(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間の一側に液体を満たした後、前記隙間の他側を減圧して前記隙間を通じて前記液体を吸引し、前記隙間を通じた前記液体の移動量に基づいて隙間量を算出することを特徴とする微小隙間量の測定方法。
【請求項２】
前記液体として、溶存ガスを除いた脱気液体を用いることを特徴とする請求項１記載の微小隙間量の測定方法。
【請求項３】
前記隙間量を変化させない程度の圧力を前記隙間の一側の液体に加えて移動を促進することを特徴とする請求項１又は２記載の微小隙間量の測定方法。
【請求項４】
隙間の一側に満たされた液体と、前記隙間の他側を減圧して前記隙間を通じて前記液体を吸引する減圧手段と、前記隙間を通じた前記液体の移動量を測定する測定手段と、前記移動量に基づいて隙間量を算出する算出手段を備えることを特徴とする微小隙間量の測定装置。
【請求項５】
前記液体は、溶存ガスを除いた脱気液体であることを特徴とする請求項４記載の微小隙間量の測定装置。
【請求項６】
前記隙間の一側の液体に、前記隙間量を変化させない程度の圧力を加えて液体の移動を促進させる加圧手段を備えることを特徴とする請求項４又は５記載の微小隙間量の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小隙間量の測定方法及び測定装置に関する。更に詳述すると、本発明は、放射性物質の輸送容器等の密封部等に生じる微小な隙間量を非破壊で測定できる微小隙間量の測定方法及び測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射性物質の輸送容器等の密封容器の開発等においては、その容器本体と蓋の間に生じる微小隙間量、即ち容器本体と蓋の間に極僅かにあく距離を正確に測定する必要がある。従来、微小な隙間量の測定は、密封容器やその模型を被検体とし、被検体を切断してその断面に現れた微小な隙間を観察して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、切断時に作用する力や熱等によって被検体が変形して隙間量が変化することがある。また、例えば複数のボルトによって締め付けている部材の隙間については、ボルト締結によって切断位置に作用する応力が切断の前後で変化するため、やはり隙間量が変化することがある。つまり、実際の状態に則して微小な隙間量を正確に測定することができなかった。
【０００４】
本発明は、実際の状態に則して微小隙間量の測定を行うことができる微小隙間量の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１記載の微小隙間量の測定方法は、隙間の一側に液体を満たした後、隙間の他側を減圧して隙間を通じて液体を吸引し、隙間を通じた液体の移動量に基づいて隙間量を算出するものである。
【０００６】
液体は非圧縮性の流体であり、気体のように隙間を通過する際に体積が変化することがない。したがって、隙間量と液体の移動量との間には一定の関係が成立する。このため、隙間の一側から他側に吸引された液体の移動量に基づいて隙間量を算出することが出来る。また、隙間の他側を減圧することで液体を吸引して移動させるので、隙間の一側を大きく加圧して液体を押し出すように移動させる場合のように測定時に隙間量を変化させることがない。
【０００７】
また、請求項２記載の微小隙間量の測定方法は、液体として、溶存ガスを除いた脱気液体を用いるものである。したがって、減圧に伴い液体中に気泡が発生するのを防止することができ、隙間量と液体の移動量との関係を一定に維持することが出来る。
【０００８】
また、請求項３記載の微小隙間量の測定方法は、隙間量を変化させない程度の圧力を隙間の一側の液体に加えて移動を促進するものである。したがって、液体の移動が迅速に行われ、短時間で測定を終了させることが出来る。
【０００９】
さらに、請求項４記載の微小隙間量の測定装置は、隙間の一側に満たされた液体と、隙間の他側を減圧して隙間を通じて液体を吸引する減圧手段と、隙間を通じた液体の移動量を測定する測定手段と、移動量に基づいて隙間量を算出する算出手段を備えるものである。
【００１０】
したがって、減圧手段が隙間の他側を減圧すると、隙間の一側の液体が吸引されて他側に移動する。液体は非圧縮性の流体であり、隙間を通過する際に体積が変化することがない。このため、隙間量と液体の移動量との間には一定の関係が成立する。算出手段は、測定手段によって測定された液体の移動量に基づいて隙間量を算出する。この測定装置では、減圧手段によって液体を吸引して移動させるので、隙間の一側を大きく加圧して液体を押し出すように移動させる場合のように測定時に隙間量を変化させることがない。
