特許 7551991 放射性同位体を用いたパイプ及び他の構造体に対する放射線検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】放射性同位体を用いたパイプ及び他の構造体に対する放射線検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20240910BHJP

【ＦＩ】

G01N23/04

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020203152

(22)【出願日】2020-12-08

(65)【公開番号】P2021099320

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2023-01-10

(31)【優先権主張番号】62/952,057

(32)【優先日】2019-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/852,279

(32)【優先日】2020-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】517023736

【氏名又は名称】ヴァレックス イメージング コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クライド メイ

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド ティー ニシウス

(72)【発明者】

【氏名】ラジャシェカー ヴェンカタチャラン

【審査官】比嘉 翔一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５０１４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２３８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１３８３２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１７４４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２１６２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５２９４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０２７５５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５６－０７０６００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５９－０５６５５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８４９６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ２３／００－Ｇ０１Ｎ２３／２２７６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍ３）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線検査システムであって、
検出器と、
前記検出器を構造体に、前記検出器が前記構造体の周りに移動できるように取り付けるように構成された支持体と、
放射性同位体と、
前記放射性同位体からの放射線を成形するように構成された放射性同位体コリメータと、
前記検出器を前記放射性同位体コリメータに結合して、前記放射性同位体コリメータが前記検出器とともに動くようにするコリメータ支持アームと、
を含み、
前記コリメータ支持アームは、前記検出器に対する前記放射性同位体コリメータの位置又は向きを変更するように調整可能である、放射線検査システム。

【請求項2】

前記検出器及び前記放射性同位体コリメータを前記構造体の周りに回転させるように構成された制御論理回路をさらに含む、請求項１に記載の放射線検査システム。

【請求項3】

前記制御論理回路はさらに、前記検出器が回転すると前記検出器からデータを連続的に取得するように構成されている、請求項２に記載の放射線検査システム。

【請求項4】

前記制御論理回路はさらに、前記検出器から複数の画像を取得するように構成され、各画像は異なる回転位置で取得される、請求項２または３に記載の放射線検査システム。

【請求項5】

前記制御論理回路はさらに、前記複数の画像を結合して合成画像にするように構成されている、請求項４に記載の放射線検査システム。

【請求項6】

前記制御論理回路はさらに、前記回転位置における前記検出器の滞留時間及び前記複数の画像の数の少なくとも一方を決定するように構成されている、請求項４または５に記載の放射線検査システム。

【請求項7】

前記制御論理回路はさらに、前記複数の画像を取得するために前記検出器の活性領域全体よりも小さい前記検出器の活性領域を選択するように構成されている、請求項４から６のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項8】

無線通信システムをさらに含み、
前記制御論理回路はさらに、前記検出器からデータを、前記無線通信システムを通して通信するように構成されている、請求項２から７のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項9】

前記制御論理回路はさらに、前記構造体及び放射性同位体の強度の少なくとも一方に基づいて前記構造体を走査する前記検出器の走査パラメータを生成するように構成されている、請求項２から８のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項10】

前記コリメータ支持アームは前記放射性同位体コリメータの位置及び向きを調整可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項11】

前記コリメータ支持アームは少なくとも２つの自由度を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項12】

前記支持体は、前記検出器を前記構造体に取り付けるように構成された柔軟なベルトを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の放射線検査システム。

【請求項13】

前記柔軟なベルトはさらに、前記検出器が前記構造体の周りに動くと前記検出器とともに動く、請求項１２に記載の放射線検査システム。

【請求項14】

方法であって、
検出器に対して放射性同位体コリメータの位置及び向きを調整することと、
放射性同位体を露出させることと、
前記検出器を用いて複数の画像を取得することであって、前記検出器は、前記露出させた放射性同位体と前記検出器との間の構造体によって位置付けられている、取得することと、
前記複数の画像のうち少なくとも２枚を取得する間に前記検出器を前記放射性同位体コリメータとともに前記構造体の周りに回転させることと、
前記複数の画像の取得が完了した後でのみ前記放射性同位体を後退させることと、
を含む、方法。

【請求項15】

前記放射性同位体を前記検出器とともに前記構造体の周りに回転させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記検出器を前記構造体の周りに回転させることは、各連続した対の前記複数の画像を取得する間に前記検出器を前記構造体の周りに回転させることを含む、請求項１４または１５に記載の方法。

【請求項17】

前記複数の画像を結合して合成画像にすることをさらに含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記構造体の特性に基づいて前記複数の画像の数を選択することをさらに含む、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

システムであって、
放射性同位体から放出された放射線に応じて画像を生成するための手段と、
前記放射線をコリメートするための手段と、
前記放射線に応じて前記画像を生成するための前記手段を前記放射線をコリメートするための前記手段に取り付けるための手段と、
前記放射線に応じて画像を生成するための前記手段に対する前記放射線をコリメートするための前記手段の位置及び／又は向きを調整するための手段と、
前記放射線に応じて前記画像を生成するための前記手段を対象物に移動可能に取り付けるための手段と、を含むシステム。

【請求項20】

前記放射線に応じて、前記画像を生成するための前記手段からの複数の前記画像を結合して合成画像にするための手段のための手段を含む、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

放射線検査システムはパイプ及びパイプ溶接部などの対象物の画像を生成する場合がある。たとえば、放射線検査システムをパイプに取り付けて溶接部の複数の画像を生成する場合がある。放射性同位体を露出させる場合があり、画像を取り込む場合があり、放射性同位体を後退させる場合があり、技師が放射線検査システムを別の位置に動かす場合がある。所望の数の画像が生成されるまでプロセスが繰り返される場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0002】

【図1A】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図1B】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図2A】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。

【図2B】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。

【図2C】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。

【図2D】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。

【図2E】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。

【図3】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図4A】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図4B】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図5A】いくつかの他の実施形態による放射線検査システムからの画像上で行われる動作のブロック図である。

【図5B】いくつかの他の実施形態による放射線検査システムからの画像上で行われる動作のブロック図である。

【図6】いくつかの実施形態による放射線検査システムの一部のブロック図である。

【図7】いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。

【図8】いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0003】

いくつかの実施形態は放射線検査システムに関し、詳細には、放射性同位体を用いたパイプ及び他の構造体に対する放射線検査システムに関する。

【0004】

種々の異なるパイプ直径に対するパイプ溶接部を、放射線試験（ＲＴ）を用いて検査する場合がある。このようなパイプの例としては、約１．５インチ（ｉｎ.）～約１２インチ（約３．８１～３０．５センチメートル（ｃｍ））直径のパイプが挙げられる。パイプは最初、製油所または化学工場などの設備を建設する間に溶接される場合がある。溶接部は最初の溶接後に及び／または定期検査間隔で検査する場合があり（たとえば、パイプの腐食を検査するとき）、これは規制または品質保証要求によって求められる場合がある。従来、いくつかのＲＴ方法では、放射線源としてＩｒ－１９２などの放射性同位体及びフィルムを用いて、二重壁片面撮影（ＤＷＳＩ）プロセスを行う。このプロセスでは放射性同位体線源をパイプの一方の側に、フィルムを他方の側に置く。二重壁とは、画像を取得する前に放射線源からの放射線がパイプの２つの壁（たとえば、放射線源に最も近いパイプ壁とフィルムに最も近いパイプ壁）を貫通することを指す。溶接部の検査部分はフィルムに最も近い側である。このタイプのイメージングに対する時間には、技師が線源コリメータとフィルムをパイプの周りに配置すること、線源を露出する前に放射線被曝を最小限にするために安全な距離まで後退すること、パイプ直径及び壁厚さに基づいてパイプを正確な時間の間露出させること、線源を後退させること、露出されたフィルムを現像するために取り出すこと、そして線源及び検出器を動かして溶接部のさらなるＤＷＳＩ画像を実現し、全範囲に広げることが含まれる。プロセスは、フル範囲を得るのに３～６枚のフィルム撮影をし、１５～２０分間かかる場合がある。その結果、時間あたり約３～４箇所の完全な溶接部に対する画像を完了させることができる。加えて、各フィルムを次に現場で調べて、フィルム保管庫に保管するかまたはデジタル形式に変換してデジタル保管しなくてはならない。いくつかのプロセスでは、柔軟な蛍光イメージングプレートを用いて露出させる。露出させたプレートをスキャンしてデジタル化する。

