配管内位置検知装置
【課題】水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる配管内位置検知装置を提供することにある。
【解決手段】検査用ＲＯＶ１１に搭載した音波発信器３２から発した水中音響４７は、ＰＬＲ配管７内の水中を伝播して支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９で受信できる。検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３のＰＬＲ配管７内の道程距離、即ち支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１との間の相対距離は、水中音響４７の送受信タイミングの差と、水中音速とから算出する。
【解決手段】検査用ＲＯＶ１１に搭載した音波発信器３２から発した水中音響４７は、ＰＬＲ配管７内の水中を伝播して支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９で受信できる。検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３のＰＬＲ配管７内の道程距離、即ち支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１との間の相対距離は、水中音響４７の送受信タイミングの差と、水中音速とから算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の内部を検査する検査装置の位置を検知する配管内位置検知装置に係り、特に、原子炉圧力容器内の水面下で、原子炉の構成部分を目視点検、いわゆるＶＴ（ビジュアルテスティング；Visual Testing）を実施する検査装置に用いられ、原子炉を構成する、一次冷却材再循環配管（ＰＬＲ配管）やジェットポンプ等の周辺配管内部のＶＴを実施する際に好適な配管内位置検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管内での位置検知技術としては、第１に、埋設管のガス漏洩検知方法に関するもので、内部に水を満たした検知管内に水中マイクロホンを移動させながら、配管外部でのガス漏洩音を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、第２に、配管内の距離計測装置、流速計測装置、音速計測装置に関するもので、音波の受信時刻を正確に検出するために、受信波形のエンベロープから受信時刻を正確に検出するための信号処理装置を搭載し、音響の到達時間差に音速を乗じて距離を算出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９４４８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のものでは、水中マイクロホンの位置は、挿入したワイヤに目印を付けておき目視にて移動距離を読み取るか、回転式距離計等の距離計によって検知するものであり、この方法では、配管内を航行するために浮遊型のケーブルで接続した検査用ビークルには適用できないものである。その理由は、浮遊型のケーブルで接続した検査用ビークルでは、ケーブルが浮遊しているために、進行距離とケーブルの繰出し距離の間に誤差が生じるためである。
【０００６】
また、特許文献２記載のものでは、音響伝播時間と音速を乗じるためケーブルの弛みによる誤差は発生しないが、音速の与え方に誤差があると、結果として検知距離の誤差となるという問題がある。また、特許文献２は、他の技術として、音響の送受信位置と音響伝播時間から音速を正確に構成するための技術も開示しているが、音響の送受信位置に関する情報が無い環境には適用できない。
【０００７】
本発明の目的は、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる配管内位置検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに搭載した音源から発生した音響と、前記検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに搭載した音響検出器で受信した音響の時間差から前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段を有する配管内位置検知装置であって、前記配管内の音速を設定する音速設定手段と、この音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、検査装置の位置を正確に検知することができるものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段としたものである。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、前記配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段とから構成されるものである。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、前記配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、前記配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段とから構成されるものである。
【００１２】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段とから構成されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として検査装置の位置を正確に検知し得るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１７を用いて、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。本実施形態は、原子炉内の目視検査、特にＰＬＲ(Primary Loop Re-circulationSystem：一次冷却材再循環系）配管検査に用いる検査装置に関するものである。
最初に、図１を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成とその検査方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成を示す要部断面図である。
【００１５】
原子炉１の内部には、シュラウド２，上部格子板３，炉心支持板４，シュラウドサポート５，ジェットポンプ６等の構造物があり、また、ＰＬＲ配管７などの配管が接続されている。
【００１６】
原子炉の一次冷却水再循環系における一次冷却水の流れは、出口ノズル８ｂ，ＰＬＲポンプ（図示せず），ＰＬＲ配管７を経由し、入口ノズル８ａから原子炉１に戻るものである。また、原子炉１の上部には、作業スペースであるオペレーションフロア９があり、また同じく上方には、燃料交換装置１０がある。
【００１７】
本実施例では、原子炉のＰＬＲ配管７の内面のＶＴ検査を目的とし、以下の様な機器配置を取る。配管内に挿入した検査用ＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle ：遠隔操作ビークル）１１は、二次ケーブル１２を介して、支援用ＲＯＶ１３に接続される。ここで、検査用ＲＯＶ１１は検査用ビークルとも称し、支援用ＲＯＶ１３は支援用ビークルとも称する。
【００１８】
ＰＬＲ配管７内の点検作業においては、支援用ＲＯＶ１３を遠隔操作で泳動させて、上部を取り外したジェットポンプ６の上方に位置させて停留させる。その後に、支援用ＲＯＶ１３から発進させた支援用ＲＯＶ１３を、ジェットポンプ６内および入口ノズル８ａ内を通過させ、ＰＬＲ配管７内に進入させる。なお、ジェットポンプ６の上部は、燃料交換装置１０の作業スペースから、クレーン等によりジェットポンプ６の上部を引っかけて吊り上げることで取り外せる。
【００１９】
支援用ＲＯＶ１３では、二次ケーブル１２を繰出す機構(後述)を搭載し、検査用ＲＯＶ１１の航行を支援するとともに、検査用ＲＯＶ１１の位置を検知するための位置検知手段（後述）を搭載している。支援用ＲＯＶ１３は、一次ケーブル１４を介して、制御装置１５に接続される。
【００２０】
制御装置１５は、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３を水中で泳動させて航行せしめるために、電力を供給するとともに、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置を検知するための信号処理機能（後述）を搭載している。また、制御装置１５には表示装置１６を接続し、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３に撮像手段として搭載したカメラ（後述）の画像を表示するとともに、制御装置１５で検知した検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置を表示する。さらに、制御装置１５にはコントローラ１７を接続し、ＲＯＶ操作員１８ａが操作する。
【００２１】
一方、支援用ＲＯＶ１３の位置を検知するために、ステレオカメラ（後述）を搭載した水中ＩＴＶカメラ１９を、支援用ＲＯＶ１３を視認できる位置に投下する。その方法は、水中ＩＴＶカメラ１９に間隔を開けて二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を連結し、その水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で水中ＩＴＶカメラ１９を燃料交換装置１０の上から懸垂して水中ＩＴＶカメラ操作員１８ｂが原子炉１の水中に投下する。なお、水中ＩＴＶカメラ１９の映像は、水中ＩＴＶカメラ用ケーブル２１を介して、制御装置１５に入力される。
【００２２】
水中に投下された水中ＩＴＶカメラ１９は、水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の垂れ下がり長さを調整することでその水面下の深度が変更でき、その深度で水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で支持されて位置が保持される。水中ＩＴＶカメラ１９の上下及び左右の向きは二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を個別にＲＯＶ操作員１８ｂが操作することで調整できる。
【００２３】
例えば、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を燃料交換装置１０の上から同時に上方へたぐり上げれば水中ＩＴＶカメラ１９の位置は上方へ移動し、逆に下方へ繰出せば水中ＩＴＶカメラ１９の位置は下方へ移動する。また、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０のうち、一方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０をたぐり上げるないしは下方へ繰出すことで燃料交換装置１０上から水中ＩＴＶカメラ１９までの二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の長さを相対的に相違させるようにすることで水中ＩＴＶカメラ１９の上下方向の向きが変更できる。
【００２４】
また、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０のうち、一方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を他方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を中心に旋回移動させることで水中ＩＴＶカメラ１９の左右の向きを調整できる。
【００２５】
また、水中ＩＴＶカメラ１９は燃料交換装置１０から垂直に水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で懸垂支持されているから、燃料交換装置１０から水中ＩＴＶカメラ１９までの水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の長さを水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０につけた目盛りを観察してＲＯＶ操作員１８ａが認識することで燃料交換装置１０上の懸垂位置からの上下方向における水中ＩＴＶカメラ１９の垂直座標が判る。また、燃料交換装置１０上の懸垂位置は平面座標が予め判明しているので、先の垂直座標と合わせて水中ＩＴＶカメラ１９の位置に関する三次元座標が判る。
【００２６】
次に、図２を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２７】
本検査方法では、図１とは異なり、ＰＬＲ配管７へ接続されている一次冷却材再循環系の原子炉内への出口ノズル８ｂ側から水中検査装置を進入させる。この場合、ジェットポンプ６が無いため、支援用ＲＯＶ１３は、ＰＬＲ配管７の内部に進入できる。このように、支援用ＲＯＶ１３はＰＬＲ配管７内に進入できる外観形状を有するが、検査用ＲＯＶ１１よりは幅が大きい。
