超音波検査装置
【課題】被覆部材で被覆された測定対象物の板厚を測定する超音波検査装置を提供すること。
【解決手段】超音波検査装置１は、断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブ２２と、導入孔に挿入され、配管１００に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバー２１１と、導入孔に挿入され、配管１００に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ超音波が発生している配管１００によって反射した照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバー２１２と、検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて少なくとも配管１００の板厚を測定する板厚測定手段である板厚測定装置４と、を備える。この超音波検査装置１は、配管１００の板厚の測定に超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いるので、配管１００が断熱材１１０で被覆された状態であっても配管１００の板厚を測定することができる。
【解決手段】超音波検査装置１は、断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブ２２と、導入孔に挿入され、配管１００に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバー２１１と、導入孔に挿入され、配管１００に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ超音波が発生している配管１００によって反射した照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバー２１２と、検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて少なくとも配管１００の板厚を測定する板厚測定手段である板厚測定装置４と、を備える。この超音波検査装置１は、配管１００の板厚の測定に超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いるので、配管１００が断熱材１１０で被覆された状態であっても配管１００の板厚を測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波検査装置に関し、さらに詳しくは、被覆部材で被覆された測定対象物の板厚を測定する超音波検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにおける配管や炉内構造物など構成機器の状態、例えば減肉、腐食、傷などを検査することは、原子力プラントを安全でかつ健全な状態に保持するために必要な行為である。定期的に検査を行うことで、原子力プラントの保守、保全、リアルタイムの健全性評価、故障箇所の早期発見を行うことができる。
【０００３】
構成機器の外部状態の検査は、例えば検査員が構成機器を直接目視することで行うことができる。しかし、構成機器の内部状態の検査は、構成機器の大きさ、位置、汚染状態によっては、原子力プラントの稼働を停止しても、検査員が直接目視することで行えない場合がある。
【０００４】
また、構成機器の内部状態の検査は、構成機器を傷つけることなく行うことが必要となる。つまり、非破壊検査を行うことが必要である。これらにより、構成機器の内部状態の検査を行う装置として、目視検査装置、Ｘ線検査装置、超音波検査装置などがある。
【０００５】
目視検査装置は、構成機器の内部にこの内部を撮像することができる撮像装置を挿入し、構成機器の外部から構成機器の内部状態を目視することで検査を行うものである。しかし、この目視検査装置では、目視対象物を例えば複雑に接続されている配管内部の任意の場所とする場合に、この任意の場所を探して内部状態を撮像するが困難である。また、例えば目視対象物が径の小さい配管などである場合に、この内部に撮像装置を挿入することが困難である。
【０００６】
Ｘ線検査装置は、Ｘ線を用いて構成機器の内部状態の検査を行うものである。しかし、このＸ線検査装置は、検査を行う構成機器よりも大きくなるため、構成機器が密集している場合や、大きな構成機器の場合に、その内部状態の検査を行うことができない。
【０００７】
超音波検査装置は、構成機器に超音波を発生させ、構成機器の内部状態の検査を行うものである。この超音波検査装置では、超音波を構成機器に発生させるために、例えば特許文献１に示すように圧電素子を備える。この圧電素子は、超音波を発生させる構成機器に液体媒質を介して直接接触させる。そして、構成機器に発生した超音波に基づいて、この構成機器（測定対象物）の内部状態として少なくとも板厚を測定するものである。従って、検査を行う構成機器の大きさ、位置、汚染状況などに拘わらず、構成機器の内部状態の検査を行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２７４５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、圧電素子を用いた超音波検査装置では、例えば断熱材などの被覆部材により被覆されている既存の配管の状態を検査する場合、この圧電素子によって配管に超音波を発生させるために、この配管を被覆している被覆部材を剥がすことが必要となる。これにより、圧電素子を用いた超音波検査装置は、原子力プラントの稼働中に使用することができない。また、原子力プラントを再稼働する際に、剥がした被覆部材により再度配管を被覆する必要があり、再稼働までに時間がかかるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定することができる板厚測定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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブと、前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバーと、前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ前記超音波が発生している測定対象物によって反射した前記照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバーと、前記検査用レーザー光および前記反射レーザー光に基づいて少なくとも前記測定対象物の板厚を測定する板厚測定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、圧電素子よりも小さい超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを用いる。従って、超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーが挿入される導入孔を形成するスリーブの外径を小さくすることができ、測定対象物を被覆する被覆部材にこのスリーブを容易に差し込むことができる。これにより、超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを測定対象物の近傍に位置させことができ、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定することができる。また、スリーブの外径が小さいため、このスリーブを被覆部材に差し込んでも、この被覆部材の性能低下を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明では、上記板厚測定装置において、前記スリーブ、前記超音波発生用光ファイバーおよび前記検査用光ファイバーから構成されるセンサユニットを複数個備え、前記複数のセンサユニットから任意のセンサユニットを選択し、当該選択されたセンサユニットと前記板厚測定手段とを接続するチャンネルセレクターをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各センサユニットの各スリーブを被覆部材に差し込むことだけで、１つの板厚測定手段により、測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、測定対象物の複数の測定箇所における板厚の測定を１回の検査作業で行うことができる。これにより、測定箇所ごとに検査作業を行う必要がないので、検査時間を短縮することができる。