【0005】

これらの技術には大きな労働力が必要となる場合があり、設備建設の間に特に重要となるスループットが制限される可能性がある。溶接部検査に対してデザインされた他のシステムとして、ＤＷＳＩ用のＸ線管ならびに一重壁片面撮影（ＳＷＳＩ）を挙げてもよい。ＳＷＳＩは、いくつかの好適なメカニズムによって放射線源をパイプの内側に配置して、フィルムをパイプ（またはパイプの一部）の外側に巻き付け、放射線源からの放射線をパイプの１つの壁を貫通させて画像を取得するという技術である。ＳＷＳＩによってフィルムをパイプの外側全体に巻き付けることは、パノラマ露出法またはイメージングとして知られている場合がある。しかし、システムにＸ線管が含まれると、パワー及び重量の両方に適応するためにシステムとしては大きくなるため、直径の大きいパイプに適用することは制限される場合がある。放射性同位体線源は、同様のＸ線またはガンマ線エネルギーを生成するＸ線管よりもはるかに軽い可能性がある。加えて、このようなシステムを別の溶接位置まで動かすためには、機器を持ち上げる必要が生じる場合があり（たとえば、クレーン）、セットアップ時間が長くなる。

【0006】

図１Ａ～１Ｂは、いくつかの実施形態による放射線源として放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。図１Ａは切り取り図であり、図１Ｂは平面１Ｂに沿って見た断面図である。図１Ａ及び１Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、放射線検査システム１００には、検出器１０２、支持体１０４、放射性同位体コリメータ１０６、及びコリメータ支持アーム（ＣＳＡ）１０８が含まれている。放射性同位体１１８、露出装置１１６、露出管１１４などは、パイプ１１０または他の対象物に基づいて画像を生成するために、システム１００の一部であってもよく及び／またはシステム１００とともに用いてもよい。

【0007】

検出器１０２には、放射性同位体コリメータ１０６内に配置されたときに放射性同位体１１８からの放射線１１２を検知するように構成されたセンサの２次元イメージングアレイ１１１が含まれている。検出器１０２には、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）、インジウムガリウム酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）、または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）フラットパネル検出器などが含まれていてもよい。他の実施形態では、検出器１０２には湾曲した検出器が含まれていてもよい。他の実施形態では、検出器１０２にはパイプ１１０の湾曲に適合する柔軟な検出器１０２が含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、検出器１０２がパイプ１１０から半径方向にずれることに適応するために、柔軟な検出器１０２の湾曲はパイプ１１０のそれとは異なっていてもよい。他の実施形態では、検出器１０２には、長さに沿ったピクセルの数に対して幅に沿ったピクセルの数が少ないラインスキャナが含まれていてもよい。ラインスキャナは、連続スキャニング応用例または検出器１０２の連続的な一様な動きの応用例においてうまく機能する。

【0008】

放射線１１２を検出器１０２のイメージングアレイ１１１によって検出可能な波長に変換するために、検出器１０２に変換スクリーン、シンチレーターなどが含まれていてもよい。たとえば、シンチレーターには、ガドリニウムオキシスルフィド（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ；ＧＯＳ；Ｇａｄｏｘ）、テルビウムがドープされたガドリニウムオキシスルフィド（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などが含まれていてもよい。例としてシンチレーターのいくつかの材料を用いているが、他の実施形態では、特定の放射性同位体１１８に応じて材料は異なっていてもよい。他の実施形態では、イメージングアレイ１１１には、放射線１１２を信号に直接変換するように構成された直接変換型センサ（カドミウムテルル化物（ＣｄＴｅ）、カドミウム亜鉛テルル化物（ＣｄＺｎＴｅまたはＣＺＴ）、セレンなどを含む）が含まれていてもよい。

【0009】

いくつかの実施形態では、検出器１０２のイメージングアレイ１１１のピクセル領域は約１４．６ｘ１４．６ｃｍ（または５．８ｘ５．８ｉｎ）であってもよい。イメージングアレイ１１１にはピクセルの１１５２ｘ１１５２アレイが含まれていてもよい。ピクセルピッチは約１２７ミクロン（μｍ）であってもよい。検出器１０２は、少なくとも１６ビット精度でピクセルの出力をデジタル化するように構成してもよい。検出器１０２には通信インターフェース、たとえば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、イーサネット（登録商標）インターフェースなどが含まれていてもよい。例として検出器１０２、イメージングアレイ１１１などの特定のコンポーネント及びパラメータを用いているが、他の実施形態ではパラメータは異なっていてもよい。

【0010】

検出器１０２には制御論理回路１０９が含まれていてもよい。制御論理回路１０９には、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、マイクロコントローラ、プログラマブル論理回路、ディスクリート回路、このようなデバイスの組み合わせなどが含まれていてもよい。制御論理回路１０９には、外部インターフェース、たとえばアドレス及びデータバスインターフェース、割込みインターフェースなどが含まれていてもよい。制御論理回路１０９には、制御論理回路１０９を内部及び外部部品に接続するための他のインターフェースデバイス、たとえば、ロジックチップセット、ハブ、メモリコントローラ、通信インターフェースなどが含まれていてもよい。制御論理回路１０９は、本明細書で説明する種々の動作を制御するように構成してもよい。

【0011】

システム１００は、直径が約２ｉｎ．～約１２ｉｎ．（約５ｃｍ～３０．５ｃｍ）のパイプ１１０について動作するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、パイプ１１０直径の範囲は異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、システム１００は単一のパイプ１１０直径に対して構成してもよい。他の実施形態では、システム１００は、ある直径範囲のパイプ１１０についてシステム１００を使用し得るように調整可能であってもよい。パイプ１１０は鉄または非鉄であってもよい。いくつかの実施形態では、あるパイプ内の合金元素からの屈折が原因で、Ｘ線源を用いることは難しい場合がある。放射性同位体１１８を用いることによってこのような合金の影響が減る場合がある。

【0012】

いくつかの実施形態では、システム１００の重量は、約３０ポンド（ｌｂｓ；約１３．６キログラム（ｋｇ））、約５５ポンド（約２５ｋｇ）等を下回っている。重量は、一人の人間がシステム１００をパイプ１１０に取り付けて、操作して、取り外し得るほどに十分低くてもよい。たとえば、検出器１０２の重量は約６ポンドまたは２．７ｋｇであってもよい。モータ、チェーン、構造体部品などを、重量を前述した制限未満に保つように選択してもよい。