【００２８】
水中ＩＴＶカメラ１９は、出口ノズル８ｂからＰＬＲ配管７内部を撮影して視認できる位置に投下させる。支援用ＲＯＶ１３が、水中ＩＴＶカメラ１９の視野から外れない範囲、例えば、出口ノズル８ｂからみて初めのＰＬＲ配管７のコーナーの手前まで進行させ停留させる。そこで、検査用ＲＯＶ１１を発進させて、その先のＰＬＲ配管７の内部のＶＴによる目視検査を実施する。
【００２９】
次に、図３を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶ１１の構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶの要部断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３０】
検査用ＲＯＶ１１には、検査用カメラ２２と照明２３が内蔵されており、前方の目視検査を可能にする。また、その映像を見ながら、ＲＯＶ操作員１８ａは、検査用ＲＯＶ１１をコントロールする。
【００３１】
検査用ＲＯＶ１１の本体には、前後方向の中央部に上下の貫通部があり、その内部に昇降用スラスタ２６が設置されている。また、後方には、前後進用の推進用スラスタ２４が水平に２基設置されている。
【００３２】
昇降用スラスタ２６は、マグネットカップリング２９Ａとギア２８を介して昇降用モータ２７で駆動される。また、推進用スラスタ２４は、推進用モータ２５により、マグネットカップリング２９Ｂを介して駆動されるる。推進用スラスタ２４の周囲には、スラスタガード３０が設けられている。
【００３３】
また、後方下部には。支援用ＲＯＶ１３に格納する際に引っ掛ける格納用ツメ３１を、支援用ＲＯＶ１３に検査用ＲＯＶ１１を引っ掛ける手段として取り付ける。格納用ツメ３１の使用方法については、図５を用いて後述する。さらに、後方上部には、検査用ＲＯＶの位置検知に用いる音響発信器３２を取り付けてある。
【００３４】
次に、図４を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶ１３の構成について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶの要部断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３５】
支援用ＲＯＶ１３の前部には、カメラ３３が設置され、自身の航行時の目視、および離脱した後の検査用ＲＯＶ１１を目視監視に用いられる。また、検査用ＲＯＶ１１と同様に、スラスタ用モータ３５Ａを用いて、昇降用スラスタ３４Ａを駆動し、推進用モータ３５Ｂ，３５Ｃを用いて、推進用スラスタ３４Ｂ，３４Ｃを駆動する。
【００３６】
さらに、支援用ＲＯＶ１３には、検査用ＲＯＶ１１と接続する二次ケーブル１２の繰出しおよび巻取りをするためのウインチ３７ａが搭載され、ウインチ用モータ３７ｂで駆動する。ウインチ３７ａに巻取る二次ケーブル１２を通した信号は、通信回路３６および一次ケーブル１４を介して制御装置１５に伝送される。また、音響受信器３９で受信された水中音響は、水中音響処理回路４０で処理された後、通信回路３６および一次ケーブル１４を介して制御装置１５に伝送される。さらに、通信回路３６は、支援用ＲＯＶ１３の各モータと、検査用ＲＯＶ１１の各モータのいずれを駆動するかを選択し、制御装置１５からのスラスタ駆動電力を、選択したＲＯＶの各モータに供給する。
【００３７】
さらに、支援用ＲＯＶ１３には、検査用ＲＯＶ収納レール３８を設置し、検査用ＲＯＶ１１と一体化させる構造となっている。
【００３８】
次に、図５を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３の格納状態について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶと支援用ＲＯＶの格納状態の説明図である。図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は正面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、遊泳状態の検査用ＲＯＶ１１Ａは、ウインチ３７の巻取り動作により、支援用ＲＯＶ１３の前部まで引きつけ、検査用ＲＯＶ１１Ａ自身のスラスタの動作により、検査用ＲＯＶ格納レール３８の前方から後進で格納される。格納状態の検査用ＲＯＶ１１Ｂは、図５（ｂ）に示すように、格納用ツメ３１により、検査用ＲＯＶ収納レール３８に固定される。
【００４０】
次に、図６を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラ１９の構成について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラの斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４１】
水中ＩＴＶカメラ１９は、支援用ＲＯＶ１３を監視するとともに、位置を検知することを目的としてステレオカメラ４３と、視認性を確保するためのハロゲンランプ４４を搭載している。ステレオカメラ４３の信号は、カメラ用ケーブル４５，カメラ用中継部４６および水中ＩＴＶカメラ用ケーブル２１を介して、制御装置１５に伝送される。それと同時に、制御装置１５からは、同様の伝送経路によりカメラ４３やランプ４４の電力を供給する。
【００４２】
次に、図７を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置の検知原理について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の検知原理の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４３】
検査用ＲＯＶ１１に搭載した音波発信器３２から水中音響を発すると、ＰＬＲ配管７内の水中を音波が水中音響４７として伝播して支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９により受信される。水中音響４７は、ホイヘンスの原理により、ＰＬＲ配管７にコーナーがあっても伝播することが知られている。ここで、水中音響４７が配管内の水中からＰＬＲ配管７に入射し、ＰＬＲ配管７を伝播する成分も存在するが、水中の音響インピーダンスは、ＰＬＲ配管７の音響インピーダンスと比較し極めて小さいため、水中に再び戻ってくることは無く、水中で音波を受ける場合には無視できる。また、二次ケーブル１２がＰＬＲ配管７に接触し、そこから音波が伝播するルートも考えられるが、ケーブルの表面は樹脂若しくはゴムであり、水中と同様、音響インピーダンスはＰＬＲ配管７と比較して十分小さいため、音波受信器３９に受信されず無視することができる。
【００４４】
従って、本例の構成により、支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９は、ＰＬＲ配管７の内部の水中を伝わってきた水中音響４７のみを受信することができ、検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３のＰＬＲ配管７内の道程距離、即ち支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１との間の相対距離を水中音響４７の送受信タイミングの差（音響伝搬時間）と水中音速により算出できる。
【００４５】
次に、図８を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置の構成について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４６】
パルス発生器５１で発生したパルス信号は、電力増幅器５２で増幅され、二次ケーブル１２を介して、検査用ＲＯＶ１１内にある音波発生器３２に伝えられる。音波発生器３２で発生した水中音響４７は、支援用ＲＯＶ１３の前部に設置された音波受信器３９で受信される。音波受信器３９は、水中音響処理回路４０に接続され、そこで受信した水中音響４７は電気信号に変えられて信号処理される。その後、信号増幅器５３で増幅され、相互相関処理をするＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４は、パルス発生器５１からのパルス信号と相互相関処理を行い、時間差を算出し、水中音速を乗じて、伝播距離を算出する。その結果を通信ユニット５５で入力し、一次ケーブル１４を介して、制御装置１５に伝送する。
【００４７】
次に、図９を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置１６における表示例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置における表示例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
表示装置１６のＲＯＶ位置表示部６０には、構造物簡略図６１，支援用ＲＯＶ位置表示マーク６２、および検査用ＲＯＶ位置表示マーク６３が表示される。また、ＲＯＶ座標表示部６４には、支援用ＲＯＶ１３および検査用ＲＯＶ１１の絶対位置が表示される。さらに、支援用ＲＯＶ映像表示部６５には、支援用ＲＯＶ１３のカメラ３３の画像が表示され、検査用ＲＯＶ映像表示部６６には、支援用ＲＯＶ１３のカメラ２２の画像が表示される。なお、図９においては、検査用ＲＯＶ映像表示部６６内に、欠陥６７を示している例を示している。
【００４９】
次に、図１０を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラ１７の構成について説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラの構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００５０】
コントローラ１７は、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３をコントロールするのに用いられる。電源スイッチ７０を入れ、電源用ＬＥＤ７１で通電を確認し、コントロールするＲＯＶをＲＯＶ切替スイッチ７２で選択する。選択したＲＯＶの三次元的動作を、前後進・左右レバー７３および、昇降レバー７４で操作する。さらに、二次ケーブル操作レバー７５は、ＲＯＶ切替スイッチ７２で支援用ＲＯＶ１３を選択した時のみ操作可能となり、二次ケーブル１２の送出および巻取の動作をさせる際に用いる。なお、ケーブル７６は制御装置１５に接続し、以上の操作を検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３に伝送する。
【００５１】
次に、図１１を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成図である。なお、図３，図４，図６，図８〜図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【００５２】
図中、コントローラ１７の操作，支援用ＲＯＶ１３内の切替動作，モータ駆動については、前述した通りである。また、支援用ＲＯＶ１３内の水中音響処理回路４０の信号は、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０に入力される。
【００５３】
また、制御装置１５は、ＣＡＤデータを記憶した記憶装置８１を備え、ＣＰＵ８０にデータを伝送する。また、制御装置１５に付属のキーボード８２からは、水中ＩＴＶカメラ１９の座標や、配管内の音速を入力できる。さらに、水中ＩＴＶカメラ１９のステレオカメラ４３の映像は、画像処理ボード８３に入力され、デジタル化されてＣＰＵ８０に入力する。ＣＰＵ８０で演算した検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置情報は、表示装置１６に伝えられ、ＲＯＶ座標表示部６４に表示される。さらに、検査用ＲＯＶ１１の検査用カメラ２２の画像は、検査用ＲＯＶ映像表示部６６に表示される。
【００５４】
支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を検知する支援用ＲＯＶ絶対位置検知手段は、上述の水中ＩＴＶカメラ１９と、それに内蔵されているステレオカメラ４３と、そのステレオカメラ４３で撮影した画像を入力とする画像処理ボード８３と、その画像処理ボード８３でその画像の情報をデジタル化したそのデジタル信号を入力とするＣＰＵ８０と、ＣＰＵ８０で絶対位置が既知の水中ＩＴＶカメラ１９からの支援用ＲＯＶ１３の相対位置を求め、その相対位置と水中ＩＴＶカメラ１９の絶対位置とから支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を演算する処理プログラムと、その演算で算出された支援用ＲＯＶ１３の位置情報を表示する表示装置１６とから構成されている。
【００５５】
検査用ＲＯＶ１１の絶対位置を検知する検査用ビークル絶対位置算出手段は、水中音響処理回路４０で算出した音響の伝播時間と、検査用ＲＯＶ１１の進行方向方向を定義するに必要な点検対象の配管の設定方向を含むＣＡＤデータベースとを記憶させた記憶装置８１及びキーボード８２から入力した音速Ｖｗと、に基づいて検査用ＲＯＶ１１の位置を演算する処理プログラムと、その処理プログラムでその演算を実行するＣＰＵ８０と、その演算処理によって求められた検査用ＲＯＶ１１の位置を表示する表示装置１６を備えている。