【００１１】
また、請求項５記載の微小隙間量の測定装置は、液体が、溶存ガスを除いた脱気液体である。したがって、減圧に伴い液体中に気泡が発生するのを防止することができ、隙間量と液体の移動量との関係を一定に維持することができる。
【００１２】
また、請求項６記載の微小隙間量の測定装置は、隙間の一側の液体に、隙間量を変化させない程度の圧力を加えて液体の移動を促進させる加圧手段を備えるものである。したがって、液体の移動が迅速に行われるようになり、短時間で測定を終了させることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明を適用した微小隙間量の測定方法の実施形態の一例を、図２に本発明を適用した微小隙間量の測定装置の実施形態の一例をそれぞれ示す。この測定装置は、隙間１の一側に満たされた液体２と、隙間１の他側を減圧して隙間１を通じて液体２を吸引する減圧手段３と、隙間１を通じた液体２の移動量を測定する測定手段４と、移動量に基づいて隙間量を算出する算出手段５を備えている。
【００１５】
液体２は、溶存ガスを除いた脱気液体、例えば脱気水（以下、脱気水２という）である。この脱気水２中に被検体６を沈めることで微小隙間１の一側に脱気水２を満たすようにしている。
【００１６】
被検体６は、例えば下部フランジ（本体）７に上部フランジ（蓋）８を金属製ボルト９で強固に締め付け、内部に密封空間１０を形成したものである。なお、被検体６としては、測定の対象となる隙間１を有する実物であっても良く、あるいは実物の模型や実物の一部分の模型であっても良い。例えば、放射性物質の輸送容器について容器本体と蓋の間に生じる隙間量を測定する場合には、容器本体と蓋との密封部を模擬した小型モデルを被検体６とすれば良い。放射性物質の輸送容器の密封部の隙間量は約０．１〜十数μｍであり、密封部を忠実に再現した小型モデルを被検体６として使用することで、実際の輸送容器を想定して隙間量を測定することができる。
【００１７】
被検体６内の密封空間１０は例えばアクリル製の容器（以下、アクリル容器という）１１内に通じており、このアクリル容器１１内は減圧手段３としての例えば真空ポンプによって減圧されている。即ち、隙間１の他側である密封空間１０は、アクリル容器１１内を通じて減圧手段３によって真空引きされている。密封空間１０とアクリル容器１１とを連通させる流路１２の途中には、測定手段４としての流量計（以下、流量計４という）が設置されている。また、アクリル容器１１と減圧手段３とを連通する流路１３の途中には、下流側圧力計１５が設置されている。さらに、液体２の圧力を計測する上流側圧力計１６を備えている。
【００１８】
算出手段５は、例えば、隙間１を通った液体２の移動量に基づいて隙間量を算出する計算機である。本実施形態では、例えはダルシーバッハの式を用いて平均値としての微小隙間量εを算出する。ダルシーバッハの式を数式１に示す。
【００１９】
【数１】
Ｌ＝πε３・１／［６μｌｎ（ｒｏ／ｒＩ）］・（Ｐｕ−Ｐｄ）
ここで、Ｌは隙間１を通った移動量、εは平均隙間量（相当隙間間隔）、μは液体２の動粘性係数、ｒ０は隙間１を構成する接面外径の半径、ｒＩは隙間１を構成する接面内径の半径、Ｐｕは隙間１の一側（上流側）の圧力、Ｐｄは隙間１の他側（下流側）の圧力である。移動量Ｌは流量計４により、圧力Ｐｕは上流側圧力計１６により、圧力Ｐｄは下流側圧力計１５によりそれぞれ計測する。また、μは既知の値である。さらに、半径ｒ０，ｒＩは被検体６を液体２中に沈める前に測定しておく。これらの値は算出手段５に入力される。
【００２０】
次に、微小隙間量の測定方法について説明する。
【００２１】
まず最初に、被検体６の半径ｒ０，ｒＩを測定しておく。この後、被検体６を脱気水２中に沈める。これより測定する隙間１の一側に脱気水２が満たされる（ステップＳ２１）。次に、減圧手段３を作動させて隙間１の他側を減圧し、脱気水２を隙間１を通じて吸引する（ステップＳ２２）。吸引されて密封空間１０内に移動した脱気水２中は流路１２を流れてアクリル容器１１に移動し蓄えられる。アクリル容器１１に移動した脱気水２の移動量Ｌは流量計４によって計測され（ステップＳ２３）、上述の式に基づいて隙間量εを算出する（ステップＳ２４）。
【００２２】
本発明では、液体２を移動させる圧力差として減圧手段３による真空を採用しているので、被検体６の隙間１を変化させてしまうほど大きな圧力が作用することはなく、隙間１を変化させずに実際に則した状態で隙間量を測定することができる。
【００２３】
