JP4676300B2 - RT three-dimensional sizing device - Google Patents
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Description
本発明は、鋼構造物等の物体に存在するきずなどの欠陥部のサイジングを行なう装置に係り、特に、欠陥部に対して対向する斜め2方向から放射線を照射し、各々の透過写真を拡大した平面画像を計測し、幾何学的解析によって欠陥部の立体寸法を算出し、サイジング結果をリアルタイムで表示し、出力するのに好適なRT3次元サイジング装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for sizing defects such as flaws existing in an object such as a steel structure, and in particular, irradiates radiation from two oblique directions facing the defect and enlarges each transmission photograph. The present invention relates to an RT three-dimensional sizing apparatus suitable for measuring a planar image obtained, calculating a three-dimensional dimension of a defective portion by geometric analysis, and displaying and outputting a sizing result in real time.
検査対象となった物体(対象物)の表面や内部に存在する割れやきず(疵)など各種の欠陥部について、当該対象物を破壊することなく検出する、いわゆる非破壊試験法は、従来から種々の分野に広く適用されているが、そのなかで対象物の内部まで検査することができる試験方法には、UT(超音波探傷試験)法とRT(放射線透過試験)法の2種がある。 The so-called nondestructive testing method, which detects various defects such as cracks and flaws (cracks) on the surface or inside of an object (object) that has been inspected without destroying the object, has traditionally been Although it is widely applied to various fields, there are two types of test methods that can be inspected to the inside of the object: UT (ultrasonic flaw detection test) method and RT (radiotransmission test) method. .
ここで、プラント機器に発生した欠陥部の立体寸法を測定する場合には、主としてUT法が適用されていて、このため各種の手法が採用されているが、RT法の場合、欠陥部の検出を目的として法令等に規定され、一般的に採用されているている方法にRT法〔I〕がある。 Here, when measuring the three-dimensional dimensions of the defective portion generated in the plant equipment, the UT method is mainly applied, and thus various methods are employed. In the case of the RT method, detection of the defective portion is performed. The RT method [I] is a method which is prescribed in laws and regulations for the purpose of and is generally adopted.
このとき更に特殊なRT方法としては、所定の基準片を用意し、この基準片を欠陥部と一緒に撮影し、欠陥部の像の濃度と基準片の像の濃度及び健全部などの濃度を測定し、測定した濃度から反応量や係数などを用いた計算により、欠陥部の高さ(深さ)を求めるRT法〔II〕も知られている(例えば、特許文献1参照。)。 At this time, as a more specific RT method, a predetermined reference piece is prepared, and the reference piece is photographed together with the defective portion, and the density of the image of the defective portion, the density of the image of the reference piece, and the density of the healthy portion are determined. An RT method [II] is also known in which a height (depth) of a defect portion is obtained by measurement and calculation using a reaction amount or a coefficient from the measured concentration (see, for example, Patent Document 1).
また、これらとは別に、医療用のX線CT装置をはじめ、対象物を回転台に載せて回転させながらX線を照射し、2D(2次元)の透過データを収集して断層像を表示するX線CT装置(例えば、特許文献2参照。)や、X線を斜めから照射して3次元断層ソフトで解析する3D(3次元)斜めCT方式などのRT法〔III〕も知られている(例えば、特許文献3参照。)。 In addition to these, X-rays are irradiated while rotating an object placed on a rotating table, including a medical X-ray CT apparatus, and 2D (two-dimensional) transmission data is collected to display a tomographic image. RT methods [III] such as an X-ray CT apparatus that performs X-ray CT (for example, refer to Patent Document 2) and a 3D (three-dimensional) oblique CT system that irradiates X-rays obliquely and analyzes them with three-dimensional tomographic software are also known. (For example, see Patent Document 3).
一方、図3に示すように、欠陥部2が存在する対象物1の表面に、銅線など放射線が通り難い材料の線材を設けて基準線部材3とし、従来のRT法〔I〕で用いられているX線発生器や放射線同位元素などの放射線源4と、工業用X線フィルムやイメージングプレートなどの作像媒体5、6を用いた、いわゆるRT−GUCHI法が、本願の発明者等によって発表されている(非特許文献1参照。)。
On the other hand, as shown in FIG. 3, on the surface of the object 1 where the
この図3において、同図(a)は、欠陥部2の割れなどの面状きずの長さ方向に斜め2方向照射を行う場合の一例を示したもので、このときは、図示のように、きずなどの欠陥部2の上に基準線部材3を載置して作像する。次に同図(b)は、欠陥部2のきずの長さ方向と直角な方向で斜め2方向照射を行う場合で、このときは、図示のように、欠陥部2の開口端部の一方の近傍に基準線部材3を載置するのである。
In FIG. 3, (a) shows an example of irradiation in two oblique directions in the longitudinal direction of the surface flaw such as a crack of the
更に詳しく説明すると、このRT−GUCHI法では、図3に示すように、放射線源4を一方と他方に移動させることにより、欠陥部2に対して対向する斜め2方向から交互に放射線を照射し、一照射毎に欠陥部2と基準線部材3とを同時に撮影する。そして、この2方向の撮影により、作像媒体5と作像媒体6には、それぞれ一方の欠陥部像7と他方の欠陥部像9、及び一方の基準線像8と他方の基準線像10のそれぞれを透過写真として作像する。
More specifically, in this RT-GUCHI method, as shown in FIG. 3, by moving the radiation source 4 to one side and the other side, radiation is alternately irradiated from two oblique directions facing the
次に、各々の透過写真を拡大し、欠陥部像の濃度の変局点と基準線像の相対位置寸法を計測する。そして、作像面をX−Y平面とし、欠陥部の高さ方向をZ方向として、各々の撮影配置寸法と前記の計測値を、X軸とY軸、それにZ軸の3次元座標に展開し、幾何学的解析により、欠陥部2の立体寸法を算出し、出力図として表示するのである。
Next, each transmission photograph is enlarged, and the relative position size of the inflection point of the density of the defect portion image and the reference line image is measured. Then, the imaging plane is the XY plane, the height direction of the defective portion is the Z direction, and the respective shooting arrangement dimensions and the measured values are expanded to the X axis, the Y axis, and the three-dimensional coordinates of the Z axis. Then, the three-dimensional dimension of the
そして、上記非特許文献1によれば、例えばステンレス鋼板の表面に存在した長さ約17mm、高さ約4.5mmの疲労割れについて、図3のRT−GUCHI法によりサイジング(寸法測定)を行なって得た結果を、UT法として代表的なTOFD法や端部エコー法によるサイジング結果と比較したところ、このRT−GUCHI法もUT法と同等精度のサイジング性能を有していることが確認できたとしている。
ところで、近年、日本国内でも原子力機器の維持基準が認知され、供用期間中に鋼構造物に発生した欠陥部のサイジングが重要視されているが、このとき現状の供用期間中検査における欠陥部のサイジング手法は、従来からUT法に限られている。しかし、このUT方法は、例えば鋳鋼材料のように超音波が通り難い部材や、欠陥部発生部の形状が複雑で超音波が入射できない場合には適用できない。 By the way, in recent years, the maintenance standard of nuclear equipment has been recognized in Japan, and sizing of defective parts generated in steel structures during the service period is regarded as important. Conventionally, the sizing method is limited to the UT method. However, this UT method cannot be applied to a member that is difficult for ultrasonic waves to pass, such as a cast steel material, or when the shape of a defective portion generating portion is complicated and ultrasonic waves cannot enter.