【００５６】
次に、図１２〜図１６を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容について説明する。
図１２〜図１６は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【００５７】
最初に、図１２を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出手順の全体的な処理内容について説明する。
【００５８】
ステップ９０により処理を開始すると、ステップ９１において、検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着したかを判断する。検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着したか否かは、支援用ＲＯＶ１３の前部のカメラ３３によって得られた画像により判断する。
【００５９】
検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着すると、ステップＳ９２において、制御装置１５の位置標定用ＣＰＵ８０は、初期化処理を実行する。初期化処理の詳細は、図１３により後述する。
【００６０】
初期化処理が終了すると、位置標定用ＣＰＵ８０は、ステップ９３において、支援用ＲＯＶ位置検出を行い（詳細は、図１５）、ステップ９４において、検査用ＲＯＶ位置検出を行い（詳細は、図１６）、ステップ９５において結果を表示装置１６のＲＯＶ位置表示部６０およびＲＯＶ座標表示部６４に表示し、ステップ９３〜ステップ９５を繰返す。
【００６１】
次に、図１３を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出時の初期化処理（図１２のステップ９２）の内容について説明する。図１３の各ステップは、制御装置１５の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００６２】
最初に、ステップ１００において、水中ＩＴＶカメラ１９の位置（ＸITV，ＹITV，ＺITV）をキーボード８２から入力する。ここで、ＸITV，ＹITV，ＺITV は、夫々水中ＩＴＶカメラ１９の位置を表すＸ，Ｙ，Ｚの三次元座標である。
【００６３】
次に、ステップ１０１において、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS) を検出する。ここで、ＸS，ＹS，ＺS は、夫々支援用ＲＯＶ１３の位置を表すＸ，Ｙ，Ｚの三次元座標である。なお、本ステップの処理は、図１２のステップ９３と同じものであり、その詳細は、図１５を用いて後述する。
【００６４】
次に、ステップ１０２において、配管の設置方向データ（Part，ｎ，Ｌ，θ，φ）を、制御装置１５の記憶装置８１から読込む。
【００６５】
次に、ステップ１０３において、検査用ＲＯＶ１１の位置（Ｘi，Ｙi，Ｚi）を初期化する 。この方法は、キーボード８２から検査対象配管入口座標を入力する。
【００６６】
最後に、ステップ１０４において、配管内水中音速Ｖｗを、キーボード８２から入力する。
【００６７】
次に、図１４を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出に用いる配管方向データベースの内容について説明する。
【００６８】
このデータは、（Part，ｎ，Ｌ，θ，φ）の５つの要素からなる。Partは、例えばＰＬＲ１の様な配管名であり、検査用ＲＯＶ１１が進行する配管の名称である。ｎは、配管の方向が変化した時の節の番号であり、スタート地点から通過するコーナーの数である。Ｌは、コーナー間の距離であり、該当する節の番号の直前のコーナーからの距離を意味する。θ，φは、それぞれ、該当する区間の配管の絶対方位角，絶対仰角を示す。なお、このデータは直線部のみであり、区間の切れ目はコーナーの中心位置とする。
【００６９】
次に、図１５を用いて、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS)の検出方法について説明する。なお、支援用ＲＯＶ１３に設けてある検査用ＲＯＶ収納レール３８に検査用ＲＯＶ１１の格納用ツメ３１が引っ掛けられて支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１とが一体化されている場合には、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS) が検査用ＲＯＶ１１の位置(Ｘi，Ｙi，Ｚi) と認識する。図１５の各ステップは、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００７０】
最初に、ステップ１１０において、水中ＩＴＶカメラ１９に搭載したステレオカメラ４３で撮像した画像内における支援用ＲＯＶ１３の位置（ＸL，ＹL）（ＸR，ＹR）を検出する。ここで、位置（ＸL，ＹL）と（ＸR，ＹR）は、それぞれ、左のカメラおよび右のカメラの画像内における支援用ＲＯＶ１３のＸ座標とＹ座標を示す。ステップ１１０の処理のため、初めに、ステップ１１１において、水中ＩＴＶカメラ１９に搭載したステレオカメラ４３の画像を、制御装置１５内の画像処理ボード８３に入力し、次に、ステップ１１２において二値化処理する。二値化処理した画像情報は、ＣＰＵ８０に送り、ステップ１１３において、画像の中の支援用ＲＯＶ１３の位置（ＸL，ＹL），（ＸR，ＹR）を検出する。
【００７１】
次に、ステップ１１４において、支援用ＲＯＶ１３の水中ＩＴＶカメラ１９に対する相対位置(ＸSP，ＹSP，ＺSP)を演算する。ここで、位置ＸSP，ＹSP，ＺSPは、水中ＩＴＶカメラ１９の位置を原点とした時の支援用ＲＯＶ１３のＸ，Ｙ，Ｚの各相対座標である。ステップ１１４の処理のため、まず、ステップ１１５において、カメラパラメータとして、カメラ間隔ｄ，水平画素数Ｐｘ，カメラ水平画角αを読込む。次に、ステップ１１６において、３次元の相対位置を以下の式（１）により算出する。
【００７２】
【数１】
【００７３】
さらに、ステップ１１７において、水中ＩＴＶカメラ１９の位置とステップ１１６で計算した相対位置から、支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を、以下の式（２）により算出する。
【００７４】
【数２】
【００７５】
次に、図１６を用いて、検査用ＲＯＶ１３の位置（Ｘi，Ｙi，Ｚi）の検出方法について説明する。図１６の各ステップは、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００７６】
まず、ステップ１２０において、予め初期化時に記憶装置８１から読込んであるパラメータを定義する。すなわち、ステップ１２１において、進行方向（θp，φp）は、Ｌpn＜積算進行距離Ｌ＜Ｌwp+1 の時、（θp，φp）＝（θpn，φpn）として定義する。ここで、配管入口からｎ回曲った時の配管の設置方位を、（θpn，φpn）としている。
【００７７】
次に、ステップ１２２において、音響伝播時間Δｔを音響検知時刻Ｔｄと音響発生時刻Ｔｓの差として計算する。
【００７８】
さらに、ステップ１２３において、直前の積算進行距離Ｌからの進行距離の差分として、微小進行距離ΔＬを式（３）として定義する。
【００７９】
【数３】
【００８０】
ここで、Ｖｗは、予めキーボード８２から入力した配管内水中音速である。
【００８１】
最後に、ステップ１２５において、以上の情報を基に、検査用ＲＯＶ１１の位置を式（４）式により更新する。
【００８２】
【数４】
【００８３】
以上により、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS)が検出される。
【００８４】
次に、図１７を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順について説明する。
図１７は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順の内容を示すフローチャートである。
【００８５】
ＰＬＲ配管７内を検査する作業手順は、入口ノズル８ａ側から進入する場合と、出口ノズル８ｂ側から進入する場合とで異なる。これは、入口ノズル８ａ側には、ジェットポンプ６があるためである。
【００８６】
ステップ１３０において、作業を開始すると、ステップ１３１において、進入口が入口ノズル８ａ側か出口ノズル８ｂ側かに応じて、以下の処理を分岐する。入口ノズル８ａ側か出口ノズル８ｂ側かは、検査を行うＲＯＶ操作員によって判断される。
【００８７】
入口ノズル８ａ側である場合、以下の手順で検査をする。まず、ステップ１３２において、対象とするＰＬＲ配管７の入口ノズル８ａに最も近いジェットポンプ６の上部を外す。ジェットポンプ６の上部は、クレーン等を用いて外される。
【００８８】
その後、ステップ１３３において、ジェットポンプ６の上部まで支援用ＲＯＶ１３で進行する。この時、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶ１３に格納され一体化されている。次に、ステップ１３４において、支援用ＲＯＶ１３を視認できる位置まで水中ＩＴＶカメラ１９を投下する。
【００８９】
次に、ステップ１３５において、検査用ＲＯＶ１１をジェットポンプ６の上部から進入させる。検査用ＲＯＶ１１が入口ノズル８ａに到達したら、ステップ１３６において、位置算出機能をステップ１３２の方法で初期化する。そして、ステップ１３７において、ＰＬＲ配管７の内部検査を実施する。
【００９０】
検査終了後は、ステップ１３８において、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶ１３に戻り、支援用ＲＯＶ１３に格納され一体となってオペレーションフロア９に戻る。最後に、ステップ１３９において、外したジェットポンプ６の上部を戻し、ステップ１４０において、入口ノズル８ａから進入した場合の検査を終了する。
【００９１】
一方、ステップ１３１で、進入口を出口ノズル８ｂと指定した場合、以下の手順となる。まず、ステップ１４１において、対象のＰＬＲ配管７の出口ノズル８ｂ内部が視認できる位置に水中ＩＴＶカメラ１９を投下する。次に、ステップ１４２において、出口ノズル８ｂの入口に、支援用ＲＯＶ１３を到達させたら位置検知機能を初期化する。そして、ステップ１４３において、水中ＩＴＶカメラ１９で視認可能な範囲は、支援用ＲＯＶ１３でＰＬＲ配管７内検査を実施する。
【００９２】
次に、ステップ１４４において、水中ＩＴＶカメラ１９の視野から支援用ＲＯＶ１３が外れる直前で停止させ、再初期化する。そして、ステップ１４５において、検査用ＲＯＶ１１を用いて、ＰＬＲ配管７内検査を実施する。
【００９３】
検査終了後は、ステップ１４６において、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶに戻り一体となって、オペレーションフロア９に戻し、ステップ１４０において、出口ノズル８ｂから進入した場合の検査を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。すなわち、炉内のＰＬＲ配管内に進行した場合でも、検査用ＲＯＶの位置を把握でき、目視検査中の溶接線の同定が可能になるため、検査の効率を向上することができる。
【００９５】
次に、図１８及び図１９を用いて、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、図１２〜図１７に示したものと基本的に同様であるが、本実施形態では、第１の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、第１の実施形態における図１３の処理に代えて、図１８に示す処理を実行するものである。
【００９６】
図１８は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。図１９は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における配管の内径と水中音速の対応パターンの説明図である。
【００９７】
図１８は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容，具体的には、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理（図１２のステップ９２）の内容を示すフローチャートである。なお、図１３と同一ステップ番号は、同じ処理内容を示している。図１９は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理に用いる配管の内径φｐと、水中音速の対応パターンの説明図である。
【００９８】
図１９を用いて、配管の内径φｐと、水中音速の対応パターンについて説明する。通常、配管径が大きい場合（図中のφ１）、水中自由空間の場合と、ほぼ同一の音速となる。しかしながら、配管内径が小さくなるに従って、音速が低下する傾向が見られる。特に、使用する水中音響の周波数を固定した場合、配管内径の減少と音速は一定の法則に従って単調減少する。本実施例では、この法則を数値的に保持し、使用する周波数に関する対応パターンとして用いることにしている。この対応パターンは、制御装置１５内の記憶装置８１に保存してある。