また、流体として使用している液体２は非圧縮性であり、気体のように隙間１を通過する際に体積が変化することがない。このため、隙間量と液体２の移動量との間には一定の関係が成立し、上述の式を用いて隙間量を算出することが出来る。さらに、液体２は流量の変化が緩やであり、測定が容易なものとなる。
【００２４】
さらに、液体２として脱気水を用いることで減圧に伴い液体２中に気泡が発生するのを防止することができ、隙間量と液体２の移動量との関係を一定に維持することが出来る。
【００２５】
本発明では、例えば約０．１〜十数μｍ程度の微細な隙間量を実際の状態に則して正確に測定することができる。このため、例えば放射性物質の輸送容器等の密封部に生じる隙間量の測定に応用することができる。
【００２６】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、液体２として脱気水２を使用していたが、水、オイル、脱気オイル等を使用しても良いことは勿論である。
【００２７】
また、上述の説明では、液体２の移動量を流量計４によって計測していたが、アクリル容器１１に貯まった液体２の量に基づいて移動量を計測するようにしても良く、または、流量計４とアクリル容器１１に貯まった液体２の量の両方に基づいて移動量を計測するようにしても良い。なお、上述の説明では液体２を貯める容器としてアクリル容器１１を使用していたが、これに限るものではなく、例えばガラス製の容器やステンレス製の容器等を使用しても良い。この場合、容器に付された目盛りに基づいて当該容器内に貯まった液体２の量を計測するときには、少なくとも目盛りが付されている部分を透明にし、目盛りに対応させながら液面の高さを外から確認できるようにすることが好ましい。
【００２８】
さらに、隙間１の一側の液体２に隙間量を変化させない程度の圧力、例えば約１ＭＰａ（約１０気圧）程度の圧力を加えて液体２の移動を促進させる加圧手段１７を備えても良い。即ち、隙間量を変化させない程度の圧力を隙間１の一側の液体２に加えて移動を促進するようにしても良い。この様にすることで、液体２の移動が迅速に行われるようになり、短時間で測定を終了させることが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の微小隙間量の測定方法では、隙間の一側に液体を満たした後、隙間の他側を減圧して隙間を通じて液体を吸引し、隙間を通じた液体の移動量に基づいて隙間量を算出するので、測定時に微小隙間量を変化させることがない。このため、実際の状態に則して微小隙間量を正確に測定することができる。
【００３０】
また、請求項２記載の微小隙間量の測定方法では、液体として、溶存ガスを除いた脱気液体を用いているので、減圧に伴い液体中に気泡が発生するのを防止することができ、隙間量と液体の移動量との関係を一定に維持することができて微小隙間量をより正確に測定することが出来る。
【００３１】
また、請求項３記載の微小隙間量の測定方法では、隙間量を変化させない程度の圧力を隙間の一側の液体に加えて移動を促進するので、液体の移動が迅速に行われ、測定に要する時間を短縮することが出来る。
【００３２】
さらに、請求項４記載の微小隙間量の測定装置では、隙間の一側に満たされた液体と、隙間の他側を減圧して隙間を通じて液体を吸引する減圧手段と、隙間を通じた液体の移動量を測定する測定手段と、移動量に基づいて隙間量を算出する算出手段を備えているので、微小隙間量を変化させずに測定を行うことができる。このため、実際の状態に則して微小隙間量を正確に測定することができる。
【００３３】
また、請求項５記載の微小隙間量の測定装置では、液体が、溶存ガスを除いた脱気液体であるので、減圧に伴い液体中に気泡が発生するのを防止することができ、隙間量と液体の移動量との関係を一定に維持することができて微小隙間量をより正確に測定することができる。
【００３４】
また、請求項６記載の微小隙間量の測定装置では、隙間の一側の液体に、隙間量を変化させない程度の圧力を加えて液体の移動を促進させる加圧手段を備えているので、液体の移動が迅速に行われ測定時間を短縮化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した微小隙間量の測定方法の実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明を適用した微小隙間量の測定装置の実施形態の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１  隙間
２  脱気水（液体）
３  真空ポンプ（減圧手段）
４  流量計（測定手段）
５  算出手段
１７  加圧手段
【図１】
0003640589.tif 000002
【図２】
0003640589.tif 000003