(57)【要約】      （修正有）【課題】中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向き等の調整をせずに、保温領域内の水分の定量や水分があるか否かの判定が簡易的にできる水分測定装置及び水分測定方法を提供すること。【解決手段】配管３０が保温材３１及び保温材カバー３２で被覆された検査対象物に、中性子源装置から中性子を放射して検査対象物からの熱中性子を含む外部からの全熱中性子が中性子検出器で計数時に、全計測結果に含む保温材３１中の水分量を算出するデータ処理装置２０を備える。データ処理装置２０は、少なくとも配管サイズ、保温材厚さ及び配管３０の内容物成分がパラメータで記憶される記憶部と、開口部が開状態の場合、中性子検出器の全計測結果から、記憶パラメータを基に保温材３１が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、保温材３１の実際の含水率を求めるＣＰＵとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速中性子を放出する中性子源を減速材で被覆して当該高速中性子を減速して外部へ放射する中性子源装置と、
放射線遮蔽材で形成され、中性子入射用の開口部を有するコリメータと、当該コリメータ内に配置され、当該コリメータの外部から入射される熱中性子を計測する中性子検出器と、前記開口部を開又は閉状態とする遮蔽蓋とを有する中性子検出装置と、
内部空間を有し、当該空間に液体及び気体を含む物を流動及び停滞状態に収容する収容体が保温材で被覆され、当該保温材が更に保温カバーで被覆された検査対象物に、前記中性子源装置から中性子を放射して当該検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子が前記中性子検出器で計数された際に、この全計測結果に含まれる前記保温材中の水分量を算出するデータ処理装置と
を備え、
前記データ処理装置は、
少なくとも前記収容体のサイズ、前記保温材の厚さ及び前記収容体の内容物成分のデータがパラメータとして記憶される記憶手段と、
前記遮蔽蓋により前記開口部が開状態の場合に、前記中性子検出器の全計測結果から、前記記憶されたパラメータを基に前記保温材が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、当該保温材の実際の含水率を求める処理手段と
を有することを特徴とする水分測定装置。
【請求項２】
高速中性子を放出する中性子源を減速材で被覆して当該高速中性子を減速して外部へ放射する中性子源装置と、
放射線遮蔽材で形成され、中性子入射用の開口部を有するコリメータと、当該コリメータ内に配置され、当該コリメータの外部から入射される熱中性子を計測する中性子検出器とを有する中性子検出装置と、
内部空間を有し、当該空間に液体を含む物を流動及び停滞状態に収容する収容体が保温材で被覆され、当該保温材が更に保温カバーで被覆された検査対象物に、前記中性子源装置から中性子を放射して当該検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子が前記中性子検出器で計数された際に、この全計測結果に含まれる前記保温材中の水分量を算出するデータ処理装置と
を備え、
前記データ処理装置は、
少なくとも前記収容体のサイズ、前記保温材の厚さ及び前記収容体の内容物成分のデータがパラメータとして記憶される記憶手段と、
前記中性子検出器の全計測結果から、前記記憶されたパラメータを基に前記保温材が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、当該保温材の実際の含水率を求める処理手段と
を有することを特徴とする水分測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の水分測定装置であって、
前記処理手段は、前記遮蔽蓋により前記開口部が開又は閉状態の場合に、当該開状態の場合と当該閉状態の場合との前記全計測結果の差分から、当該開状態の場合と当該閉状態の場合との前記模擬計測値の差分を減算して、当該保温材の実際の含水率を求める
ことを特徴とする水分測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分測定装置であって、
前記収容体は、配管又は容器であり、当該収容体が配管の場合は前記サイズが配管の径であることを特徴とする水分測定装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分測定装置であって、
測定者が任意のデータを入力する入力部と、前記入力されたデータ及び前記データ処理装置での処理データを表示する表示部とを有する入力表示手段を更に備え、
前記処理手段は、前記入力表示手段において測定者が該当検査対象物の少なくとも前記収容体のサイズ、前記保温材の厚さ及び前記内容物成分のデータを入力した際に、これら入力データと、前記記憶されたパラメータとに応じて、前記求められる含水率の水分が前記収容体を腐食させる可能性があることを判定する判定閾値を設定し、
前記入力表示手段は、前記含水率に前記判定閾値を対応付けて表示する
ことを特徴とする水分測定装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水分測定装置であって、
前記処理手段は、前記全計測結果に、前記保温材が有水分状態の際に前記中性子検出器が計数する熱中性子の計数率の統計誤差データも含み、
前記入力表示手段は、前記含水率に前記判定閾値を対応付けて表示する際に、前記統計誤差データも表示する
ことを特徴とする水分測定装置。
【請求項７】
高速中性子を放出する中性子源を減速材で被覆して当該高速中性子を減速して外部へ放射する中性子源装置と、
放射線遮蔽材で形成され、中性子入射用の開口部を有するコリメータと、当該コリメータ内に配置され、当該コリメータの外部から入射される熱中性子を計測する中性子検出器と、前記開口部を開又は閉状態とする遮蔽蓋とを有する中性子検出装置と、
内部空間を有し、当該空間に液体及び気体を含む物を流動及び停滞状態に収容する収容体が保温材で被覆され、当該保温材が更に保温カバーで被覆された検査対象物に、前記中性子源装置から中性子を放射して当該検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子が前記中性子検出器で計数された際に、この全計測結果に含まれる前記保温材中の水分量を算出するデータ処理装置と
を備え、
前記データ処理装置は、
少なくとも前記収容体のサイズ、前記保温材の厚さ及び前記収容体の内容物成分のデータをパラメータとして記憶手段に記憶するステップと、
測定者が、前記中性子源装置を搭載した中性子検出装置を前記検査対象物に当接して水分の測定を行う際に、前記中性子源装置から中性子を放射して当該検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子を前記中性子検出器で計数するステップと、
前記中性子検出器の全計測結果から、前記記憶されたパラメータを基に前記保温材が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、当該保温材の実際の含水率を求めるステップと