【００１５】
また、この発明では、上記板厚測定装置において、前記スリーブを複数個備え、前記測定対象物は、予め前記各スリーブにより前記導入孔が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、各スリーブを被覆部材に予め差し込むことだけで、一組の超音波発生用光ファイバー、検査用光ファイバーおよび板厚測定手段により、測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、測定対象物の予め決められた複数箇所を繰り返し検査することができる。これにより、測定対象物の予め決められた複数箇所の経時変化を知ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明にかかる超音波検査装置は、測定対象物の板厚の測定に超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを用いるので、測定対象物が被覆部材で被覆された状態であっても測定対象物の板厚を測定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１９】
図１は、超音波検査装置の構成例を示す図である。図２は、センサユニットの詳細を示す図である。図３は、図２のＡ部分拡大図である。この超音波検査装置１は、図１〜３に示すように、センサユニット２と、接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４とにより構成されている。なお、１００は、被覆部材で被覆された測定対象物、この実施例では配管である。また、１１０は、被覆部材、この実施例では断熱材である。また、１２０は、断熱材１１０のカバーである。
【００２０】
センサユニット２は、検査用プローブ２１と、スリーブ２２とにより構成されている。検査用プローブ２１は、超音波発生用光ファイバー２１１と、検査用光ファイバー２１２とにより構成されている。
【００２１】
超音波発生用光ファイバー２１１は、測定対象物に超音波を発生させるものである。この実施例では、例えばＹＡＧレーザーなどの超音波発生用レーザー光を配管１００に照射することで、この配管１００に超音波（超音波振動）を発生させるものである。
【００２２】
検査用光ファイバー２１２は、測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ超音波が発生している測定対象物によって反射した照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信するものである。この実施例では、例えばＹＡＧレーザーなどの検査用レーザー光を超音波が発生している配管１００の表面に照射し、この超音波が発生している配管１００によって反射したこの照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信するものである。
【００２３】
スリーブ２２は、被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するものである。この実施例では、スリーブ２２は、円筒形状で、その空間部を導入孔２３とするものである。従って、スリーブ２２は、配管１００を被覆する断熱材１１０に差し込まれることで、この断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔２３を形成するものである。このスリーブ２２の導入孔２３には、検査用プローブ２１が挿入される。これにより、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を配管１００の近傍に非接触で位置する。
【００２４】
ここで、導入孔２３の直径ｄは、この導入孔２３に挿入される検査用プローブ２１の直径によって設定される。この検査用プローブ２１を構成する超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２は、従来の超音波検査装置に用いられる圧電素子よりも小さいものである。超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２の直径は、２〜３ｍｍ程度であるのに対して、圧電素子の直径は１５ｍｍ程度である。従って、導入孔２３の直径ｄを小さくすることができる。これにより、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２が挿入される導入孔２３を形成するスリーブ２２の外径Ｄの小さくすることができる。例えば、スリーブ２２の外径Ｄは、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いることで５ｍｍ程度とすることができる。
【００２５】
接続用光ファイバーケーブル３は、検査用プローブ２１と板厚測定装置４とを接続するものである。この接続用光ファイバーケーブル３は、第１伝送用光ファイバー３１と、第２伝送用光ファイバー３２とにより構成されている。
【００２６】
第１伝送用光ファイバー３１は、超音波発生用光ファイバー２１１と、板厚測定装置４の後述する第１レーザー発信機４１と、に接続されている。この第１伝送用光ファイバー３１は、第１レーザー発信機４１が出力する超音波発生用レーザー光を超音波発生用光ファイバー２１１に伝送するものである。
【００２７】
第２伝送用光ファイバー３２は、検査用光ファイバー２１２と、板厚測定装置４の後述する分岐器４３を介して第２レーザー発信機４１と、干渉計４４とに接続されている。この第２伝送用光ファイバー３２は、第２レーザー発信機４２が出力する検査用レーザー光を検査用光ファイバー２１２に伝送し、この検査用光ファイバー２１２が受信した反射レーザー光を干渉計４４に伝送するものである。
【００２８】
板厚測定装置４は、板厚測定手段であり、検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて測定対象物の板厚を測定するものである。この実施例では、干渉計４４を用いることで検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて配管１００の板厚Ｗを測定するものである。この板厚測定装置４は、第１レーザー発信機４１と、第２レーザー発信機４２と、分岐器４３と、干渉計４４と、分析装置４５と、同期信号発生装置４６とにより構成されている。
【００２９】
第１レーザー発信機４１は、超音波発生用レーザー光を発信するものであり、発信した超音波発生用レーザー光は、上記第１伝送用光ファイバー３１を介して超音波発生用光ファイバー２１１に伝送される。
【００３０】
第２レーザー発信機４２は、検査用レーザー光を発信するものであり、発信した検査用レーザー光は、上記第２伝送用光ファイバー３２を介して検査用光ファイバー２１２に伝送される。なお、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２は、同期信号発生装置４６に接続されている。従って、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２からそれぞれ発信される超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光は、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２に入力された同期信号に基づいて同期させられている。なお、この同期信号は、分析装置４５にも入力されている。