一方、RT法〔I〕やRT法〔II〕、それにRT法〔III〕は、対象物が例えば鋳鋼材であっても適用でき、更には測定対象部位の形状が複雑であっても適用できる。しかし、このとき、まず、RT法〔I〕の場合、欠陥部の長さと巾のサイジングはできるが、欠陥部の高さ方向のサイジングができない。 On the other hand, the RT method [I], the RT method [II], and the RT method [III] can be applied even if the object is, for example, cast steel, and can be applied even if the shape of the measurement target part is complicated. . However, at this time, in the case of the RT method [I], the length and width of the defect portion can be sized, but the defect portion cannot be sized in the height direction.
次に、RT法〔II〕は、ブローホールのような非面状欠陥部の高さのサイジングにも適用できるが、割れのような面状欠陥部のサイジングには適用できない。また、RT法〔III〕は、3D(三次元)の映像が表示できるものの、一般に定置式の装置でしか実用にされておらず、従って、対象物が搬送できる場合に限られてしまう。 Next, the RT method [II] can be applied to the sizing of the height of a non-planar defect portion such as a blow hole, but cannot be applied to the sizing of a planar defect portion such as a crack. In addition, although the RT method [III] can display a 3D (three-dimensional) image, it is generally put into practical use only with a stationary apparatus, and is limited to a case where an object can be conveyed.
ここで、RT−GUCHI法によれば、RT法〔I〕と同様、対象物が鋳鋼材の場合でも、測定対象部位の形状が複雑な場合であっても適用できる上、面状欠陥部の場合にも、当該部位の切断や搬送を必要とすることなくサイジングを行うことができる。 Here, according to the RT-GUCHI method, as in the case of the RT method [I], it can be applied even when the object is a cast steel material or the shape of the measurement target part is complicated, and the surface defect portion In some cases, sizing can be performed without requiring cutting or transporting of the part.
しかし、非特許文献1に開示されている従来の方法では、透過写真のディジタル化と、その画像の処理はオンラインで行っているものの、幾何学的解析には別装置を用い、手入力により間接的に処理しているので、誤入力の可能性が否定できないことから信頼性が懸念され、同じく誤入力の可能性が否定できないことから、欠陥部像の計測箇所数をできるだけ少なくする必要があり、適用範囲に制限を受けてしまうなどの課題が残っている。 However, in the conventional method disclosed in Non-Patent Document 1, digitization of a transmission photograph and processing of the image are performed online, but a separate device is used for geometric analysis, and indirect by manual input. Since the possibility of erroneous input cannot be denied, reliability is a concern, and the possibility of erroneous input cannot be denied, so it is necessary to reduce the number of measurement points in the defect area as much as possible. There are still issues such as limitations on the scope of application.
また、RT−GUCHI法の場合、欠陥部のサイジング精度に、撮影配置の寸法精度が直接影響することから、放射線源や作像媒体の位置設定と、このとき設定された位置座標の読み取りとを高精度で行う必要があり、このため、従来技術では、実際の現場での作業性に難点があった。 In the case of the RT-GUCHI method, since the dimensional accuracy of the imaging arrangement directly affects the sizing accuracy of the defect portion, the position setting of the radiation source and the image forming medium and the reading of the position coordinates set at this time are performed. Therefore, it is necessary to carry out with high accuracy. For this reason, the conventional technique has a difficulty in workability on an actual site.
本発明の目的は、RT−GUCHI法を適用して信頼性の高い欠陥部のサイジングが作業性がよく得られるようにしたRT3次元サイジング装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide an RT three-dimensional sizing apparatus in which the RT-GUCHI method is applied so that highly reliable defect sizing can be obtained with good workability.