を行う処理を含むことを特徴とする水分測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラント、原子力プラント、火力プラント等の各種プラント設備は、配管及び容器を有している。これらの配管及び容器は、保温、保冷、結露防止等を目的として表面が保温材で覆われている。保温材は、さらに、金属製の保温カバーで覆われている。保温カバーの経年劣化等に起因して、保温カバーの隙間から雨水等の水分が保温カバー内に浸入する。この水分が例えば炭素鋼製の配管の表面を腐食させる要因になっている。
【０００３】
配管及び容器の点検は、仮設足場を配管及び容器の周囲に設置し、作業員が保温カバー及び保温材を外して目視により配管及び容器の表面での腐食発生状況を確認することによって行われる。作業員による点検は、配管等の表面から保温カバー及び保温材を取り外す必要があり、多大な時間を必要とする。
【０００４】
このような問題を解消するために、保温カバー及び保温材を取り外さないで配管等の腐食を点検する非破壊検査技術が開発されている。この非破壊検査技術の一例が特許文献１に記載されている。この技術は、水分測定装置は測定装置本体部を有し、測定装置本体部のケーシング内に、中性子源装置及び中性子検出装置が設けられる。中性子源装置は高速中性子を放出する中性子源、例えば、カリホルニウム２５２（２５２Ｃｆ）と中性子源を囲む減速材を有し、中性子源から放出された高速中性子は、減速材で減速された後、保温領域内に存在する水分でさらに減速されて熱中性子になる。
【０００５】
中性子検出装置は中性子検出器と、中性子検出器を囲むコリメータと、コリメータの開口部（コリメータ開口部）を開閉する遮蔽蓋を含んで構成されている。コリメータ開口部には、複数の仕切り部材が配置され、これらの仕切り部材によって複数のスリットが形成されている。保温領域内に存在する水分で減速されて熱中性子になった中性子は、スリットを通って中性子検出器で検出される。
つまり、熱中性子が中性子検出器で検出された場合には、保温領域内に水分が存在しており、配管等の表面が腐食される環境にあると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２７５５９号公報（図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、中性子源装置から保温領域に向けて放射された減速中性子が、保温領域で散乱されて中性子検出装置の中性子検出器に効率よく検出されるようにするためには、配管及び容器（タンク、塔、槽等）の径、保温領域の厚さに応じて、中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向きやコリメータの開口寸法を調整する必要がある。もし、配管及び容器（タンク、塔及び槽等）の径、保温領域の厚さに応じて、中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向きやコリメータの開口寸法を調整しないと、コリメータ開口部のスリットにおいて保温領域で散乱した熱中性子が遮蔽されたり、保温領域外で散乱した熱中性子が通過してしまい保温領域内の水分の定量や水分があるか否かの判定ができなくなる。
【０００８】
また、中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向きやコリメータの開口寸法を調整可能とするには、測定装置本体部がケーシングで覆われていることから測定装置本体内に調整用の可動機構、可動機構をケーシング外部から精確に駆動させるための駆動機構が必要となる。これらのケーシング内部機構を付加させると、測定装置本体は重くなるほか、付加する機構の設置スペースを確保するために大きさが大きくなるとともに、中性子検出装置の位置を検出効率が低下する中性子源装置から離す方向にセットする必要が生じる。
水分測定装置の主な利用形態は、作業者一人が携行し、測定装置本体を本体支持棒で介して作業者から差し伸ばした状態での測定である。このため、測定装置本体は小型、軽量でかつ操作の簡易性が求められる。
以上の状況より、調整可能とした場合、測定装置本体の重量増加、大きさの増加、調整操作の追加により作業性は測定に支障をきたすほどに悪化する。また、検出効率の低下にともなって測定効率や測定精度に悪影響を与える。
【０００９】
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向きやコリメータの開口寸法の調整をせずに、保温領域内の水分の定量や水分があるか否かの判定が簡易的にできる水分測定装置及び水分測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の水分測定装置は、高速中性子を放出する中性子源を減速材で被覆して当該高速中性子を減速して外部へ放射する中性子源装置と、放射線遮蔽材で形成され、中性子入射用の開口部を有するコリメータと、当該コリメータ内に配置され、当該コリメータの外部から入射される熱中性子を計測する中性子検出器と、前記開口部を開又は閉状態とする遮蔽蓋とを有する中性子検出装置と、内部空間を有し、当該空間に液体及び気体を含む物を流動及び停滞状態に収容する収容体が保温材で被覆され、当該保温材が更に保温カバーで被覆された検査対象物に、前記中性子源装置から中性子を放射して当該検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子が前記中性子検出器で計数された際に、この全計測結果に含まれる前記保温材中の水分量を算出するデータ処理装置とを備える。前記データ処理装置は、少なくとも前記収容体のサイズ、前記保温材の厚さ及び前記収容体の内容物成分のデータがパラメータとして記憶される記憶手段と、前記遮蔽蓋により前記開口部が開状態の場合に、前記中性子検出器の全計測結果から、前記記憶されたパラメータを基に前記保温材が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、当該保温材の実際の含水率を求める処理手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中性子検出装置のコリメータ開口部の中性子源装置に対する相対的な向きやコリメータの開口寸法の調整をせずに、保温領域内の水分の定量や水分があるか否かの判定が簡易的にできる水分測定装置及び水分測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例形態に係る水分測定装置の全体構成図である。
【図２】図１の測定装置本体部の内部構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、測定装置本体部とデータ処理装置の機能ブロック構成図、（ｂ）は配管を被覆する保温材内の水分の測定様態を示す図である。
【図４】水分測定装置で、中性子検出装置のコリメータ開口部を開いて配管の保温材を含む周囲物に存在する水分の測定状態を示す図である。
【図５】水分測定装置で、中性子検出装置のコリメータ開口部を閉じて保温材を含む周囲物に存在する水分の測定状態を示す図である。