【００３１】
分岐器４３は、検査用レーザー光を分岐するものである。この分岐器４３は、第２伝送用光ファイバー３２および干渉計４４に接続されている。従って、分岐器４３により分岐した一方の検査用レーザー光は、上記第２伝送用光ファイバー３２を介して検査用光ファイバー２１２に伝送される。また、分岐器４３により分岐した他方の検査用レーザー光は、干渉計４４に入力される。
【００３２】
干渉計４４は、検査用レーザー光と、反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成するものである。この干渉計４４は、分析装置４５に接続されており、生成された干渉渦に基づく信号がこの分析装置４５に出力される。
【００３３】
分析装置４５は、上記干渉計４４によって生成された干渉渦を分析することで、測定対象物に発生した超音波を受信し、この測定対象物の板厚を測定するものである。なお、この分析装置４５には、図示しない入出力装置が備えられており、測定された板厚などを例えばモニタなどに表示される。
【００３４】
次に、この超音波発生装置１の動作、すなわち測定対象物の板厚測定方法について説明する。まず、図示しない検査員は、測定対象物を被覆する被覆部材、この実施例では断熱材１１０に、スリーブ２２を差し込む。このとき、このスリーブ２２は、その先端が測定対象物、この実施例では配管１００の測定箇所表面に到達するまで断熱材１１０に差し込まれる。これにより、断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔２３が形成される。また、上述のように、スリーブ２２の外径Ｄは、十分に小さいため、断熱材１１０にこのスリーブ２２を容易に差し込むことができる。
【００３５】
次に、断熱材１１０に差し込まれたスリーブ２２の導入孔２３に検査プローブ２１を挿入する。なお、この検査プローブ２１は、接続用光ファイバーケーブル３を介して、板厚測定装置４と予め接続されている。
【００３６】
次に、板厚測定装置４を動作させる。第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２は、それぞれ同期された超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光を発信する。
【００３７】
第１レーザー発信機４１が発信した超音波発生用レーザー光は、第１伝送用光ファイバー３１を介して、超音波発生用光ファイバー２１１に伝送される。超音波発生用光ファイバー２１１は、伝送された超音波発生用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光により、配管１００に超音波が発生する。発生した超音波は、配管１００の内壁面で反射し、反射波となり、この反射波によって配管１００の測定箇所の表面が超音波振動する（図３参照）。
【００３８】
第２レーザー発信機４２が発信した検査用レーザー光は、分岐器４３および第２伝送用光ファイバー３２を介して、検査用光ファイバー２１２に伝送される。検査用光ファイバー２１２は、伝送された検査用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光は、超音波振動している配管１００の表面で反射し、反射レーザー光として、検査用光ファイバー２１２に受信される。ここで、反射レーザー光には、ドップラーシフトが発生している。
【００３９】
受信された反射レーザー光は、第２伝送用光ファイバー３２を介して、干渉計４４に伝送される。ここで、干渉計４４には、第２レーザー発信機４２が発信した検査用レーザー光が分岐器４３を介して伝送されている。
【００４０】
干渉計４４は、検査用レーザー光とドップラーシフトが発生している反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成する。この生成された干渉渦（生成された干渉渦に基づく信号）は、分析装置４５に出力される。
【００４１】
分析装置４５は、干渉計４４によって生成された干渉渦を分析し、配管１００に発生した超音波を受信し、この配管１００の板厚Ｗを測定する。
【００４２】
以上のように、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を測定対象物である配管１００の近傍に位置させることができ、被覆部材である断熱材１１０で被覆された状態の配管の板厚Ｗを測定することができる。また、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いた超音波検査装置１は、配管１００と非接触で、配管１００の板厚Ｗを測定するため、温度の高い測定対象物、例えば高温の流体あるいは気体が通過する配管１００の板厚を測定することができる。また、スリーブ２２の外径Ｄが小さいため、このスリーブ２２を被覆部材である断熱材１１０に差し込んでも、この断熱材１１０の性能、例えば断熱性の低下を抑制することができる。従って、配管１００が原子力プラントなどのプラントに用いられている場合、このプラントが稼働していても、配管１００の板厚Ｗを常時測定することができる。
【００４３】
なお、上記超音波検査装置１は、測定対象物の１つの測定箇所における板厚を測定する場合について説明したが、以下に複数の測定箇所における板厚を効率良く測定する場合について説明する。図４は、超音波検査装置の他の構成例を示す図である。図５は、超音波検査装置の他の構成例を示す図である。ここで、以下の説明では、同一の測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定する場合について説明するが、板厚を測定する測定対象物は異なるものであっても良い。
【００４４】
図４に示す超音波測定装置１は、測定対象物、この実施例では配管１００の板厚を測定したい複数の測定箇所に対応する複数センサユニット２と、各センサユニット２に対応する複数個の接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４と、チャンネルセレクター５とにより構成されている。
【００４５】
各センサユニット２は、配管１００の複数の測定箇所に各スリーブ２２をそれぞれ差し込むことで配置される。各接続用光ファイバーケーブル３は、各センサユニット２と接続されており、かつチャンネルセレクター５と接続されている。板厚測定装置４は、チャンネルセレクター５と接続されている。
【００４６】
チャンネルセレクター５は、複数個のセンサユニット２から任意のセンサユニット２と、板厚測定装置４とを接続するものである。このチャンネルセレクター５は、複数個のセンサユニット２から任意のセンサユニット２を検査員の指示によりあるいは自動的に選択するものである。そして、この選択されたセンサユニット２の超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２に、板厚測定装置４の第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２が発信した超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光をそれぞれ伝送するものである。
【００４７】
つまり、同図に示す超音波測定装置１は、各センサユニット２の各スリーブ２２を被覆部材である断熱材１１０に差し込むことだけで、１つの板厚測定装置４により、配管１００の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、配管１００の複数の測定箇所における板厚の測定を１回の検査作業で行うことができる。これにより、測定箇所ごとに１つのセンサユニット２のスリーブ２２を差し込む、その測定箇所における板厚の測定、すなわち検査作業を行う必要がないので、検査時間を短縮することができる。
【００４８】