【0013】

支持体１０４は、検出器１０２を構造体に、検出器１０２が構造体の周りに移動できるように取り付けるように構成されている。ここで、構造体の一例としてパイプ１１０を用いているが、他の例では別の構造体を用いてもよい。いくつかの実施形態では、支持体１０４は検出器１０２をパイプ１１０に回転可能に結合させるように構成されている。たとえば、支持体１０４には、パイプ１１０の周りに巻き付けるチェーンベルト、ローラチェーン、柔軟な構造体などが含まれていてもよい。特定の例では、チェーンベルトが検出器１０２をパイプ１１０に回転可能に結合させてもよく、一方でモータ、ホイール、または他の構造体が検出器１０２の位置をパイプ１１０の周囲に維持及び／または回転させてもよい。ここで、パイプ１１０に接触するホイール１０７が、検出器１０４をパイプの周りに回転させ、及び／または検出器１０２を特定の位置に保持してもよい。いくつかの実施形態では、支持体１０４は検出器１０２とともに回転する。しかし他の実施形態では、支持体１０４はパイプ１１０に取り付け可能な構造体であってもよく、また検出器１０２が支持体１０４の周りに回転して、結果としてパイプ１１０の周りに回転してもよい。いくつかの実施形態では、検出器１０２及び／または支持体１０４は、検出器１０２を溶接部及び／またはパイプ１１０表面から所望の距離に配置するように構成可能であってもよい。たとえば、支持体１０４は、溶接部１２２またはパイプ１１０壁に対して、検出器１０２をクリアランス０．３５ｉｎ．（または８．９ミリメートル（ｍｍ））、クリアランス０．５ｉｎ．（または１．２７ｃｍ）、クリアランス１ｉｎ．（または２．５４ｃｍ）で配置するように構成可能であってもよい。

【0014】

いくつかの実施形態では、支持体１０４は長さが調整可能であってもよい。たとえば、チェーンベルトはある直径範囲（たとえば約１．５ｉｎ．～約１２ｉｎ．（または約３．８１ｃｍ～約３０．５ｃｍ））のパイプ１１０を取り囲むのに十分な長さであってもよい。

【0015】

放射性同位体コリメータ１０６は、放射性同位体１１８からの放射線１１２を成形するように構成された構造体である。たとえば、放射線コリメータ１０６には、望ましくない方向に放出された放射線１１２を遮蔽するためのシールディング、及び放射性同位体１１８が放射性同位体コリメータ１０６内にあるときに、放出された放射線１１２を成形するためのコリメーティング構造（たとえば、一連の平行な開口部）が含まれていてもよい。

【0016】

放射性同位体コリメータ１０６は、コリメータ支持アーム１０８によって検出器１０２に堅固に及び／または調整可能に結合してもよい。コリメータ支持アーム１０８は、検出器１０２に対して放射性同位体コリメータ１０６を位置決めするためのゼロ以上の自由度を与えてもよい。たとえば、コリメータ支持アーム１０８には、放射性同位体コリメータ１０６を検出器１０２に堅固に接続するＣ形状アームが含まれていてもよい。このようなシステム１００は単一直径のパイプに対してデザインしてもよい。他の例では、コリメータ支持アーム１０８には、検出器１０２に対して放射性同位体コリメータ１０６を回転及び／または平行移動させるための複数の自由度が含まれていてもよい。コリメータ支持アーム１０８は、放射性同位体コリメータ１０６を検出器１０２に調整後に堅固に（または半永久的に）接続するように固定されるように構成可能であってもよい。したがって、放射性同位体コリメータ１０６及び検出器１０２の向きを、その動作の間に固定してもよい。しかし、別の動作の場合に対しては、たとえばシステム１００を異なる直径のパイプまで動かすときには、コリメータ支持アーム１０８をパイプ直径の差に適応するように調整してもよい。いくつかの実施形態では、コリメータ支持アーム１０８には、放射性同位体コリメータ１０６の位置及び向きを調整するための一連の継ぎ手が含まれていてもよい。それとは関係なく、検出器１０２をパイプ１１０の周りに動かすときに検出器１０２と放射性同位体コリメータ１０６との間の相対位置が実質的に同じままであるように、コリメータ支持アーム１０８は調整後に固定されるように構成可能であってもよい。実質的に同じには、同じ位置が含まれていてもよいが、機械公差、コリメータ支持アーム１０８の歪みなどに起因する多少のばらつきも含まれる。

【0017】

放射性同位体１１８は、フィールド放射線撮影においてＸ線管よりも広範に用いられる。特にオイル及びガス産業などの業界であり、これはサイズ、重量、パワー、ケーブル布線、アクセス可能性、及び／またはエネルギー要求性などの理由からである。本明細書で説明するシステム１００を用いれば、ユーザは放射性同位体１１８をシステム１００の性能を向上させて使い続け得る。

【0018】

放射性同位体１１８を露出装置１１６内に配置するように構成してもよい。露出装置１１６には、放射性同位体を放射性同位体コリメータ１０６に向けて延ばして後退させることができるような構造体が含まれていてもよい。たとえば、放射性同位体１１８をケーブル１２０に結合してもよい。ケーブル１２０を、たとえばクランクを回転させて、モータを起動する等によって操作して、放射性同位体１１８を、露出管１１４を通して放射性同位体コリメータ１０６まで動かしてもよい。放射性同位体１１８を実線の後退位置及び破線の露出位置で例示している。

【0019】

露出時、放射線１１２はパイプ１１０の両方の壁を通って進むが、検出器１０２に最も近い壁上の溶接部１２２の部分１２２ａのみが検査に対して十分に敏感である。すなわち、溶接部１２２の部分１２２ｂは、イメージングアレイ１１１において顕著な検出信号が生じない位置であってもよく、及び／または放射性同位体コリメータ１０６のせいで放射線１１２の強度が部分１２２ａと比べて低くなっている位置であってもよい。放射性同位体コリメータ１０６は検出器１０２からパイプ１１０に沿って軸方向にずれていてもよい。一例では、軸方向のずれによって、画像化された放射線１１２が、少なくとも検出器１０２から最も遠い壁（放射性同位体コリメータ１０６に最も近い壁）上の溶接部１２２の部分１２２ｂを貫通することが回避される場合がある。コリメータ支持アーム１０８は、種々の直径のパイプに対して放射性同位体１１８をこのような位置に配置するように構成可能である。放射性同位体１１８が所定の位置にあれば、システム１００はパイプ１１０の周りに３６０度回転して溶接部の１００％を検査し得る。

【0020】

いくつかの溶接部イメージングの応用例では、検出器及びＸ線源は、直径が約１５ｉｎ未満のパイプ上では実施可能でない場合がある。Ｘ線源が十分なエネルギーを有していると、比較的に小さ目のパイプの周りに配置するには大きすぎる場合がある。Ｘ線源が十分に小さいと、パイプを貫通するのに十分なエネルギーを伴う放射線が生成されない場合がある。すなわち、放射線には、パイプのサイズまたはパイプスケジュールに応じてパイプを貫通するのに十分なエネルギーが必要である。このようなエネルギーの例は２５０キロボルト（ｋＶ）以上である。放射性同位体であれば、放射線にこのようなエネルギーを与える場合があり、それでも比較的に持ち運び可能であり得る。

