(57)【要約】【課題】原子炉用の部品（１０）が水中（１２）に存在する場合に、これらの部品（１０）上の渦電流測定を行うのに適したシステムに関する。【解決手段】システムは、制御ユニット（１４）、制御ユニット（１４）と測定プローブ（１６）との間に少なくとも接続の部分を構成するために適した測定プローブ（１６）および第１ケーブル（２１）を備える。同様に、水中（１２）に配置され、第１ケーブル（２１）によって接続されるために配置され、測定プローブ（１６）によって接続されるために適する切替ユニット（２５）を備える。切替ユニット（２５）は、少なくとも第１状態および第２状態をとる切替機構（２７）を有する。第１状態において、第１ケーブル（２１）は、測定プローブ（１６）によって接続される。第２状態において、第１ケーブル（２１）は、測定プローブ（１６）によって接続されない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉用の部品（１０）が水（１２）中に存在する場合に、部品（１０）上の渦電流測定を行うのに適したシステムであって、
前記部品にある少なくとも１つの層の厚さのような、部品（１０）の少なくとも一つの特性を測定するために構成され、
対象となる前記部品（１０）に侵入する少なくとも１つの交流電磁界を発生させることによって、同様に前記発生された交流電磁界に逆に作用する渦電流が発生され、
発生させた交流電磁界に対する反応を測定して、対象の特性の計算を行うことによって、対象の特性の測定を行うように構成され、
前記水（１２）の外側に設置されることを目的として配置され、前記測定を制御する制御ユニット（１４）と、
前記水（１２）中において前記部品（１０）のごく近くに移動するのに適した測定プローブ（１６）とを有し、
前記測定プローブ（１６）は、少なくとも１つのコイル手段（１８）を含み、このコイル手段（１８）による支援により対象の前記部品（１０）に侵入する前記交流電磁界が生成され、
前記制御ユニット（１４）と前記測定プローブ（１６）との間に少なくとも接続の部分を構成するために適した第１ケーブル（２１）と、
第１ケーブル（２１）は、少なくとも部分的に前記水（１２）中に配置されるのに適し、
水（１２）中に配置されるのに適し、前記第１ケーブル（２１）と前記測定プローブ（１６）とに接続されるように配置された切替ユニット（２５）と、
前記切替ユニット（２５）は、少なくとも第１状態および第２状態をとる切替装置（２７）を有し、
前記第１ケーブル（２１）は、前記第１状態において前記測定プローブ（１６）によって接続され、
前記第１ケーブル（２１）は、前記第２状態において前記測定プローブ（１６）によって接続されない、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記切替ユニット（２５）は、少なくとも第１既知負荷（３１）を有し、前記第２状態において前記第１ケーブル（２１）が前記第１既知負荷（３１）に接続されるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１既知負荷（３１）は、既知の有限インピーダンス値を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記既知の有限のインピーダンス値は、５Ωから１０００Ωの間である、ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記切替ユニット（２５）は、第２既知負荷（３２）を有し、
前記切替装置（２７）は、第３状態をとり、前記第３状態において前記第１ケーブル（２１）が前記第２既知負荷（３２）に接続される、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項６】
前記第２既知負荷（３２）は、ほぼ０Ωのインピーダンス値を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記切替ユニット（２５）は、第３既知負荷（３３）を有し、
前記切替装置（２７）は、第４状態をとり、前記第４状態において前記第１ケーブル（２１）が前記第３既知負荷（３３）に接続される、ことを特徴とする請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
第３既知負荷は、ほぼ無限大のインピーダンス値を有する、ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
所定の長さＩの第２ケーブルを有し、
前記第２ケーブル（２２）の一端（２２ａ）は、前記切替ユニット（２５）に接続され、前記第２ケーブル（２２）の他端（２２ｂ）は前記測定プローブ（１６）に接続され、
前記第１状態において前記第１ケーブル（２１）が前記第２ケーブル（２２）を介して前記測定プローブ（１６）に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記切替ユニット（２５）は、前記第２ケーブル（２２）と同じ、あるいは少なくともほぼ同じ特性を有する第３ケーブル（２３）を有し、