【図６】横軸を配管サイズ、縦軸を開又は閉状態のノイズ計数率成分の差とした際の、配管サイズ及び保温材厚さと、ノイズ計数率成分の差との関係を表す図である。
【図７】横軸を配管サイズ、縦軸を保温材中水分無し状態での測定系統固有のノイズ計数率成分とした際の、配管サイズ及び保温材厚さと、ノイズ計数率成分との関係を表す図である。
【図８】横軸を配管サイズ、縦軸を保温材中水分有り状態での測定系統固有の保温材中水分に対するノイズ計数率係数とした際の、配管サイズ及び保温材厚さと、ノイズ計数率係数との関係を表す図である。
【図９】横軸を配管サイズ、縦軸を水分評価計数率から含水率に換算する換算係数とした際の、配管サイズ及び保温材厚さと、換算係数との関係を表す図である。
【図１０】横軸の測定時刻に対する縦軸の含水率の関係を表す図である。
【図１１】横軸の測定時刻に対する縦軸の含水率の関係において、警報レベル及び有意含水レベルを設定した状態を表す図である。
【図１２】本実施形態の水分測定装置による水分の純粋なシグナル抽出と、測定対象の水分の含水率及び含水率誤差の評価処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る水分測定装置１の構成図である。
水分測定装置１は、プラント等に配備された配管３０を被覆する保温材（保温領域）３１に含有される水分を、更に保温材３１を被覆する保温材カバー３２の外部から検出するものである。なお、配管３０内には、プラントが例えば石油化学コンビナートであれば、石油等の配管内容物３３が通過している。また、本実施形態では、水分の検査対象物が配管３０の保温材３１としたが、同様な保温機構の容器であってもよい。また、水分測定装置１は、操作ロッド部２６に測定装置本体部５及び表示器２７が固定され、更にデータ処理装置２０をセットで備えて構成されている。
【００１４】
操作ロッド部２６は筒型の棒状を成し、この筒内に本体支持棒２６ａが伸縮自在に挿入され、例えば１ｍ〜数ｍ等の所望長さに長さを調整したところで回転式固定部２６ｂを回転させて締め付け固定する構成となっている。本体支持棒２６ａは、測定装置本体部５の上面中央部に所定角度範囲で２自由度以上の回転機構で回動自在に取り付けられている。
【００１５】
図２は測定装置本体部５の内部構成を示す斜視図、図３（ａ）は測定装置本体部５とデータ処理装置２０の機能ブロック構成図、（ｂ）は配管３０を被覆する保温材３１内の水分３４の測定様態を示す図である。
【００１６】
図２に示すように、測定装置本体部５は、中性子源装置３、ケーシング２５、中性子検出装置６、遮蔽蓋１２、遮蔽蓋移動装置１３を有する。
中性子源装置３は、中性子源格納容器３ｃを有し、中性子源格納容器３ｃ内に中性子源（例えばカリホルニウム２５２）３ａを減速材３ｂで取り囲んで配置している。中性子源格納容器３ｃは放射線遮蔽材にて構成され、中性子源格納容器３ｃには中性子放出口（図示せず）が形成されている。減速材３ｂは、中性子源３ａと中性子源格納容器３ｃの間、特に中性子放出口と中性子源３ａとの間に配置される。
【００１７】
図２に示すように、中性子検出装置６は、細長い中性子検出器６ａを放射線遮蔽材で形成されたコリメータ６ｂで取り囲んで構成され、測定装置本体部５のケーシング２５内の両側に計２つ配備されている。なお、中性子検出器６ａは、例えばヘリウムの安定同位体であるヘリウム３を検出するヘリウム３検出器である。
【００１８】
コリメータ６ｂは、図３（ａ）に示すように、中性子検出器６ａの軸方向（図３（ａ）の紙面を貫く方向）に伸びる、中性子入射開口部としてのコリメータ開口部（単に、開口部ともいう）６ｃを有する。コリメータ開口部６ｃには、図示せぬ板状の放射線遮蔽材による複数枚の仕切り部材で区切られた複数のスリットが形成されており、熱中性子の入射方向を規制している。中性子源装置３は、２つの中性子検出装置６の間に配置される。
【００１９】
図３（ａ）に示す各中性子検出装置６の各々の開口部６ｃは、図２に示すように、対向状態に、ケーシング２５の底面に対して同じ角度で傾斜している。図３（ａ）では一方の中性子検出装置６の記載を省略しているが、各開口部６ｃは、中性子の入射可能な領域を配管３０の外面と保温カバー３２の内面との間の領域になるように、傾斜角とコリメータ開口寸法を設定している。この傾斜角とコリメータ開口寸法は固定であり容易に変えることができない。
【００２０】
ケーシング２５内には、各中性子検出装置６の間に電源・電子回路ユニット４が設けられ、図３では記載を省略しているが、ケーシング２５の外部の４隅には４個の車輪２１が取り付けられている。電源・電子回路ユニット４は、図３（ａ）に示すように、中性子検出器６ａ及び遮蔽蓋移動装置１３に電気的に接続され、中性子検出及び遮蔽蓋１２の開閉動作等を行う際の電源となっている。
【００２１】
図１に示すように、表示器２７は、測定者が所望の操作を行う操作ボタン２７ａと、データ処理装置２０との無線通信により得られた測定結果等の各種データを表示する表示部２７ｂとを備えて構成されている。また、表示器２７は、測定者が操作ロッド部２６を把持した際に測定者が見やすい操作ロッド部２６の位置に取り付けられている。
【００２２】
データ処理装置２０は、図１に示すようにデータ処理装置本体部２３に表示部２１及び入力部２２を備えている。更に、図３（ａ）に示すように、内部に、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２３ａにバス２３ｂで接続された記憶部（記憶手段）２３ｃ、入力インタフェース２３ｄ、出力インタフェース２３ｅ、通信部２３ｆを備えて構成されている。データ処理装置２０は後述する各種処理及び制御を行う。但し、記憶部２３ｃは、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及びＨＤＤ(Hard Disk Drive)等から構成される。
【００２３】
ここで、上記構成の水分測定装置１で水分測定を行う際の参照となる基本原理について述べる。
中性子源３ａ及び中性子検出器６ａを含む測定装置本体部５を、配管３０の保温材カバー３２の表面に当てる。例えば図３（ｂ）に中性子源３ａから四方八方に伸びる矢印で示すように、中性子源３ａから等方向に放出された高速中性子は、保温材３１に含まれた水分３４を構成する水素原子と弾性衝突を繰り返すことでエネルギーが低下し熱中性子となる。この熱中性子のうち、図３（ｂ）に破線矢印Ｓｏで示す後方散乱するものを中性子検出器６ａで検出することにより、水分３４を検出する。
【００２４】
しかし、コンビナート等の使用環境で検出される信号には、図３（ｂ）に矢印Ｎ１ｏ，Ｎ２ｏ，Ｎ５等で示すように、中性子源３ａから放出された高速中性子が保温材３１中の水分３４にて熱中性子化された信号(純粋な水分の検出シグナル)の他、配管３０の内容物３３にて熱中性子化された信号や中性子源３ａから直達する中性子等の信号(ノイズ)が多く存在し、検出したいシグナルが識別できない状況が生じてしまう。
【００２５】
そこで、水分測定装置１では、ノイズを低減するために中性子検出器６ａを含む中性子検出装置６の周りを図示せぬ中性子遮蔽材で覆い、保温材カバー３２側に位置する一方向に開口部（コリメータ開口部）６ｃを設け、保温材カバー３２側から入射してくる熱中性子のみを検出するコリメータ６ｂの構造（コリメータ構造）としてある。