【0021】

いくつかの実施形態では、容易に取り付けて取り外すことができる人間が持ち運び可能な検査システムが含まれる。詳細には、人間が持ち運び可能な検査システムは一人の人間が取り付けて取り外し得るものである。人間が持ち運び可能な検査システムには、重量が約２０ポンド（約９．１ｋｇ）未満、約２５ポンド（約１１．４ｋｇ）未満、約３０ポンド（約１３．６ｋｇ）未満、約４５ポンド（約２０．４ｋｇ）未満、または約５５ポンド（約２５ｋｇ）未満のシステムが含まれていてもよい。システム１００はこのような人間が持ち運び可能な検査システムの例である。

【0022】

いくつかの実施形態では、検出器１０２は、１本以上のケーブル１２４を通して電力を受け取り及び／または通信するように構成されている。動作時には、システム１００がパイプ１１０の周りに回転すると、ケーブル１２４がパイプ１１０の周りに巻かれてもよい。したがって、ケーブル１２４は、少なくとも完全に一周することによってパイプ１００の周りに巻きつくほど十分に柔軟で十分に長くてもよい。詳細には、放射性同位体１１８が連続的に露出し得るために高線量の放射線が発生するので、動作中に人間の介入は認められ得ない。

【0023】

いくつかの実施形態では、検出器１０２はケーブル１２４を用いることなく無線通信するように構成してもよい。たとえば、検出器１０２には、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）、セルラーデータネットワーク、衛星通信ネットワークなどによって動作するための無線通信システム１１３が含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９を、無線通信システム１１３を通して画像を通信するように構成してもよい。他の実施形態では、検出器１０２を、ケーブル１２４を通して無線通信システムと通信するように構成してもよい。それに応じて、システム１００が作成したデータを必要に応じて種々の宛先に送信してもよく、及び／またはシステム１００の制御を遠隔に行ってもよい。

【0024】

本明細書で後述するように、システム１００をパイプ１１０に固定したら、放射性同位体１１８を露出させる。放射性同位体１１８を露出させている間、システム１００をパイプ１１０の周りに３６０度回転させて、結果として得られるデジタル画像を互いにつなぎ合わせて溶接部の１つの画像を示し、評価することができる。この合成画像を現場で検査することも可能であり、またはネットワークまたは衛星通信を介して送信して、現場から離れた専門家が評価することも可能である。画像とともに任意の他の収集したメタデータを次にデジタル的に保管することもできる。

【0025】

いくつかの実施形態では、検出器１０２のイメージングアレイ１１１は特定のサイズの活性領域を有していてもよい。制御論理回路１０９は、イメージングアレイ１１１のうち、画像を取得するための活性領域全体よりも小さい活性領域を選択するように構成してもよい。詳細には、システム１００は、種々の異なる直径のパイプ１１０などの種々の異なる対象物とともに用いてもよい。より小さい直径のパイプ１１０に対しては、より小さい活性領域を用いてもよく、一方で、より大きい直径のパイプ１１０についてはより大きい活性領域を用いる。活性領域はパイプ１１０の直径に対しては上限を設けなくてもよい。たとえ活性領域全体を用いたとしても、画像を取得する間により小さい回転ステップを用いて溶接部１２２の合成画像を生成してもよい。

【0026】

いくつかの実施形態では、検出器１０２はイメージングアレイ１１１とは別個のコンポーネントに対するシールディングを有していてもよい。たとえば、放射線１１２のエネルギー範囲は約２８０ｋＶ～約７２０ｋＶであってもよい。放射線１１２には種々の別個のエネルギーピークがあってもよい。シールディングは、検出器１０２の制御論理回路１０９または他のコンポーネントに到達する放射線の量を減らす、ピークのうちの１つ以上を減らす等を行ってもよい。

【0027】

図２Ａ～２Ｅはいくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のブロック図である。図２Ａを参照して、画像化すべき対象物の一例としてパイプ１１０を再び用いるが、異なる対象物を画像化するためにシステム１００を用いてもよい。システム１００をパイプ１１０上にインストールしてもよい。たとえば、支持体１０４を検出器１０２に対する一端に取り付けてもよい。支持体１０４をパイプ１１０の周りに巻いて、検出器に再び取り付けてもよい。

【0028】

システム１００を固定するための調整を行ってもよい。たとえば、検出器１０２をパイプ１１０に固定するように支持体１０４を調整してもよい。パイプ１１０に対する検出器１０２の位置（たとえば、高さ、向きなど）を調整してもよい。

【0029】

いくつかの実施形態では、放射線コリメータ１０６の位置を検出器１０２に対して固定してもよく、したがってその位置を調整しなくてもよい。しかし他の実施形態では、位置は調整可能であってもよい。前述したように、コリメータ支持アーム１０８には、予想される放射線１１２（図１Ａに例示する）がイメージングアレイ１１１上に入射し得る（図１Ａに例示する）ように放射線コリメータ１０６を位置合わせするように調整し得る複数の自由度が含まれていてもよい。

【0030】

図２Ｂを参照して、放射性同位体１１８を放射線コリメータ１０６まで延ばしてもよい。その結果、放射線１１２は、パイプ１１０、溶接部１２２を通過して（図１Ｂに例示するように）、検出器１０２のイメージングアレイ１１１によって検出され得る。溶接部１２２の画像をパイプ１１０の周りのこの回転位置において作成してもよい。

【0031】

図２Ｃ～２Ｅを参照して、システム１００をパイプ１１０の周りに回転させてもよい。ここでは図ごとに９０度の回転を例示している。しかし他の実施形態では、角度変化は異なっていてもよく、より小さいものまたはより大きいものが含まれていてもよい。詳細には、放射性同位体１１８が放射性同位体コリメータ１０６内で放射線１１２を発生させている間に、検出器１０２を位置から位置に移動させてもよい。各位置で画像を取得する。たとえば、全部で１０個の画像を取得してもよく、それぞれパイプ１１０の周りに等間隔に配置される。第１の画像を取得したら、検出器１０２を３６度回転させてもよい。別の画像を新しい位置で取得してもよい。それぞれの所望の場所における画像を取得するまで回転と取得を繰り返してもよい。いくつかの実施形態では、画像は最後に、イメージングを開始した位置（図２Ｂ）で取得してもよい。最後の画像を取得したら、放射性同位体１１８を露出装置１１６内に後退させてもよい。

【0032】

いくつかの実施形態では、放射性同位体１１８を、溶接部全体１２２をスキャンする間に一度だけ露出及び後退させてもよい。しかし他の実施形態では、放射性同位体１１８を、溶接部１２２あたり２回以上だが画像あたり１回未満で露出及び後退させてもよい。たとえば、放射性同位体１１８を露出させて、画像の半分を取得し、放射性同位体１１８を後退させてもよい。プロセスを繰り返して、溶接部１２２に沿ったすべての所望の位置において画像を生成してもよい。プロセスを取得画像あたり１回未満で行ってもよいため、放射性同位体１１８を露出及び後退させるオーバーヘッドが低減される場合がある。

【0033】

いくつかの実施形態では、チェック手順を実施してもよい。チェック手順には単一画像を取得することが含まれていてもよい。単一画像を用いて、受け入れられる像質計（ＩＱＩ）検出、受け入れられる位置合わせ、リード指標／数の可視性などを検証してもよい。いくつかの実施形態では、ＩＱＩには、ワイヤ、事前に孔が穿孔されたプラークなどが含まれていてもよい。ＩＱＩを、パイプの周りに配置されたリード数の付近に配置してもよい。受け入れられる画像が取得されるまで相対位置を調整するために、システム１００を動かすこと、放射線コリメータ１０６を調整すること等を行ってもよい。

