は、例えばカラー表示するなど視覚的に目立つように表示される。
【００４２】
結果表４８に表示された各データを、キーボード・マウス１０等の入力手段で選択することにより、撮像画像表示画面４０における各データに対応する被測定物の肉厚箇所を任意の色で表示することができる。また選択された配管５の肉厚断面の輝度プロファイル４９も連動して表示される。
【００４３】
輝度プロファイル４９は、被測定物中の肉厚断面の放射線透過量についての分布図である。縦軸は輝度、横軸は被測定物である配管５の径方向の長さを表す。また放射線透過量は、ＲＧＢのカラー成分ごとに表示することができ、Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色の線で表示することができる。
【００４４】
また、結果表／輝度プロファイル画面等は、別ウインドとしても表示することができる。
【００４５】
以下、被測定物の撮像画像データの校正方法について説明する。
【００４６】
カラーＩ．Ｉ．３より得られた被測定物の撮像画像データには、カラーＩ．Ｉ．３の入射面９が非球面であるという特性上、例えば樽型歪み、糸巻型歪みといわれる歪みが生じる。被測定物の肉厚を高精度に測定するという目的のもと、被測定物の歪みは校正する必要がある。よって、予め求めておいた被測定物の肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．３固有の校正関数を校正値記憶部３５に記憶させておき、校正処理部３６にて演算を行うことにより校正処理を行うことができる。
【００４７】
校正関数は、画面上に基準点を設け、マーカ６の理想画像と、測定画像での基準点からの座標値を予め実験により求めておき、それらの実験結果から校正関数を特徴付ける係数の数を決めるのに必要な数の基準点を求めることにより行う。校正関数は肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．固有のものであるので、カラーＩ．Ｉ．３ごとに予め係数を求めておく必要がある。
【００４８】
また実際には被測定物から得られる測定画像には誤差が存在するため、校正関数を求めるための方程式を解くために必要な数より多くの基準点を設け、最小二乗法で係数を決定する必要がある。
【００４９】
本実施形態における具体的な校正方法について説明する。
【００５０】
本実施形態においては、肉厚測定装置１を用いて、カラーＩ．Ｉ．３とマーカ６との距離に対応したマーカ６の画面上の位置を求め、これをもとに校正関数を求めた。マーカ６の画面上の位置とは、画面上にｘ、ｙ座標を設け、原点からマーカ６のｘ、ｙ方向に対する移動量をさす。
【００５１】
カラーＩ．Ｉ．３との距離を変化させることにより得られたマーカ６についての撮像画像データが、画面上何ピクセルで表示されるかを求めることにより、測定条件の変化によりどれだけ実際の寸法との歪みが生じているかを求めることができる。
【００５２】
図７は、マーカ６の測定条件に応じたピクセル数を表した測定結果である。ａ（ｍｍ）は画面上の原点からのマーカの移動距離、ｂ（ｍｍ）はカラーＩ．Ｉ．３とマーカ６との距離である。
【００５３】
図８は図７をプロットしたものである。
【００５４】
これらの測定結果から、以下の式により校正関数ｆ（ｘ）を求めることにより、予め行われた測定により得られなかった位置での測定であっても、校正値を求めることができる。
［数２］
ｆ（ｘ）＝ａ１×ｘ２＋ｂ１×ｘ×ｙ＋ｃ１×ｙ２＋ｄ１×ｘ＋ｅ１×ｙ＋ｇ１
……（２）
測定により求められたデータ中のｘ、ｙの値を代入することにより以下の係数を求めることができた。
ａ１＝０．０００５８１６０１
ｂ１＝０．０００１９２０５７
ｃ１＝６．０２０５３Ｅ−０５
ｄ１＝−０．０３４７２８１
ｅ１＝０．００３８１０１５
ｇ１＝２０．６６３８
【００５５】
式（２）より求まる校正関数から得られた二次曲線グラフを図９に示す。
【００５６】
校正値記憶部３５には、予め求めておいたカラーＩ．Ｉ．３固有の校正関数を記憶させておき、校正寸法基準として測定に使用したマーカ６の既知寸法と、マーカ６の画面上の位置からマーカ校正演算部３１が自動的に校正値を求め、適切な値に校正することができる。
【００５７】
マーカの校正基準寸法は、図１０のようにマーカ６断面の輝度プロファイルを用いてマーカ校正演算部３１が検出した寸法と、実際のマーカ６の既知寸法とが一致しているか、操作者により確認される。
【００５８】
上記の校正関数から得られる校正値を用いて配管５の肉厚量の校正を行うことにより、誤差はほぼ±０．１ｍｍに抑えることができた。
【００５９】
これらの係数は肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．固有のものである。よって、肉厚測定に用いるカラーＩ．Ｉ．３ごとに固有の校正式を予め求めておく必要がある。
【００６０】
また配管５が比較的小型で、撮像画像データ上に配管５全体が撮像された場合には、ノギス等で測定することにより既知である配管５の外径寸法を校正寸法基準として用いることにより、校正を行うこともできる。