【００２６】
図３に示す開口部６ｃの突出長さは、配管３０等の外装板金（保温材カバー３２）との位置関係やシグナル増加の観点から短くする必要がある。しかし、短くしすぎるとノイズを制限するために開口幅が狭くなりシグナルが減少してしまう。そこで、開口部６ｃの突出長さが短く大きな開口部内をいくつもの狭い開口で構成されるように仕切るように図示せぬ複数のスリットを並べる構造（マルチスリット構造）とする。このスリット構造により、シグナルの減少が抑制され、効率のよい熱中性子信号の空間識別が可能となっている。
【００２７】
また、中性子源３ａとして用いる放射性同位元素には、扱い易さから自発核分裂核種であるＣｆ−２５２（カリホルニウム２５２）を適用する。しかし、Ｃｆ−２５２から放出される高速中性子はエネルギーが高いため、保温材３１中の水分３４で効率よく熱中性子化しない。このため、シグナルを増加させることを目的として、図３（ａ）に示すように中性子源３ａを中性子の減速材３ｂで取り囲んである。減速材３ｂは、中性子源３ａから放出する高速中性子のエネルギーを低下させることで、保温材３１中の水分３４で効率よく熱中性子化させる働きがある。
【００２８】
従って、図３（ｂ）に中性子源３ａから８方方向に伸びる矢印は、本実施形態においては、減速中性子３５を示している。
中性子検出器６ａに入射する熱中性子は、マルチスリット型のコリメータ６によりノイズ成分の多くを排除するが、つまり、熱中性子の入射方向が規制されるが、中性子遮蔽構造に完全な遮蔽能力を持たせることは現実的には不可能である。このため、マルチスリット型のコリメータ６で排除しきれないノイズをキャンセルし、シグナルの抽出効率を高めるため、差分計測法を採用した。この差分計測法によりノイズをキャンセルする方法として、図３に示すように開口部６ｃの前面に熱中性子を遮蔽する開閉式の遮蔽蓋１２を設けた。遮蔽蓋１２の開閉による中性子検出器６ａでの計測値の差分を求めることで、ノイズをキャンセルするようになっている。
【００２９】
このノイズのキャンセル方法について説明する。但し、計測値をＭ、シグナルをＳ、ノイズをｎとする。遮蔽蓋１２の開状態での計測値をＭＡとすると、この計測値ＭＡは、ＳＡとｎＡの和で表すことができる。即ち、ＭＡ＝ＳＡ＋ｎＡである。
遮蔽蓋１２の閉状態での計測値をＭＢとすると、この計測値ＭＢは、ＳＢとｎＢの和で表すことができる。即ち、ＭＢ＝ＳＢ＋ｎＢである。
【００３０】
この２つの計測値ＭＡとＭＢとの差分をとると、次式（１）で表される。
ＭＡ−ＭＢ＝（ＳＡ＋ｎＡ）−（ＳＢ＋ｎＢ）
＝ＳＡ−ＳＢ＋ｎＡ−ｎＢ  …（１）
ここで、ＳＡ≫ＳＢ、ｎＡ≒ｎＢなので、上式（１）は近似的に次式（２）と置き換えることができる。
ＭＡ−ＭＢ＝ＳＡ  …（２）
この式（２）の通り、純粋な水分のシグナルＳＡが残る。
但し、本実施形態のコリメータ開口部６ｃにおいては、上述したマルチスリット構造となっていなくてもよい。
【００３１】
このような原理を参照して、本実施形態の水分測定装置１においては、図４に示すように、保温材３１の中の水分３４から反射される中性子成分の内、遮蔽蓋１２を開放した開口部６ｃから入射されて中性子検出器６ａで検出される成分を、他のノイズ成分と弁別し、純粋なシグナル成分Ｓｏを抽出する。即ち、開放状態で検出される成分には、矢印Ｓｏで示す純粋な水分３４のシグナルの他に、矢印Ｎ１ｏ，Ｎ２ｏ，Ｎ３ｏ，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７で示すノイズ成分が含まれる。このため、ノイズと弁別してシグナルＳｏのみを抽出する必要がある。
【００３２】
但し、矢印Ｎ１ｏは中性子源３ａからのノイズ、Ｎ２ｏは乾燥した保温材３１からのノイズ、Ｎ３ｏ及びＮ４は配管内容物３３からのノイズ、Ｎ５は乾燥した保温材３１からのノイズ、Ｎ６は保温材３１に含まれる開口部６ｃの視野範囲外の水分からのシグナル、Ｎ７は隣接配管、水溜り、コンクリート、地面や人体等の周囲物体３６からのノイズである。
【００３３】
また、純粋なシグナルＳｏは、中性子検出器６ａにおいて計数率(単位：ｃｐｓ)にて計測されるが、その計数率は中性子源３ａの減衰と共に減衰することを考慮し、計数率と検量線は減衰条件を同一に設定する必要がある。検量線にて求める定量値は、一義的に取り扱える含水率（ｖｏｌ％）が好ましい。この理由は、水分質量等は空間的な情報と共に扱う必要が有り、分かり難いためである。但し、遮蔽蓋１２を閉状態（開口部６ｃを閉じた状態）とした際の水分測定の様子を図５に示す。図５においては、図４の符号Ｓｏ，Ｎ１ｏ，Ｎ２ｏ，Ｎ３ｏに対して、符号Ｓｃ，Ｎ１ｃ，Ｎ２ｃ，Ｎ３ｃとしてある。符号Ｓ，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３に添付される添字の「ｏ」は遮蔽蓋１２の開状態（開口部６ｃを開けた状態）、「ｃ」は遮蔽蓋１２の閉状態（開口部６ｃを閉めた状態）を示す。これは、他の符号への添字ｏ，ｃも同様である。
【００３４】
水分測定装置１による水分測定は、遮蔽蓋１２の開閉だけで済むようにしてある。更に、水分測定値からシグナルＳｏを抽出して含水率を求め、誤差評価するまでの一連の評価は、データ処理装置２０にて測定者がリアルタイムでできるようになっている。
【００３５】
このように遮蔽蓋１２の開閉状態のみで、保温材３１の含水率を適正に求めてリアルタイムで表示する方法を説明する。最初に、シグナルＳｏの抽出方法について説明する。
中性子検出器６ａにて計測される全ての計数率成分Ｄは、次式（３）のようになる。但し、式（３）では、遮蔽蓋１２を開状態「ｏ」とした場合のみが示してあるが、閉状態「ｃ」の場合も添字ｏがｃとなるだけで同様の式で表される。
Ｄｏ＝Ｓｏ＋Ｎ１ｏ＋Ｎ２ｏ＋Ｎ３ｏ＋Ｎ４＋Ｎ５＋Ｎ６＋Ｎ７  …（３）
但し、Ｄｏは開口部６ｃが開状態の場合に、Ｄｃは閉状態の場合に入射され、中性子検出器６ａにより計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
【００３６】
Ｓｏは、遮蔽蓋１２が開状態の場合、Ｓｃは閉状態の場合に、保温材３１中の水分３４にて反射した中性子成分が開口部６ｃより入射して、中性子検出器６ａで計測される際の計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ１ｏは、遮蔽蓋１２が開状態の場合、Ｎ１ｃは閉状態の場合に、中性子源３ａよりコリメータ６ｂを透過して入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ２ｏは、遮蔽蓋１２が開状態の場合、Ｎ２ｃは閉状態の場合に、乾燥した保温材３１にて反射して開口部６ｃより入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ３ｏは、遮蔽蓋１２が開状態の場合、Ｎ３ｃは閉状態の場合に、配管内容物３３で反射し、開口部６ｃより入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
【００３７】