前記切替ユニット（２７）は、前記第１ケーブル（２１）が前記第２ケーブル（２２）の代わりに前記第３ケーブル（２３）に接続可能なように構成されている、ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第３ケーブル（２３）は、正確または少なくともほぼ前記長さＩを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記切替ユニット（２５）は、第２状態、第３状態および第４状態の少なくとも１つにおいて、
前記第１ケーブル（２１）が、前記第３ケーブル（２３）を介して既知負荷（３１，３２，３３）に接続されるように構成される、ことを特徴とする請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記切替ユニット（２５）は、水を侵入させないように作製されたケース（３５）を有し、これにより、前記切替ユニット（２５）が水中で使用される場合に、前記ケース（３５）内に配置された部品が乾いている、ことを特徴とする請求項１乃至１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが使用中かつ前記切替ユニット（２５）が水（１２）中にある場合に、水が前記ケース（３５）内部に侵入するのを防ぐようにケース（３５）内を過圧にするために、前記ケース（３５）内に気体、好ましくは空気を導入するための手段（３７）を有して構成されている、ことを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記測定プローブ（１６）を、測定対象の前記部品（１０）との間で近づけたり離したりして移動できるように構成された測定プローブホルダ（３９）を有し、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１６】
前記測定プローブホルダ（３９）の近くに配置され、既知の特性を有する１つ以上の較正目標（４１）を有し、
前記測定プローブホルダ（３９）は、較正測定を可能にするために、前記測定プローブ（１６）を前記１つ以上の較正目標（４１）に移動可能なように構成される、ことを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記測定プローブホルダ（３９）の前記移動の遠隔制御を可能にするように構成された遠隔制御手段（４３）を有し、ことを特徴とする請求項１５または１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記切替ユニット（２５）または前記測定プローブ（１６）に隣接またはその近くに置かれるように構成され、前記制御ユニット（１４）と通信する温度センサを有し、ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１９】
前記水（１２）の外に設置され、直流抵抗の測定を行うために構成される抵抗計（６３）を有し、
前記抵抗計は、前記第１ケーブル（２１）の一端に、前記第１ケーブル（２１）の他端が前記切替ユニット（２５）に接続されるのと同時に、接続されるように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２０】
前記切替ユニット（２５）およびその一部を構成している部品は、原子炉用の部品（１０）の水中での測定中の場合を含む放射性環境で機能するように適合されている、ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】
前記測定プローブ（１６）が前記切替ユニット（２５）に接続されると同時に、前記切替ユニット（２５）に接続されるように適合された別の測定プローブ（４７）を有する、ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２２】
前記部品（１０）が原子炉用の燃料棒であるときに測定が行われる、ことを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記載のシステムの使用。
【請求項２３】
燃料棒（１０）にある少なくとも１つの層の厚さの測定が行われる、ことを特徴とする請求項２２に記載の使用。
【請求項２４】
燃料棒（１０）の中の水素化物の含有量の測定が行われる、ことを特徴とする請求項２２乃至２３のいずれか１つに記載の使用。
【請求項２５】
燃料棒が水プール内に位置する場合、前記測定が行われる、ことを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１つに記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉用の部品が水中に存在する場合に、これらの部品上の渦電流測定を行うのに適したシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このシステムは、少なくとも１つの交流電磁界を発生させることによって、これが対象の部品に侵入し、同様に、発生させた交流電磁界に逆に作用する渦電流が発生することで、これらの部品の少なくとも１つの特性（部品にある少なくとも１つの層の厚さなど）を測定するのに適している。