【００９９】
次に、図１８を用いて、本実施形態における音速の設定手順について説明する。第１実施形態においては、水中音速を直接設定したが、本実施形態では、ステップ１５０において、キーボード８２から配管の内径φｐを入力し、予め用意した対応パターンを用いて、水中音速Ｖｗ（φｐ）を算出する。ステップ１５１において、この算出された水中音速を設定する。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１０１】
また、配管内においても、その内径に応じた速度を簡易的に用いることができ、距離算出の精度を上げることができる。
【０１０２】
次に、図２０及び図２１を用いて、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、図１２〜図１７に示したものと基本的に同様であるが、本実施形態では、第１，第２の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、図１３，図１８の処理に代えて、図２０に示す処理を実行するものである。
【０１０３】
図２０は、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。図２１は、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における配管の曲数と水中音速の対応パターンの説明図である。
【０１０４】
最初に、図２０を用いて、第３実施例における音速の設定手順について説明する。第２実施例においては、キーボード８２から配管の内径φｐを入力し、予め用意した対応パターンを用いて、水中音速Ｖｗ（φｐ）を算出したが、本実施形態では、さらに、配管の曲数も入力し、音速の設定に反映させる。配管の曲数と、音速の関係も、第２の実施例の場合と同様に、配管の内径とともに、対応パターンとして制御装置１５内の記憶装置８１に保存してある。
【０１０５】
図２１を用いて、配管の曲数ＮＢと、水中音速の対応パターンについて説明する。図１９において、内径をφ２とした場合を例に取って、配管の曲数が音速に与える影響を図示している。図に示した様に、音速は、配管の曲数の増加とともに一定割合で低下していく性質がある。本実施例では、この法則と、第２の実施例に示した内径と音速の関係に関する法則を数値的に保持し、使用する周波数に関する対応パターンとして用いることにしている。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１０７】
また、曲りのある配管内においても、その内径と曲数に応じた速度を簡易的に用いることができ、距離算出の精度を、さらに上げることができる。
【０１０８】
次に、図２２及び図２３を用いて、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、本実施形態では、第１〜第３の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、図２２に示す処理を実行するものである。
【０１０９】
図２２は、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容を示すフローチャートである。図２３は、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における速度校正処理の内容を示すフローチャートである。
【０１１０】
図２２を用いて、第４実施例における音速の設定手順について説明する。第２実施例および第３実施例においては、配管の形状に関する情報を入力し、予め用意した対応パターンを用いて水中音速を算出したが、複雑な形状の配管では、正確な音速を設定することは困難である。本実施例では、速度校正すなわち検査用ＲＯＶの位置が既知の場合にキャリブレーションによる速度検出を行い、その速度を用いる方法をとるものである。
【０１１１】
図２２において、ステップ９０〜ステップ９３までは、図１２の処理と同一である。次に、ステップ１５４において、検査ＲＯＶの位置が既知であるかを判断する。既知の位置とは、例えば、配管の始点や終点、配管の曲り部分や、位置の特定できている溶接部分が、これにあたる。既知の位置に、検査ＲＯＶが在機している場合、ステップ１５５において、速度校正をし、ステップ９５で検査用ＲＯＶの位置を表示して、通常の手順に戻る。
【０１１２】
ここで、図２３を用いて、ステップ１５５の速度校正手順について説明する。まず、ステップ１５６において、支援等ＲＯＶの位置を読込み、ステップ５７において、キーボード８２から検査用ＲＯＶの位置を入力する。併せて、ステップ１５８において、配管の方向データも読込む。これらの情報をもとに、ステップ１５９において、配管内での伝播距離Ｌｔを計算する。これは、支援ＲＯＶおよび検査ＲＯＶの位置を配管のＣＡＤデータ上に展開し、配管に沿って道程を算出することにより実現する。次に、音響伝播時間を、ステップ１６０において、第１〜第３の実施形態と同様に測定し、水中音速Ｖｗｃを、ステップ１６１において、以下の式（５）により設定する。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１１５】
また、複雑な形状の配管内においても、正確に音速を設定することが可能になり、距離算出の精度を、さらに上げることができる。
【０１１６】
本発明の各実施の形態は以上の通りであるから、本発明の各実施形態には以下の特徴を備えた発明の実施の態様が内在する。すなわち第１の発明は、水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに音源を搭載し、該検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに音響検出器を搭載し、該音源で発生した音響と該受信器で受信した音響の時間差から前記２つのビークル間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段と、を備えた配管内位置検知装置において、配管内の固有の音速を設定する音速設定手段と、該音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段と、を備えることを特徴とする。
【０１１７】
第２の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段であることを特徴とする。
【０１１８】
第３の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管の内径を入力する配管径入力手段と、配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１１９】
第４の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管の内径を入力する配管径入力手段と、配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１２０】
第５の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、該２つのビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１２１】
このような特徴を有する各発明は以下の効果を発揮する。即ち、第１の発明により、配管内に進入する検査用ビークルの位置を把握することが可能になる。
【０１２２】
第２の発明により、細い配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【０１２３】
第３の発明により、細い配管で、かつ曲りのある配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【０１２４】
第４の発明により、細い配管で、且つ、複雑な形状の配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶの要部断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶの要部断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶと支援用ＲＯＶの格納状態の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラの斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の検知原理の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置における表示例の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラの構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順の内容を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における配管の内径と水中音速の対応パターンの説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における配管の曲数と水中音速の対応パターンの説明図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における速度校正処理の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１…原子炉
２…シュラウド
３…上部格子板
４…炉心支持板
５…シュラウドサポート
６…ジェットポンプ
７…ＰＬＲ配管
８ａ…入口ノズル
８ｂ…出口ノズル
９…オペレーションフロア
１０…燃料交換装置
１１…検査用ＲＯＶ
１２…二次ケーブル
１３…支援用ＲＯＶ
１４…一次ケーブル
１５…制御装置
１６…表示装置
１７…コントローラ
１８ａ…ＲＯＶ操作員
１８ｂ…水中ＩＴＶカメラ操作員
１９…水中ＩＴＶカメラ
２０…水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル
２１…水中ＩＴＶカメラ用ケーブル
２２…検査用カメラ
２３…照明
２４…推進用スラスタ
２５…推進用モータ
２６…昇降用スラスタ
２７…昇降用モータ
２８…ギア
２９…マグネットカップリング
３０…スラスタガード
３１…格納用ツメ
３２…音響発信器
３３…カメラ
３４…スラスタ
３５…スラスタ用モータ
３６…通信回路
３７ａ…ウインチ
３７ｂ…ウインチ用モータ
３８…収納用レール
３９…音響受信器
４０…水中音響処理回路
４１…遊泳状態の検査用ＲＯＶ
４２…格納状態の検査用ＲＯＶ
４３…ステレオカメラ
４４…ハロゲンランプ
４５…カメラ用ケーブル
４６…カメラ用中継部
４７…水中音響
６０…ＲＯＶ位置表示部
６１…構造物簡略図
６２…支援用ＲＯＶ位置表示マーク
６３…検査用ＲＯＶ位置表示マーク
６４…ＲＯＶ座標表示部
６５…支援用ＲＯＶ映像表示部
６６…検査用ＲＯＶ映像表示部
６７…欠陥の例
７０…電源スイッチ
７１…電源用ＬＥＤ
７２…ＲＯＶ切替スイッチ
７３…前後進・左右レバー
７４…昇降レバー
７５…二次ケーブル操作レバー
７６…ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の内部を検査する検査装置の位置を検知する配管内位置検知装置に係り、特に、原子炉圧力容器内の水面下で、原子炉の構成部分を目視点検、いわゆるＶＴ（ビジュアルテスティング；Visual Testing）を実施する検査装置に用いられ、原子炉を構成する、一次冷却材再循環配管（ＰＬＲ配管）やジェットポンプ等の周辺配管内部のＶＴを実施する際に好適な配管内位置検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管内での位置検知技術としては、第１に、埋設管のガス漏洩検知方法に関するもので、内部に水を満たした検知管内に水中マイクロホンを移動させながら、配管外部でのガス漏洩音を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、第２に、配管内の距離計測装置、流速計測装置、音速計測装置に関するもので、音波の受信時刻を正確に検出するために、受信波形のエンベロープから受信時刻を正確に検出するための信号処理装置を搭載し、音響の到達時間差に音速を乗じて距離を算出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９４４８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のものでは、水中マイクロホンの位置は、挿入したワイヤに目印を付けておき目視にて移動距離を読み取るか、回転式距離計等の距離計によって検知するものであり、この方法では、配管内を航行するために浮遊型のケーブルで接続した検査用ビークルには適用できないものである。その理由は、浮遊型のケーブルで接続した検査用ビークルでは、ケーブルが浮遊しているために、進行距離とケーブルの繰出し距離の間に誤差が生じるためである。
【０００６】
また、特許文献２記載のものでは、音響伝播時間と音速を乗じるためケーブルの弛みによる誤差は発生しないが、音速の与え方に誤差があると、結果として検知距離の誤差となるという問題がある。また、特許文献２は、他の技術として、音響の送受信位置と音響伝播時間から音速を正確に構成するための技術も開示しているが、音響の送受信位置に関する情報が無い環境には適用できない。