より具体的にいえば、本発明の目的は、超音波が通り難かったり、超音波を入射できない部位に発生した欠陥部であっても、また、当該部位の切断や搬送を必要とすることなく、ブローホールのような非面状欠陥部の高さのサイジングはもとより、プラント機器に発生した割れなどの面状欠陥部であっても、RT−GUCHI法による欠陥部の3Dサイジングを行うことが可能で、透過写真のディジタル化と画像処理及び幾何学的解析をオンライン化した装置であって、このとき放射線源や作像媒体の撮影配置が高精度で、且つ、容易に設定可能であって、RT−GUCHI法の適用に好適な鋼構造物等の対象物に存在する欠陥部のRTサイジング装置を提供することである。 More specifically, the object of the present invention is to eliminate the need for cutting or transporting the part even if the ultrasonic wave is difficult to pass through or a defective part is generated in the part where the ultrasonic wave cannot be incident. In addition to sizing the height of non-planar defects such as blow holes, 3D sizing of defects using RT-GUCHI can be performed even for planar defects such as cracks generated in plant equipment. This is a device that can digitize transmission photographs, image processing, and geometric analysis on-line. At this time, the radiographic source and imaging medium can be set with high precision and easily. Another object of the present invention is to provide an RT sizing device for a defective portion existing in an object such as a steel structure suitable for application of the RT-GUCHI method.
上記目的は、物体の表面に基準線部材を保持させ、前記物体に存在する欠陥部に対向する斜め2方向から放射線を照射し、一照射毎に前記欠陥部と前記基準線部材を同時に撮影した透過写真をディジタル画像化して表示し、当該画像の表示面から前記欠陥部のサイジング範囲を指定するようにしたRT3次元サイジング装置において、前記透過写真の画像をディジタル画像データに変換する画像データ収集手段を備えた画像ディジタル変換部と、前記ディジタル画像データを取込んで表示する際の表示条件を設定する手段と、指定位置間寸法を測長する手段を備えた画像処理部と、指定した照射方向の透過写真におけるそれらの計測値と各々の照射方向の幾何学的な配置寸法の入力値を用い、前記欠陥部の3次元の寸法を解析処理し、リアルタイムで表示させる手段を備えた3次元解析部とを設け、前記画像ディジタル変換部は前記画像処理部にオンライン接続され、前記画像処理部は前記3次元解析部にオンライン接続されているようにして達成される。 The purpose is to hold the reference line member on the surface of the object, irradiate radiation from two oblique directions facing the defect part existing in the object, and simultaneously photograph the defect part and the reference line member for each irradiation. In an RT three-dimensional sizing apparatus for displaying a transmission photograph as a digital image and displaying the sizing range of the defective portion from the display surface of the image, image data collecting means for converting the image of the transmission photograph into digital image data An image digital conversion unit, a unit for setting display conditions when the digital image data is captured and displayed, an image processing unit having a unit for measuring a dimension between specified positions, and a specified irradiation direction 3D dimensions of the defect portion are analyzed by using the measured values in the transmission photograph of the image and the input values of the geometrical arrangement dimensions in the respective irradiation directions. A three-dimensional analysis unit having means for displaying the image, the image digital conversion unit is connected online to the image processing unit, and the image processing unit is connected online to the three-dimensional analysis unit Achieved.
このとき、更に前記物体の前記欠陥部が存在する面から一定の間隔を保ち前記面に沿って配置したガイド部材と、前記ガイド部材の延長方向に沿って移動可能に保持した線源位置移動手段とが備えられ、前記線源位置移動手段に放射線源が搭載されているようにしてもよい。 At this time, a guide member disposed along the surface while maintaining a certain distance from the surface where the defective portion of the object is present, and a radiation source position moving means held movably along the extending direction of the guide member Doo is provided, the radiation source may be mounted on the source position moving means.
ここで、本発明の第1の実施形態では、RT欠陥部像計測サイジング表示装置を用い、該装置では、斜め2方向照射の各々の透過写真をディジタル画像化してディジタルデータを記憶する手段と、記憶した画像を表示モニタへ表示して拡大倍率や濃度分析位置、計測位置を指定することにより、該ディジタル画像を拡大表示する。 Here, in the first embodiment of the present invention, an RT defect image measurement sizing display device is used, and in this device, each transmission photograph of oblique two-direction irradiation is converted into a digital image, and digital data is stored; The stored image is displayed on a display monitor, and the digital image is enlarged and displayed by designating an enlargement magnification, a density analysis position, and a measurement position.
このとき更に指定位置の濃度分布を表示し、指定位置間の寸法を測長して表示する手段と、それらの画像を出力プリンターによってハードコピーで出力する画像処理機能と共に、予め、サイジング対象別に欠陥部の断面形状を四辺形、円形及び三角形に近似させて解析する幾何学的な関係式や2次方程式、サイジングに関連する一連の計算式と入力データ票を記憶させる。 At this time, the density distribution at the specified position is further displayed, the dimension between the specified positions is measured and displayed, and the image processing function for outputting these images in hard copy by the output printer, together with the defect for each sizing object. It stores geometric relational expressions and quadratic equations that analyze the cross-sectional shape of the part by approximating it to quadrilaterals, circles, and triangles, and a series of calculation formulas related to sizing and input data sheets.
そして、サイジング対象を指定する毎にその対象と符号する入力データ票を表示する手段と、前述の画像処理機能により計測した欠陥部像の計測値を該入力データ票へ直接入力する手段と、該入力データ票へ斜め2方向照射の各々の撮影配置情報を入力することで欠陥部の3次元の寸法を自動的に計算し、それらの計算結果を予め記憶させた出力図を用いて表示モニタへリアルタイムで表示せしめ、出力プリンターでハードコピーを出力させる手段を用いる。 Each time a sizing target is designated, a means for displaying an input data slip that is encoded as the subject, a means for directly inputting a measured value of the defect image measured by the image processing function to the input data slip, By inputting the imaging arrangement information of each of the oblique two-way irradiations to the input data sheet, the three-dimensional dimensions of the defective part are automatically calculated, and the calculation results are stored in advance on the display monitor using the output diagram stored in advance. A means for displaying in real time and outputting a hard copy with an output printer is used.