このシステムは、発生させた交流電磁界に対する反応を測定して、対象の特性の計算を行うことによって、対象の特性の測定を行うように構成されている。
上記システムは、水の外に配置されるようになっており、測定を制御するように配置された制御ユニットと、水中において部品のすぐ近くに移動するのに適した測定プローブであって、好ましくは少なくとも１つのコイル手段を有し、このコイル手段による支援により、対象の上記部品に侵入する交流電磁界が生成される測定プローブと、上記制御ユニットと上記測定プローブ間の接続の少なくとも一部を形成するのに適した第１ケーブルと、を有し、上記ケーブルは、少なくとも部分的に水中に配置されるのに適している。
【０００３】
この発明は、また、そのような電気的測定コンポーネントの使用法に関する。
【０００４】
米国特許第５，８８９，４０１号明細書および米国特許第６，５４１，９６４号明細書には、原子力反応炉内の部品（燃料棒など）の渦電流測定のための方法および装置が記載されている。
これらの文献に記載されているように、例えば、このような部品に存在する層の厚さの測定の実施が可能であることが重要である。この層は、例えば酸化物層などである。
また、原子炉用の燃料棒は、別の種類の層（例えば、いわゆるクラッド層）を有することもある。
クラッド層は、通常、酸化物層の外に存在する。クラッド層は帯磁している場合があるため、酸化物層の厚さの測定が一層困難となる。しかし、クラッド層が帯磁している場合であっても、上記引用した文献に記載されているような適切な計算モデルを用いることによって、酸化物層の厚さ、クラッド層の厚さを測定することが可能である。
測定は、例えば部品中の水素化物の含有量に関してなど、層厚以外の特性に関して実行されてもよい。
測定は、測定対象のすぐ近くに配置された測定プローブによって行われる。測定プローブは、少なくとも１本のケーブルを介して測定装置に接続されている。ケーブルは一定の伝達関数を有するため、ケーブルの特性が測定結果に影響することがある。このため、正しい測定結果を取得するには、測定と共に、なかでもケーブルが測定結果に与える影響に関して較正を行う必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、測定装置の較正を可能にする、上記に記載したようなシステムを提供することにある。
目的は、これにより、ケーブルが測定結果に与える影響を考慮に入れた較正を可能にすることにある。
別の目的は、この較正を比較的容易に行うことができるようにすることにある。
更に別の目的は、実際の測定が行われる水中に、測定プローブと前述のケーブルがある場合に、較正を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、上記に記載したようなシステムによって実現することができ、上記システムは、水中に配置されるのに適し、上記第１ケーブルと、測定プローブとに接続されるように配置された切替ユニットを更に有し、上記切替ユニットは、少なくとも第１状態および第２状態をとる（ａｓｓｕｍｅ）ことができる切替装置とを有し、上記第１状態において上記第１ケーブルが上記測定プローブに接続され、上記第２状態において上記第１ケーブルが上記測定プローブに接続されないことを特徴とする。
【０００７】
システムがこのような切替ユニットを有するため、測定プローブと上記第１ケーブルが、測定が行われる水中に配置されている場合にも、測定装置の較正が可能となる。
このため、切替ユニットは、水中に配置されるのに適している。
このため、切替ユニットは、前述の第１ケーブルを、測定プローブとの間で接続および接続解除するために使用することができる。
第１ケーブルを測定プローブから接続解除することができるため、較正を行うことができる。
前述のように、第１ケーブルは一定の伝達関数を有するため、このケーブルが測定結果に影響することがある。
ケーブルの伝達関数は、必ずしも一定とは限らず、例えば、ケーブルの配置の仕方によって変わる。
このため、伝達関数は、測定を行うたびに変化する。このため、較正では、ケーブルの伝達関数の決定が行われる。これにより、ケーブルが測定に与える影響を除去することができる。
通常、測定中に測定プローブのインピーダンスが測定される。
ケーブルの影響を除去することができるため、測定プローブの実際のインピーダンスを取得することができる。
換言すれば、測定プローブのインピーダンスを分離することが可能である。システムが上述した切替ユニットを有することにより、このような較正が可能となる。較正自体がどのように行われるかについては、下記により詳細に説明する。
【０００８】
上記制御ユニットは、好ましくは、切替装置の遠隔制御を可能にするための手段を有する。
このため、オペレータが、切替ユニットから離れた場所にいて、切替ユニットの一部を構成している切替装置を遠隔制御することができる。
【０００９】
本明細書中、「ケーブル」という場合、このケーブルは好ましくは数個の導体を含んでもよいという点に留意されたい。
このため、本明細書および特許請求の範囲において、「あるケーブルがある方法で接続されている」という場合、好ましくは、ケーブルの２つの導体が記載した方法で接続されていることを適切に意味する。