また、同図に示す超音波測定装置１では、複数の測定箇所のうち１箇所における板厚を常時測定するようにし、定期点検時などにのみチャンネルセレクター５により他の箇所に対応するセンサユニット２を選択してその箇所における板厚を測定しても良い。つまり、ある測定箇所は常時検査し、他の箇所は巡回点検時に検査することもできる。
【００４９】
図５に示す超音波測定装置１は、測定対象物、この実施例では配管１００の板厚を測定したい複数の測定箇所に対応する複数個のスリーブ２２、１つの検査プローブ２１、１つの接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４とにより構成されている。
【００５０】
各スリーブ２２は、配管１００の複数の測定箇所に予めそれぞれ差し込まれている。つまり、配管１００は、予め各スリーブ２２により導入孔２３が測定したい複数の測定箇所に対応して形成されている。
【００５１】
つまり、同図に示す超音波測定装置１は、検査プローブ２１を各スリーブ２２の導入孔２３に挿入するだけで、一組の検査プローブ２１（超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２）、接続用光ファイバーケーブル３、板厚測定装置４により、配管１００の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、配管１００の予め決められた複数箇所を繰り返し検査することができる。これにより、配管１００の予め決められた複数箇所の経時変化を知ることができる。
【００５２】
上記実施例の超音波検査装置１では、測定対象物に超音波を発生させるものとして、超音波発生用光ファイバー２１１を用いたが、ＥＭＡＴを用いて超音波を発生させる超音波検査装置１’も考えられる。図６は、他のセンサユニットの詳細を示す図である。図７は、図６のＢ部分拡大図である。
【００５３】
図６および図７に示すこの超音波検査装置１’は、測定対象物である配管１００に超音波を発生する手段としてＥＭＡＴ７（Electromagnetic Acoustic Transducer）を用いるものである。このＥＭＡＴ７は、電磁気的作用により配管１００に非接触で超音波をこの配管１００に対して任意の向きに発生させ、受信することができるものである。しかしながら、ＥＭＡＴ７自体で配管１００に発生した超音波を受信すると、受信感度が悪い。従って、配管１００の板厚を測定することは可能であるが、この配管１００の欠陥、すなわち傷の有無などを検査することは困難であった。そこで、従来では、ＥＭＡＴを構成する電磁力発生コイルを薄膜コイルにするなどの改良が行われたが、十分ではなかった。そこで、超音波検査装置１’のように、ＥＭＡＴ７を配管１００に超音波を発生させるだけに用い、配管１００に発生した超音波の受信に、受信感度がＥＭＡＴ７よりも高い検査用光ファイバー６１を用いることが考えられる。
【００５４】
超音波検査装置１’は、センサユニット６（検査用光ファイバー６１およびこの検査用光ファイバー６１を挿入する挿入孔６３が形成されたスリーブ６２）と、ＥＭＡＴ７と、接続用光ファイバーケーブル３と、図示しない測定装置とにより構成されている。なお、８は、ＥＭＡＴ７を駆動する電力を供給する駆動ケーブルである。この駆動ケーブル８は、例えば測定装置に接続されていても良いし、図示しないＥＭＡＴ７の駆動を制御する制御装置に接続されていても良い。ここで、検査用光ファイバー６１は、接続用光ファイバーケーブル３を介して測定装置に接続されている。
【００５５】
図示しない測定装置の基本的構成は、図１に示す板厚測定装置４のレーザー発信機４１を除いた基本的構成と同一であり、測定装置は、板厚の測定のみならず、欠陥、すなわち傷の位置や大きさを測定することができるものである。また、センサユニット６の基本構成は、図１に示すセンサユニット２の超音波発生用光ファイバー２１１を除いた基本構成と同一である。なお、スリーブ６２は、ＥＭＡＴ７に形成された図示しない貫通孔に挿入固定されている。
【００５６】
次に、この超音波発生装置１’の動作、すなわち測定対象物の板厚測定方法について説明する。まず、図示しない検査員は、測定対象物である配管１００にセンサユニット６およびＥＭＡＴ７を取り付ける。なお、センサユニット６およびＥＭＡＴ７の配管１００への取付は、この配管１００が被覆部材、例えば断熱材などで被覆されている場合は、その被覆部材を剥がしてから行われる。
【００５７】
次に、ＥＭＡＴ７を駆動し、図示しない測定装置を動作させ、この測定装置の図示しないレーザー発信機が検査用レーザー光を発信する。なお、ＥＭＡＴ７は、駆動ケーブル８から供給された電力により、配管１００に超音波を発生させる。この発生した超音波は、配管１００の内壁面で反射し、反射波となり、この反射波によって配管１００の測定箇所の表面が超音波振動する（図７参照）。
【００５８】
図示しないレーザー発信機が発信した検査用レーザー光は、図示しない分岐器および接続用光ファイバーケーブル３を介して、検査用光ファイバー６１に伝送される。検査用光ファイバー６１は、伝送された検査用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光は、超音波振動している配管１００の表面で反射し、反射レーザー光として、検査用光ファイバー６１に受信される。
【００５９】
受信された反射レーザー光は、接続用光ファイバーケーブル３を介して、図示しない測定装置の干渉計に伝送される。ここで、干渉計には、図示しないレーザー発信機が発信した検査用レーザー光が図示しない分岐器を介して伝送されている。
【００６０】
次に、図示しない干渉計は、検査用レーザー光とドップラーシフトが発生している反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成する。この生成された干渉渦（生成された干渉渦に基づく信号）は、図示しない分析装置に出力される。
【００６１】
次に、図示しない分析装置は、図示しない干渉計によって生成された干渉渦を分析し、配管１００に発生した超音波を受信し、この配管１００の板厚を測定し、配管１００に傷がある場合は、傷の位置、大きさを測定する。
【００６２】
以上のように、超音波検査装置１’は、測定対象物である配管１００に発生した超音波をＥＭＡＴ７自体で配管１００に発生した超音波を受信する場合よりも受信感度の高い検査用光ファイバー６１により受信する。従って、超音波検査装置１’は、配管１００の板厚の測定のみならず、欠陥、すなわち傷の有無などを検査することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、この発明にかかる超音波検査装置は、被覆部材で被覆された測定対象物の板厚を測定する超音波検査装置に有用であり、特に、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】超音波検査装置の構成例を示す図である。
【図２】センサユニットの詳細を示す図である。
【図３】図２のＡ部分拡大図である。
【図４】超音波検査装置の他の構成例を示す図である。
【図５】超音波検査装置の他の構成例を示す図である。
【図６】他のセンサユニットの詳細を示す図である。
【図７】図６のＢ部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 超音波検査装置
２ センサユニット
２１ 検査プローブ
２１１ 超音波発生用光ファイバー
２１２ 検査用光ファイバー
２２ スリーブ
２３ 導入孔
３ 接続用光ファイバーケーブル
３１ 第１伝送用光ファイバー
３２ 第２伝送用光ファイバー
４ 板厚測定装置
４１ 第１レーザー発信機
４２ 第２レーザー発信機
４３ 分岐器
４４ 干渉計
４５ 分析装置
４６ 同期信号発生装置
５ チャンネルセレクター
６ センサユニット
６１ 検査用光ファイバー
６２ スリーブ
６３ 挿入孔
７ ＥＭＡＴ
８ ＥＭＡＴ駆動ケーブル
１００ 配管（測定対象物）
１１０ 断熱材（被覆部材）
