JP2000230995A

JP2000230995A - 水中照明具付き外観検査装置

Info

Publication number: JP2000230995A
Application number: JP11034016A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Okuda; 慎一奥田; Koichi Machida; 浩一町田; Masana Sasaki; 政名佐々木; Shigeo Nagamatsu; 滋雄永松; Kouichi Kugimaru; 康一釘丸; Isao Komine; 功小峰
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki; Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd; Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】水中で検査対象物の外観検査をする際に、照
度や照明位置・方向の調節に多大な時間、労力を使わず
にハレーションを抑制し、最適な観察環境を作る。【解決手段】水中照明具付き外観検査装置は、検査対
象物を水中で撮影する水中テレビカメラと、水中に吊り
下げられ検査対象物を照明する水中照明具５と、水中テ
レビカメラで撮影した検査対象物の画像を表示する画像
表示装置とを備えている。このような水中照明具付き外
観検査装置において、水中照明具５は、縦長のランプ１
０と、ランプ１０の中心軸を焦点とする放物面状に反射
面が形成された反射板１１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は水中照明具付き外観
検査装置に係り、特に、原子力発電所で燃料集合体等
を、照明を当てながら水中で観察するのに好適な水中照
明具付き外観検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所においては、照射された燃
料集合体に対して、次の運転サイクルの継続使用可否を
確認するため、原子力発電所の定期検査中に使用済燃料
貯蔵プールで外観等の検査を実施している。検査対象と
なる燃料集合体は、ウラン燃料を収納した複数本の燃料
棒と、１本あるいは複数本の中空棒とが格子状に配列さ
れ、その上端は上部タイプレートで、下端は下部タイプ
レートでそれぞれ保持され、中央領域の複数箇所はスペ
ーサで拘束されている。そして、燃料集合体は長尺筒型
のチャンネルボックスに収納され、このチャンネルボッ
クスの上端部と前記上部タイプレートとがチャンネルフ
ァスナで結合された構造となっている。

【０００３】このような燃料集合体を検査する際には、
一般に、使用済燃料貯蔵プールに設置されたチャンネル
着脱機と称すチャンネルボックス装脱着用の機器に燃料
集合体を載置し、チャンネルボックスを取り外した後
に、水中テレビカメラもしくは光学系の検査装置（以
下、水中テレビカメラ等という）によって、燃料集合体
の各部品および表面傷の有無等について外観状態を水中
で観察し、またその画像をビデオテープレコーダ等の画
像記録装置に記録している。

【０００４】ところで、水中での検査においては、観察
時に鮮明な画像を得る必要があり、水中テレビカメラ等
で観察するには最適な照度で検査対象物を明るく照らす
必要がある。

【０００５】そこで、従来より、半円球型反射板を備え
た水中照明灯を観察範囲近傍に吊り下げ、ランプからの
光を半円球型反射板で反射させ、その反射光を検査対象
物に照射することにより、水中検査時に観察対象範囲を
明るく照らすようにした外観検査装置が知られている。
また、上記構造の水中照明灯を水中テレビカメラ等に一
体的に取り付けた外観検査装置も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうちで、半円球型反射板を備えた水中照明灯を
吊り下げるタイプの外観検査装置では、半円球型反射板
での反射光に広がりがないために、反射光を検査対象物
に最適な照度で照射するには検査対象物に対する水中照
明灯の位置が重要となり、その位置合わせに時間を要す
るという欠点がある。また、水中照明灯の位置合わせが
できたとしても、上述したように反射光に広がりがない
ので、水中テレビカメラ等で観察する際の観察範囲を一
様に照らすのが難しい。その結果、水中照明灯の位置に
よっては、ハレーション現象を起こしてしまい、観察画
像が見えにくくなる。

【０００７】また、半円球型反射板を備えた水中照明灯
を水中テレビカメラ等に一体的に取り付けたタイプの外
観検査装置では、特に検査対象となる燃料集合体の照射
線量当量率が高い場合、水中テレビカメラ等が耐放射線
性を有したものであれば問題ないが、耐放射線性を有し
たものでない場合には、放射線の影響を考慮して水中テ
レビカメラ等と検査対象物との間の観察距離を大きくと
る必要がある。しかし、この外観検査装置の場合、観察
距離を大きくとると検査対象物と水中照明灯との距離が
離れてしまう欠点がある。外観検査装置において、最適
な観察環境を提供するには検査対象物又は観察範囲に最
適な照度を確保することが重要であり、検査対象物に対
して水中照明灯が離れた場合、照明距離と検査対象物で
の照度は反比例の関係にあるので、検査対象物での最適
な照度を確保するためには比較的大容量の水中照明灯を
取り付けることが必要となる。そして、大容量の水中照
明灯を取り付けた外観検査装置は、観察時にハレーショ
ン現象が起こって照明方向を変える場合などに、照明方
向等の位置調整を実施するには多大な時間と労力が必要
となる。