【００１０】
上記第１ケーブルは、制御ユニットから比較的遠距離での測定を可能にするために、好ましくは比較的長い。
第１ケーブルは、８ｍより適切に長く、例えば１０ｍ〜３０ｍである。
【００１１】
また、「交流電磁界が対象の部品に侵入する」という場合、交流電磁界がその部品全体に侵入することを必ずしも意味するわけではなく、交流電磁界が対象の部品の一部に侵入することを指すこともある点にも留意されたい。
【００１２】
また、交流電磁界を発生させるために、測定プローブ内に適切に設けられたコイルを使用して、部品内で生成された渦電流と、発生させた交流電磁界に対する渦電流の反作用（ｒｅｃｔｒｏａｃｔｉｏｎ）を検出することもできる点にも留意されたい。
【００１３】
上記システムの一実施形態によれば、上記切替ユニットは、少なくとも第１既知の負荷を有し、上記第２状態において上記第１ケーブルが上記第１既知の負荷に接続されるように構成されている。
切替ユニットがこのような第１既知の負荷を有するため、既知の負荷に較正測定を行うことができる。
この較正測定中に、第１ケーブルが既知の負荷に接続されるため、較正測定中にこのケーブルの影響が考慮される。
【００１４】
第１既知の負荷は、好ましくは既知の有限のインピーダンス値を有する。この既知の有限のインピーダンス値は、例えば５Ω〜１０００Ωなどであり、例えば５０Ωである。上記第１既知の負荷は、好ましくは、測定を行う周波数範囲の全体にわたって定インピーダンスを有するという点に留意されたい。
【００１５】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットは、第２既知の負荷を有し、上記切替装置は、第３状態をとる（ａｓｓｕｍｅ）ことができ、上記第３状態において上記第１ケーブルが上記第２既知の負荷に接続される。切替ユニットが第２既知の負荷を有するため、上記第１ケーブルが第２既知の負荷に接続されることができるので、較正を改善することができる。
【００１６】
第２既知の負荷は、ほぼ０Ωのインピーダンス値を有する。このため、第２既知の「負荷」は、短絡を構成する。
【００１７】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットは、第３既知の負荷を有し、上記切替装置は、第４の状態をとる（ａｓｓｕｍｅ）ことができ、上記第４の状態において上記第１ケーブルが上記第３既知の負荷に接続される。更に別の既知の負荷を使用することによって、較正能力が更に改善される。
【００１８】
第３既知の負荷は、ほぼ無限大のインピーダンス値を有する。このため、第３既知の負荷は、開放（ｏｐｅｎ  ｃｏｎｔａｃｔ）を構成する。
このような３つの負荷（すなわち、短絡、開放、および既知の有限のインピーダンス値）を有することにより、較正を正確に行うことができる。
また、好ましくは、上記第２「負荷」と第３負荷は、測定が行われる周波数範囲の全体にわたって定インピーダンスを有する。
【００１９】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは所定の長さＬの第２ケーブルを有し、上記第２ケーブルの一端は上記切替ユニットに接続され、上記第２ケーブルの他端は上記測定プローブに接続されており、上記第１状態において上記第１ケーブルが上記第２ケーブルを介して上記測定プローブに接続される。
切替ユニットから測定プローブまで延びる第２ケーブルは、好ましくは比較的短い。長さＬは、例えば０．３ｍ〜３ｍであり、例えば０．４ｍ〜２ｍ、例えば約０．８ｍである。
【００２０】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットは、上記第２ケーブルと同じ、あるいは少なくともほぼ同じ特性を有する第３ケーブルを有し、上記切替ユニットは、上記第１ケーブルが上記第２ケーブルの代わりに上記第３ケーブルに接続可能なように構成されている。
第３ケーブルは上記第２ケーブルと同様の特性を有するため、較正中に第３ケーブルを使用することができる。
【００２１】
上記システムの別の実施形態によれば、第３ケーブルの長さはちょうどＬ、あるいは少なくともほぼＬである。第３ケーブルは第２ケーブルとちょうど（またはほぼ）同じ長さを有するため、較正中に、第３ケーブルが測定に与える影響が、実際の測定中に、第２ケーブルが部品に与える影響に相当するようになる。
このため、第３ケーブルを使用することによって、較正は、測定プローブ自体に対して常に「先行させる（ｂｅ  ｍｏｖｅｄ  ｆｏｒｗａｒｄ）」ことができる。
これにより、測定中に、測定プローブのインピーダンス自体を、測定プローブに延びるケーブルが測定に与える影響から分離することが可能である。
【００２２】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットは、上記第２状態、上記第３状態および上記第４の状態の少なくとも１つにおいて、上記第１ケーブルが、上記第３ケーブルを介して上記既知の負荷に接続されるように構成されている。対象の負荷が第３ケーブルを介して第１ケーブルに接続されるため、既知の負荷による較正測定中に、第２ケーブルの特性を考慮した結果が得られる（この結果が、その後、部品の実際の測定中に使用される）。