【０００７】
本発明の目的は、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる配管内位置検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに搭載した音源から発生した音響と、前記検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに搭載した音響検出器で受信した音響の時間差から前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段を有する配管内位置検知装置であって、前記配管内の音速を設定する音速設定手段と、この音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、検査装置の位置を正確に検知することができるものとなる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段としたものである。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、前記配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段とから構成されるものである。
【００１１】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、前記配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、前記配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段とから構成されるものである。
【００１２】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記音速設定手段は、前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段とから構成されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として検査装置の位置を正確に検知し得るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１７を用いて、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。本実施形態は、原子炉内の目視検査、特にＰＬＲ(Primary Loop Re-circulationSystem：一次冷却材再循環系）配管検査に用いる検査装置に関するものである。
最初に、図１を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成とその検査方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成を示す要部断面図である。
【００１５】
原子炉１の内部には、シュラウド２，上部格子板３，炉心支持板４，シュラウドサポート５，ジェットポンプ６等の構造物があり、また、ＰＬＲ配管７などの配管が接続されている。
【００１６】
原子炉の一次冷却水再循環系における一次冷却水の流れは、出口ノズル８ｂ，ＰＬＲポンプ（図示せず），ＰＬＲ配管７を経由し、入口ノズル８ａから原子炉１に戻るものである。また、原子炉１の上部には、作業スペースであるオペレーションフロア９があり、また同じく上方には、燃料交換装置１０がある。
【００１７】
本実施例では、原子炉のＰＬＲ配管７の内面のＶＴ検査を目的とし、以下の様な機器配置を取る。配管内に挿入した検査用ＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle ：遠隔操作ビークル）１１は、二次ケーブル１２を介して、支援用ＲＯＶ１３に接続される。ここで、検査用ＲＯＶ１１は検査用ビークルとも称し、支援用ＲＯＶ１３は支援用ビークルとも称する。
【００１８】
ＰＬＲ配管７内の点検作業においては、支援用ＲＯＶ１３を遠隔操作で泳動させて、上部を取り外したジェットポンプ６の上方に位置させて停留させる。その後に、支援用ＲＯＶ１３から発進させた支援用ＲＯＶ１３を、ジェットポンプ６内および入口ノズル８ａ内を通過させ、ＰＬＲ配管７内に進入させる。なお、ジェットポンプ６の上部は、燃料交換装置１０の作業スペースから、クレーン等によりジェットポンプ６の上部を引っかけて吊り上げることで取り外せる。
【００１９】
支援用ＲＯＶ１３では、二次ケーブル１２を繰出す機構(後述)を搭載し、検査用ＲＯＶ１１の航行を支援するとともに、検査用ＲＯＶ１１の位置を検知するための位置検知手段（後述）を搭載している。支援用ＲＯＶ１３は、一次ケーブル１４を介して、制御装置１５に接続される。
【００２０】
制御装置１５は、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３を水中で泳動させて航行せしめるために、電力を供給するとともに、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置を検知するための信号処理機能（後述）を搭載している。また、制御装置１５には表示装置１６を接続し、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３に撮像手段として搭載したカメラ（後述）の画像を表示するとともに、制御装置１５で検知した検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置を表示する。さらに、制御装置１５にはコントローラ１７を接続し、ＲＯＶ操作員１８ａが操作する。
【００２１】
一方、支援用ＲＯＶ１３の位置を検知するために、ステレオカメラ（後述）を搭載した水中ＩＴＶカメラ１９を、支援用ＲＯＶ１３を視認できる位置に投下する。その方法は、水中ＩＴＶカメラ１９に間隔を開けて二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を連結し、その水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で水中ＩＴＶカメラ１９を燃料交換装置１０の上から懸垂して水中ＩＴＶカメラ操作員１８ｂが原子炉１の水中に投下する。なお、水中ＩＴＶカメラ１９の映像は、水中ＩＴＶカメラ用ケーブル２１を介して、制御装置１５に入力される。
【００２２】
水中に投下された水中ＩＴＶカメラ１９は、水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の垂れ下がり長さを調整することでその水面下の深度が変更でき、その深度で水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で支持されて位置が保持される。水中ＩＴＶカメラ１９の上下及び左右の向きは二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を個別にＲＯＶ操作員１８ｂが操作することで調整できる。
【００２３】
例えば、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を燃料交換装置１０の上から同時に上方へたぐり上げれば水中ＩＴＶカメラ１９の位置は上方へ移動し、逆に下方へ繰出せば水中ＩＴＶカメラ１９の位置は下方へ移動する。また、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０のうち、一方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０をたぐり上げるないしは下方へ繰出すことで燃料交換装置１０上から水中ＩＴＶカメラ１９までの二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の長さを相対的に相違させるようにすることで水中ＩＴＶカメラ１９の上下方向の向きが変更できる。
【００２４】
また、二本の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０のうち、一方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を他方の水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０を中心に旋回移動させることで水中ＩＴＶカメラ１９の左右の向きを調整できる。
【００２５】
また、水中ＩＴＶカメラ１９は燃料交換装置１０から垂直に水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０で懸垂支持されているから、燃料交換装置１０から水中ＩＴＶカメラ１９までの水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０の長さを水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル２０につけた目盛りを観察してＲＯＶ操作員１８ａが認識することで燃料交換装置１０上の懸垂位置からの上下方向における水中ＩＴＶカメラ１９の垂直座標が判る。また、燃料交換装置１０上の懸垂位置は平面座標が予め判明しているので、先の垂直座標と合わせて水中ＩＴＶカメラ１９の位置に関する三次元座標が判る。
【００２６】
次に、図２を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００２７】
本検査方法では、図１とは異なり、ＰＬＲ配管７へ接続されている一次冷却材再循環系の原子炉内への出口ノズル８ｂ側から水中検査装置を進入させる。この場合、ジェットポンプ６が無いため、支援用ＲＯＶ１３は、ＰＬＲ配管７の内部に進入できる。このように、支援用ＲＯＶ１３はＰＬＲ配管７内に進入できる外観形状を有するが、検査用ＲＯＶ１１よりは幅が大きい。
【００２８】
水中ＩＴＶカメラ１９は、出口ノズル８ｂからＰＬＲ配管７内部を撮影して視認できる位置に投下させる。支援用ＲＯＶ１３が、水中ＩＴＶカメラ１９の視野から外れない範囲、例えば、出口ノズル８ｂからみて初めのＰＬＲ配管７のコーナーの手前まで進行させ停留させる。そこで、検査用ＲＯＶ１１を発進させて、その先のＰＬＲ配管７の内部のＶＴによる目視検査を実施する。
【００２９】
次に、図３を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶ１１の構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶの要部断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３０】
検査用ＲＯＶ１１には、検査用カメラ２２と照明２３が内蔵されており、前方の目視検査を可能にする。また、その映像を見ながら、ＲＯＶ操作員１８ａは、検査用ＲＯＶ１１をコントロールする。
【００３１】
検査用ＲＯＶ１１の本体には、前後方向の中央部に上下の貫通部があり、その内部に昇降用スラスタ２６が設置されている。また、後方には、前後進用の推進用スラスタ２４が水平に２基設置されている。
【００３２】
昇降用スラスタ２６は、マグネットカップリング２９Ａとギア２８を介して昇降用モータ２７で駆動される。また、推進用スラスタ２４は、推進用モータ２５により、マグネットカップリング２９Ｂを介して駆動されるる。推進用スラスタ２４の周囲には、スラスタガード３０が設けられている。
【００３３】
また、後方下部には。支援用ＲＯＶ１３に格納する際に引っ掛ける格納用ツメ３１を、支援用ＲＯＶ１３に検査用ＲＯＶ１１を引っ掛ける手段として取り付ける。格納用ツメ３１の使用方法については、図５を用いて後述する。さらに、後方上部には、検査用ＲＯＶの位置検知に用いる音響発信器３２を取り付けてある。
【００３４】
次に、図４を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶ１３の構成について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶの要部断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３５】
支援用ＲＯＶ１３の前部には、カメラ３３が設置され、自身の航行時の目視、および離脱した後の検査用ＲＯＶ１１を目視監視に用いられる。また、検査用ＲＯＶ１１と同様に、スラスタ用モータ３５Ａを用いて、昇降用スラスタ３４Ａを駆動し、推進用モータ３５Ｂ，３５Ｃを用いて、推進用スラスタ３４Ｂ，３４Ｃを駆動する。
【００３６】
さらに、支援用ＲＯＶ１３には、検査用ＲＯＶ１１と接続する二次ケーブル１２の繰出しおよび巻取りをするためのウインチ３７ａが搭載され、ウインチ用モータ３７ｂで駆動する。ウインチ３７ａに巻取る二次ケーブル１２を通した信号は、通信回路３６および一次ケーブル１４を介して制御装置１５に伝送される。また、音響受信器３９で受信された水中音響は、水中音響処理回路４０で処理された後、通信回路３６および一次ケーブル１４を介して制御装置１５に伝送される。さらに、通信回路３６は、支援用ＲＯＶ１３の各モータと、検査用ＲＯＶ１１の各モータのいずれを駆動するかを選択し、制御装置１５からのスラスタ駆動電力を、選択したＲＯＶの各モータに供給する。
【００３７】
さらに、支援用ＲＯＶ１３には、検査用ＲＯＶ収納レール３８を設置し、検査用ＲＯＶ１１と一体化させる構造となっている。