【０００８】なお、水中テレビカメラ等と検査対象物と
の間の観察距離を大きくとると観察画像が不鮮明となる
ので、高倍率のズームレンズと高精細化装置を設けた外
観検査装置が例えば特願平９−３３５２８２号によって
提案されているが、この場合も、水中照明灯としては上
記と同様に大容量のものが必要となる。

【０００９】本発明の課題は、照度や照明位置・方向の
調節に多大な時間、労力を使わずにハレーションを抑制
し、最適な観察環境を作ることができる水中照明具付き
外観検査装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、検査対象物を水中で撮影する撮影手段
と、水中に吊り下げられ検査対象物を照明する照明手段
と、撮影手段で撮影した検査対象物の画像を表示する画
像表示手段とを備えた水中照明具付き外観検査装置にお
いて、照明手段は、縦長のランプと、該ランプの中心軸
を焦点とする放物面状に反射面が形成された反射板とを
備えていることを特徴としている。

【００１１】上記構成によれば、反射板の反射面が放物
面状に形成されているので、ランプからの光が反射面で
反射すると平行光となり、検査対象物に対して光量が一
様に照射される。その結果、ハレーション現象を起こす
こともなく、検査対象物に対する観察作業を容易に行う
ことができる。特に、燃料集合体の外観観察では、照明
により燃料集合体の色調に濃淡ができるのを避ける必要
があるため、燃料集合体の幅方向を一様光で照らすこと
により、ハレーション現象の発生を効果的に抑えること
ができる。

【００１２】また、燃料集合体のように高放射線量物を
観察する場合、水中テレビカメラ等による水中観察では
放射線の影響を減じるために、検査対象物との距離を離
して使用することになるが、上記構成の外観検査装置で
は、照明手段を検査対象物に極力近づけることができる
ので、照明手段から光を照射したときの検査対象物での
反射光の光量減衰を少なくすることができ、観察に適し
た環境を作りやすいという利点がある。

【００１３】照明手段は、ポールによって水中に吊り下
げられ、かつ該ポールに沿って複数個設けられている。
ポールに沿って例えば２個設けられている場合、ランプ
の光量調整としては一般的な機器である電圧調整器を併
用すれば、照明を上斜め方向と下斜め方向の２方向から
照らすことで、軸方向側での色調の濃淡差を小さくする
ことができ、ハレーション現象の発生をより確実に抑え
ることができる。

【００１４】ポールには、照明手段を、吊り下げられた
位置で水平方向に移動させるとともに上下方向に移動さ
せる移動調整機構が設けられている。またポールには、
照明手段を該ポールに平行な面内で傾動させる角度調整
機構が設けられている。このように構成すれば、照明手
段の照明方向を色々と変化させることができ、検査対象
物の細部まで均一に照らすことができる。

【００１５】また、ポールには、非撮影時に照明手段を
前記検査対象物の前方から一時退避させる退避機構が設
けられている。このように構成すれば、非撮影時に外観
検査装置が邪魔になることがない。

【００１６】照明手段には反射板を支持する上下のフレ
ームが設けられ、該フレームには孔が形成されて、ラン
プ周囲の水は該孔を介して循環するよう構成されてい
る。ランプは発熱しランプの周囲に水を温めてゆらぎが
生じるが、上記構成よれば、孔を介して循環する水によ
ってランプの周囲が冷却され、ゆらぎの発生を抑えるこ
とができる。

【００１７】照明手段には、ランプに電力を供給するた
めの電源ケーブルが着脱自在に接続される接続端子が設
けられている。このように構成すれば、万一、電源ケー
ブルが劣化し使用不能となったとしても電源ケーブルの
みの交換が可能で、発電所内での廃棄物低減に寄与でき
ることになる。また逆に、照明手段が寿命等で使用不能
となった場合には、当該照明手段のみ交換し、電源ケー
ブルは従来使用していたものをそのまま使用することが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。（実施の形態１）図１は、本発明に係る水中照明具付き
外観検査装置の全体構成図である。図１に示すように、
使用済燃料貯蔵プール１には水ｗが満たされ、その水中
に検査対象物である燃料集合体２が沈められている。図
では燃料集合体２は１個しか示してないが、実際には複
数個の燃料集合体２が沈められている。