このため、上記した第２状態、第３状態および第４の状態において、測定プローブは、好ましくは第１ケーブルに接続されない。
【００２３】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットは、水を侵入させないように作製されたケースを有し、これにより、上記切替ユニットが水中で使用される場合に、上記ケース内に配置された部品が乾いている（濡れることがなくなる）。ケース内には、少なくとも切替装置、負荷、および前述の第３ケーブルが適切に配置される。このため、これらの部品がケースによって保護される。
【００２４】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記システムの使用中で、かつ上記切替ユニットが水中にあるときに、水が上記ケース内部に侵入するのを防ぐよう、ケース内を過圧にするために、上記ケース内に気体、好ましくは空気を導入するための手段を有して構成されている。ケース内に空気を導入することによって、ケース内の部品が濡れないことが更に保証される。
【００２５】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記測定プローブを、測定対象の上記部品との間で近づけたり離したりして移動できるように構成された測定プローブホルダを有する。このため、測定プローブホルダ、すなわち測定キャリッジは、測定プローブを移動させるために適切に使用される。
【００２６】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記測定プローブホルダの近くに配置され、既知の特性を有する１つ以上の較正目標を有し、上記測定プローブホルダは、較正測定を可能にするために、上記測定プローブを上記１つ以上の較正目標に移動可能なように構成されている。更に正確な較正のために、部品の測定が行われる水中において、測定プローブホルダの近くに、既知の特性を有する較正目標があれば有利である。
測定を燃料棒に対して行う場合には、較正目標は、既知の厚さの既知の層を有する短い燃料棒（または燃料棒の用のクラッドチューブ）を構成する。例えば、燃料棒中の水素化物の含有量に関して測定を行う場合には、較正目標も、同様に水素化物を既知の含有量に含む。
【００２７】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記測定プローブホルダの上記移動の遠隔制御を可能にするように構成された遠隔制御手段を有する。このため、測定プローブから離れた場所にいるオペレータが、測定プローブホルダのモーメントを遠隔操作し、これにより測定プローブの移動を遠隔制御することができる。
【００２８】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記切替ユニットまたは上記測定プローブに隣接して、あるいはその近くに置かれるように構成（適合）され、上記制御ユニットと通信している温度センサを有する。このため、温度センサは、測定の精度を改善するための温度の基準となる。
【００２９】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、水の外に置かれるようになっており、直流抵抗の測定を行うように構成（適合）された抵抗計を有し、上記抵抗計は、上記第１ケーブルの一端に、上記第１ケーブルの上記他端が上記切替ユニットに接続されるのと同時に、接続されるように構成（適合）されている。このような抵抗計は、例えば、測定プローブでの温度を間接的に測定するために使用することができる（この方法については下記に記載する）。
このため、このような抵抗計は、上述した温度センサの代わりに用いるか、あるいはその補助として使用することができる。
【００３０】
上記システムの別の実施形態によれば、上記切替ユニットおよびその一部を構成している部品は、原子炉用の部品の水中での測定中など、放射性環境で機能するように構成（適合）されている。
例えば、切替装置は、測定を行う環境における強度の放射線の影響を受けないリレーから構成される。
切替ユニットは、特性を測定する部品（例えば燃料棒）から、（上述した第２ケーブルにより）ある程度離間して配置することができるという点に留意されたい。更に、ケースが、放射線から保護する材料から形成されてもよい。
ケースは、例えば、このような保護をある程度与えるアルミニウムから形成される。
リレーは、好ましくは、インピーダンスに大きく影響することはないような高品質のものである。
【００３１】
上記システムの別の実施形態によれば、上記システムは、上記の測定プローブが上記切替ユニットに接続されるのと同時に、上記切替ユニットに接続されように構成（適合）された別の測定プローブを有する。
別の測定プローブを有することによって、例えば、上記の測定プローブが、特性を測定する部品自体に配置されるのと同時に、この別の測定プローブを較正目標に配置することが可能となる。
これにより、対象の部品の特性を決定するための比較測定を行うことが可能となる。