【００６１】
校正基準寸法にマーカ６または配管５のどちらを用いるかの選択は、操作者により行われる。
【００６２】
以上が校正方法の説明である。
【００６３】
ＧＵＩ１２を用いて行われる撮像画像データの具体的な処理等について説明する。
【００６４】
図５における撮像画像表示画面４０に表示された撮像画像データの配管５およびマーカ６が、配管長さ方向に画面と平行または垂直に表示されておらず傾きが生じている場合、ＣＰＵ２０は、操作者によるキーボード・マウス１０等の入力手段からの回転量の入力を受け付け、傾きの修正を行う。これは、撮像画像データに傾きが生じることにより画像処理部３３における肉厚測定等の演算処理が正確に行われないために実施される。
【００６５】
図１１は、画像回転操作を行い、マーカ６の傾きの修正を行う操作を示す。
【００６６】
画像処理部３３は、任意の基準点Ａから任意の範囲Ｂまでの指示の入力を受け付け、図１１（ａ）のような格子状の四角形を表示させる。回転範囲を格子状に表示したのは、回転対象物が画面に対し平行または垂直に表示されているかの判断を容易にするためである。
【００６７】
その後画像処理部３３は、図１１（ｂ）のように、格子線と回転対象物が平行または垂直になるようなＡを基準とした回転量の入力を受け付ける。修正後には、図１２のように、マーカ６は画面と軸方向に平行（垂直）に表示され、図１０のような正しい輝度プロファイルを求めることができる。
【００６８】
図１３は配管５全体の回転を行う操作を表した図である。回転処理はマーカ６に対する処理と同様であるため省略する。
【００６９】
マーカ６または配管５の回転処理は、撮像画像表示画面４０と別ウインドを表示することにより行うこともできる。
【００７０】
図５に示す肉厚測定範囲５０の選択は、操作者からの肉厚測定範囲の入力を受け付け、画像処理部３３が処理を行う。肉厚測定範囲５０の選択は、例えば図１４のように、任意の基準点よりキーボード・マウス１０等でドラッグすることにより行うことができる。選択された肉厚測定範囲５０の領域の外延は任意の色で表示することができる。
【００７１】
肉厚測定範囲５０は、同一画面上で１または複数の肉厚測定範囲を選択することができる。また、配管５における選択された肉厚測定範囲５０は、別ウインドとして表示することもできる。
【００７２】
画像処理部３３は、肉厚測定範囲５０で囲まれた測定範囲における配管の境界を検出し、図５のように任意の色で色彩表示する。配管５の境界検出は、ＲＢＧの各カラー成分のうち、Ｘ線の透過量に応じて最も明瞭に境界が認識できるカラー成分で撮像された画像データを用いることとする。例えば、放射線が透過しにくい配管５内側の境界については感度の高いＲのカラー成分で撮像された撮像画像データを用い境界検出を行い、放射線が透過しやすい配管５外側の境界については、感度の低いＧのカラー成分で撮像された撮像画像データを用い境界検出することにより、精度よく境界を検出することができる。
【００７３】
また、肉厚測定範囲５０内における配管５の肉厚量のうち、最薄肉厚箇所を任意の色で表示することができる。結果表／プロファイル画面４３における結果表４８に表示された測定データ中の任意の肉厚箇所について、操作者からの選択を受け付けることにより、画像処理部３３は対応する撮像画像表示画面４０の肉厚箇所を任意の色で表示する。
【００７４】
以上の操作により得られた測定値、輝度プロファイル等は、被測定物の測定対象部位、測定日時等を測定条件として記憶部２５等に保存することができ、次回測定を行う際の比較検討を効率的に行うことができる。
【００７５】
次に、肉厚測定装置１を用いた肉厚測定方法について説明する。
【００７６】
図１６は肉厚測定の手順を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ１において、Ｘ線発生装置２からＸ線Ｒを発生させ、配管５に照射する。その後、カラーＩ．Ｉ．３でＸ線Ｒを検出することにより、配管５の撮像を行う。
【００７８】
ステップＳ２において画像情報記憶部３０は、撮像により得られた撮像画像データをカラーＩ．Ｉ．３より取得後記憶し、モニタ１１に表示する。
【００７９】
ステップＳ３で画像処理部３３は、画像情報取得ステップＳ２においてモニタ１１に表示された撮像画像データについて、画像サイズ調整・回転調整を行う。配管５またはマーカ６が傾いて表示されている場合には、キーボード・マウス１０等の入力手段から入力された回転量に対し傾きの修正を行い、画面に対し配管５を水平または垂直に表示させる。また、撮像画像データのサイズを変更したい場合には、画像処理部３３はキーボード・マウス１０等の入力手段から入力された指示により撮像画像データを拡大縮小することができる。
【００８０】
ステップＳ４で操作者は、撮像画像データの寸法校正基準に配管５またはマーカ６のいずれを用いるかの選択を行う。
【００８１】