【0034】

いくつかの実施形態では、放射性同位体１１８を露出させずにテストスキャンを行ってもよい。たとえば、検出器１０２をパイプ１１０の周りに完全に回転させてもよい。いくつかの実施形態では、検出器１０２の回転を、実際のスキャンで画像を取得する各点で停止してもよい。いくつかの実施形態では、テストスキャンを行った後に、検出器１０２を逆方向に回転させて検出器１０２をその初期状態に戻してもよい。

【0035】

いくつかの実施形態では、動作方法には、十分に重複した複数の別個の場所でデータを取得して倍率差が最小限になるようにすることが含まれていてもよい。その結果、画像をつなぎ合わせて合成画像を形成することには、スケール変更、非線形歪みなどではなくて、画像にマッチするための平行移動及び回転が含まれていてもよい。

【0036】

いくつかの実施形態では、所与の場所における滞留時間を、ＩＱＩ検出を介して必要なコントラストノイズ比（ＣＮＲ）を実現するように設定してもよい。滞留時間を単一の回転位置において取り込んだテスト画像を通して決定してもよい。画像内で所望のコントラストを実現するために滞留時間を手動でまたは自動的に調整してもよい。

【0037】

いくつかの実施形態では、滞留点の数を、放射線コリメータ１０６から検出器１０２までによって形成される円の周囲を、本明細書で説明する合成画像にするためにつなぎ合わせるかまたは結合することを実現するための有用な活性領域で割ることによって、設定してもよい。

【0038】

いくつかの実施形態では、別の動作方法には、システム１００が回転するとデータを連続的に取得することが含まれていてもよい。たとえば、システム１００が回転するとしてイメージングアレイ１１１のピクセルの単一行を用いて１次元画像を取得してもよい。別の例では、イメージングアレイ全体１１１を用いて、複数の検出器ピクセルを介してパイプ上の同じ点でサンプリングしてもよい。ＩＱＩによって求めたＣＮＲを実現するように速度を設定してもよい。異なる検出器ピクセル場所からの倍率差を軽減するために、検出器１０２データを円の円弧内で再サンプリングしてもよい。

【0039】

いくつかの実施形態では、スキャン時間を同位体強度、パイプ１１０直径及び壁厚さに基づいて計算してもよく、つなぎ合わせアルゴリズムをパネルの規定された活性領域及びパイプ直径に基づいて計算してもよい。スキャン時間を、滞留時間、積分時間、平均するフレームの数などに基づいて計算してもよい。加えて、滞留時間は、画像内のＩＱＩの所与のワイヤが見られるなどの特定の画質レベルを実現することに基づいてもよい。たとえば、スケジュール４０、６ｉｎ．のパイプを、５０キュリー放射性同位体１１８を用いてイメージングする場合、所望の画質はグレーカウントが２５０００カウント、積分時間が１０秒によって実現され得る。この情報を用いて、他の放射性同位体１１８に対する積分時間を計算してもよい。所与のキュリー強度に対して積分時間とグレーカウントとの間に直線関係が存在するため、異なるキュリー強度の放射性同位体１１８を用いることは異なる積分時間に変換され得る。

【0040】

いくつかの実施形態では、動作には、放射性同位体１１８のパイプ種類及び強度を選択することが含まれていてもよい。次にこれらの値を用いて画像取得に対するパラメータを示してもよい。これらのパラメータまたはユーザが変更したパラメータを用いて、画像取得を行い、複数の画像が得られる。次に複数の画像をつなぎ合わせて及び／または結合して合成画像にする。いくつかの実施形態では、合成画像に注釈を付けてもよい。溶接部に隣接するリード要素を用いることを通して画像に情報を埋め込んでもよいが、いくつかの実施形態では、合成画像のメタデータに、このようなデータ及びまたは溶接部１１２、走査パラメータ、パイプ１１０、放射性同位体１１８などに関する他のデータを用いて注釈を付けてもよい。いくつかの実施形態では、画像データを変更して合成画像に注釈を付けてもよい。たとえば、画像データ内でパイプ／溶接部における割れ、空隙、ひびなどを特定して強調してもよい。

【0041】

図３～４Ｂは、いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。図３を参照して、コリメータ支持アームにはｃ型アーム１０８ａが含まれる。ｃ型アーム１０８ａの形状は、システム１００ａがそのシステム１００ａに対する最大直径パイプ１１０の周りの位置であり得るようなものであってもよい。システム１００ａを他の、より小さい直径のパイプ１１０とともに用いてもよい。いくつかの実施形態では、ｃ型アーム１０８を検出器１０２及び放射線コリメータ１０６に固定する。その結果、検出器１０２と放射線コリメータ１０６との位置合わせを調整する必要がない。

【0042】

図４Ａ及び４Ｂを参照して、システム１００ｂは前述のシステム１００と同様であってもよい。しかしいくつかの実施形態では、コリメータ支持技術１０８は調整可能であってもよい。ここでは、少なくとも３つの自由度を伴うコリメータ支持アーム１０８ｂを例示している。すなわち、コリメータ支持アーム１０８ｂは、少なくとも３つの異なる継ぎ手１０９－１、１０９－２、及び１０９－３を回転させることによって調整可能であってもよい。一例として３つの継ぎ手１０９を用いているが、他の実施形態では、より多いかより少ない継ぎ手を用いてもよい。加えて、継ぎ手１０９には回転及び／または平行移動メカニズムが含まれていてもよい。

【0043】

図４Ａの構成では、支持体１０４をほぼ最大まで延ばした構成を例示している。したがって、パイプ１１０ａの直径は、システム１００ｂに対する最大パイプ直径またはその近くであってもよい。これに対し、同じシステム１００ｂを調整して、図４Ｂに例示したより小さい直径パイプ１１０ｂに適合するようにしてもよい。この例では、支持体１０４としてローラチェーンを用いている。ローラチェーン１０４'の尾部または過剰分は、システム１００ｂをパイプ１１０ｂに取り付けた後に残ってもよい。加えて、支持アーム１０８ｂの継ぎ手１０９を調整して、放射線コリメータ１０６がパイプ１１０ｂ及び検出器１０２に対する所望の位置に配置されるようにしてもよい。

【0044】

いくつかの実施形態では、継ぎ手１０９の１つ以上が電子的に制御可能であってもよい。たとえば、継ぎ手１０９の１つ以上に、継ぎ手を駆動するように構成されたアクチュエータ、たとえばモータ、ソレノイド、油圧または空気圧シリンダなどが含まれていてもよい。制御論理回路１０９をアクチュエータに結合してもよく、また放射線コリメータ１０６を所望の位置に置くようにアクチュエータを制御するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、放射性同位体１１８を露出させている間、アクチュエータは制御可能であってもよい。画質を向上させること、溶接部１１２の部分１１２ｂを回避することなどのために、放射線コリメータ１０６の位置を取得画像からのフィードバックに基づいて変えてもよい。

【0045】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９には、パイプ直径または他のパイプ特性に基づいて放射線コリメータ１０６の位置に関する情報を記憶するメモリが含まれていてもよい。他の実施形態では、制御論理回路１０９は、コンピュータ１９０または他のシステムから無線通信システム１１３またはケーブル１２４を通してこのような情報を受け取るように構成してもよい。