【００３２】
また、本発明は、上述した実施形態のいずれか１つに記載のシステムの使用に関する。
これにより、上記システムは、測定が行われる上記部品が原子炉用の燃料棒であるときに使用される。
このため、本発明によるシステムは、燃料棒の形の部品の測定に使用され、有利である。
燃料棒は、核燃料を格納しているクラッドチューブを有するという点に留意されたい。
本明細書中、「測定が燃料棒に対して行われる」という場合、好ましくは、測定が、核燃料を取り囲むクラッドチューブに対して行われることを意味する。
【００３３】
上記システムの１つの使用によれば、燃料棒にある少なくとも１つの層の厚さの測定が行われる。
このため、システムの適切な使用は、層厚、例えば燃料棒（核燃料を取り囲むクラッドチューブ）にある酸化物層の厚さの測定である。
【００３４】
上記システムの別の使用によれば、上記燃料棒中の水素化物の含有量の測定が行われる。
前述のように、システムは、燃料棒（核燃料を取り囲むクラッドチューブ）中の水素化物の含有量を測定するために使用することもできる。
【００３５】
上記システムの別の使用によれば、上記燃料棒が水プール内に存在するときに上記測定が行われる。核燃料プラントは、通常、燃料棒を含む燃料集合体が貯蔵されている水プールを有する。システムは、このような水プールでの測定に、適切に使用される。測定は、５ｍを超える水深で適切に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
このように、本発明によるシステムの一実施形態は、図１および図２からその概略が明らかである。これらの図面は、原子炉用の部品１０が水中１２に存在するときに、これらの部品１０に渦電流測定を行うのに適したシステムを示す。
部品１０は、例えば、原子力反応炉用の燃料棒である。水１２は、この燃料棒１０が貯蔵されている水プールを構成する。図１では、水面１３が破線で示されている。
水プールは、かなりの深さを有する。測定は、５ｍを超える水深で適切に実行される。
【００３７】
このシステム全体は、この部品１０の誘導渦電流の測定法の支援により、測定を行うように適切に構成されている。
例えば、この部品１０に存在する可能性のある酸化物層の厚さ、クラッド層の厚さが、本発明によるシステムの支援によって測定される。また、例えば燃料棒１０中の水素化物の含有量を測定するためなど、ほかの測定のためにシステムを使用することも可能である。
測定プローブ１６を部品１０のすぐ近くに移動させることによって、測定が行われる。測定プローブ１６は、少なくとも１つのコイル１８を適切に有し、このコイル１８による支援により、交流電磁界が生成される。この交流電磁界は部品１０に侵入する。
これにより、部品１０内で渦電流が発生し、これが発生させた交流電磁界に逆に作用する。
システムは、測定プローブ１６の支援により、発生させた交流電磁界への、渦電流によって引き起こされた反応を測定するように構成されている。
システムは、これによって、部品１０で測定しようとしている対象の特性の計算を行うように構成されている。
測定手順自体は、例えば、上に挙げた米国特許に記載された方法で実行することができる。好ましくは、測定中に、異なる周波数の交流電磁界が生成される。計算モデルには、上記に挙げた文献に記載されているのと同様の反復過程が含まれる。
しかし、本発明は、これらの文献に記載された計算過程に限定されることはない。
【００３８】
測定プローブ１６は、なかでも第１ケーブル２１の支援により、制御ユニット１４に接続されている。第１ケーブル２１の長さは、例えば１５ｍでありる。
【００３９】
測定プローブ内１６に配置されるコイル１８は、例えば、上に挙げた文献の米国特許第６，５４１，９６４号明細書に記載されたようなものであってよい。
【００４０】
システムは、測定プローブ１６から所定の距離を置いて水１２の外の空間に置かれた制御ユニット１４を備える。
制御ユニット１４によって測定が制御される。制御ユニット１４は、コンピュータ５１、温度測定ユニット５３、リレー駆動ユニット５５およびインピーダンス解析器５７を有する。ユニット５３，５５，５７は、コンピュータ５１に適切に接続されている。
【００４１】
インピーダンス解析器５７は、例えば、ＨＰ  ４２９４Ａなどである。インピーダンス解析器５７は、インピーダンスプローブ５９を介して第１ケーブル２１に接続される。インピーダンスプローブ５９は、例えば、ＨＰ  ４２９４１Ａなどである。
【００４２】
第１ケーブル２１は、適切には同軸ケーブルである。第１ケーブル２１は、切替ユニット２５に接続されている。切替ユニット２５は、第２ケーブル２２の第１端２２ａとも接続されている。
第２ケーブル２２の第２端２２ｂは、測定プローブ１６に接続されている。測定プローブ１６は、測定プローブホルダ３９内に配置されている。測定プローブホルダ３９は、遠隔制御手段４３から遠隔制御することができ、この遠隔制御手段４３は制御ユニット１４と関連するように構成される。
遠隔制御手段４３は、コンピュータ５１に接続されることも可能である。
このため、測定プローブ１６は、測定プローブホルダ３９の支援により、測定対象の部品１０に近か付けたり、これから離れて移動することができる。移動は、カメラ（図示なし）の支援により適切に監視される。