マーカ６を用いる場合、操作者は表示されるマーカ６の基準寸法が正しいか確認を行う。図１０に示すような撮像画像データより得られたマーカ６の輝度プロファイルより検出されたマーカ６の基準線の長さが、実際のマーカ６寸法と誤差が生じている場合、校正処理部３６は操作者からの実際のマーカ６寸法の入力を受け付け、修正を行う。
【００８２】
配管５が比較的小型で、撮像画像データ上に配管５の全体が撮像された場合には、配管５を寸法校正基準に用いることができる。その場合操作者は、ノギス等で測定することにより既知である配管５の外径寸法を入力する。
【００８３】
ステップＳ５では、校正処理部３６は、マーカ６、配管５の撮像位置に基づき撮像画像データに生じる歪みの校正を行う。校正は、校正値記憶部３５内に予め記憶されたイメージＩ．Ｉ．３固有の校正関数と、撮像により得られた撮像画像データとを比較処理することにより行う。
【００８４】
ステップＳ６において、画像処理部３３は配管５における肉厚測定範囲５０の入力を受け付け、撮像画像表示画面４０に表示する。
【００８５】
その後ステップＳ７においては、測定範囲選択ステップＳ６により選択された肉厚測定範囲について、肉厚演算部３７が所定の間隔ごとの肉厚を検出する。
【００８６】
ステップＳ８においては、画像処理部３３は、肉厚量が検出された範囲における配管５の境界を任意の色で表示し、また最薄肉厚箇所を任意の色で表示する。
【００８７】
またステップＳ９においては、画像処理部３３は、撮像画像データの表示が明瞭に行われるよう、撮像画像データのカラー成分について自動的にコントラスト調整を行う。また操作者は、コントラスト設定画面４２においても手動でコントラスト調整を行うことができる。
【００８８】
最後に、ステップＳ１０においてＣＰＵ２０は、肉厚測定範囲における所定の間隔ごとの肉厚等を結果表／プロファイル画面４３に表示する。
【００８９】
なお、本実施形態においては、被測定物として配管５の肉厚測定を行ったが、ドラム缶のような容器状のものや板状のような肉厚、あるいは板厚測定であってもよい。
【００９０】
本実施形態においては、撮像画像データの表示および処理等に移動型コンソール４を用いて行ったが、一体型ではなく、処理装置および表示装置等を別個に設けてもよい。
【００９１】
マーカ６は円筒形であるとしたが、撮像方向により測定寸法の誤差の少ない、球形等であってもよい。
【００９２】
また、カラーＩ．Ｉ．３のセンサとしてシンチレータを用いたが、フィルムを用いてもよい。
【００９３】
さらに、放射線としてＸ線を用いたが、電磁線またはγ線、あるいは中性子を含む放射線を用いてもよい。γ線を用いる場合には、γ線源格納容器から遠隔で６０Ｃｏ、１９２Ｉｒ等のγ線源を出し入れする。
【００９４】
肉厚測定範囲の選択において、図５に示すように肉厚測定範囲５０は四角形としたが、図１５のように曲線からなる範囲を肉厚測定範囲として表示することにより、直線の配管のみならず、Ｌ字管等の曲部を有する配管に対しても測定を行うことができる。
【００９５】
以上のような肉厚測定装置および肉厚測定方法によれば、配管の測定位置により生じる撮像画像データの歪みを、予め求めておいた校正関数を用いて自動的に校正を行うことにより、迅速かつ高精度に肉厚測定を実施することができる。
【００９６】
また、被測定物の肉厚測定量の校正を画面上で視覚的に行うことができるため、操作性に優れた肉厚測定を実施することができる。
【００９７】
さらに、肉厚測定に優れたカラー成分を用いることで、より高精度に肉厚を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明にかかる肉厚測定装置の実施形態を示す構成図。
【図２】校正寸法基準であるマーカを示す図。
【図３】移動型コンソールのハードウエア構成図。
【図４】移動型コンソールの機能ブロック図。
【図５】移動型コンソールの出力部に表示されるＧＵＩを示す図。
【図６】ＧＵＩにおけるツールバーの拡大図。
【図７】マーカの測定条件に対応するピクセル数を表す測定結果。
【図８】マーカの測定条件に対応するピクセル数を表す測定結果をプロットした図。
【図９】校正関数から求められた二次曲線グラフ。
【図１０】マーカ断面のプロファイル画面を示す図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は画像回転操作によりマーカの傾き修正の過程を示す図。
【図１２】マーカの傾きの修正後を示す図。
【図１３】配管全体の傾き修正の過程を示す図。
【図１４】測定範囲選択を行う際のマウスの操作を示す図。
【図１５】測定範囲選択範囲の変形例を示す図。
【図１６】肉厚測定の手順を示すフローチャート。
【図１７】カラーＩ．Ｉ．を用いた肉厚測定装置の簡略図。
【図１８】肉厚測定装置を用いた撮像の模式図。
【図１９】（ａ）は放射線がカラーＩ．Ｉ．入射面に入射する際の模式図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。
【符号の説明】
【００９９】
１ 肉厚測定装置
２ Ｘ線発生装置
３ カラーイメージインテンシファイア
４ 移動型コンソール
５ 配管
６ マーカ
７ 保持装置
８ ケーブル
９ 入射面