また、本発明の第2の実施形態では、RTサイジング装置を用い、該装置では、幾何学的な配置寸法を精度良く設定し、その寸法を計算に反映させるために、放射線源と作像媒体を把持して対象物に取り付ける機構と、放射線源が対象物の表面と平行に走行可能な移動機構と、基準線の中心を通り作像媒体と直交する線の作像面との交点をX=0、Y=0、Z=0の原点として、各照射時の線源位置のX、Y、Z座標を出力する機構とで構成した放射線源移動機構を擁し、該放射線源移動機構からの出力信号を前述のRT欠陥部像計測サイジング表示装置へ直接入力する手段を用いる。 In the second embodiment of the present invention, an RT sizing apparatus is used, and in this apparatus, a radiation source and an imaging medium are set in order to accurately set a geometric arrangement dimension and reflect the dimension in the calculation. X is the intersection of the mechanism that grips and attaches to the object, the moving mechanism that allows the radiation source to travel parallel to the surface of the object, and the imaging plane of the line that passes through the center of the reference line and is orthogonal to the imaging medium = 0, Y = 0, Z = 0 as a starting point, a radiation source moving mechanism configured with a mechanism for outputting X, Y, Z coordinates of the radiation source position at each irradiation is provided. A means for directly inputting an output signal to the above-described RT defect image measurement sizing display device is used.
このとき更に欠陥部像を複数箇所で計測し、解析処理された複数箇所の欠陥部の高さや、線源位置を移動して複数回の2方向照射を行い、それぞれの透過写真を計測し解析処理した複数箇所の欠陥部の高さを元に、欠陥部の位置と形状を3次元の立体図形で表示し、出力する手段を用いている。 At this time, the defect part images are further measured at a plurality of locations, and the heights of the defect portions at the plurality of analyzed locations and the radiation source positions are moved to perform two-way irradiation, and each transmission photograph is measured and analyzed. Based on the heights of the processed defect portions, the position and shape of the defect portions are displayed and output as a three-dimensional solid figure.
本発明によれば、放射線透過法によっても欠陥部の高さ方向のサイジングが行なえ、超音波が通り難かったり、超音波を入射できない部位に発生した欠陥部であっても、3Dサイジングを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform sizing in the height direction of the defect portion even by the radiation transmission method, and to perform 3D sizing even if the defect portion is difficult to pass through the ultrasonic wave or is generated at a site where the ultrasonic wave cannot be incident. Can do.
また、本発明によれば、欠陥部が存在する部分の切断や搬送を必要とすることなく、ブローホールのような非面状の欠陥部はもとより、プラント機器に発生した割れなどの面状欠陥部であっても、欠陥部の3Dサイジングを行うことができる。 In addition, according to the present invention, a surface defect such as a crack generated in a plant device as well as a non-surface defect portion such as a blow hole is required without cutting or transporting a portion where the defect portion exists. Even if it is a part, 3D sizing of a defective part can be performed.
また、本発明によれば、透過写真像の計測を高精度で行うための機能と、必要な幾何学的計算を自動的に行う機能とをオンラインで連結した装置を提供すると共に、放射線源の設定が容易で、且つ、正確な撮影配置寸法が確実に幾何学的計算に反映できる装置を提供し、実現場作業での作業性を向上させ、信頼性の高い欠陥部の3Dサイジングを行うことができる。 In addition, according to the present invention, there is provided an apparatus in which a function for measuring a transmission photograph image with high accuracy and a function for automatically performing necessary geometric calculations are connected online, and Providing a device that is easy to set up and can accurately reflect accurate shooting layout dimensions in geometric calculations, improve workability in real-world work, and perform highly reliable 3D sizing of defective parts Can do.
更に、本発明によれば、欠陥部のサイジング結果が3Dの立体図形としてリアルタイムでモニタ表示でき、プリンターから出力させることができることから、サイジング結果が直ちに確認でき、きずなどの欠陥部の大きさと位置についての視認性が向上する。 Furthermore, according to the present invention, since the sizing result of the defective portion can be displayed on the monitor in real time as a 3D solid figure and can be output from the printer, the sizing result can be immediately confirmed, and the size and position of the defective portion such as a flaw. Visibility is improved.