【００３８】
次に、図５を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３の格納状態について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶと支援用ＲＯＶの格納状態の説明図である。図５（ａ）は斜視図であり、図５（ｂ）は正面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、遊泳状態の検査用ＲＯＶ１１Ａは、ウインチ３７の巻取り動作により、支援用ＲＯＶ１３の前部まで引きつけ、検査用ＲＯＶ１１Ａ自身のスラスタの動作により、検査用ＲＯＶ格納レール３８の前方から後進で格納される。格納状態の検査用ＲＯＶ１１Ｂは、図５（ｂ）に示すように、格納用ツメ３１により、検査用ＲＯＶ収納レール３８に固定される。
【００４０】
次に、図６を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラ１９の構成について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラの斜視図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４１】
水中ＩＴＶカメラ１９は、支援用ＲＯＶ１３を監視するとともに、位置を検知することを目的としてステレオカメラ４３と、視認性を確保するためのハロゲンランプ４４を搭載している。ステレオカメラ４３の信号は、カメラ用ケーブル４５，カメラ用中継部４６および水中ＩＴＶカメラ用ケーブル２１を介して、制御装置１５に伝送される。それと同時に、制御装置１５からは、同様の伝送経路によりカメラ４３やランプ４４の電力を供給する。
【００４２】
次に、図７を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置の検知原理について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の検知原理の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４３】
検査用ＲＯＶ１１に搭載した音波発信器３２から水中音響を発すると、ＰＬＲ配管７内の水中を音波が水中音響４７として伝播して支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９により受信される。水中音響４７は、ホイヘンスの原理により、ＰＬＲ配管７にコーナーがあっても伝播することが知られている。ここで、水中音響４７が配管内の水中からＰＬＲ配管７に入射し、ＰＬＲ配管７を伝播する成分も存在するが、水中の音響インピーダンスは、ＰＬＲ配管７の音響インピーダンスと比較し極めて小さいため、水中に再び戻ってくることは無く、水中で音波を受ける場合には無視できる。また、二次ケーブル１２がＰＬＲ配管７に接触し、そこから音波が伝播するルートも考えられるが、ケーブルの表面は樹脂若しくはゴムであり、水中と同様、音響インピーダンスはＰＬＲ配管７と比較して十分小さいため、音波受信器３９に受信されず無視することができる。
【００４４】
従って、本例の構成により、支援用ＲＯＶ１３に搭載した音波受信器３９は、ＰＬＲ配管７の内部の水中を伝わってきた水中音響４７のみを受信することができ、検査用ＲＯＶ１１と支援用ＲＯＶ１３のＰＬＲ配管７内の道程距離、即ち支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１との間の相対距離を水中音響４７の送受信タイミングの差（音響伝搬時間）と水中音速により算出できる。
【００４５】
次に、図８を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置の構成について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４６】
パルス発生器５１で発生したパルス信号は、電力増幅器５２で増幅され、二次ケーブル１２を介して、検査用ＲＯＶ１１内にある音波発生器３２に伝えられる。音波発生器３２で発生した水中音響４７は、支援用ＲＯＶ１３の前部に設置された音波受信器３９で受信される。音波受信器３９は、水中音響処理回路４０に接続され、そこで受信した水中音響４７は電気信号に変えられて信号処理される。その後、信号増幅器５３で増幅され、相互相関処理をするＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４は、パルス発生器５１からのパルス信号と相互相関処理を行い、時間差を算出し、水中音速を乗じて、伝播距離を算出する。その結果を通信ユニット５５で入力し、一次ケーブル１４を介して、制御装置１５に伝送する。
【００４７】
次に、図９を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置１６における表示例について説明する。
図９は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置における表示例の説明図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００４８】
表示装置１６のＲＯＶ位置表示部６０には、構造物簡略図６１，支援用ＲＯＶ位置表示マーク６２、および検査用ＲＯＶ位置表示マーク６３が表示される。また、ＲＯＶ座標表示部６４には、支援用ＲＯＶ１３および検査用ＲＯＶ１１の絶対位置が表示される。さらに、支援用ＲＯＶ映像表示部６５には、支援用ＲＯＶ１３のカメラ３３の画像が表示され、検査用ＲＯＶ映像表示部６６には、支援用ＲＯＶ１３のカメラ２２の画像が表示される。なお、図９においては、検査用ＲＯＶ映像表示部６６内に、欠陥６７を示している例を示している。
【００４９】
次に、図１０を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラ１７の構成について説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラの構成を示す平面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００５０】
コントローラ１７は、検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３をコントロールするのに用いられる。電源スイッチ７０を入れ、電源用ＬＥＤ７１で通電を確認し、コントロールするＲＯＶをＲＯＶ切替スイッチ７２で選択する。選択したＲＯＶの三次元的動作を、前後進・左右レバー７３および、昇降レバー７４で操作する。さらに、二次ケーブル操作レバー７５は、ＲＯＶ切替スイッチ７２で支援用ＲＯＶ１３を選択した時のみ操作可能となり、二次ケーブル１２の送出および巻取の動作をさせる際に用いる。なお、ケーブル７６は制御装置１５に接続し、以上の操作を検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３に伝送する。
【００５１】
次に、図１１を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成について説明する。
図１１は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成図である。なお、図３，図４，図６，図８〜図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【００５２】
図中、コントローラ１７の操作，支援用ＲＯＶ１３内の切替動作，モータ駆動については、前述した通りである。また、支援用ＲＯＶ１３内の水中音響処理回路４０の信号は、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０に入力される。
【００５３】
また、制御装置１５は、ＣＡＤデータを記憶した記憶装置８１を備え、ＣＰＵ８０にデータを伝送する。また、制御装置１５に付属のキーボード８２からは、水中ＩＴＶカメラ１９の座標や、配管内の音速を入力できる。さらに、水中ＩＴＶカメラ１９のステレオカメラ４３の映像は、画像処理ボード８３に入力され、デジタル化されてＣＰＵ８０に入力する。ＣＰＵ８０で演算した検査用ＲＯＶ１１および支援用ＲＯＶ１３の位置情報は、表示装置１６に伝えられ、ＲＯＶ座標表示部６４に表示される。さらに、検査用ＲＯＶ１１の検査用カメラ２２の画像は、検査用ＲＯＶ映像表示部６６に表示される。
【００５４】
支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を検知する支援用ＲＯＶ絶対位置検知手段は、上述の水中ＩＴＶカメラ１９と、それに内蔵されているステレオカメラ４３と、そのステレオカメラ４３で撮影した画像を入力とする画像処理ボード８３と、その画像処理ボード８３でその画像の情報をデジタル化したそのデジタル信号を入力とするＣＰＵ８０と、ＣＰＵ８０で絶対位置が既知の水中ＩＴＶカメラ１９からの支援用ＲＯＶ１３の相対位置を求め、その相対位置と水中ＩＴＶカメラ１９の絶対位置とから支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を演算する処理プログラムと、その演算で算出された支援用ＲＯＶ１３の位置情報を表示する表示装置１６とから構成されている。
【００５５】
検査用ＲＯＶ１１の絶対位置を検知する検査用ビークル絶対位置算出手段は、水中音響処理回路４０で算出した音響の伝播時間と、検査用ＲＯＶ１１の進行方向方向を定義するに必要な点検対象の配管の設定方向を含むＣＡＤデータベースとを記憶させた記憶装置８１及びキーボード８２から入力した音速Ｖｗと、に基づいて検査用ＲＯＶ１１の位置を演算する処理プログラムと、その処理プログラムでその演算を実行するＣＰＵ８０と、その演算処理によって求められた検査用ＲＯＶ１１の位置を表示する表示装置１６を備えている。
【００５６】
次に、図１２〜図１６を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容について説明する。
図１２〜図１６は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【００５７】
最初に、図１２を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出手順の全体的な処理内容について説明する。
【００５８】
ステップ９０により処理を開始すると、ステップ９１において、検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着したかを判断する。検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着したか否かは、支援用ＲＯＶ１３の前部のカメラ３３によって得られた画像により判断する。
【００５９】
検査用ＲＯＶ１１が検査対象の配管入口に到着すると、ステップＳ９２において、制御装置１５の位置標定用ＣＰＵ８０は、初期化処理を実行する。初期化処理の詳細は、図１３により後述する。
【００６０】
初期化処理が終了すると、位置標定用ＣＰＵ８０は、ステップ９３において、支援用ＲＯＶ位置検出を行い（詳細は、図１５）、ステップ９４において、検査用ＲＯＶ位置検出を行い（詳細は、図１６）、ステップ９５において結果を表示装置１６のＲＯＶ位置表示部６０およびＲＯＶ座標表示部６４に表示し、ステップ９３〜ステップ９５を繰返す。
【００６１】
次に、図１３を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出時の初期化処理（図１２のステップ９２）の内容について説明する。図１３の各ステップは、制御装置１５の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００６２】
最初に、ステップ１００において、水中ＩＴＶカメラ１９の位置（ＸITV，ＹITV，ＺITV）をキーボード８２から入力する。ここで、ＸITV，ＹITV，ＺITV は、夫々水中ＩＴＶカメラ１９の位置を表すＸ，Ｙ，Ｚの三次元座標である。
【００６３】
次に、ステップ１０１において、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS) を検出する。ここで、ＸS，ＹS，ＺS は、夫々支援用ＲＯＶ１３の位置を表すＸ，Ｙ，Ｚの三次元座標である。なお、本ステップの処理は、図１２のステップ９３と同じものであり、その詳細は、図１５を用いて後述する。
【００６４】
次に、ステップ１０２において、配管の設置方向データ（Part，ｎ，Ｌ，θ，φ）を、制御装置１５の記憶装置８１から読込む。
【００６５】
次に、ステップ１０３において、検査用ＲＯＶ１１の位置（Ｘi，Ｙi，Ｚi）を初期化する 。この方法は、キーボード８２から検査対象配管入口座標を入力する。
【００６６】
最後に、ステップ１０４において、配管内水中音速Ｖｗを、キーボード８２から入力する。
【００６７】
次に、図１４を用いて、検査用ＲＯＶ１１の位置算出に用いる配管方向データベースの内容について説明する。
【００６８】
このデータは、（Part，ｎ，Ｌ，θ，φ）の５つの要素からなる。Partは、例えばＰＬＲ１の様な配管名であり、検査用ＲＯＶ１１が進行する配管の名称である。ｎは、配管の方向が変化した時の節の番号であり、スタート地点から通過するコーナーの数である。Ｌは、コーナー間の距離であり、該当する節の番号の直前のコーナーからの距離を意味する。θ，φは、それぞれ、該当する区間の配管の絶対方位角，絶対仰角を示す。なお、このデータは直線部のみであり、区間の切れ目はコーナーの中心位置とする。