１０ キーボード・マウス
１１ モニタ
１２ ＧＵＩ
１３ 保温材
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 出力部
２４ 入力部
２５ 記憶部
３０ 画像情報記憶部
３１ マーカ校正演算部
３２ 配管校正演算部
３３ 画像処理部
３４ 制御部
３５ 校正値記憶部
３６ 校正処理部
３７ 肉厚演算部
４０ 撮像画像表示画面
４１ ツールバー
４２ コントラスト設定画面
４３ 結果表／プロファイル画面
４５ 拡大縮小アイコン
４６ 画像回転アイコン
４７ 計測範囲選択アイコン
４８ 結果表
４９ プロファイル画面
５０ 肉厚測定範囲
６０ 放射線源
６１ 肉厚測定装置
６２ カメラ制御ユニット
６３ 画像処理ユニット
６４ モニタ
Ｅ 放射線
Ｒ Ｘ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを有する肉厚測定装置において、
前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データを記憶する画像情報記憶部と、
前記画像情報記憶部に記憶された前記撮像画像データに対し、所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を自動的に求める肉厚量校正手段と、
前記撮像画像データに対し処理を入力する入力手段と、
前記撮像画像データを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする肉厚測定装置。
【請求項２】
前記肉厚量校正手段は、寸法が既知である前記被測定物、または前記肉厚測定装置により被測定物と同時または別個に撮像されたマーカを校正基準として用いることを選択することができることを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項３】
前記マーカは、円筒形もしくは球形の形状からなるタングステンまたは鉛で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の肉厚測定装置。
【請求項４】
検出された放射線の透過量に応じて前記被測定物の撮像をカラーで行うことのできる放射線検出装置を用いることにより得られた撮像画像データについて、前記被測定物およびマーカの放射線透過量に応じて、適切なカラー成分により撮像された撮像画像データを肉厚測定に用いることを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項５】
前記肉厚量校正手段は、前記撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を前記入力手段により選択する測定範囲選択手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項６】
前記測定範囲選択手段により選択された測定範囲における前記被測定物の境界および肉厚に対し、境界線を表示することを特徴とする請求項５に記載の肉厚測定装置。
【請求項７】
前記測定範囲選択手段により選択された測定範囲における前記被測定物の任意の肉厚箇所に対する放射線透過量を示した輝度プロファイル、および前記測定範囲における所定の間隔ごとの肉厚測定値を前記出力手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の肉厚測定装置。
【請求項８】
前記出力手段に出力された前記撮像画像データに対し、前記入力手段により回転範囲および回転量を入力することにより、前記撮像画像データを回転し、傾きを調整することができる画像調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項９】
前記画像調整手段における前記回転範囲の入力は、前記出力手段に格子状の図形を表示させることにより、前記回転範囲の選択および前記回転量の入力を行うことができることを特徴とする請求項８に記載の肉厚測定装置。
【請求項１０】
放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを用いる肉厚測定方法において、
前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された肉厚量を自動的に求める肉厚量校正ステップと、
前記肉厚量校正ステップにより校正された撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を選択する測定範囲選択ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の肉厚量を測定する肉厚測定ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の境界線を表示する境界線表示ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の輝度プロファイルおよび肉厚量を表示する肉厚量・輝度プロファイル表示ステップとを備えたことを特徴とする肉厚測定方法。