１２０ カバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波検査装置に関し、さらに詳しくは、被覆部材で被覆された測定対象物の板厚を測定する超音波検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにおける配管や炉内構造物など構成機器の状態、例えば減肉、腐食、傷などを検査することは、原子力プラントを安全でかつ健全な状態に保持するために必要な行為である。定期的に検査を行うことで、原子力プラントの保守、保全、リアルタイムの健全性評価、故障箇所の早期発見を行うことができる。
【０００３】
構成機器の外部状態の検査は、例えば検査員が構成機器を直接目視することで行うことができる。しかし、構成機器の内部状態の検査は、構成機器の大きさ、位置、汚染状態によっては、原子力プラントの稼働を停止しても、検査員が直接目視することで行えない場合がある。
【０００４】
また、構成機器の内部状態の検査は、構成機器を傷つけることなく行うことが必要となる。つまり、非破壊検査を行うことが必要である。これらにより、構成機器の内部状態の検査を行う装置として、目視検査装置、Ｘ線検査装置、超音波検査装置などがある。
【０００５】
目視検査装置は、構成機器の内部にこの内部を撮像することができる撮像装置を挿入し、構成機器の外部から構成機器の内部状態を目視することで検査を行うものである。しかし、この目視検査装置では、目視対象物を例えば複雑に接続されている配管内部の任意の場所とする場合に、この任意の場所を探して内部状態を撮像するが困難である。また、例えば目視対象物が径の小さい配管などである場合に、この内部に撮像装置を挿入することが困難である。
【０００６】
Ｘ線検査装置は、Ｘ線を用いて構成機器の内部状態の検査を行うものである。しかし、このＸ線検査装置は、検査を行う構成機器よりも大きくなるため、構成機器が密集している場合や、大きな構成機器の場合に、その内部状態の検査を行うことができない。
【０００７】
超音波検査装置は、構成機器に超音波を発生させ、構成機器の内部状態の検査を行うものである。この超音波検査装置では、超音波を構成機器に発生させるために、例えば特許文献１に示すように圧電素子を備える。この圧電素子は、超音波を発生させる構成機器に液体媒質を介して直接接触させる。そして、構成機器に発生した超音波に基づいて、この構成機器（測定対象物）の内部状態として少なくとも板厚を測定するものである。従って、検査を行う構成機器の大きさ、位置、汚染状況などに拘わらず、構成機器の内部状態の検査を行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２７４５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、圧電素子を用いた超音波検査装置では、例えば断熱材などの被覆部材により被覆されている既存の配管の状態を検査する場合、この圧電素子によって配管に超音波を発生させるために、この配管を被覆している被覆部材を剥がすことが必要となる。これにより、圧電素子を用いた超音波検査装置は、原子力プラントの稼働中に使用することができない。また、原子力プラントを再稼働する際に、剥がした被覆部材により再度配管を被覆する必要があり、再稼働までに時間がかかるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定することができる板厚測定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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブと、前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバーと、前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ前記超音波が発生している測定対象物によって反射した前記照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバーと、前記検査用レーザー光および前記反射レーザー光に基づいて少なくとも前記測定対象物の板厚を測定する板厚測定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、圧電素子よりも小さい超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを用いる。従って、超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーが挿入される導入孔を形成するスリーブの外径を小さくすることができ、測定対象物を被覆する被覆部材にこのスリーブを容易に差し込むことができる。これにより、超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを測定対象物の近傍に位置させことができ、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定することができる。また、スリーブの外径が小さいため、このスリーブを被覆部材に差し込んでも、この被覆部材の性能低下を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明では、上記板厚測定装置において、前記スリーブ、前記超音波発生用光ファイバーおよび前記検査用光ファイバーから構成されるセンサユニットを複数個備え、前記複数のセンサユニットから任意のセンサユニットを選択し、当該選択されたセンサユニットと前記板厚測定手段とを接続するチャンネルセレクターをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各センサユニットの各スリーブを被覆部材に差し込むことだけで、１つの板厚測定手段により、測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、測定対象物の複数の測定箇所における板厚の測定を１回の検査作業で行うことができる。これにより、測定箇所ごとに検査作業を行う必要がないので、検査時間を短縮することができる。
【００１５】
また、この発明では、上記板厚測定装置において、前記スリーブを複数個備え、前記測定対象物は、予め前記各スリーブにより前記導入孔が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、各スリーブを被覆部材に予め差し込むことだけで、一組の超音波発生用光ファイバー、検査用光ファイバーおよび板厚測定手段により、測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、測定対象物の予め決められた複数箇所を繰り返し検査することができる。これにより、測定対象物の予め決められた複数箇所の経時変化を知ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明にかかる超音波検査装置は、測定対象物の板厚の測定に超音波発生用光ファイバーおよび検査用光ファイバーを用いるので、測定対象物が被覆部材で被覆された状態であっても測定対象物の板厚を測定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１９】
図１は、超音波検査装置の構成例を示す図である。図２は、センサユニットの詳細を示す図である。図３は、図２のＡ部分拡大図である。この超音波検査装置１は、図１〜３に示すように、センサユニット２と、接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４とにより構成されている。なお、１００は、被覆部材で被覆された測定対象物、この実施例では配管である。また、１１０は、被覆部材、この実施例では断熱材である。また、１２０は、断熱材１１０のカバーである。
【００２０】
センサユニット２は、検査用プローブ２１と、スリーブ２２とにより構成されている。検査用プローブ２１は、超音波発生用光ファイバー２１１と、検査用光ファイバー２１２とにより構成されている。
【００２１】