【００１９】使用済燃料貯蔵プール１の水中には撮影手
段としての水中テレビカメラ３が配置されている。この
水中テレビカメラ３は軸方向長さ固定のポール、又は上
下方向に伸縮自在な伸縮ポール４によって水中に吊り下
げられている。水中テレビカメラ３の近辺には照明手段
としての水中照明具５が配置されている。この水中照明
具５は吊り下げ部材６で水中に吊り下げられている。吊
り下げ部材６としては、後述するように汎用ポールが最
適であるが、電源ケーブル又は単にワイヤでもよい。

【００２０】また、使用済燃料貯蔵プール１の周囲に
は、水中テレビカメラ３で撮影した観察画像を表示する
画像表示手段としての表示装置（ＣＲＴ等）７、観察画
像を記録する画像記録装置８、水中テレビカメラ３や水
中照明具５を制御する制御装置９が設けられている。

【００２１】図２は、水中照明具５の拡大斜視図であ
る。図２に示すように、水中照明具５には縦長のランプ
１０が取り付けられ、そのランプ１０の背面側に反射板
１１が設けられている。反射板１１の反射面は放物面状
に形成され、その放物面の焦点位置にランプ１０が配置
されている。反射板１１の上下にはフレーム１２，１３
が、左右にはフレーム１４，１５が、そして後側にはフ
レーム１６（図３参照）が各々設けられ、反射板１１は
フレーム１２〜１６によって支持されている。また、水
中照明具５の上部（上部フレーム１２）には接続端子１
７が取り付けられている。この接続端子１７はランプ１
０に電力を供給するための電源ケーブル１８が接続され
るもので、電源ケーブル１８先端の接続端子１９と着脱
自在に接続される。なお、図２では、電源ケーブル１８
は図１の吊り下げ部材６を構成している。

【００２２】上記構成の外観検査装置において、使用済
燃料貯蔵プール１内の水中で燃料集合体２の外観検査を
行う際には、水中テレビカメラ３と水中照明具５を水中
に吊り下げ、水中照明具５のランプ１０で燃料集合体２
を照明しながら、水中テレビカメラ３で撮影を行う。そ
の撮影画像に信号は制御装置９に送られ、表示装置７に
表示されるとともに画像記録装置８に記録される。

【００２３】燃料集合体２を詳細に観察するために、撮
影環境に適した照度が必要であり、図１に示すように水
中照明具５を燃料集合体２に近づけて、燃料集合体２に
到達する光量の減衰を極力小さくする必要がある。水中
照明具５を燃料集合体２に近づけると、従来は撮影範囲
内で光量にむらが生じて、ハレーション現象を引き起こ
す恐れがあった。しかし本実施の形態では、反射板１１
の反射面が放物面状に形成され、その放物面の焦点位置
にランプ１０が配置されているので、ランプ１０からの
光のうち、反射板１１の反射面での反射光は平行光とな
り、燃料集合体２に対して光量が一様に照射され、ハレ
ーション現象の発生を抑制することができる。

【００２４】さらに、本実施の形態では、接続端子１７
と接続端子１９とが水中コネクタ方式で接続されている
ので、ランプ１０が切れた場合もしくは電源ケーブル１
８が劣化したりして、水中照明具５および電源ケーブル
１８の何れかが使用不能となっても、当該品のみ交換す
ることができるため廃棄物低減に寄与することができ
る。

【００２５】また、水中照明具５の上下のフレーム１
２，１３と後側のフレーム１６には、図３に示すように
複数個の孔１２Ａ，１３Ｂ，１６Ｃを形成することがで
きる。水中照明具５においては、撮影に適した照度を確
保するためにはランプ１０として高容量のランプが使用
される。このような高容量のランプを使用すると、ラン
プ点灯中にランプ１０周囲の温度が高くなり、撮影範囲
近傍にゆらぎが発生する可能性がある。図３のように孔
１２Ａ，１３Ｂ，１６Ｃが形成されていれば、これらの
孔１２Ａ，１３Ｂ，１６Ｃを介して水がランプ１０周囲
で循環し、ランプ１０が冷却される。これによって、ラ
ンプ１０周囲の温度上昇が回避され、ゆらぎの発生を抑
えることができる。