【請求項１】
放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを有する肉厚測定装置において、
前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データを記憶する画像情報記憶部と、
前記画像情報記憶部に記憶された前記撮像画像データに対し、所定の演算を行うことにより、校正された被測定物の肉厚量を自動的に求める肉厚量校正手段と、
前記撮像画像データに対し処理を入力する入力手段と、
前記撮像画像データを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする肉厚測定装置。
【請求項２】
前記肉厚量校正手段は、寸法が既知である前記被測定物、または前記肉厚測定装置により被測定物と同時または別個に撮像されたマーカを校正基準として用いることを選択することができることを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項３】
前記マーカは、円筒形もしくは球形の形状からなるタングステンまたは鉛で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の肉厚測定装置。
【請求項４】
検出された放射線の透過量に応じて前記被測定物の撮像をカラーで行うことのできる放射線検出装置を用いることにより得られた撮像画像データについて、前記被測定物およびマーカの放射線透過量に応じて、適切なカラー成分により撮像された撮像画像データを肉厚測定に用いることを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項５】
前記肉厚量校正手段は、前記撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を前記入力手段により選択する測定範囲選択手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項６】
前記測定範囲選択手段により選択された測定範囲における前記被測定物の境界および肉厚に対し、境界線を表示することを特徴とする請求項５に記載の肉厚測定装置。
【請求項７】
前記測定範囲選択手段により選択された測定範囲における前記被測定物の任意の肉厚箇所に対する放射線透過量を示した輝度プロファイル、および前記測定範囲における所定の間隔ごとの肉厚測定値を前記出力手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の肉厚測定装置。
【請求項８】
前記出力手段に出力された前記撮像画像データに対し、前記入力手段により回転範囲および回転量を入力することにより、前記撮像画像データを回転し、傾きを調整することができる画像調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の肉厚測定装置。
【請求項９】
前記画像調整手段における前記回転範囲の入力は、前記出力手段に格子状の図形を表示させることにより、前記回転範囲の選択および前記回転量の入力を行うことができることを特徴とする請求項８に記載の肉厚測定装置。
【請求項１０】
放射線を発生させ、被測定物に照射する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から発生した放射線を検出し、前記放射線を光に変換することにより前記被測定物を画像化し撮像画像データを得る放射線検出装置とを用いる肉厚測定方法において、
前記放射線検出装置で得られた前記撮像画像データに対し所定の演算を行うことにより、校正された肉厚量を自動的に求める肉厚量校正ステップと、
前記肉厚量校正ステップにより校正された撮像画像データにおける前記被測定物について、肉厚量を求めたい１または複数の範囲を選択する測定範囲選択ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の肉厚量を測定する肉厚測定ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の境界線を表示する境界線表示ステップと、
前記測定範囲選択ステップにより選択された領域内における被測定物の輝度プロファイルおよび肉厚量を表示する肉厚量・輝度プロファイル表示ステップとを備えたことを特徴とする肉厚測定方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２６８１０３（Ｐ２００８−２６８１０３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３９０９（Ｐ２００７−１１３９０９）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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