以下、本発明によるRT3次元サイジング装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the RT three-dimensional sizing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明の第1の実施形態で、これは、図の上側に示されているように、表面に割れ状の欠陥部2がある場合の平板状の物体を対象物1として、図3で説明したRT−GUCHI法による撮影を適用した場合の一実施形態であり、従って、このときも、撮影に先立って、予め対象物1の表面に基準線部材3を取付けておく。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. As shown in the upper side of the figure, a flat object in the case where a crack-
そして、まず、欠陥部2に対して左斜め方向から放射線が照射できる位置Lに放射線源4を置き、この状態で対象物1に放射線を照射し、欠陥部2と基準線部材3を同時に撮影して、欠陥部像7と基準線像8(図3参照)からなる透過写真画像が記録された作像媒体5を得る。
First, the radiation source 4 is placed at a position L where radiation can be emitted from the left oblique direction with respect to the
次いで、今度は、放射線源4を、欠陥部2に対して右斜め方向から放射線が照射できる位置Rに移動させ、再び対象物1に放射線を照射し、欠陥部2と基準線部材3を同時に撮影し、今度は欠陥部像9と基準線像10(図3)からなる透過写真画像が記録された作像媒体6を得る。
Next, this time, the radiation source 4 is moved to the position R where the radiation can be emitted from the right oblique direction with respect to the
そして、この実施形態では、これら作像媒体5、6から2方向照射の各々の透過写真画像の画像データを得、これにより3次元サイジングが得られるようにしてあり、このため、大別して画像ディジタル変換部11と、画像処理部16、それに3次元解析部32を備えている。
In this embodiment, the image data of the transmission photographic images of each of the two-directional irradiations are obtained from these
まず、画像ディジタル変換部11は、画像の縦横両方向の濃度変位量を極微小ピッチで収集可能なデジタイザーを備え、作像媒体5、6に記録されている写真画像を画像データに変換する働きをする。このときのデジタイザーとは、例えばCCDなどの固体画像変換装置の一種で、ここではAD変換条件設定部12から与えられている条件のもとで動作するようになっている。
First, the image
そして、この画像データ収集部13から出力された画像データは、同じく画像ディジタル変換部11に含まれているAD変換部14によりディジタル化された上でディジタルデータ記憶部15に記録される。
The image data output from the image
次に、画像処理部16は、濃度・コントラスト指定入力部17が接続された濃度・コントラスト変換認識部18と拡大倍率指定入力部19が接続された指定倍率認識部20、濃度分析範囲指定入力部21が接続された指定範囲認識部22と濃度分析オブジェクト設定部23、それに像計測位置指定入力部24が接続された計測オブジェクト設定部25を備え、これにより、ディジタルデータ記憶部15に画像データを記憶する際の記録条件を設定する働きをする。
Next, the
また、この画像処理部16は、濃度・コントラスト変換部26と指定倍率画像生成部27、濃度グラフ生成部28、それに計測部29を備え、これによりディジタルデータ記憶部15に記憶された画像データを読出して表示する際の表示条件を設定する働きをし、それぞれの出力は表示モニタ30と出力プリンター31に供給される。
The
従って、濃度・コントラスト指定入力部17と拡大倍率指定入力部19を操作することにより、ディジタルデータ記憶部15に保存されたディジタルデータからオンラインで抽出された各画像データについて濃度・コントラスト変換部26による変換処理と、指定倍率画像生成部27による倍率変換処理が施され、指定された濃度・コントラストと拡大倍率のもとで欠陥部の画像が表示モニタ30に拡大表示される。
Accordingly, by operating the density / contrast
また、濃度分析範囲指定入力部21を操作し、濃度分析範囲を指定することにより、該指定範囲の濃度分布が濃度グラフ生成部28により計算され、表示モニタ30にグラフ表示されることになり、像計測位置指定入力部24を操作し、表示画像上で計測位置を指定することにより、該指定位置間の寸法が計測部29により計測され、計測値がディジタル値として表示モニタ30に表示されることになる。
Further, by operating the concentration analysis range
このとき、濃度・コントラスト指定入力部17を操作することにより、表示画像の明暗やコントラストを、観察者が見やすいように調整することができ、また、このとき出力プリンター31が備えられているので、表示モニタ30に表示された画像とデータについては、ハードコピーとして任意に取り出すことができる。
At this time, by operating the density / contrast
次に、3次元解析部32は、サイジング対象・状態指定入力部33が接続されたサイジング対象・状態認識部34と入力データ票記憶部35、それに撮影配置入力部36が接続された撮影配置データ認識部37を備え、これら入力データ票記憶部35と撮影配置データ認識部37の出力は入力データ票生成部38に供給されている。
Next, the three-
そして、この入力データ票生成部38に画像処理部16の計測部29から計測位置がオンラインで供給され、これにより演算部39に欠陥部の立体寸法の表示に必要なデータが出力され、演算部39から表示モニタ30と出力プリンター31に、表示用のデータが供給されるようになっている。
Then, the measurement position is supplied online from the
このため、入力データ票記憶部35には、予めサイジング対象別に欠陥部の断面形状を四辺形、円形及び三角形に近似させて解析する幾何学的な関係式や2次方程式、サイジングに関連する一連の計算式、それに入力データ票が記憶させてある。 For this reason, in the input data form storage unit 35, a geometric relational expression, a quadratic equation, and a series of sizing related to sizing are analyzed in advance by approximating the cross-sectional shape of the defect part to a quadrilateral, a circle, and a triangle for each sizing object. And the input data vote are stored.
そこで、サイジング対象・状態指定入力部33によりサイジング対象・状態として、対象物の形状、欠陥部の位置、斜め照射の方向、管の場合の撮影法などを指定すると、各々の組み合せに対応する入力データ票が表示モニタ30に表示される。
Therefore, when the sizing object / state
こうして表示モニタ30に入力データ票が表示されたら、これを見て撮影配置データ入力部36を操作し、必要な撮像配置を入力すれば、表示モニタ30の表示画像上で指定した計測位置の欠陥部像計測データが演算部39により自動的に計測され、測長したディジタル計測値が入力データ票の該当位置にオンラインで直接入力され、表示されることになる。
When the input data slip is displayed on the display monitor 30 in this way, the imaging arrangement
そして、これと共に、演算部39は、指定されたサイジング対象・状態に対応した幾何学的解析など一連の計算処理を行ない、予め記憶させた出力図を用い、欠陥部の立体寸法をリアルタイムで算出し、表示モニタ30により表示させる。このとき、必要に応じて、該出力図を出力プリンター31からがプリントアウトさせることもできる。
Along with this, the
このとき、演算部39には、オプション指定部40が、オプション指定認識部41を介して接続されていて、このオプション指定部40を用いて欠陥部の識別最小限界値や欠陥部のアスペクト値を入力すれば、それらが自動的に反映されて計算処理がされるようにしてある。
At this time, the
次に、この実施形態の作用効果について説明すると、まず、この実施形態では、画像処理部16において、欠陥部像を拡大表示し、濃度分析グラフを表示した上で計測位置指定を行なうことができるので、より精密な計測位置指定が容易に得られることになる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described. First, in this embodiment, the