【００２６】（実施の形態２）図４は、本発明の実施の
形態２による水中照明具付き外観検査装置の構成図であ
る。本実施の形態では、水中照明具が水中テレビカメラ
に対して、その上下位置に１個ずつ合計２個設けられて
いる。すなわち、使用済み燃料貯蔵プール１（図１参
照）には、汎用ポール２０が吊り下げられ、その汎用ポ
ール２０の最下端部とその上方部には下アーム２１およ
び上アーム２２が設けられ、下アーム２１には下側水中
照明具５Ａが、上アーム２２には上側水中照明具５Ｂが
それぞれ取り付けられている。

【００２７】汎用ポール２０には、下アーム２１と上ア
ーム２２の中間部に上下方向移動調整機構２０Ａが設け
られており、これによって、下側水中照明具５Ａの位置
を上側水中照明具５Ｂに対して図の矢印Ａ方向に移動さ
せることができる。また、図示してないが、汎用ポール
２０の上部には該ポール２０全体を図の上下方向に移動
させる機構が設けられている。これによって、上側水中
照明具５Ｂと下側水中照明具５Ａの位置を、それらの中
央に水中テレビカメラ３がくるように調整することがで
きる。また、下アーム２１には水平方向移動調整機構２
１Ａが設けられ、下側水中照明具５Ａを図の矢印Ｂ方向
に移動させることができる。上アーム２２にも水平方向
移動調整機構２２Ａが設けられ、上側水中照明具５Ｂを
同様に矢印Ｂ方向に移動させることができる。上下方向
移動調整機構２０Ａと水平方向移動調整機構２１Ａ，２
１Ｂは制御装置９に接続されており、作業者が制御装置
９を操作することによって、上下方向移動調整機構２０
Ａと水平方向移動調整機構２１Ａ，２１Ｂの動作を制御
することができる。なお、上下方向移動調整機構２０Ａ
と水平方向移動調整機構２１Ａ，２１Ｂが移動調整機構
を構成している。

【００２８】本実施の形態によれば、汎用ポール２０に
沿って下側水中照明具５Ａと上側水中照明具５Ｂが設け
られ、更にこれらの水中照明具５Ａ，５Ｂを上下の任意
の位置にセットすることにより、観察範囲に合わせて水
中照明具５Ａ，５Ｂの間隔を任意に変えられるので、コ
ントラストの調整を容易に行うことができる。

【００２９】なお、上側水中照明具５Ｂでは上フレーム
１２に形成された孔１２Ａはフレーム１２の表面に対し
て垂直に形成されているが、下側水中照明具５Ａでは上
フレーム１２に形成された孔１２Ａはフレーム１２の表
面に対して斜めに形成されている。一般にプール水は下
方から上方に流れており、下側水中照明具５Ａの上フレ
ーム１２の孔１２Ａを中央から外側方向に若干斜めに形
成することにより、下側水中照明具５Ａで温められた水
が水中テレビカメラ３の正面を避けて（迂回して）通過
するようになり、ゆらぎが観察範囲を遮ることを抑える
効果が期待できる。

【００３０】また本実施の形態では、図５に示すよう
に、上側水中照明具５Ａおよび下側水中照明具５Ｂを傾
動させる角度調整機構が設けられている。すなわち、下
アーム２１には下側水中照明具５Ａを図の矢印Ｃ方向に
傾動させる角度調整機構２１Ｂが、上アーム２２には上
側水中照明具５Ｂを図の矢印Ｄ方向に傾動させる角度調
整機構２２Ｂがそれぞれ設けられている。これによっ
て、下側水中照明具５Ａおよび上側水中照明具５Ｂから
の照明光を図の符号Ｅの範囲に重ね合わせることがで
き、コントラストの調整をより一層容易に行うことがで
きる。

【００３１】（実施の形態３）図６は、本発明の実施の
形態３を示しており、水中照明具付き外観検査装置を上
から見た図である。本実施の形態では、非撮影時に水中
照明具５を燃焼集合体２の前方から一時退避させる退避
機構３０が設けられている。すなわち、図６に示すよう
に、水中照明具５が取り付けられたアーム３１は汎用ポ
ール３２に固定され、その汎用ポール３２の上端部は揺
動アーム３３に固定されている。揺動アーム３３は取付
台３４に揺動自在に取り付けられ、矢印Ｆで示した範囲
で揺動する。取付台３４はチャンネル着脱機手摺３５に
固定されている。