Ｎ４は、配管内容物３３で反射し、コリメータ６ｂを透過して入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ５は、乾燥した保温材３１で反射し、コリメータ６ｂを透過して入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ６は、保温材３１の中の水分３４で反射し検出器遮蔽を透過して入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
Ｎ７は、周囲物体３６で反射し、コリメータ６ｂを透過して入射した中性子成分が計測される計数率成分（ｃｐｓ）である。
【００３８】
シグナルＳｏは、次式（４）で求められる。
Ｓｏ＝Ｄｏ−（Ｎ１ｏ＋Ｎ２ｏ＋Ｎ３ｏ＋Ｎ４＋Ｎ５＋Ｎ６＋Ｎ７）  …（４）
ここで、Ｎ１ｏは、測定装置本体部５のＩＤ(Identiflication) ｅと、測定年月日ｔとに依存するノイズ成分値であり、次式（５）で表されるとする。
【００３９】
Ｎ１ｏ＝Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）  …（５）
Ｎ２ｏ、Ｎ３ｏ、Ｎ４、Ｎ５は、配管サイズ（配管３０の口径サイズ）ｐｓ、保温材厚さ（保温材３１の厚さ）ｈｔ、配管内容物（配管内容物３３）ｐｃ、測定装置本体部ＩＤ ｅ、測定年月日ｔに依存するノイズ成分であり、次式（６）及び（７）の関係で表されるとする。
Ｎ２ｏ＋Ｎ３ｏ＝Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）  …（６）
Ｎ４＋Ｎ５＝Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）  …（７）
なお、配管３０の直径サイズを大きく採ることにより、タンクや角型槽等の平面部分にも適用できる。
【００４０】
Ｎ６は、保温材３１の水分成分Ｓｏ（ｅ，ｔ）に依存し、次式（８）で表される。
Ｎ６＝β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）Ｓｏ（ｅ，ｔ）  …（８）
但し、β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）は、配管サイズｐｓ、保温材厚さｈｔ、配管内容物ｐｃ、測定装置本体部ＩＤ：ｅに依存する係数であるとする。
Ｎ７は、極めて小さいことが分かっており、次式（９）で表される。
Ｎ７≒０  …（９）
この式（９）のように、Ｎ７≒０とすると、上式（４）は、次式（１０）となり、これがシグナルＳｏ抽出の基本式となる。
【００４１】
Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝Ｄｏ（ｅ，ｔ）−Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）
−Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）
−Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）
−β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）Ｓｏ（ｅ，ｔ）  …（１０）
この基本式（１０）を基にして保温材３１の水分成分Ｓｏ（ｅ，ｔ）を求める方法としては、次に説明する第１及び第２のシグナル抽出方法がある。
【００４２】
第１の抽出方法は、図１に示すように、保温材カバー３２に測定装置本体部５を当接した同一地点で、遮蔽蓋１２の開閉動作を行い、Ｄｏ（ｅ，ｔ）とＤｃ（ｅ，ｔ）とを測定して水分成分Ｓｏ（ｅ，ｔ）を求めるものである。
第１の抽出方法において、Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７（つまり開口部６ｃ以外から入射されるもの）は遮蔽蓋１２の開閉によらず各定点で一定である。従って、上式（１０）のＣ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）＋β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）Ｓｏ（ｅ，ｔ）も一定となり、Ｓｏ（ｅ，ｔ）−Ｓｃ（ｅ，ｔ）を求めるとキャンセルされ、次式（１１）のようになる。
【００４３】
Ｓｏ（ｅ，ｔ）−Ｓｃ（ｅ，ｔ）＝｛Ｄｏ（ｅ，ｔ）−Ｄｃ（ｅ，ｔ）｝
−｛Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）−Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ）｝
−｛Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）
−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）｝
…（１１）
【００４４】
ここで、コリメータ開口部６ｃを通過する成分である遮蔽蓋１２が開時の成分と、閉時の成分との関係（差分）は、測定装置本体部ＩＤ：ｅで決まる遮蔽率α（ｅ）で次式（１２）のように関係付けられる。但し、遮蔽率α（ｅ）は、予め測定により求めることができる。
Ｓｃ（ｅ，ｔ）＝Ｓｏ（ｅ，ｔ）｛１−α（ｅ）｝  …（１２）
【００４５】
また、Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ），Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ）ともに測定装置本体部ＩＤ：ｅで決まるため、Ｓｏ（ｅ，ｔ）は次式（１３）のようになる。
Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝［｛（Ｄｏ（ｅ，ｔ）−Ｄｃ（ｅ，ｔ））
−｛Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）−Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ）｝
−｛Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）
−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）｝］／α（ｅ）  …（１３）
本式（１３）が、第１の抽出方法の実用式となる。
【００４６】
ここで、式（１３）中のＣ１ｏ（ｅ，ｔ）、Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ）は測定装置本体部ＩＤで決まる値であり、測定装置本体部５単独でＤｏ（ｅ，ｔ），Ｄｃ（ｅ，ｔ）を測定することで求められる。
また、Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）は、保温材３１の中に水分がない状態Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝０で、開又は閉状態における開口部６ｃから入射するノイズ計数率成分（ｃｐｓ）の差である。従って、配管サイズ、保温材厚さ、配管内容物の成分を模擬し、Ｄｏ（ｅ，ｔ），Ｄｃ（ｅ，ｔ）を測定することで、図６のように求められる。