【００４３】
また、システムは、１つ以上の較正目標４１を備える。これらの較正目標４１は、燃料棒用のクラッドチューブの短い部分を構成する。較正目標４１は、既知の特性を有し、これらは、例えば、較正目標に設けた既知の層厚、既知の水素化物の含有量などである。較正目標４１は、測定プローブホルダ３９の近くに配置されている。
このため、測定プローブ１６を、較正目標４１の１つ以上に移動させるために、測定プローブホルダ３９が、遠隔制御手段４３から遠隔制御される。当然、測定プローブ１６は、この後に、部品１０に戻される。
【００４４】
第２ケーブル２２の長さは、例えば、０．８ｍである。第２ケーブル２２は、放射性環境（この場合、燃料棒１０の近く）において使用することができるように適切に作製されている。
【００４５】
システムは、実際の測定が行われる場所の近くに置かれた温度センサ４５を備える。
温度センサ４５は温度測定ユニット５３に接続されている。このため、温度センサ４５は制御ユニット１４と通信している。
【００４６】
切替ユニット２５は、ケース３５を有してもよく、ケース３５はその内部に水を侵入させないように作製されている。ケース３５は、例えば、ケース内部の部品を放射線からも保護するような、アルミニウムまたは他の適切な材料から形成される。システムは、ケース３５内部を過圧にするため、ケース３５内に空気を導入するための手段３７も備える（例えば、空気ポンプを備える）。
これにより、水がケース３５内部に侵入するのが阻止される。このため、ケース３５内の部品が濡れることがなくなる。
【００４７】
ケース３５内には、切替装置２７が含まれる。切替装置２７は、リレーを有する。切替装置２７は、異なる切替状態をとることができる。とりうる各種の切替状態が、図２に破線で概略的に示されている。切替装置２７は、リレー駆動ユニット５５から遠隔制御される。切替装置２７は、例えば、ケーブル５６を介してリレー駆動ユニット５５に接続されている。このため、ケーブル５６は、切替装置２７に送る制御電流用のケーブルである。
【００４８】
切替装置２７は、第１切替状態では、第１ケーブル２１が、切替ユニット２５を介して第２ケーブル２２に接続され、これによって測定プローブ１６に接続されるように構成されている。
第２切替状態では、第１ケーブル２１は、第２ケーブル２２に接続されず、代わりに、第３ケーブル２３に接続され、この第３ケーブル２３を介して第１既知の負荷３１に接続される。
この既知の負荷３１は、５０Ωのインピーダンス値を有する。ケーブル２１，２２，２３は、少なくとも２つの導体を適切に含む点に留意されたい。
このため、第２状態では、この２つの導体が第１負荷３１を介して相互に接続される。
【００４９】
切替装置２７は、第３状態では、第１ケーブル２１が第３ケーブル２３を介して第２既知の負荷３２に接続されるように構成されている。第２既知の「負荷」３２は、例えば短絡を構成しており、このためインピーダンス値０Ωを有する。
【００５０】
切替装置２７は、第４の状態では、第１ケーブル２１が第３ケーブル２３を介して第３既知の負荷３３に接続されるように構成されている。第３既知の負荷３３は無限大のインピーダンス値を適切に有する。すなわち、ケーブルの２つの導体が相互に接続されない（開放状態）。
【００５１】
第３ケーブル２３は、第２ケーブル２２と同じ特性と、同じ長さＬを適切に有する。既知の負荷３１，３２，３３を用いることにより、その後行われる実際の測定中に使用される第２ケーブル２２の特性が、較正測定中に考慮される。
【００５２】
このため、切替ユニット２５の支援により、較正を既知の負荷３１，３２，３３の支援によって行うことができる。この較正は、切替ユニット２５を、その後行われる部品１０の実際の測定での位置と同じ位置に配置して行われる。
また、これは、長い第１ケーブル２１が、較正測定中に、その後行われる部品１０の測定で配置されるのと同じように配置されるということでもある。
このため、較正測定中に、第１ケーブル２１が測定に与える影響が考慮される。
更に、第３ケーブル２３が第２ケーブル２２と同じ特性を有することにより、第２ケーブル２２の特性も考慮される。
このため、本発明により、較正を極めて正確に実行することができる。
その後行われる部品１０の測定が複数の周波数で行われる場合、較正も、これに対応して、複数の周波数で適切に行われる。
このため、較正によって、第１ケーブルおよび（第３ケーブルの支援により）第２ケーブルが測定結果に与える影響を除去することが可能である。
換言すれば、測定プローブのインピーダンスを分離することが可能である。
【００５３】
既知の負荷３１，３２，３３の支援により実行される較正のほかに、較正目標４１の較正測定を行うこともできる。
遠隔制御手段４３とリレー駆動ユニット５５により、この較正手順の全体を、遠隔制御することができる。
例えば、インピーダンスプローブ５９、およびコイル１８自体の特性に関して、更に別の較正を行うことができる点に留意されたい。
しかし、これらの較正については本明細書に記載しない。
【００５４】