【0046】

図１Ａ及び１Ｂを再び参照して、いくつかの実施形態において、システム１００をセットアップする。リードマーカーを溶接部の近くの周囲方向に配置して、取得画像内にマーカーが現れるようにしてもよい。システム１００をパイプ１１０に、溶接部１２２に重なる場所にくるように取り付けてもよい。次にコリメータ支持アーム１０８を調整して、受け入れられる画像が生成されるように放射性同位体コリメータ１０６を位置決めしてもよい。

【0047】

取得は、たとえばパイプの種類を選択することによって、たとえば直径、スケジュールなどによって、セットアップしてもよい。特定の例には、４ｉｎ．公称サイズ、スケジュール４０パイプなどを選択することが含まれる。検出器１０２にスキャンプランをアップロードしてもよい。スキャンプランには、パイプの種類、放射性同位体１１８の強度、キュリー強度、取得／個々の画像の数、積分時間、平均するフレームの数、コリメータ支持アームのアクチュエータの位置などのパラメータが含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、パイプの構成を用いてスキャンプラン及び付随するパラメータを自動的に作成してもよい。

【0048】

いくつかの実施形態では、検出器１０２の活性領域をパイプ直径に基づいて変えてもよい。たとえば、より大きいパイプ１１０に対しては、より大きい領域を用いてもよい。いくつかの実施形態では、活性領域に対応する平坦からのパイプのずれが、閾値（たとえば、１／４ｉｎ．または検出器１０２とパイプ１１０との離隔距離の何分の１か）よりも小さくなるように、活性領域をパイプの半径に基づいて選択してもよい。他の実施形態では、他の基準を用いて活性領域のサイズを選択してもよい。特定の例では、１２ｉｎ．直径パイプとともに３ｉｎ．幅の活性領域を用いてもよい。いくつかの実施形態では、より大きい活性領域を用いてもよい。検出器１０２に対するパイプの湾曲を考慮するために画像を後処理してもよい（たとえば倍率、相対強度などの変更）。

【0049】

図５Ａ及び５Ｂは、いくつかの他の実施形態による放射線検査システムからの画像上で行われる動作のブロック図である。図５Ａを参照して、複数の画像５０２を対象物の周りの異なる位置で取得してもよい。画像５０２を結合して合成画像５０４にしてもよい。破線は個々の画像５０２の境界を表す。重複領域では、画像を種々の方法で結合してもよい。たとえば、データを重複領域内で平均化すること、２枚の画像の一方または他方に対する近さに応じて加重平均を用いて結合すること等を行ってもよい。一例としてある重複を用いているが、他の実施形態では、画像を重複させることなく互いにタイルのように並べてもよい。

【0050】

図５Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、画像５０２を前述のように結合する前に前処理してもよい。たとえば、対象物の湾曲、たとえばパイプ壁の湾曲、放射線１１８の相対強度などを用いて、各画像５０２をスケール変更するか、歪めるか、または他の場合にはデータを変換してもよい。いくつかの実施形態では、画像を処理して、イメージングアレイ１１１が対象物の輪郭に従ったかのように、また略均一な放射源を用いてイメージングアレイ１１１を照明したかのように取得された画像を表すように画像を規格化してもよい。

【0051】

特定の例では、放射源１１８及び放射性同位体コリメータ１０６が、画像の中央部のどこかに明るい中心を誘起し得る放射線１１２を発生させる。この放射線１１２は円形または楕円形状であってもよく、画像５０２の境界に向かって強度が小さくなってもよい。２枚の隣接する画像を互いにつなぎ合わせると、これらの画像には、一方の画像において上り勾配で他方において下り勾配となる重複領域がある場合があり、２つの画像の重複度合いを得るために何らかの相互相関手順を適用するときの難しさが増す場合がある。

【0052】

いくつかの実施形態では、各画像からビームプロファイルを差し引く動作を行ってもよい。たとえば、この動作では、方程式１及び２に記述されるように放射源の強度が指数関数的に落ちることを想定してもよい。

【数1】

【数2】

【0053】

変数ｘ及びｙは画像の各ピクセルの位置を示す（行列）。一例では、ｘ及びｙの範囲は１～１１５２である。しかし値は検出器１０２及び他の処理に基づいて変わってもよい。取得した各画像に対して、６つの量ａ、ｂ、ｅ、ｘ_ｍａｘ、ｙ_ｍａｘ、及びzを求める必要がある。ｘ_ｍａｘ及びｙ_ｍａｘは画像座標系上のビームプロファイルの最大位置を示す。ｚは線源の距離を示し、像平面と直交する。ｅはビームプロファイルの楕円率を意味する。プロファイルはｘまたはｙ方向にのみ細長いと想定してもよい。ａ及びｂは指数関数的な減少を記述する任意の定数である。しかし、ａは通常、ｂと比べてむしろ小さく、ａは約０．００１で、ｂは約１のオーダーである。６つの未知数を求めるために、方程式３を用いて非線形回帰フィットを計算してもよい。

【数3】

【0054】

ここで、ｐ_ｉ，ｊは画像の各ピクセルの強度である。６パラメータの最尤パラメータ推定を見つけるために、方程式４～９で与えられる２フィットの最小値を見つけてもよい。

【数4】

【数5】

【数6】

【数7】

【数8】

【数9】

【0055】

この連立非線形方程式を解くときに、非線形回帰フィットに対して用い得る方法であるレーベンバーグマーカート法を用いてもよい。いくつかの実施形態では、方程式１０及び１１における対数を方程式１に適用することによって指数法則を半線形問題にしてもよい。

【数10】

【数11】

【0056】

６パラメータを求めた後で、方程式１２のようにビームプロファイルを差し引いてもよい。

【数12】

【0057】

この新しい取得画像は、他の画像と結合して合成画像にすることに適用できる状態である。いくつかの実施形態では、画像の特徴（たとえば、パイプの周りの番号付けしたリードストラップまたは他のＩＣＩによって作成された数）を相互に関連づけることによって、画像を結合してもよい。その結果、複数の画像を結合して単一画像にしてもよい。１つの画像のみが保管、取り出し、管理等の必要があるため、単一画像によって評価作業がより簡単になり得る。

【0058】

図６は、いくつかの実施形態による放射線検査システムの一部のブロック図である。放射線検査システム６００は、前述した放射線検査システム１００などと同様であってもよい。ここで、放射線検査システム６００には高さ調整メカニズム６４０が含まれている。これは手動で、自動で、または電子的に調整してもよい。高さ調整メカニズム６４０には、第１の構造体６５０及び第２の構造体６５２が含まれている。これらは互いに対して移動可能であり、互いに対して固定されていてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、高さ調整メカニズム６４０には、第１の構造体６５０に取り付けられたリニアギア６６０が含まれていてもよい。第２の構造体６５２にはギア６６２が取り付けられていてもよい。ギア６６２はリニアギア６６０と噛み合うように配置されていてもよい。調整ノブ６５６を伴うシャフト６５４によって、第１の構造体６５０が第２の構造体６５２に対して動くことを可能にしてもよい。図６では調整ノブを示しているが、他の例では、高さ調整メカニズムの高さには、ギアを動作させるように構成されたアクチュエータ、たとえばモータ、ソレノイド、油圧または空気圧シリンダなどが含まれていてもよい。制御論理回路１０９はアクチュエータに結合されていてもよく、またアクチュエータを制御して高さ調整メカニズムを調整し、放射線検査システムを所望の高さまで動かすように構成されていてもよい。