また、この実施形態では、画像ディジタル変換部11が画像処理部16にオンラインで接続されている上に、この画像処理部16も3次元解析部32にオンラインで接続してあり、従って、画像処理部16において機械的に測長した計測データが出力された場合、それが3次元解析部32に直接入力され、ここで処理されるので、間接入力に伴う誤入力により懸念される信頼性の低下という、従来技術における弱点は解消できる。
In this embodiment, the image
更に、この実施形態では、計測データが3次元解析部32に直接入力されるので、個々に入力する必要がなく、このため欠陥部像の計測箇所を最小限に絞り込む必要性が薄れ、計測箇所の増加が容易になる。従って、特に、欠陥部像の濃度分布が複雑な場合などで、計測位置を多数指定して欠陥部の複数断面における高さの解析を行ないたい場合、それを可能にすることができるので、サイジングの信頼性を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the measurement data is directly input to the three-
次に、本発明の第2の実施形態について図2により説明すると、これは、図示のように、対象物が例えばプラントの配管100で、その内面に割れ状の欠陥部2が存在している場合、そのサイジングを行う場合に有効な本発明の一実施形態で、このとき、この図2の実施形態でも、放射線源にはX線発生器46が用いられ、これに制御装置43から電力が供給されるようになっている。このとき、X線発生器46はクーリッジ管などのX線源を備え、線源把持部47により線源位置移動機構48に把持されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. As shown in the drawing, the object is, for example, a
そして、この線源位置移動機構48は、軌道50により上リング部材51に走行可能に保持されていて、制御装置43から制御信号が供給されることにより上リング部材51に沿って移動し、任意の位置に停止できるようになっている。このため、軌道50は上リング部材51と同じ円弧状に配置され、また、線源位置移動機構48には位置検出用のエンコーダ49が設けられ、移動位置が制御装置43に与えられるようになっている。
The radiation source
このとき上リング部材51は、図示のように、半円形の部材で作られ、同じ半円形の部材からなる下リング部材52に、リング開閉軸53により連結されていて、リング開閉軸53を関節軸にして逆3の字形(図示の場合)に開いた状態にすることができ、この状態で、欠陥部のサイジングを行う配管100を挟み、リング連結部54により、配管100を挟み込むようにして当該配管100に装着することができるように構成されている。
At this time, as shown in the figure, the
このため、これら上リング部材51と下リング部材52の内側には、図示のように、それぞれ支持脚55が取付けてあり、両リングをリング連結部54により締付けることにより配管100に支持脚55が当接し、この結果、配管100に間隔をもって保持させることができる。
For this reason, as shown in the figure, support
ここで、この実施形態のように、対象物が管状の部材、つまり配管100の場合も、同様に欠陥部に対して斜め2方向から放射線を照射し、同じく2枚の透過写真44、45を得るようになっており、このため、下リング部材52に、上側、つまり配管100側の面が円弧面になっている作像媒体受台56が取付けてあり、この上に作像媒体5、6が載置できるようになっている。
Here, as in this embodiment, even when the object is a tubular member, that is, the
そして、このときの作像媒体受台56の円弧面については、以下の通りにしてある。すなわち、上リング部材51と下リング部材52を配管100の配管に保持させたとき、軌道50の円弧と作像媒体受台56の円弧面とが、上記配管の外表面に対して、それぞれ半径が異なる同心円になるようにしてある。
The arcuate surface of the image forming
ここで、この図2の実施形態でも、サイジングに際しては基準線部材3を用いるが、この図2場合は、図示のように、配管100の外面に基準線部材3を載置する。そして、この状態においてサイジングを行うのであるが、この実施形態では、このとき、まず、X線発生器46の位置について、その基点となる位置の設定を行う。
Here, in the embodiment of FIG. 2 as well, the
このため、制御装置43により線源位置移動機構48を制御し、X線発生器46を、図2の一点鎖線で示す位置、すなわち基準線部材3と配管100の中心を通る線の延長線上の位置に設定する。そして、この位置で線源位置移動機構48に組込まれているエンコーダ49の出力を欠陥部像計測サイジング表示装置42に取込み、このとき検出されている位置を“0”とし、これを管周方向走行の基点として設定する。
For this reason, the
そして、以後、欠陥部像計測サイジング表示装置42では、エンコーダ49から取込まれる位置データについては、この基点から、例えば図の左方向への移動量を(−)側移動量とし、右方向への移動量を(+)側移動量として、X線発生器46の位置を認識する。
Thereafter, in the defect portion image measurement
そこで、次に、制御装置43により線源位置移動機構48を制御し、X線発生器46の位置を図2の実線で示す位置Lと破線で示す位置Rに順次移動させ、その都度、異なる方向からX線照射を行い、それぞれの透過写真44、45を作像媒体5、6に記録させる。
Therefore, next, the
そして、この作像媒体5、6に記録された透過写真44、45を欠陥部像計測サイジング表示装置42に取り込ませれば、複数箇所の欠陥部の高さが解析処理されて、欠陥部の位置と形状が3次元の立体図形で表示モニタ30にリアルタイムで表示され、このとき併せて出力プリンター31により該立体図形がハートコピーとして得られることになる。
Then, if the transmission photographs 44 and 45 recorded on the
更に詳細に説明すると、この図2において、欠陥部像計測サイジング表示装置42は、図1の実施形態における画像ディジタル変換部11と、画像処理部16、それに3次元解析部32を併せ備えたものである。そこで、透過写真44、45が記録されている作像媒体5、6を用意し、これを欠陥部像計測サイジング表示装置42の画像ディジタル変換部11に読み取らせることができる。
More specifically, in FIG. 2, the defect image measurement
そして、このとき、濃度・コントラスト指定入力部17などの各入力部を操作してやれば、図1の実施形態と同じく、表示モニタ30の表示画像上で指定した計測位置の欠陥部像計測データが演算部39により自動的に計測され、測長したディジタル計測値が入力データ票の該当位置にオンラインで直接入力され、表示モニタ30に表示され、出力プリンター31からプリントアウトされることになる。
At this time, if each input unit such as the density / contrast
このとき、撮影配置データについては、作像媒体5、6に記録された透過写真44、45、配管100から作像媒体5、6に透過写真44、45を記録する際、既に制御装置43から欠陥部像計測サイジング表示装置42に入力されているので、ここで改めて入力する必要は無い。
At this time, regarding the shooting arrangement data, when the transmission photographs 44 and 45 recorded on the
従って、この図2の実施形態によれば、欠陥部2のサイジングを行う配管100に、上記したように、上リング部材51と下リング部材52を装着するだけで、斜め2方向照射にをX線発生器46が実線で示された位置Lと点線で示された位置Rに順次自動的に移動し、作像媒体5、6に透過写真44、45が記録されるので、極めて簡単に3次元サイジングを得ることができる。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 2, as described above, the
そして、更にこの図2の実施形態によれば、サイジング対象となった配管100から透過写真44、45が記録されている作像媒体5、6を得るまでの処理が簡単になるので、短時間で3次元サイジングを得ることができる。
Further, according to the embodiment of FIG. 2, since the processing until obtaining the
また、この第2の実施形態によれば、上リング51によりX線発生器46が案内されるので、X線発生器46の移動量が正確に制御され、しかも、このとき配管100の外表面からX線発生器46までの距離も一定に保たれるので、X線発生器を自由空間に設定する場合と比べて、極めて容易に精度良く設定することができる。