【００６９】
次に、図１５を用いて、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS)の検出方法について説明する。なお、支援用ＲＯＶ１３に設けてある検査用ＲＯＶ収納レール３８に検査用ＲＯＶ１１の格納用ツメ３１が引っ掛けられて支援用ＲＯＶ１３と検査用ＲＯＶ１１とが一体化されている場合には、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS) が検査用ＲＯＶ１１の位置(Ｘi，Ｙi，Ｚi) と認識する。図１５の各ステップは、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００７０】
最初に、ステップ１１０において、水中ＩＴＶカメラ１９に搭載したステレオカメラ４３で撮像した画像内における支援用ＲＯＶ１３の位置（ＸL，ＹL）（ＸR，ＹR）を検出する。ここで、位置（ＸL，ＹL）と（ＸR，ＹR）は、それぞれ、左のカメラおよび右のカメラの画像内における支援用ＲＯＶ１３のＸ座標とＹ座標を示す。ステップ１１０の処理のため、初めに、ステップ１１１において、水中ＩＴＶカメラ１９に搭載したステレオカメラ４３の画像を、制御装置１５内の画像処理ボード８３に入力し、次に、ステップ１１２において二値化処理する。二値化処理した画像情報は、ＣＰＵ８０に送り、ステップ１１３において、画像の中の支援用ＲＯＶ１３の位置（ＸL，ＹL），（ＸR，ＹR）を検出する。
【００７１】
次に、ステップ１１４において、支援用ＲＯＶ１３の水中ＩＴＶカメラ１９に対する相対位置(ＸSP，ＹSP，ＺSP)を演算する。ここで、位置ＸSP，ＹSP，ＺSPは、水中ＩＴＶカメラ１９の位置を原点とした時の支援用ＲＯＶ１３のＸ，Ｙ，Ｚの各相対座標である。ステップ１１４の処理のため、まず、ステップ１１５において、カメラパラメータとして、カメラ間隔ｄ，水平画素数Ｐｘ，カメラ水平画角αを読込む。次に、ステップ１１６において、３次元の相対位置を以下の式（１）により算出する。
【００７２】
【数１】
【００７３】
さらに、ステップ１１７において、水中ＩＴＶカメラ１９の位置とステップ１１６で計算した相対位置から、支援用ＲＯＶ１３の絶対位置を、以下の式（２）により算出する。
【００７４】
【数２】
【００７５】
次に、図１６を用いて、検査用ＲＯＶ１３の位置（Ｘi，Ｙi，Ｚi）の検出方法について説明する。図１６の各ステップは、制御装置１５内の位置標定用ＣＰＵ８０で実行される。
【００７６】
まず、ステップ１２０において、予め初期化時に記憶装置８１から読込んであるパラメータを定義する。すなわち、ステップ１２１において、進行方向（θp，φp）は、Ｌpn＜積算進行距離Ｌ＜Ｌwp+1 の時、（θp，φp）＝（θpn，φpn）として定義する。ここで、配管入口からｎ回曲った時の配管の設置方位を、（θpn，φpn）としている。
【００７７】
次に、ステップ１２２において、音響伝播時間Δｔを音響検知時刻Ｔｄと音響発生時刻Ｔｓの差として計算する。
【００７８】
さらに、ステップ１２３において、直前の積算進行距離Ｌからの進行距離の差分として、微小進行距離ΔＬを式（３）として定義する。
【００７９】
【数３】
【００８０】
ここで、Ｖｗは、予めキーボード８２から入力した配管内水中音速である。
【００８１】
最後に、ステップ１２５において、以上の情報を基に、検査用ＲＯＶ１１の位置を式（４）式により更新する。
【００８２】
【数４】
【００８３】
以上により、支援用ＲＯＶ１３の位置(ＸS，ＹS，ＺS)が検出される。
【００８４】
次に、図１７を用いて、本実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順について説明する。
図１７は、本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順の内容を示すフローチャートである。
【００８５】
ＰＬＲ配管７内を検査する作業手順は、入口ノズル８ａ側から進入する場合と、出口ノズル８ｂ側から進入する場合とで異なる。これは、入口ノズル８ａ側には、ジェットポンプ６があるためである。
【００８６】
ステップ１３０において、作業を開始すると、ステップ１３１において、進入口が入口ノズル８ａ側か出口ノズル８ｂ側かに応じて、以下の処理を分岐する。入口ノズル８ａ側か出口ノズル８ｂ側かは、検査を行うＲＯＶ操作員によって判断される。
【００８７】
入口ノズル８ａ側である場合、以下の手順で検査をする。まず、ステップ１３２において、対象とするＰＬＲ配管７の入口ノズル８ａに最も近いジェットポンプ６の上部を外す。ジェットポンプ６の上部は、クレーン等を用いて外される。
【００８８】
その後、ステップ１３３において、ジェットポンプ６の上部まで支援用ＲＯＶ１３で進行する。この時、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶ１３に格納され一体化されている。次に、ステップ１３４において、支援用ＲＯＶ１３を視認できる位置まで水中ＩＴＶカメラ１９を投下する。
【００８９】
次に、ステップ１３５において、検査用ＲＯＶ１１をジェットポンプ６の上部から進入させる。検査用ＲＯＶ１１が入口ノズル８ａに到達したら、ステップ１３６において、位置算出機能をステップ１３２の方法で初期化する。そして、ステップ１３７において、ＰＬＲ配管７の内部検査を実施する。
【００９０】
検査終了後は、ステップ１３８において、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶ１３に戻り、支援用ＲＯＶ１３に格納され一体となってオペレーションフロア９に戻る。最後に、ステップ１３９において、外したジェットポンプ６の上部を戻し、ステップ１４０において、入口ノズル８ａから進入した場合の検査を終了する。
【００９１】
一方、ステップ１３１で、進入口を出口ノズル８ｂと指定した場合、以下の手順となる。まず、ステップ１４１において、対象のＰＬＲ配管７の出口ノズル８ｂ内部が視認できる位置に水中ＩＴＶカメラ１９を投下する。次に、ステップ１４２において、出口ノズル８ｂの入口に、支援用ＲＯＶ１３を到達させたら位置検知機能を初期化する。そして、ステップ１４３において、水中ＩＴＶカメラ１９で視認可能な範囲は、支援用ＲＯＶ１３でＰＬＲ配管７内検査を実施する。
【００９２】
次に、ステップ１４４において、水中ＩＴＶカメラ１９の視野から支援用ＲＯＶ１３が外れる直前で停止させ、再初期化する。そして、ステップ１４５において、検査用ＲＯＶ１１を用いて、ＰＬＲ配管７内検査を実施する。
【００９３】
検査終了後は、ステップ１４６において、検査用ＲＯＶ１１は支援用ＲＯＶに戻り一体となって、オペレーションフロア９に戻し、ステップ１４０において、出口ノズル８ｂから進入した場合の検査を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。すなわち、炉内のＰＬＲ配管内に進行した場合でも、検査用ＲＯＶの位置を把握でき、目視検査中の溶接線の同定が可能になるため、検査の効率を向上することができる。
【００９５】
次に、図１８及び図１９を用いて、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、図１２〜図１７に示したものと基本的に同様であるが、本実施形態では、第１の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、第１の実施形態における図１３の処理に代えて、図１８に示す処理を実行するものである。
【００９６】
図１８は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。図１９は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における配管の内径と水中音速の対応パターンの説明図である。
【００９７】
図１８は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容，具体的には、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理（図１２のステップ９２）の内容を示すフローチャートである。なお、図１３と同一ステップ番号は、同じ処理内容を示している。図１９は、本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理に用いる配管の内径φｐと、水中音速の対応パターンの説明図である。
【００９８】
図１９を用いて、配管の内径φｐと、水中音速の対応パターンについて説明する。通常、配管径が大きい場合（図中のφ１）、水中自由空間の場合と、ほぼ同一の音速となる。しかしながら、配管内径が小さくなるに従って、音速が低下する傾向が見られる。特に、使用する水中音響の周波数を固定した場合、配管内径の減少と音速は一定の法則に従って単調減少する。本実施例では、この法則を数値的に保持し、使用する周波数に関する対応パターンとして用いることにしている。この対応パターンは、制御装置１５内の記憶装置８１に保存してある。
【００９９】
次に、図１８を用いて、本実施形態における音速の設定手順について説明する。第１実施形態においては、水中音速を直接設定したが、本実施形態では、ステップ１５０において、キーボード８２から配管の内径φｐを入力し、予め用意した対応パターンを用いて、水中音速Ｖｗ（φｐ）を算出する。ステップ１５１において、この算出された水中音速を設定する。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１０１】
また、配管内においても、その内径に応じた速度を簡易的に用いることができ、距離算出の精度を上げることができる。
【０１０２】
次に、図２０及び図２１を用いて、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、図１２〜図１７に示したものと基本的に同様であるが、本実施形態では、第１，第２の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、図１３，図１８の処理に代えて、図２０に示す処理を実行するものである。
【０１０３】
図２０は、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。図２１は、本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における配管の曲数と水中音速の対応パターンの説明図である。
【０１０４】
最初に、図２０を用いて、第３実施例における音速の設定手順について説明する。第２実施例においては、キーボード８２から配管の内径φｐを入力し、予め用意した対応パターンを用いて、水中音速Ｖｗ（φｐ）を算出したが、本実施形態では、さらに、配管の曲数も入力し、音速の設定に反映させる。配管の曲数と、音速の関係も、第２の実施例の場合と同様に、配管の内径とともに、対応パターンとして制御装置１５内の記憶装置８１に保存してある。
【０１０５】
図２１を用いて、配管の曲数ＮＢと、水中音速の対応パターンについて説明する。図１９において、内径をφ２とした場合を例に取って、配管の曲数が音速に与える影響を図示している。図に示した様に、音速は、配管の曲数の増加とともに一定割合で低下していく性質がある。本実施例では、この法則と、第２の実施例に示した内径と音速の関係に関する法則を数値的に保持し、使用する周波数に関する対応パターンとして用いることにしている。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１０７】
また、曲りのある配管内においても、その内径と曲数に応じた速度を簡易的に用いることができ、距離算出の精度を、さらに上げることができる。
【０１０８】
次に、図２２及び図２３を用いて、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置の構成及び動作について説明する。なお、第１の実施形態における図１〜図１１に示した構成は、本実施形態でも、同様である。また、処理内容も、本実施形態では、第１〜第３の実施形態とは、水中音速の設定方法が異なるため、図２２に示す処理を実行するものである。
【０１０９】
図２２は、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容を示すフローチャートである。図２３は、本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における速度校正処理の内容を示すフローチャートである。
【０１１０】
図２２を用いて、第４実施例における音速の設定手順について説明する。第２実施例および第３実施例においては、配管の形状に関する情報を入力し、予め用意した対応パターンを用いて水中音速を算出したが、複雑な形状の配管では、正確な音速を設定することは困難である。本実施例では、速度校正すなわち検査用ＲＯＶの位置が既知の場合にキャリブレーションによる速度検出を行い、その速度を用いる方法をとるものである。
【０１１１】