超音波発生用光ファイバー２１１は、測定対象物に超音波を発生させるものである。この実施例では、例えばＹＡＧレーザーなどの超音波発生用レーザー光を配管１００に照射することで、この配管１００に超音波（超音波振動）を発生させるものである。
【００２２】
検査用光ファイバー２１２は、測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ超音波が発生している測定対象物によって反射した照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信するものである。この実施例では、例えばＹＡＧレーザーなどの検査用レーザー光を超音波が発生している配管１００の表面に照射し、この超音波が発生している配管１００によって反射したこの照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信するものである。
【００２３】
スリーブ２２は、被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するものである。この実施例では、スリーブ２２は、円筒形状で、その空間部を導入孔２３とするものである。従って、スリーブ２２は、配管１００を被覆する断熱材１１０に差し込まれることで、この断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔２３を形成するものである。このスリーブ２２の導入孔２３には、検査用プローブ２１が挿入される。これにより、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を配管１００の近傍に非接触で位置する。
【００２４】
ここで、導入孔２３の直径ｄは、この導入孔２３に挿入される検査用プローブ２１の直径によって設定される。この検査用プローブ２１を構成する超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２は、従来の超音波検査装置に用いられる圧電素子よりも小さいものである。超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２の直径は、２〜３ｍｍ程度であるのに対して、圧電素子の直径は１５ｍｍ程度である。従って、導入孔２３の直径ｄを小さくすることができる。これにより、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２が挿入される導入孔２３を形成するスリーブ２２の外径Ｄの小さくすることができる。例えば、スリーブ２２の外径Ｄは、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いることで５ｍｍ程度とすることができる。
【００２５】
接続用光ファイバーケーブル３は、検査用プローブ２１と板厚測定装置４とを接続するものである。この接続用光ファイバーケーブル３は、第１伝送用光ファイバー３１と、第２伝送用光ファイバー３２とにより構成されている。
【００２６】
第１伝送用光ファイバー３１は、超音波発生用光ファイバー２１１と、板厚測定装置４の後述する第１レーザー発信機４１と、に接続されている。この第１伝送用光ファイバー３１は、第１レーザー発信機４１が出力する超音波発生用レーザー光を超音波発生用光ファイバー２１１に伝送するものである。
【００２７】
第２伝送用光ファイバー３２は、検査用光ファイバー２１２と、板厚測定装置４の後述する分岐器４３を介して第２レーザー発信機４１と、干渉計４４とに接続されている。この第２伝送用光ファイバー３２は、第２レーザー発信機４２が出力する検査用レーザー光を検査用光ファイバー２１２に伝送し、この検査用光ファイバー２１２が受信した反射レーザー光を干渉計４４に伝送するものである。
【００２８】
板厚測定装置４は、板厚測定手段であり、検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて測定対象物の板厚を測定するものである。この実施例では、干渉計４４を用いることで検査用レーザー光および反射レーザー光に基づいて配管１００の板厚Ｗを測定するものである。この板厚測定装置４は、第１レーザー発信機４１と、第２レーザー発信機４２と、分岐器４３と、干渉計４４と、分析装置４５と、同期信号発生装置４６とにより構成されている。
【００２９】
第１レーザー発信機４１は、超音波発生用レーザー光を発信するものであり、発信した超音波発生用レーザー光は、上記第１伝送用光ファイバー３１を介して超音波発生用光ファイバー２１１に伝送される。
【００３０】
第２レーザー発信機４２は、検査用レーザー光を発信するものであり、発信した検査用レーザー光は、上記第２伝送用光ファイバー３２を介して検査用光ファイバー２１２に伝送される。なお、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２は、同期信号発生装置４６に接続されている。従って、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２からそれぞれ発信される超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光は、第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２に入力された同期信号に基づいて同期させられている。なお、この同期信号は、分析装置４５にも入力されている。
【００３１】
分岐器４３は、検査用レーザー光を分岐するものである。この分岐器４３は、第２伝送用光ファイバー３２および干渉計４４に接続されている。従って、分岐器４３により分岐した一方の検査用レーザー光は、上記第２伝送用光ファイバー３２を介して検査用光ファイバー２１２に伝送される。また、分岐器４３により分岐した他方の検査用レーザー光は、干渉計４４に入力される。
【００３２】
干渉計４４は、検査用レーザー光と、反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成するものである。この干渉計４４は、分析装置４５に接続されており、生成された干渉渦に基づく信号がこの分析装置４５に出力される。
【００３３】
分析装置４５は、上記干渉計４４によって生成された干渉渦を分析することで、測定対象物に発生した超音波を受信し、この測定対象物の板厚を測定するものである。なお、この分析装置４５には、図示しない入出力装置が備えられており、測定された板厚などを例えばモニタなどに表示される。
【００３４】
次に、この超音波発生装置１の動作、すなわち測定対象物の板厚測定方法について説明する。まず、図示しない検査員は、測定対象物を被覆する被覆部材、この実施例では断熱材１１０に、スリーブ２２を差し込む。このとき、このスリーブ２２は、その先端が測定対象物、この実施例では配管１００の測定箇所表面に到達するまで断熱材１１０に差し込まれる。これにより、断熱材１１０で被覆された配管１００の一部を外部に露出させる導入孔２３が形成される。また、上述のように、スリーブ２２の外径Ｄは、十分に小さいため、断熱材１１０にこのスリーブ２２を容易に差し込むことができる。
【００３５】
次に、断熱材１１０に差し込まれたスリーブ２２の導入孔２３に検査プローブ２１を挿入する。なお、この検査プローブ２１は、接続用光ファイバーケーブル３を介して、板厚測定装置４と予め接続されている。
【００３６】
次に、板厚測定装置４を動作させる。第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２は、それぞれ同期された超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光を発信する。
【００３７】
第１レーザー発信機４１が発信した超音波発生用レーザー光は、第１伝送用光ファイバー３１を介して、超音波発生用光ファイバー２１１に伝送される。超音波発生用光ファイバー２１１は、伝送された超音波発生用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光により、配管１００に超音波が発生する。発生した超音波は、配管１００の内壁面で反射し、反射波となり、この反射波によって配管１００の測定箇所の表面が超音波振動する（図３参照）。