システムは、上記した温度センサ４５の補助として、あるいはこの代替物として抵抗計６３を備えてもよく、これは水１２の外に置かれる。
抵抗計６３は、直流抵抗の測定を行うように構成（適合）されている。抵抗計６３は、上記第１ケーブル２１の一端に、第１ケーブル２１の他端が切替ユニット２５に接続されるのと同時に接続されるように構成（適合）されている。
あるいは、システムが、例えば、第１ケーブル２１のこの一端が、抵抗計６３かインピーダンスプローブ５９に代替的に接続できるように構成してもよい。この切替は、リレーユニット６５の支援により行われる。
リレーユニット６５による切替は、例えば、リレー駆動ユニット５５の支援により制御される。また、抵抗計６３は、制御ユニット１４にも接続される。
【００５５】
抵抗計６３は、コイル１８を含む測定プローブ１６での温度を間接的に測定するために使用することができる。
測定プローブ１６（特にコイル１８）の抵抗は温度依存を示し、このため、測定プローブ１６の抵抗を測定することによって、温度を測定することが可能である。抵抗計６３の支援により、測定プローブ１６の直流抵抗を測定することによって、そのインダクタンスおよびキャパシタンスからの影響が除去される。
【００５６】
測定プローブ１６の抵抗は、総抵抗から、第１ケーブル２１と第２ケーブル２２の抵抗を減算することによって分離することができ、総抵抗は、第１ケーブル２１と第２ケーブル２２を介して抵抗計６３に接続した測定プローブ１６で抵抗を測定することで取得される。
【００５７】
（測定プローブ１６を接続しないときの）第１ケーブル２１と第２ケーブル２２からの合成抵抗は、切替装置２７が上記第３状態をとるときに抵抗計６３の支援により測定することができる。
この状態では、第１ケーブル２１は、第３ケーブル２３を介して（第２ケーブル２２に対応する）、第２既知の「負荷」３２（すなわち短絡）に接続されている。
【００５８】
このため、抵抗計の支援により、（この場合は測定プローブ１６での）温度を間接測定するための方法が得られる。
渦電流測定中に正確な測定結果を取得するためには、温度を知ることが重要となる。
【００５９】
また、図２には、第２ケーブル２２と同じ特性を有し、同じ長さのケーブル６１を介して切替ユニット２５に接続された別の測定プローブ４７がシステムに備えられてもよいことが示されている。
この別の測定プローブ４７は、上で記載した測定プローブ１６が切替ユニット２５に接続されるのと同時に、切替ユニット２５に接続される。
切替装置２７により、測定プローブ１６と測定プローブ４７との間での切替を制御することが可能となる。
測定プローブ４７は、例えば、測定プローブ１６が部品１０自体に配置されるのと同時に、較正目標４１に配置される。
システムが測定ブリッジ（図示せず）を備えてもよく、これにより、プローブ１６が部品１０を測定するのと同時に、別の測定プローブ４７が較正目標４１を測定する直接比較測定を行うことができるよう、測定プローブ１６と別の測定プローブ４７が測定ブリッジを介して同時に接続されることが考えられる。
【００６０】
切替ユニット２５と、その内部に備えられた部品２３，２７，３１，３２，３３は、放射性環境（この場合は、燃料棒１０の測定が行われる場所）において機能するように作製されている。更に、切替装置２７内に備えられた部品は、インピーダンスに大きく影響することのないような適切なものである。
【００６１】
図２では、第２ケーブル２２の第１端２２ａが、ケース３５において切替ユニット２５に接続されているように示されている点に留意されたい。
第２ケーブル２２の第１端２２ａが、ケース３５内に置かれた切替装置（リレー）２７に直結されるよう、ケース３５が、第２ケーブル２２をケース３５内に通すリードスルーを有することも当然可能である。
これと対応して、第１ケーブル２１とケーブル６１が、ケース３５内に延び、切替装置（リレー）２７に直結されてもよい。
また、第３ケーブル２３も、当然、切替装置（リレー）２７に直結されてもよい。
当然、第３ケーブル２３は、その特性が第２ケーブル２２の特性（およびケーブル６１の特性）に対応するように接続される必要がある。
【００６２】
本発明によれば、このシステムは、例えば原子炉用の燃料棒にある層の厚さの測定に使用することができる。
例えば、酸化物層の厚さ、クラッド層の厚さを、本発明によるシステムの支援により測定することができる。
また、例えばこのような燃料棒中の水素化物の含有量を測定することも可能である。
燃料棒が水プール内にある場合、上で述べたように測定が適切に行われる。
【００６３】
本発明は、図示する実行例に限定されず、上記請求項の範囲内で変えおよび修正してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明によるシステムの概略的な実施例を示す図である。
【図２】図１に従うシステムの一部の詳細な図である。より詳細には、図２は、本発明によるシステムの一部を構成している切替ユニットの一部を形成する部分を概略的に示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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