【００４７】
即ち、図６は横軸を配管サイズｐｓ、縦軸を開又は閉状態のノイズ計数率成分（ｃｐｓ）の差であるＣ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）とした際の、配管サイズｐｓ及び保温材厚さｈｔ（ｍｍ）と、ノイズ計数率成分（ｃｐｓ）の差との関係を表す図である。但し、ｔｓは後述する基準年月日である。
この図６に表されるように、配管サイズｐｓが小さく、且つ保温材厚さｈｔが厚くなる程に、ノイズ計数率成分（ｃｐｓ）の差が小さくなっている。
【００４８】
第２の抽出方法は、遮蔽蓋１２を開状態としたままで測定を行うものである。従って、第１の抽出方法よりも効率的な測定を行うことができる。
開放したままでは、上式（１０）が、次式（１４）となり、この式（１４）が第２の抽出方法の実用式となる。
【００４９】
Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝［Ｄｏ（ｅ，ｔ）−Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）
−｛Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）
＋Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）｝］
／｛１＋β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）｝  …（１４）
【００５０】
ここで、Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）は、測定装置本体部５が単独で遮蔽蓋１２を開けた状態での計数率（ｃｐｓ）成分であるから、測定装置本体部５が単独｛Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝０、Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）＝Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）＝０｝で、Ｄｏ（ｅ，ｔ）を測定することで求められる。
【００５１】
Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）＋Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）は、保温材３１中に水分がない状態｛Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝０｝での測定系統固有のノイズ計数率成分（ｃｐｓ）である。これは、配管３０の口径、保温材（乾燥）３１の厚さ、配管内容物３３を模擬し、Ｄｏ（ｅ，ｔ）を測定することで、図７のように求められる。
【００５２】
ここで、図７のノイズ計数率成分（ｃｐｓ）を求める場合に使用する配管内容物３３の模擬物は、実際に測定する配管３０の内容物と同じ性状のものが好ましい。しかし、これを実施する際に様々な試験ケースを準備することは多くのリソースを必要とし困難なことが多い。そこで、例えば配管内容物３３の疑似物を水として、Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｗａｔｅｒ，ｅ，ｔ）＋Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｗａｔｅｒ，ｅ，ｔ）を求め、これに内容物の違いによる補正を加えて使用する。
【００５３】
中性子源３ａから出た中性子が反射（水分３４以外で反射）して中性子検出器６ａに入る中性子の確率は、内容物３３のＨ（水素）数密度にほぼ比例することから、補正係数Ｃｗ（ｐｃ）を予め試験的に求めるか、化学式、密度より計算で求めて与えることができる。
【００５４】
また、β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）は、保温材３１の中に水分３４がある場合の測定系統固有の保温材中水分に対するノイズ計数率（ｃｐｓ）係数であるから、配管３０の口径、保温材３１の厚さを模擬し、Ｓｏ（ｅ，ｔ）は、任意にてＤｏ（ｅ，ｔ）を測定することで、図８のように求められる。但し、Ｓｏ（ｅ，ｔ）は、上式（１３）にて求められる。
【００５５】
図８に表されるように、配管サイズｐｓが大きく、且つ保温材厚さｈｔが厚くなる程に、β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）、即ち、保温材３１の中に水分３４がある場合の測定系統固有の保温材中水分に対するノイズ計数率係数が大きくなっている。
【００５６】
但し、第１の抽出方法の式（１３）及び、第２の抽出方法の式（１４）において、計数率成分Ｄｏ（ｅ，ｔ），Ｄｃ（ｅ，ｔ）は、中性子源３ａの放射能減衰と共に時間変化し減衰するため、シグナルＳｏ（ｅ，ｔ）を求める際には、Ｄｏ（ｅ，ｔ），Ｄｃ（ｅ，ｔ）の時間tに対し基準年月日を規定し時間軸を統一条件とするように減衰補正を行う必要がある。
【００５７】
また、上記のＣ１ｏ（ｅ，ｔ），Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ），Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ），Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ），Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）ともに、時間軸を同一にするように減衰補正を行う必要がある。そのために同一とする基準年月日を規定して、次式（１５）のように求める必要がある。
【数１】
2014066587.tif 000003
ここで、ｔｓは基準年月日、ｔは実際に測定を行った年月日、Ｔは中性子源３ａの半減期である。本式（１５）はＤｏによるものであるが、Ｄｃ，Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ），Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ），Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ），Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ），Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）も同様である。
【００５８】
従って、上式（１３）及び（１４）は次式（１６）及び（１７）となる。
Ｓｏ（ｅ，ｔｓ）＝［｛（Ｄｏ（ｅ，ｔｓ）−Ｄｃ（ｅ，ｔｓ））
−｛Ｃ１ｏ（ｅ，ｔｓ）−Ｃ１ｃ（ｅ，ｔｓ）｝
−｛Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）
−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）｝］／α（ｅ）…（１６）