【００３８】
第２レーザー発信機４２が発信した検査用レーザー光は、分岐器４３および第２伝送用光ファイバー３２を介して、検査用光ファイバー２１２に伝送される。検査用光ファイバー２１２は、伝送された検査用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光は、超音波振動している配管１００の表面で反射し、反射レーザー光として、検査用光ファイバー２１２に受信される。ここで、反射レーザー光には、ドップラーシフトが発生している。
【００３９】
受信された反射レーザー光は、第２伝送用光ファイバー３２を介して、干渉計４４に伝送される。ここで、干渉計４４には、第２レーザー発信機４２が発信した検査用レーザー光が分岐器４３を介して伝送されている。
【００４０】
干渉計４４は、検査用レーザー光とドップラーシフトが発生している反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成する。この生成された干渉渦（生成された干渉渦に基づく信号）は、分析装置４５に出力される。
【００４１】
分析装置４５は、干渉計４４によって生成された干渉渦を分析し、配管１００に発生した超音波を受信し、この配管１００の板厚Ｗを測定する。
【００４２】
以上のように、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を測定対象物である配管１００の近傍に位置させることができ、被覆部材である断熱材１１０で被覆された状態の配管の板厚Ｗを測定することができる。また、超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２を用いた超音波検査装置１は、配管１００と非接触で、配管１００の板厚Ｗを測定するため、温度の高い測定対象物、例えば高温の流体あるいは気体が通過する配管１００の板厚を測定することができる。また、スリーブ２２の外径Ｄが小さいため、このスリーブ２２を被覆部材である断熱材１１０に差し込んでも、この断熱材１１０の性能、例えば断熱性の低下を抑制することができる。従って、配管１００が原子力プラントなどのプラントに用いられている場合、このプラントが稼働していても、配管１００の板厚Ｗを常時測定することができる。
【００４３】
なお、上記超音波検査装置１は、測定対象物の１つの測定箇所における板厚を測定する場合について説明したが、以下に複数の測定箇所における板厚を効率良く測定する場合について説明する。図４は、超音波検査装置の他の構成例を示す図である。図５は、超音波検査装置の他の構成例を示す図である。ここで、以下の説明では、同一の測定対象物の複数の測定箇所における板厚を測定する場合について説明するが、板厚を測定する測定対象物は異なるものであっても良い。
【００４４】
図４に示す超音波測定装置１は、測定対象物、この実施例では配管１００の板厚を測定したい複数の測定箇所に対応する複数センサユニット２と、各センサユニット２に対応する複数個の接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４と、チャンネルセレクター５とにより構成されている。
【００４５】
各センサユニット２は、配管１００の複数の測定箇所に各スリーブ２２をそれぞれ差し込むことで配置される。各接続用光ファイバーケーブル３は、各センサユニット２と接続されており、かつチャンネルセレクター５と接続されている。板厚測定装置４は、チャンネルセレクター５と接続されている。
【００４６】
チャンネルセレクター５は、複数個のセンサユニット２から任意のセンサユニット２と、板厚測定装置４とを接続するものである。このチャンネルセレクター５は、複数個のセンサユニット２から任意のセンサユニット２を検査員の指示によりあるいは自動的に選択するものである。そして、この選択されたセンサユニット２の超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２に、板厚測定装置４の第１レーザー発信機４１および第２レーザー発信機４２が発信した超音波発生用レーザー光および検査用レーザー光をそれぞれ伝送するものである。
【００４７】
つまり、同図に示す超音波測定装置１は、各センサユニット２の各スリーブ２２を被覆部材である断熱材１１０に差し込むことだけで、１つの板厚測定装置４により、配管１００の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、配管１００の複数の測定箇所における板厚の測定を１回の検査作業で行うことができる。これにより、測定箇所ごとに１つのセンサユニット２のスリーブ２２を差し込む、その測定箇所における板厚の測定、すなわち検査作業を行う必要がないので、検査時間を短縮することができる。
【００４８】
また、同図に示す超音波測定装置１では、複数の測定箇所のうち１箇所における板厚を常時測定するようにし、定期点検時などにのみチャンネルセレクター５により他の箇所に対応するセンサユニット２を選択してその箇所における板厚を測定しても良い。つまり、ある測定箇所は常時検査し、他の箇所は巡回点検時に検査することもできる。
【００４９】
図５に示す超音波測定装置１は、測定対象物、この実施例では配管１００の板厚を測定したい複数の測定箇所に対応する複数個のスリーブ２２、１つの検査プローブ２１、１つの接続用光ファイバーケーブル３と、板厚測定装置４とにより構成されている。
【００５０】
各スリーブ２２は、配管１００の複数の測定箇所に予めそれぞれ差し込まれている。つまり、配管１００は、予め各スリーブ２２により導入孔２３が測定したい複数の測定箇所に対応して形成されている。
【００５１】
つまり、同図に示す超音波測定装置１は、検査プローブ２１を各スリーブ２２の導入孔２３に挿入するだけで、一組の検査プローブ２１（超音波発生用光ファイバー２１１および検査用光ファイバー２１２）、接続用光ファイバーケーブル３、板厚測定装置４により、配管１００の複数の測定箇所における板厚を測定することができる。従って、配管１００の予め決められた複数箇所を繰り返し検査することができる。これにより、配管１００の予め決められた複数箇所の経時変化を知ることができる。
【００５２】
上記実施例の超音波検査装置１では、測定対象物に超音波を発生させるものとして、超音波発生用光ファイバー２１１を用いたが、ＥＭＡＴを用いて超音波を発生させる超音波検査装置１’も考えられる。図６は、他のセンサユニットの詳細を示す図である。図７は、図６のＢ部分拡大図である。
【００５３】
図６および図７に示すこの超音波検査装置１’は、測定対象物である配管１００に超音波を発生する手段としてＥＭＡＴ７（Electromagnetic Acoustic Transducer）を用いるものである。このＥＭＡＴ７は、電磁気的作用により配管１００に非接触で超音波をこの配管１００に対して任意の向きに発生させ、受信することができるものである。しかしながら、ＥＭＡＴ７自体で配管１００に発生した超音波を受信すると、受信感度が悪い。従って、配管１００の板厚を測定することは可能であるが、この配管１００の欠陥、すなわち傷の有無などを検査することは困難であった。そこで、従来では、ＥＭＡＴを構成する電磁力発生コイルを薄膜コイルにするなどの改良が行われたが、十分ではなかった。そこで、超音波検査装置１’のように、ＥＭＡＴ７を配管１００に超音波を発生させるだけに用い、配管１００に発生した超音波の受信に、受信感度がＥＭＡＴ７よりも高い検査用光ファイバー６１を用いることが考えられる。
【００５４】
超音波検査装置１’は、センサユニット６（検査用光ファイバー６１およびこの検査用光ファイバー６１を挿入する挿入孔６３が形成されたスリーブ６２）と、ＥＭＡＴ７と、接続用光ファイバーケーブル３と、図示しない測定装置とにより構成されている。なお、８は、ＥＭＡＴ７を駆動する電力を供給する駆動ケーブルである。この駆動ケーブル８は、例えば測定装置に接続されていても良いし、図示しないＥＭＡＴ７の駆動を制御する制御装置に接続されていても良い。ここで、検査用光ファイバー６１は、接続用光ファイバーケーブル３を介して測定装置に接続されている。