図２２において、ステップ９０〜ステップ９３までは、図１２の処理と同一である。次に、ステップ１５４において、検査ＲＯＶの位置が既知であるかを判断する。既知の位置とは、例えば、配管の始点や終点、配管の曲り部分や、位置の特定できている溶接部分が、これにあたる。既知の位置に、検査ＲＯＶが在機している場合、ステップ１５５において、速度校正をし、ステップ９５で検査用ＲＯＶの位置を表示して、通常の手順に戻る。
【０１１２】
ここで、図２３を用いて、ステップ１５５の速度校正手順について説明する。まず、ステップ１５６において、支援等ＲＯＶの位置を読込み、ステップ５７において、キーボード８２から検査用ＲＯＶの位置を入力する。併せて、ステップ１５８において、配管の方向データも読込む。これらの情報をもとに、ステップ１５９において、配管内での伝播距離Ｌｔを計算する。これは、支援ＲＯＶおよび検査ＲＯＶの位置を配管のＣＡＤデータ上に展開し、配管に沿って道程を算出することにより実現する。次に、音響伝播時間を、ステップ１６０において、第１〜第３の実施形態と同様に測定し、水中音速Ｖｗｃを、ステップ１６１において、以下の式（５）により設定する。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態によれば、水で満たされた配管内で、音響の送受信位置に関する情報がなくても、音速を正確に与え、結果として、検査装置の位置を正確に検知することができる。
【０１１５】
また、複雑な形状の配管内においても、正確に音速を設定することが可能になり、距離算出の精度を、さらに上げることができる。
【０１１６】
本発明の各実施の形態は以上の通りであるから、本発明の各実施形態には以下の特徴を備えた発明の実施の態様が内在する。すなわち第１の発明は、水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに音源を搭載し、該検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに音響検出器を搭載し、該音源で発生した音響と該受信器で受信した音響の時間差から前記２つのビークル間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段と、を備えた配管内位置検知装置において、配管内の固有の音速を設定する音速設定手段と、該音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段と、を備えることを特徴とする。
【０１１７】
第２の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段であることを特徴とする。
【０１１８】
第３の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管の内径を入力する配管径入力手段と、配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１１９】
第４の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、配管の内径を入力する配管径入力手段と、配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１２０】
第５の発明は、第１の発明の、該音速設定手段は、前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、該２つのビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段と、から構成されることを特徴とする。
【０１２１】
このような特徴を有する各発明は以下の効果を発揮する。即ち、第１の発明により、配管内に進入する検査用ビークルの位置を把握することが可能になる。
【０１２２】
第２の発明により、細い配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【０１２３】
第３の発明により、細い配管で、かつ曲りのある配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【０１２４】
第４の発明により、細い配管で、且つ、複雑な形状の配管の内部に進入する検査用ビークルの位置を正確に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置により検査される原子炉の構成を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による他の検査方法の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶの要部断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する支援用ＲＯＶの要部断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置を構成する検査用ＲＯＶと支援用ＲＯＶの格納状態の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる水中ＩＴＶカメラの斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の検知原理の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いる表示装置における表示例の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置に用いるコントローラの構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置のシステム構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶ１１の位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第１の実施形態による配管内位置検知装置を搭載する水中検査装置による検査手順の内容を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の実施形態による配管内位置検知装置における配管の内径と水中音速の対応パターンの説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内、検査用ＲＯＶの位置算出時の初期化処理の内容を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第３の実施形態による配管内位置検知装置における配管の曲数と水中音速の対応パターンの説明図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における検査用ＲＯＶの位置算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第４の実施形態による配管内位置検知装置における速度校正処理の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１…原子炉
２…シュラウド
３…上部格子板
４…炉心支持板
５…シュラウドサポート
６…ジェットポンプ
７…ＰＬＲ配管
８ａ…入口ノズル
８ｂ…出口ノズル
９…オペレーションフロア
１０…燃料交換装置
１１…検査用ＲＯＶ
１２…二次ケーブル
１３…支援用ＲＯＶ
１４…一次ケーブル
１５…制御装置
１６…表示装置
１７…コントローラ
１８ａ…ＲＯＶ操作員
１８ｂ…水中ＩＴＶカメラ操作員
１９…水中ＩＴＶカメラ
２０…水中ＩＴＶカメラ操作ケーブル
２１…水中ＩＴＶカメラ用ケーブル
２２…検査用カメラ
２３…照明
２４…推進用スラスタ
２５…推進用モータ
２６…昇降用スラスタ
２７…昇降用モータ
２８…ギア
２９…マグネットカップリング
３０…スラスタガード
３１…格納用ツメ
３２…音響発信器
３３…カメラ
３４…スラスタ
３５…スラスタ用モータ
３６…通信回路
３７ａ…ウインチ
３７ｂ…ウインチ用モータ
３８…収納用レール
３９…音響受信器
４０…水中音響処理回路
４１…遊泳状態の検査用ＲＯＶ
４２…格納状態の検査用ＲＯＶ
４３…ステレオカメラ
４４…ハロゲンランプ
４５…カメラ用ケーブル
４６…カメラ用中継部
４７…水中音響
６０…ＲＯＶ位置表示部
６１…構造物簡略図
６２…支援用ＲＯＶ位置表示マーク
６３…検査用ＲＯＶ位置表示マーク
６４…ＲＯＶ座標表示部
６５…支援用ＲＯＶ映像表示部
６６…検査用ＲＯＶ映像表示部
６７…欠陥の例
７０…電源スイッチ
７１…電源用ＬＥＤ
７２…ＲＯＶ切替スイッチ
７３…前後進・左右レバー
７４…昇降レバー
７５…二次ケーブル操作レバー
７６…ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに搭載した音源から発生した音響と、前記検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに搭載した音響検出器で受信した音響の時間差から前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段を有する配管内位置検知装置であって、
前記配管内の音速を設定する音速設定手段と、
この音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段とを備えることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段であることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項３】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、
前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、
前記配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項４】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、
前記配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、
前記配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項５】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、
前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、
前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、
前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項１】
水で満たされた配管内を検査する検査用ビークルに搭載した音源から発生した音響と、前記検査用ビークルの航行を支援する支援用ビークルに搭載した音響検出器で受信した音響の時間差から前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの間の音響伝播時間を検知する音響伝播時間検知手段を有する配管内位置検知装置であって、
前記配管内の音速を設定する音速設定手段と、
この音速設定手段において設定された配管内の音速と前記音響伝播時間から２つの該ビークル間の距離を算出するビークル間距離検知手段とを備えることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、配管内の音速を入力する音速入力手段であることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項３】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、
前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、
前記配管の内径から配管内の固有の音速を算出する直管音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項４】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、前記配管の内径を入力する配管径入力手段と、
前記配管の曲りの数を入力する配管曲数入力手段と、
前記配管の内径および配管曲数から配管内の固有の音速を算出する曲管音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【請求項５】
請求項１記載の配管内位置検知装置において、
前記音速設定手段は、
前記検査用ビークルの位置を入力する検査用ビークル基準位置入力手段と、
前記支援用ビークルの位置を入力する支援用ビークル基準位置入力手段と、
前記検査用ビークルと前記支援用ビークルの位置と前記音響伝播時間とから配管内の音速を算出する校正音速算出手段とから構成されることを特徴とする配管内位置検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−１２２０７８（Ｐ２００８−１２２０７８Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２６０８（Ｐ２００６−３０２６０８）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]