Further, according to the second embodiment, since the
一方、作像媒体5、6についても、それが作像媒体受台56の上に載置されることから配管100の外表面との距離は一定となり、前述のX線発生器46側の設定と合わせて、全体としての幾何学的な撮影配置寸法が極めて正確な値になり、従って、この図2の実施形態によれば、実作業現場での線源や作像媒体の設定に関する作業性が著しく向上される。
On the other hand, since the
また、この図2の実施形態によれば、欠陥部像計測サイジング表示装置42に画像ディジタル変換部と画像処理部、それに3次元解析部が併せ備えられているので、画像処理部で機械的に測長した計測データが当該画像処理部から出力された場合、それが3次元解析部に直接入力され、従って、間接入力に伴う従来技術における弱点が解消できる。
In addition, according to the embodiment of FIG. 2, the defect image measurement
しかも、この図2の実施形態では、配置寸法データが制御装置43からの出力信号として欠陥部像計測サイジング表示装置42に直接入力されので、信頼性の高いサイジングが可能となり、このとき更に、基点からの移動量を変えて複数回撮影し、欠陥部の複数断面について、複数箇所の欠陥部の高さを解析することが可能なので、欠陥部の立体図形化と相俟ってサイジングの著しい信頼性向上を得ることができる。
In addition, in the embodiment of FIG. 2, since the arrangement dimension data is directly input to the defect image measurement
ところで、図2の実施形態は対象物が配管100の場合であるが、この第2の実施形態は、図1の実施形態のように、対象物が平板状で、それに存在する欠陥部のサイジングを行う平板用RTサイジング装置に適合させるこも可能である。 By the way, although embodiment of FIG. 2 is a case where a target object is the piping 100, this 2nd Embodiment is sizing of the defect part which has a flat target object like embodiment of FIG. 1, and exists in it. It is also possible to adapt it to a flat plate RT sizing apparatus.
そして、この場合は、図2において、下リング部材52に相当する部分と作像媒体受台56に相当する部分を除き、これに代えて平板状の作像媒体受台を設けると共に、上リング部材51に代えて4脚架台式の平面ガイド部材を設け、このガイド部材に平板状作像媒体受台の板面と平行に軌道を配置し、この軌道に線源位置移動機構48を案内させ、X線発生器46の移動量が得られるようにしてやれば良い。
In this case, in FIG. 2, except for the portion corresponding to the
このようにした実施形態によれば、X線発生器46の移動量が正確に出力され、且つ平板状対象物の外表面とX線源の間の距離も一定に保たれるので、X線発生器を自由空間で設定する場合と比べて、極めて容易に精度良く設定することができ、従って、図2の配管用のRTサイジング装置と同様に信頼性の高いサイジングを行うことができる。
According to this embodiment, the amount of movement of the
ところで、以上の実施形態は、何れもX線源によるRTサイジング装置の場合について説明したが、線源に放射線同位元素のγ線源を用いる場合は、図2に示すX線発生器本体46を取り外し、代りにγ線源伝送管を把持するようにすればよい。なお、このことは図1の実施形態にも言えることであり、この場合は、放射線源4に代えてγ線源を用いることになる。
By the way, although the above embodiment demonstrated the case of the RT sizing apparatus by an X-ray source, when using the gamma ray source of a radioisotope as a radiation source, the X-ray generator
1:対象物(欠陥部サイジング対象物)
2:欠陥部
3:基準線部材
4:放射線源
5:作像媒体
6:作像媒体
7:欠陥部像
8:基準線像
9:欠陥部像
10:基準線像
11:画像ディジタル変換部
12:AD変換条件設定入力部
13:画像データ収集部
14:AD変換部
15:ディジタルデータ記憶部
16:画像処理部
17:濃度・コントラスト指定入力部
18:濃度・コントラスト変換認識部
19:拡大倍率指定入力部
20:指定倍率認識部
21:濃度分析範囲指定入力部
22:指定範囲認識部
23:濃度分析オブジェクト設定部
24:像計測位置指定入力部
25:計測オブジェクト設定部
26:濃度・コントラスト変換部
27:指定倍率画像生成部
28:濃度グラフ生成部
29:計測部
30:表示モニタ
31:出力プリンター
32:3次元解析部
33:サイジング対象・状態指定入力部
34:サイジング対象・状態認識部
35:入力データ票記憶部
36:撮影配置データ入力部
37:撮影配置データ認識部
38:入力データ票生成部
39:演算部
40:オプション指定部
41:オプション指定認識部
42:欠陥部像計測サイジング表示装置
43:制御装置
44:透過写真
45:透過写真
46:X線発生器
47:線源把持部
48:線源位置移動機構
49:エンコーダ
50:軌道
51:上リング部材
52:下リング部材
53:リング開閉軸
54:リング連結部
55:支持脚
56:作像媒体受台
100:配管(欠陥部サイジング対象物)
1: Object (defect sizing object)
2: Defect part 3: Reference line member 4: Radiation source 5: Image forming medium 6: Image forming medium 7: Defect part image 8: Reference line image 9: Defect part image 10: Reference line image 11: Image digital conversion part 12 : AD conversion condition setting input unit 13: Image data collection unit 14: AD conversion unit 15: Digital data storage unit 16: Image processing unit 17: Density / contrast designation input unit 18: Density / contrast conversion recognition unit 19: Enlargement magnification designation Input unit 20: Designated magnification recognizing unit 21: Density analysis range designation input unit 22: Designated range recognition unit 23: Density analysis object setting unit 24: Image measurement position designation input unit 25: Measurement object setting unit 26: Density / contrast conversion unit 27: Designated magnification image generation unit 28: Density graph generation unit 29: Measurement unit 30: Display monitor 31: Output printer 32: Three-dimensional analysis unit 33: Siji Target / state designation input unit 34: sizing target / state recognition unit 35: input data vote storage unit 36: shooting arrangement data input unit 37: shooting arrangement data recognition unit 38: input data vote generation unit 39: calculation unit 40: option Designation part 41: Option designation recognition part 42: Defect part image measurement sizing display device 43: Control device 44: Transmission photograph 45: Transmission photograph 46: X-ray generator 47: Radiation source gripping part 48: Radiation source position moving mechanism 49: Encoder 50: Orbit 51: Upper ring member 52: Lower ring member 53: Ring opening / closing shaft 54: Ring connecting portion 55: Support leg 56: Imaging medium pedestal 100: Piping (defective portion sizing object)