【００５５】
図示しない測定装置の基本的構成は、図１に示す板厚測定装置４のレーザー発信機４１を除いた基本的構成と同一であり、測定装置は、板厚の測定のみならず、欠陥、すなわち傷の位置や大きさを測定することができるものである。また、センサユニット６の基本構成は、図１に示すセンサユニット２の超音波発生用光ファイバー２１１を除いた基本構成と同一である。なお、スリーブ６２は、ＥＭＡＴ７に形成された図示しない貫通孔に挿入固定されている。
【００５６】
次に、この超音波発生装置１’の動作、すなわち測定対象物の板厚測定方法について説明する。まず、図示しない検査員は、測定対象物である配管１００にセンサユニット６およびＥＭＡＴ７を取り付ける。なお、センサユニット６およびＥＭＡＴ７の配管１００への取付は、この配管１００が被覆部材、例えば断熱材などで被覆されている場合は、その被覆部材を剥がしてから行われる。
【００５７】
次に、ＥＭＡＴ７を駆動し、図示しない測定装置を動作させ、この測定装置の図示しないレーザー発信機が検査用レーザー光を発信する。なお、ＥＭＡＴ７は、駆動ケーブル８から供給された電力により、配管１００に超音波を発生させる。この発生した超音波は、配管１００の内壁面で反射し、反射波となり、この反射波によって配管１００の測定箇所の表面が超音波振動する（図７参照）。
【００５８】
図示しないレーザー発信機が発信した検査用レーザー光は、図示しない分岐器および接続用光ファイバーケーブル３を介して、検査用光ファイバー６１に伝送される。検査用光ファイバー６１は、伝送された検査用レーザー光を配管１００の測定箇所に向かって照射する。照射された超音波発生用レーザー光は、超音波振動している配管１００の表面で反射し、反射レーザー光として、検査用光ファイバー６１に受信される。
【００５９】
受信された反射レーザー光は、接続用光ファイバーケーブル３を介して、図示しない測定装置の干渉計に伝送される。ここで、干渉計には、図示しないレーザー発信機が発信した検査用レーザー光が図示しない分岐器を介して伝送されている。
【００６０】
次に、図示しない干渉計は、検査用レーザー光とドップラーシフトが発生している反射レーザー光とに基づいて干渉渦を生成する。この生成された干渉渦（生成された干渉渦に基づく信号）は、図示しない分析装置に出力される。
【００６１】
次に、図示しない分析装置は、図示しない干渉計によって生成された干渉渦を分析し、配管１００に発生した超音波を受信し、この配管１００の板厚を測定し、配管１００に傷がある場合は、傷の位置、大きさを測定する。
【００６２】
以上のように、超音波検査装置１’は、測定対象物である配管１００に発生した超音波をＥＭＡＴ７自体で配管１００に発生した超音波を受信する場合よりも受信感度の高い検査用光ファイバー６１により受信する。従って、超音波検査装置１’は、配管１００の板厚の測定のみならず、欠陥、すなわち傷の有無などを検査することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、この発明にかかる超音波検査装置は、被覆部材で被覆された測定対象物の板厚を測定する超音波検査装置に有用であり、特に、被覆部材で被覆された状態の測定対象物の板厚を測定するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】超音波検査装置の構成例を示す図である。
【図２】センサユニットの詳細を示す図である。
【図３】図２のＡ部分拡大図である。
【図４】超音波検査装置の他の構成例を示す図である。
【図５】超音波検査装置の他の構成例を示す図である。
【図６】他のセンサユニットの詳細を示す図である。
【図７】図６のＢ部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 超音波検査装置
２ センサユニット
２１ 検査プローブ
２１１ 超音波発生用光ファイバー
２１２ 検査用光ファイバー
２２ スリーブ
２３ 導入孔
３ 接続用光ファイバーケーブル
３１ 第１伝送用光ファイバー
３２ 第２伝送用光ファイバー
４ 板厚測定装置
４１ 第１レーザー発信機
４２ 第２レーザー発信機
４３ 分岐器
４４ 干渉計
４５ 分析装置
４６ 同期信号発生装置
５ チャンネルセレクター
６ センサユニット
６１ 検査用光ファイバー
６２ スリーブ
６３ 挿入孔
７ ＥＭＡＴ
８ ＥＭＡＴ駆動ケーブル
１００ 配管（測定対象物）
１１０ 断熱材（被覆部材）
１２０ カバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブと、
前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバーと、
前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ前記超音波が発生している測定対象物によって反射した前記照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバーと、
前記検査用レーザー光および前記反射レーザー光に基づいて少なくとも前記測定対象物の板厚を測定する板厚測定手段と、
を備えることを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
前記スリーブ、前記超音波発生用光ファイバーおよび前記検査用光ファイバーから構成されるセンサユニットを複数個備え、
前記複数のセンサユニットから任意のセンサユニットを選択し、当該選択されたセンサユニットと前記板厚測定手段とを接続するチャンネルセレクターをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記スリーブを複数個備え、
前記測定対象物は、予め前記各スリーブにより前記導入孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項１】
被覆部材で被覆された測定対象物の一部を外部に露出させる導入孔を形成するスリーブと、
前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に超音波を発生させる超音波発生用光ファイバーと、
前記導入孔に挿入され、前記測定対象物に向かって検査用レーザー光を照射し、かつ前記超音波が発生している測定対象物によって反射した前記照射された検査用レーザー光の反射レーザー光を受信する検査用光ファイバーと、
前記検査用レーザー光および前記反射レーザー光に基づいて少なくとも前記測定対象物の板厚を測定する板厚測定手段と、
を備えることを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
前記スリーブ、前記超音波発生用光ファイバーおよび前記検査用光ファイバーから構成されるセンサユニットを複数個備え、
前記複数のセンサユニットから任意のセンサユニットを選択し、当該選択されたセンサユニットと前記板厚測定手段とを接続するチャンネルセレクターをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記スリーブを複数個備え、
前記測定対象物は、予め前記各スリーブにより前記導入孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２３２５２８（Ｐ２００７−２３２５２８Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３６３５（Ｐ２００６−５３６３５）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【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１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]