【００３２】上記構成によれば、撮影時には図の実線で
示した位置に揺動アーム３３を揺動させて、水中照明具
５を燃料集合体２の正面に位置させる。また、非撮影時
には図の二点鎖線で示した位置に揺動アーム３４を揺動
させて、水中照明具５を退避させる。これにより、非撮
影時に水中照明具５が邪魔になることはない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射板の反射面が放物面状に形成されているので、縦長
のランプからの光が反射面で反射すると平行光となり、
検査対象物に対して光量が一様に照射されるので、ハレ
ーション現象を起こすことがなく、検査対象物に対する
観察作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による水中照明具付き外
観検査装置の全体構成図である。

【図２】水中照明具の外観斜視図である。

【図３】フレームに孔が形成された水中照明具の縦断面
図である。

【図４】本発明の実施の形態２による水中照明具付き外
観検査装置で、水中照明具に移動調整機構を設けた図で
ある。

【図５】図４の水中照明具付き外観検査装置において、
水中照明具に角度調整機構を設けた図である。

【図６】本発明の実施の形態３による水中照明具付き外
観検査装置で、水中照明具に退避機構を設けた図であ
る。

【符号の説明】

１使用済燃料貯蔵プール２燃料集合体３水中テレビカメラ５，５Ａ，５Ｂ水中照明具６吊り下げ部材７表示装置８画像記録装置９制御装置１０ランプ１１反射板１２〜１６フレーム１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ孔１７接続端子１８電源ケーブル１９接続端子２０汎用ポール２０Ａ上下方向移動調整機構２１下アーム２１Ａ水平方向移動調整機構２１Ｂ角度調整機構２２上アーム２２Ａ水平方向移動調整機構２２Ｂ角度調整機構３０退避機構３１アーム３２汎用ポール３３揺動アーム３４取付台３５チャンネル着脱機手摺

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005429 日立電子株式会社東京都千代田区神田和泉町１番地 (72)発明者奥田慎一茨城県日立市幸町三丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者町田浩一茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者佐々木政名茨城県日立市幸町三丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者永松滋雄茨城県日立市幸町三丁目２番２号株式会社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者釘丸康一東京都小平市御幸町32番地日立電子株式会社小金井工場内 (72)発明者小峰功東京都小平市御幸町32番地日立電子株式会社小金井工場内Ｆターム(参考） 2G075 CA06 CA38 FA13 FA20 FB02 FC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物を水中で撮影する撮影手段
と、水中に吊り下げられ前記検査対象物を照明する照明
手段と、前記撮影手段で撮影した前記検査対象物の画像
を表示する画像表示手段と、を備えた水中照明具付き外
観検査装置において、前記照明手段は、縦長のランプと、該ランプの中心軸を
焦点とする放物面状に反射面が形成された反射板と、を
備えていることを特徴とする水中照明具付き外観検査装
置。
【請求項２】請求項１に記載の水中照明具付き外観検
査装置において、前記照明手段は、ポールによって水中に吊り下げられ、
かつ該ポールに沿って複数個設けられていることを特徴
とする水中照明具付き外観検査装置。
【請求項３】請求項２に記載の水中照明具付き外観検
査装置において、前記ポールには、前記照明手段を、吊り下げられた位置
で水平方向に移動させるとともに上下方向に移動させる
移動調整機構が設けられていることを特徴とする水中照
明具付き外観検査装置。
【請求項４】請求項２又は３に記載の水中照明具付き
外観検査装置において、前記ポールには、前記照明手段を該ポールに平行な面内
で傾動させる角度調整機構が設けられていることを特徴
とする水中照明具付き外観検査装置。
【請求項５】請求項２〜４のいずれかに記載の水中照
明具付き外観検査装置において、前記ポールには、非撮影時に前記照明手段を前記検査対
象物の前方から一時退避させる退避機構が設けられてい
ることを特徴とする水中照明具付き外観検査装置。
【請求項６】請求項１に記載の水中照明具付き外観検
査装置において、前記照明手段には前記反射板を支持する上下のフレーム
が設けられ、該フレームには孔が形成されて、前記ラン
プ周囲の水は前記孔を介して循環することを特徴とする
水中照明具付き外観検査装置。
【請求項７】請求項１に記載の水中照明具付き外観検
査装置において、前記照明手段には、前記ランプに電力を供給するための
電源ケーブルが着脱自在に接続される接続端子が設けら
れていることを特徴とする水中照明具付き外観検査装
置。