Ｓｏ（ｅ，ｔｓ）＝｛Ｄｏ（ｅ，ｔｓ）−Ｃ１ｏ（ｅ，ｔｓ）
−（Ｃ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）
＋Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔｓ）｝
／｛１＋β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）｝  …（１７）
【００５９】
次に、含水率ＨＲ（ｖｏｌ％）の定量化方法について説明する。
含水率ＨＲは、次式（１８）で表される。
ＨＲ＝Ｓｏ（ｅ，ｔ）×ＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔ）  …（１８）
式（１８）のＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔ）は、含水率に対応する水分評価計数率Ｓｏ（ｅ，ｔ）から含水率ＨＲに換算するための係数である。この換算係数ＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔ）を図９の縦軸に示す。図９に示すように、その換算係数ＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔ）は、配管サイズｐｓと保温材厚さｈｔ毎に予め検量データを採取して求める。
【００６０】
なお、水分評価計数率Ｓｏ（ｅ，ｔ）は、基準年月日ｔｓで補正されていることから、換算係数ＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔ）も基準年月日ｔｓで補正することにより上式（１８）は、次式（１９）のようになる。
ＨＲ＝Ｓｏ（ｅ，ｔｓ）×ＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ，ｔｓ）  …（１９）
【００６１】
以上の処理により、含水率ＨＲ（ｖｏｌ％）の計算方法が確立する。従って、含水率ＨＲ、並びに含水率ＨＲに含まれる各誤差成分が定まる。各誤差ともに計数による統計誤差を与えることができ、トータルの含水率誤差ｅＨＲも自動算出が可能となる。
この自動計算はデータ処理装置２０で行われるが、自動計算によって求められる含水率ＨＲ及び含水率誤差ｅＨＲは、例えばグラフで表すと図１０のようになる。このグラフは表示器２７に表示することもできる。図１０は横軸の測定時刻（ｓ：秒）に対する縦軸の含水率ＨＲ（ｖｏｌ％）の関係を表す図である。図１０において、含水率ＨＲは太線で示すように、測定時刻の経過に伴って約６０ｓ〜１２０ｓの間に山形に高くなっている。また、その含水率ＨＲに付随して、含水率誤差ｅＨＲが破線で示すように、プラス側の含水率誤差ｅＨＲと、マイナス側の含水率誤差ｅＨＲとして表される。
【００６２】
更に、図１０に表される含水率ＨＲに対して、図１１に示すように、判定閾値としての警報レベルＬ１と、有意含水レベルＬ２とを設定する。有意含水レベルＬ２は、計測された保温材３１の含水率ＨＲが有意な(誤差範囲を超えている)ものであるか否かを判定するレベルである。有意含水レベルＬ２を超えた場合に、該当の含水率ＨＲは有意と判定される。
警報レベルＬ１は、ユーザが任意に設定可能なレベルである。例えば、配管の腐食を合理的に管理するために設備保全管理者が設定する含水率(腐食環境)レベル等があげられる。但し、図１０及び図１１のグラフは、第１の方法においても同様である。
【００６３】
＜実施形態の動作＞
このような水分測定装置１による検査対象物である配管３０の保温材３１の水分含有の有無及び水分定量する動作を、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ１において、図３に示すデータ処理装置２０の記憶部２３ｃの図示せぬデータベースに各種データを事前設定する。即ち、ステップＳ１ａにおいて、測定装置本体部ＩＤの値であるＣ１ｃ（ｅ，ｔ）と、遮蔽蓋１２の開又は閉状態での開口部６ｃから入射するノイズ計数率成分（ｃｐｓ）の差であるＣ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）−Ｃ２ｃ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）と、遮蔽蓋１２による開口部６ｃの遮蔽率α（ｅ）とを設定する。
【００６４】
また、ステップＳ１ｂにおいて、測定装置本体部ＩＤの値Ｃ１ｏ（ｅ，ｔ）と、水分評価計数率Ｓｏ（ｅ，ｔ）から含水率ＨＲに換算するための係数であるＣＶｈｒ（ｐｓ，ｈｔ）とを設定する。
【００６５】
更に、ステップＳ１ｃにおいて、Ｃ１ｃ（ｅ，ｔ）と、保温材３１中水分がない状態｛Ｓｏ（ｅ，ｔ）＝０｝での測定系統固有のノイズ計数率成分（ｃｐｓ）であるＣ２ｏ（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）＋Ｃ３（ｐｓ，ｈｔ，ｐｃ，ｅ，ｔ）と、配管サイズｐｓ、保温材厚さｈｔ、配管内容物ｐｃ、測定装置本体部ＩＤ：ｅに依存する係数であるβ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）とを設定する。
【００６６】
次に、ステップＳ２において、測定者が水分の測定を行う際に、測定時選択操作を行う。これは、ステップＳ２ａにおいて、測定者が表示器２７の操作ボタン２７ａで必要なパラメータを指定入力する。即ち、測定装置本体部ＩＤ：ｅ、測定年月日ｔ及び基準年月日ｔｓ（図１２にはｔｓのみ表記）、配管サイズｐｓ、保温材厚さｈｔ、配管内容物ｐｃを指定入力する。この入力パラメータは、データ処理装置２０へ無線送信され、記憶部２３ｃに記憶される。この際に、処理手段としてのＣＰＵ２３ａが、入力パラメータを受け、データベースの格納データに応じて、警報レベルＬ１を設定する。即ち、警報レベルＬ１は、測定者がパラメータを指定入力することにより設定できるレベルである。
【００６７】
その後、ステップＳ２ｂにおいて、測定者が水分の純粋なシグナル抽出方法を、第１の抽出方法（第１の方法）にするか、第２の抽出方法（第２の方法）にするかを選択する。この選択した方法で、ステップＳ３においてシグナル抽出処理が行われる。
第１の方法が選択された場合、測定者が図１に示す所望の測定対象の配管３０の保温材カバー３２に、測定装置本体部５を当接させ、遮蔽蓋１２を開閉動作させながら水分の測定を行う。この場合、ステップＳ３ａにおいて、開動作時に中性子検出器６ａによりノイズを含む中性子成分の計数率成分（ｃｐｓ）であるＤｏ（ｅ，ｔ）が測定される。この後に、ステップＳ３ｂにおいて、閉動作時のＤｃ（ｅ，ｔ）が計測される。これら計測結果は、データ処理装置２０へ無線送信される。
【００６８】
この後、ステップＳ３ｃにおいて、データ処理装置２０のＣＰＵ２３ａが、上記ステップＳ１ａ及びＳ１ｂで事前設定された各種データに応じて、上記計測結果から純粋な水分のシグナルＳｏ（ｅ，ｔｓ）を抽出すると共に、含水率ＨＲ及び含水率誤差ｅＨＲを評価する処理を前述の通り行う。この処理結果は、表示器２７へ無線送信されて表示される。