【0059】

放射線検査システム６００をパイプ１１０に取り付けるとき、支持体１０４（例示せず）によって、高さ調整メカニズム６４０を含む検出器１０２をパイプ１１０に取り付けて、ホイール１０７が検出器１０２をパイプ１１０の周りに動かし得るようにしてもよい。第１の構造体６５０をホイール１０７に堅固に結合してもよい。その結果、パイプ１１０に対する第１の構造体６５０の離隔距離は実質的に同じままであってもよい。しかし、第２の構造体は第１の構造体６５０に対して移動可能であるため、第２の構造体６５２をパイプ１１０に対して動かしてもよい。検出器１０２のイメージングアレイ１１１を第２の構造体６５２に取り付けて、パイプ１１０に対するその相対距離を調整してもよい。これによって、所与のパイプ１１０に対して検出器を位置決めするときの精度を高めることが可能になり得る。ロッキングシステム６５８によって、検出器１０２を調整後に所定の位置にロックしてもよい。

【0060】

例として、パイプ１１０または他の対象物に対する検出器１０２の部分の相対位置の調整を可能にする構造体の特定の例を用いているが、他の実施形態では、異なる構造体及び／またはメカニズムを用いて相対位置を変えてもよい。

【0061】

図１Ａ及び１Ｂを再び参照して、いくつかの実施形態では、システム１００を、１１０／２２０Ｖ電源などの主電源から電力を受け取るように構成してもよい。たとえば、電力はケーブル１２４を通して供給されてもよい。他の実施形態では、システム１００を、電源１９２、たとえば携帯電源、電池、インバータなどから電力を受け取るように構成してもよい。さらに他の実施形態では、システム１００には内蔵電池などの内部電源が含まれていてもよい。

【0062】

いくつかの実施形態では、システム１００には、システム１００に通信によって結合し得るコンピュータ１９０が含まれていてもよい。このようなデバイスの例としては、タブレット、デスクトップコンピュータ、ワークステーション、モバイルデバイスなどである。このようなデバイスは、個々の画像を受け取ること、個々の画像を結合して溶接部全体の合成画像にすること、合成画像を受け取ること、個々の画像及び／または合成画像を送信することなどを行うように構成してもよい。いくつかの実施形態では、動作の制御をコンピュータ１９０と制御論理回路１０９との間で分散させてもよい。

【0063】

いくつかの実施形態では、遠隔分析を行ってもよい。個々の画像及び／または合成画像を遠隔地に送信してもよい。遠隔地におけるオペレータが溶接部を評価してもよい。遠隔にアクセスできることに加えてまたはその代わりに、コンピュータ１９０でローカルに解釈を行ってもよい。他の実施形態では、複数の溶接部または他の構造体に対する複数の画像セットをバルクで収集して送信／評価してもよい。

【0064】

いくつかの実施形態では、コンピュータ１９０はグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を提供してもよい。ＧＵＩは、現在位置及び取得した画像のサムネイルを図式的に示して、ユーザに進み具合及びステータスが見えるようにしてもよい。またＧＵＩは、前述した種々のパラメータを入力するためのフィールドを提供してもよい。またＧＵＩは、つなぎ合わせた合成画像を表示してもよい。しかし、他の実施形態では、合成画像を異なるシステムを用いて作成してもよい。

【0065】

いくつかの実施形態では、システム１００をパイプ１１０に沿って軸方向に平行移動してもよい。システム１００を、平行移動中にパイプ１１０の周りに部分的に回転させることから完全に回転させることまで行ってもよい。少なくとも部分的な回転によって、パイプセクション、重要領域などの完全な検査が行われてもよい。詳細には、パイプ１１０の一部が腐食している場合があり、平行移動及び回転によってこのような部分をカバーすることを可能にし得る。詳細には、一例として溶接部１２２を用いているが、対象物の他の構造体を画像化してもよい。

【0066】

いくつかの実施形態では、比較的より大きい検出器１０２または比較的より小さい検出器１０２を平行移動させて、画像を用いてコンピュータ断層撮影を行ってもよい。その結果、溶接部１２２及び腐食の３次元情報（たとえば、何らかの特定されたひびの深度情報など）を作成してもよい。

【0067】

図７は、いくつかの実施形態による放射性同位体を用いた放射線検査システムのブロック図である。放射線検査システム７００は、前述した放射線検査システム１００と同様であってもよい。しかし放射線検査システム７００には、検出器１０２に取り付けられた放射線コリメータ１０６が含まれていなくてもよい。対照的に、放射線コリメータ１０６はパイプ１１０の内側に（たとえば、アクセスポート７８０、及びパイプの端部などを通して）配置された別個の構造体であってもよい。いくつかの実施形態では、放射性同位体をパノラマ式線源として構成する。他の実施形態では、放射線コリメータ１０６をパイプ１１０の内側に配置して、放射線１１２を前述のようにコリメートしてもよい。放射線検査システム７００を用いて、一重壁片面撮影（ＳＷＳＩ）を行ってもよい。前述した動作と同様に、放射性同位体１１８を露出してもよく、また検出器１０２をパイプ１１０の周りに回転させることによって画像を形成してもよい。前述したように、放射性同位体１１８を一度だけ露出及び後退させてもよいし、または画像あたり１回未満で露出及び後退させてもよい。その結果、動作がより効率的に行われ得る。

【0068】

いくつかの実施形態では、パイプ１１０は、直径が約１．５ｉｎ．～約１２ｉｎ．のスケジュール４０パイプであってもよい。このようなパイプ１１０は、壁厚さが約０．１４５ｉｎ．～約０．５ｉｎ．の範囲であってもよい。実際の外径は約１．９ｉｎ．～約１２．７５ｉｎ．の範囲であってもよい。

【0069】

いくつかの実施形態では、画像に対する積分時間または滞留時間はパイプ１１０の種類に基づいてもよい。たとえば、下表１に、所与の直径のスケジュール４０パイプに対する１キュリー線源を用いた場合のフレームあたりの積分時間の例と、平均するフレームの数とを列挙する。これらのパラメータは、目標とするグレーカウントである約３００００に基づいていてもよい。

【表1】

【0070】

いくつかの実施形態では、検出器１０２のエンクロージャはホコリ、水、熱、直射日光などに対して耐性があってもよい。フレームをアルミニウムで形成してもよい。押出成形の白色プラスチックカバーであれば太陽熱加熱が最小限になり得る。電力及びデータに対するＬＥＭＯ（登録商標）ケーブル接続部のようなプッシュプルコネクタなどのコネクタは、エンクロージャ本体と同一平面にあり、ケーブルがはさまることまたはひっかかることを防ぐ場合がある。液体及びホコリ侵入を阻止するために内部ガスケットを用いてもよい。

【0071】

検出器１０２、支持体１０４、コリメータ支持アーム１０８、放射性同位体コリメータ１０６、露出管１１４などの間の接続部は、迅速な分離を可能にする迅速接続特徴部を有して、より簡単な取り扱い、ある位置から別の位置へのより速い動きなどをもたらしてもよい。加えて、コリメータ支持アーム１０８もこのような迅速接続特徴部を有していてもよく、自由度の数及び／または継ぎ手の種類をフィールドにおいて必要に応じて変えてもよい。

【0072】

図８は、いくつかの実施形態による放射線検査システムの動作のフローチャートである。一例として図１Ａ及び１Ｂのシステム１００を用いて、８００では、放射線検査システム１００を構造体上で位置付ける。たとえば、前述したシステム１００などを、支持体１０４をパイプ１１０に固定することによって、パイプ１１０などの構造体上に配置してもよい。いくつかの実施形態では、動作を一人の人間によって行ってもよい。