Claims (8)
前記透過写真の画像をディジタル画像データに変換する画像データ収集手段を備えた画像ディジタル変換部と、
前記ディジタル画像データを取込んで表示する際の表示条件を設定する手段と、指定位置間寸法を測長する手段を備えた画像処理部と、
指定した照射方向の透過写真におけるそれらの計測値と各々の照射方向の幾何学的な配置寸法の入力値を用い、前記欠陥部の3次元の寸法を解析処理し、リアルタイムで表示させる手段を備えた3次元解析部とを設け、
前記画像ディジタル変換部は前記画像処理部にオンライン接続され、前記画像処理部は前記3次元解析部にオンライン接続されていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 A reference line member is held on the surface of the object, radiation is irradiated from two oblique directions facing the defect portion existing on the object, and a transmission photograph obtained by simultaneously photographing the defect portion and the reference line member for each irradiation is digitally photographed. In an RT three-dimensional sizing device that displays an image, and designates a sizing range of the defect from the display surface of the image,
An image digital converter comprising image data collecting means for converting the image of the transmission photograph into digital image data;
Means for setting display conditions when capturing and displaying the digital image data; and an image processing unit comprising means for measuring the dimension between the designated positions;
A means for analyzing and displaying in real time the three-dimensional dimensions of the defect using the measured values in the transmission photographs in the designated irradiation directions and the input values of the geometrical arrangement dimensions in the respective irradiation directions; A three-dimensional analysis unit,
The RT digital three-dimensional sizing device, wherein the image digital conversion unit is connected online to the image processing unit, and the image processing unit is connected online to the three-dimensional analysis unit.
前記画像処理部が、指定範囲の濃度分布をグラフ表示させる手段を備えていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 1,
The RT three-dimensional sizing device, wherein the image processing unit includes means for displaying a density distribution in a specified range in a graph.
前記画像処理部が、表示モニタと出力プリンターの少なくとも一方を備えていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 1,
An RT three-dimensional sizing device, wherein the image processing unit includes at least one of a display monitor and an output printer.
前記3次元解析部が、前記欠陥部の識別最小限界値とアスペクト値の少なくとも一方を入力するためのオプション手段を備えていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 1,
The RT three-dimensional sizing device, wherein the three-dimensional analysis unit includes an optional means for inputting at least one of an identification minimum limit value and an aspect value of the defect portion.
前記物体の前記欠陥部が存在する面から一定の間隔を保ち前記面に沿って配置したガイド部材と、前記ガイド部材の延長方向に沿って移動可能に保持した線源位置移動手段とが備えられ、
前記線源位置移動手段に放射線源が搭載されていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 1 ,
A guide member disposed along the surface maintaining a constant distance from the surface on which the defect of the object exists, and movably retained source position moving means is provided along the extending direction of the guide member ,
An RT three-dimensional sizing apparatus, wherein a radiation source is mounted on the radiation source position moving means.
前記物体が管状部材で、前記ガイド部材が前記管状部材と同心になったリング部材で構成されていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 5,
An RT three-dimensional sizing device, wherein the object is a tubular member, and the guide member is a ring member concentric with the tubular member.
前記リング部材が上リング部材と下リング部材で構成され、
これら上リング部材と下リング部材は各々の一方の端部で開閉軸により連結されていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 6,
The ring member is composed of an upper ring member and a lower ring member,
An RT three-dimensional sizing device, wherein the upper ring member and the lower ring member are connected to each other at one end by an opening / closing shaft.
前記物体が板状部材で、前記ガイド部材が前記板状部材と並行になった平面ガイド部材で構成されていることを特徴とするRT3次元サイジング装置。 The RT three-dimensional sizing device according to claim 5,
An RT three-dimensional sizing apparatus, wherein the object is a plate-like member, and the guide member is a planar guide member parallel to the plate-like member.
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