一方、第２の方法が選択された場合、測定者は遮蔽蓋１２を開状態として水分の測定を行う。この場合、ステップＳ３ｄにおいて、中性子検出器６ａによりノイズを含む中性子成分の計数率成分（ｃｐｓ）であるＤｏ（ｅ，ｔ）が測定される。この後、ステップＳ３ｅにおいて、ＣＰＵ２３ａが、上記ステップＳ１ｂ及びＳ１ｃで事前設定された各種データに応じて、上記計測結果から純粋な水分のシグナルＳｏ（ｅ，ｔｓ）を抽出すると共に、含水率ＨＲ及び含水率誤差ｅＨＲを評価する処理を前述の通り行う。この処理結果は、表示器２７へ無線送信されて表示される。
【００６９】
＜実施形態の効果＞
このように本実施形態の水分測定装置１は、高速中性子を放出する中性子源３ａを減速材３ｂで被覆して高速中性子を減速して外部へ放射する中性子源装置３と、放射線遮蔽材で形成され、中性子入射用の開口部６ｃを有するコリメータ６ｂと、コリメータ６ｂ内に配置され、コリメータ６ｂの外部から入射される熱中性子を計測する中性子検出器６ａと、コリメータ開口部６ｃを開又は閉状態とする遮蔽蓋１２とを有する中性子検出装置６とを備える。また、内部空間を有し、空間に液体を含む物を流動及び停滞状態に収容する収容体としての配管３０が保温材３１で被覆され、保温材３１が更に保温材カバー３２で被覆された検査対象物に、中性子源装置３から中性子を放射して検査対象物から得られる熱中性子を含む外部からの全熱中性子が中性子検出器６ａで計数された際に、この全計測結果に含まれる保温材３１中の水分量を算出するデータ処理装置２０とを備える。
【００７０】
更に、データ処理装置２０を、少なくとも配管サイズｐｓ、保温材厚さｈｔ及び配管３０の内容物成分のデータがパラメータとして記憶される記憶部２３ｃと、遮蔽蓋１２により開口部６ｃが開状態の場合に、中性子検出器６ａの全計測結果から、記憶されたパラメータを基に保温材３１が無水分状態を模擬した際の熱中性子の模擬計測値を減算して、保温材３１の実際の含水率を求めるＣＰＵ２３ａとを有する構成とした。
【００７１】
また、ＣＰＵ２３ａは、遮蔽蓋１２により開口部６ｃが開又は閉状態の場合に、開状態の場合と閉状態の場合との全計測結果の差分から、開状態の場合と閉状態の場合との模擬計測値の差分を減算して、保温材３１の実際の含水率を求める。
【００７２】
また、測定者が任意のデータを入力する入力部としての操作ボタン２７ａと、入力されたデータ及びデータ処理装置２０での処理データを表示する表示部２７ｂとを有する入力表示手段としての表示器２７を更に備える。ＣＰＵ２３ａは、操作ボタン２７ａにおいて測定者が該当検査対象物の少なくとも配管サイズｐｓ、保温材厚さｈｔ及び内容物成分のデータを入力した際に、これら入力データと、記憶されたパラメータとに応じて、求められる含水率の水分が収容体を腐食させる可能性があることを判定する判定閾値としての警報レベルＬ１を設定し、表示部２７ｂは、含水率に警報レベルＬ１を対応付けて表示するようにした。
【００７３】
更に、ＣＰＵ２３ａは、全計測結果に、保温材３１が有水分状態の際に中性子検出器６ａが計数する熱中性子の計数率の統計誤差データとしての含水率誤差ｅＨＲも含み、表示器２７は、含水率に判定閾値を対応付けて表示する際に、含水率誤差ｅＨＲも表示するようにした。
【００７４】
このような構成の水分測定装置１において、上述した第１又は第２の方法を用いると、検査対象物の含水率ＨＲとその誤差ｅＨＲが測定装置本体部５での測定後、直ちにデータ処理装置２０で自動計算されて、表示器２７へ出力して表示することができる。従って、測定者がその場で水分測定の評価結果を確認することができるので、効率的な運用が可能となる。
【００７５】
また、中性子源装置３と中性子検出装置６のコリメータ開口部６ｃとの相対関係が固定されていても、データ処理装置２０により適切に保温材３１の含水率ＨＲを測定することができ、中性子検出器６ａによる測定結果に対し、保温材３１に水分が存在するかを容易に判定することができる。
【００７６】
また、第２の方法によれば、遮蔽蓋１２の開閉動作を必要としないので、計測ヘッド（測定装置本体部５）を長時間同じ姿勢で保持する必要がなくなる。従って、測定者の負担が軽減され、安全性が向上する。
【００７７】
更に、開閉動作が不要なので、連続的な測定も可能となり、測定者の測定効率をより向上させることができ、ロボット等への搭載も容易となる。
更には、第２の方法によれば、開閉動作が不要なので、遮蔽蓋１２の無い中性子検出装置６とすることができる。この場合、水分測定装置の製造コスト低減及び軽量化の効果がある。但し、遮蔽蓋１２が無くコリメータ開口部６ｃが開のままの場合、事前設定としてβ（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）を与える必要がある。これを事前に求める際に上式（１３）を用いた遮蔽蓋１２の開閉動作が必要となる。従って、β（ｐｓ，ｈｔ，ｅ）を工場出荷前に計測することで遮蔽蓋１２が無い中性子検出装置を搭載した水分測定装置の実現が可能となる。
【００７８】
なお、第１の方法では、ノイズ成分Ｎ７をキャンセルするため、Ｎ７成分が大きいときに適している。但し、Ｎ７成分が有意な値となるケースは数ｃｍ程度の至近距離に多量の水等の水素を多く含むものが存在する場合であり、稀な状況である。
【００７９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部（制御部）、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ＩＣ(Integrated Circuit)カード、ＳＤ(Secure Digital memory)カード、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１      水分測定装置
３      中性子源装置
３ａ    中性子源
３ｂ    減速材
３ｃ    中性子源格納容器
４      電源・電子回路ユニット
５      測定装置本体部
６      中性子検出装置
６ａ    中性子検出器
６ｂ    コリメータ
６ｃ    コリメータ開口部
１２    遮蔽蓋
１３    遮蔽蓋移動装置
２０    データ処理装置
２１    表示部
２２    入力部
２３    データ処理装置本体部
２３ａ  ＣＰＵ
２３ｂ  バス
２３ｃ  記憶部
２３ｄ  入力インタフェース
２３ｅ  出力インタフェース
２３ｆ  通信部
２５    ケーシング
２６    操作ロッド部
２６ａ  本体支持棒
２６ｂ  回転式固定部
２７    表示器
２７ａ  操作ボタン
２７ｂ  表示部
３０    配管
３１    保温材
３２    保温材カバー
３３    配管内容物
３４    水分
３５    減速中性子
３６    周囲物体
【図１】
2014066587.tif 000004
【図２】
2014066587.tif 000005
【図３】
2014066587.tif 000006
【図４】
2014066587.tif 000007
【図５】
2014066587.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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