【0073】

８１０では、放射性同位体１１８を露出させる。たとえば、放射性同位体１１８を放射性同位体コリメータ１０６内に延ばしてもよい。８２０では、検出器１０２を用いて画像を取得する。検出器１０２は、露出させた放射性同位体１１８と検出器１０２との間の構造体によって位置付けられている。画像を取得することには、平均化したかまたはそうでなければ結合して単一画像にした複数の画像を取得することが含まれていてもよい。

【0074】

８３０でさらなる画像を取得すべきである場合、８４０で検出器１０２を構造体の周りに回転させる。そうでない場合は、８５０で放射性同位体を後退させてもよい。所望の数の画像を取得したら、８６０で画像を結合して合成画像にする。

【0075】

いくつかの実施形態では、検出器１０２と、検出器１０２が構造体の周りに移動できるように検出器１０２を構造体に取り付けるように構成された支持体１０４と、放射性同位体コリメータ１０６と、検出器１０２を放射性同位体コリメータ１０６に結合して、放射性同位体コリメータ１０６が検出器１０２とともに動くようにするコリメータ支持アーム１０８、１０８ａ、１０８ｂと、を含む放射線検査システム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００を含む。

【0076】

いくつかの実施形態では、システム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００はさらに、検出器１０２と放射性同位体コリメータ１０６とを構造体の周りに回転させるように構成された制御論理回路１０９を含んでいる。

【0077】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９はさらに、検出器１０２が回転すると検出器１０２からデータを連続的に取得するように構成されている。

【0078】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９はさらに、検出器１０２から複数の画像を取得するように構成され、各画像は異なる回転位置で取得される。

【0079】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９はさらに、画像を結合して合成画像にするように構成されている。

【0080】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９はさらに、滞留時間及び画像の数の少なくとも一方を決定するように構成されている。

【0081】

いくつかの実施形態では、システム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００はさらに無線通信システム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００を含み、制御論理回路１０９はさらに、検出器１０２からデータを無線通信システム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００を通して通信するように構成されている。

【0082】

いくつかの実施形態では、制御論理回路１０９はさらに、画像を取得するために検出器１０２の活性領域全体よりも小さい検出器１０２の活性領域を選択するように構成されている。

【0083】

制御論理回路１０９はさらに、構造体及び放射性同位体の少なくとも一方に基づいて走査パラメータを生成するように構成されている請求項２に記載のシステム１００、１００ａ、１００ｂ、６００、７００。

【0084】

いくつかの実施形態では、コリメータ支持アーム１０８ａにはｃ型アームが含まれる。

【0085】

いくつかの実施形態では、コリメータ支持アーム１０８、１０８ａ、１０８ｂは調整可能である。

【0086】

いくつかの実施形態では、支持アーム１０８、１０８ａ、１０８ｂは少なくとも２つの自由度を含んでいる。
いくつかの実施形態では、支持体１０４は、検出器１０２を構造体に取り付けるように構成された柔軟なベルトを含む。

【0087】

いくつかの実施形態では、柔軟なベルトはさらに、検出器１０２が構造体の周りに動くと検出器１０２とともに動く。

【0088】

方法であって、放射性同位体を露出させることと、検出器１０２を用いて複数の画像を取得することであって、検出器１０２は、露出させた放射性同位体と検出器１０２との間の構造体によって位置付けられている、取得することと、画像のうち少なくとも２枚を取得する間に検出器１０２を構造体の周りに回転させることと、画像の取得が完了した後でのみ放射性同位体を後退させることと、を含む方法。

【0089】

いくつかの実施形態では、本方法は、放射性同位体を検出器１０２とともに構造体の周りに回転させることをさらに含む。

【0090】

いくつかの実施形態では、検出器１０２を構造体の周りに回転させることは、各連続した画像対を取得する間に検出器１０２を構造体の周りに回転させることを含む。

【0091】

いくつかの実施形態では、本方法は、画像を結合して合成画像にすることをさらに含む。

【0092】

いくつかの実施形態では、本方法は、構造体の特性に基づいて画像の数を選択することをさらに含む。

【0093】

いくつかの実施形態では、システムを含み、システムは、放射線に応じて画像を生成するための手段と、放射線をコリメートするための手段と、放射線に応じて画像を生成するための手段を、放射線をコリメートするための手段に取り付けるための手段と、放射線に応じて画像を生成するための手段を対象物に移動可能に取り付けるための手段と、を含む。放射線に応じて画像を生成するための手段の例には、検出器１０２、イメージングアレイ１１１、及び制御論理回路１０９が含まれる。放射線をコリメートするための手段の例には、放射性同位体コリメータ１０６が含まれる。放射線に応じて画像を生成するための手段を、放射線をコリメートするための手段に取り付けるための手段の例には、コリメータ支持アーム１０８、１０８ａ、及び１０８ｂが含まれる。放射線に応じて画像を生成するための手段を対象物に移動可能に取り付けるための手段の例には、支持体１０４が含まれる。

【0094】

いくつかの実施形態では、システムは、放射線に応じて画像を生成するための手段からの複数の画像を結合して合成画像にするための手段のための手段をさらに含む。放射線に応じて画像を生成するための手段からの複数の画像を結合して合成画像にするための手段のための手段の例には、制御論理回路１０９及びコンピュータ１９０が含まれる。

【0095】

特定の実施形態に基づいて、構造体、デバイス、方法、及びシステムについて説明してきたが、当業者であれば容易に分かるように、特定の実施形態に対する多くの変形が可能であり、したがってどんな変形も本明細書で開示した趣旨及び範囲内であると考えるべきである。それに応じて、添付の請求項の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの変更が当業者によってなされ得る。

【0096】

この書面による開示に続く請求項は、本明細書によって、この書面による開示に明白に取り入れられており、各請求項は別個の実施形態として自立している。本開示には、独立請求項とそれらの従属請求項とのすべての並べ換えが含まれている。また、以下の独立及び従属請求項から導出することが可能なさらなる実施形態も、この書面の説明に明白に取り入れられている。これらのさらなる実施形態を決定することは、所与の従属請求項の依存関係を、語句「請求項［ｘ］から始まり、本請求項の直前に来る請求項で終わる請求項のうちのいずれか」と交換することによってなされる。ここで、カッコでくくった用語「［ｘ］」は、直前に記載した独立請求項の番号と交換される。たとえば、独立請求項１から始まる第１の請求項の組の場合、請求項３は請求項１及び２のいずれかに従属することができ、これらの別個の依存関係は２つの明確な実施形態をもたらし、請求項４は請求項１、２、または３のいずれか１項に従属することができ、これらの別個の依存関係は３つの明確な実施形態をもたらし、請求項５は請求項１、２、３、または４のいずれか１項に従属することができ、これらの別個の依存関係は４つの明確な実施形態をもたらす、などである。

【0097】

請求項における特徴または要素に対する用語「第１」の記載には必ずしも、第２またはさらなるこのような特徴または要素の存在の意味が含まれているわけではない。米国特許法第１１２条第６項に基づき、ミーンズプラスファンクションの形式で具体的に記載された要素は、もしあれば、本明細書で説明する対応する構造体、材料、または作用及びその均等物に及ぶと解釈されることが意図されている。独占的所有または特権を請求する本発明の実施形態を以下のように規定する。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】