(57)【要約】【課題】  中性子導管を敷設する際に、中性子導管ユニットの位置関係を測定する専用の測定器を提供することにより、中性子導管敷設作業を簡易化する。【解決手段】  台車２には、自身の位置合わせをするためのセオドライト４と、真空容器１３ａ、１３ｂ、１３ｃ中の中性子導管ユニット１２の位置測定をするための、レーザ変位計５ａ、５ｂ、５ｃ、オートコリメータ７、プリズム９が搭載されている。セオドライト４を使用してターゲット３ａ、３ｂを視準することにより、台車２自身の位置合わせを行い、その後、各測定器を使用して、中性子導管ユニット１２の位置を測定して調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子導管ユニットをつなぎ合わせて中性子導管を形成して敷設するときに使用する中性子導管ユニット同士の位置関係を測定する中性子導管ユニット位置測定装置であって、前記中性子導管の長手方向をｘ軸方向、上下方向をｚ軸方向とするｘ−ｙ−ｚ直交座標系をとるとき、ｘ，ｙ方向に移動可能な台車に、
(1) 中性子導管を敷設する基準位置を定めるターゲットを視準することにより、前記台車のｙ軸方向，ｚ軸方向の位置と、ｚ軸周りの回転量、ｙ軸周りの回転量を測定する台車位置測定装置
(2) 前記台車のｘ軸方向に移動可能とされ、前記台車のｚ軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのｚ軸方向位置を測定する中性子導管ユニットｚ軸方向位置測定装置
(3) 前記台車のｘ軸方向に移動可能とされ、前記台車のｙ軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのｙ軸方向位置をｚ軸方向位置が異なる２箇所の位置で測定する中性子導管ユニットｙ軸方向位置測定装置
(4) ｘ軸方向に光を照射し、その光を前記中性子導管ユニットに取り付けられたプリズム又は反射鏡によりｙ方向の光に変えて、前記中性子導管ユニットに取り付けられた反射鏡で反射させ、その反射光を、前記プリズム又は反射鏡によりｘ軸方向の光に変えて受光し、照射光と受光光の相対位置関係から、前記中性子導管ユニットのｚ軸を中心とする回転角を検出する中性子導管ユニット回転角検出装置
が搭載されていることを特徴とする中性子導管ユニット位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉や加速器を利用して発生させた中性子を、効率良く実験装置まで導くために使用される中性子導管を敷設するときに使用される中性子導管ユニット位置測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中性子導管は原子炉や加速器を利用して発生させた中性子を効率良く実験室まで導き、分光器等の実験装置に供給するものである。中性子導管は、通常、中性子導管ユニットと呼ばれる長さ約0.85mのガラス製板を４枚組み合わせて中空４角柱を形成し、内側に特殊な膜を形成して多重反射させることにより中性子を導く。
【０００３】
中性子導管は、通常数十ｍの長さを有し、多数の中性子導管ユニットをつなぎ合わせて形成される。よって、中性子の伝送効率を良くするためには、特に各中性子導管ユニットのアライメントが重要である。このアライメントは、計測と調整を交互に繰り返して行うが、従来は、図３に示すような方法で行われていた。
【０００４】
中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２を接続する場合、まず、（ａ）に示すように、中性子導管ユニット３１の上に気泡管（水準器）３３を置き、ｘ方向の水平度を測定して、調整により中性子導管ユニット３１のｘ方向を水平にする。次に、（ｂ）に示すように、中性子導管ユニット３１の上に気泡管（水準器）３３を置き、ｙ方向の水平度を測定して、調整により中性子導管ユニット３１のｙ方向を水平にする。必要に応じて、この測定と調整を繰り返して、中性子導管ユニット３１のｘ方向、ｙ方向を水平にする。
【０００５】
次に、（ｃ）に示すように、ダイヤルゲージ３４を基準台（図示せず）に取り付け、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２の上面の位置をそれぞれ測定する。そして、上流側の中性子導管ユニット３１の位置を基準として、下流側の中性子導管ユニット３２の位置をそれに合わせるように、中性子導管ユニット３２の上下方向の調整を行う。この際、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２の寸法が異なることがあるので、この寸法の違いを予め測定しておき、この違いを考慮して調整を行う。
【０００６】
次に、（ｄ）に示すように、ダイヤルゲージ３４を基準台（図示せず）に取り付け、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２の側面の位置をそれぞれ測定する。この測定は、ｚ方向位置が異なる２箇所で行う。これにより、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２のｙ方向のずれと、ｘ軸周りの回転角のずれを測定することができる。そして、上流側の中性子導管ユニット３１の位置を基準として、下流側の中性子導管ユニット３２の位置と回転角をそれに合わせるように、中性子導管ユニット３２のｙ方向位置、ｘ軸周りの回転角の調整を行う。この際、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２の寸法が異なることがあるので、この寸法の違いを予め測定しておき、この違いを考慮して調整を行う。
【０００７】
続いて、中性子導管ユニット３１に対する中性子導管ユニット３２の、ｚ軸周りの回転角の調整を行う。まず、光電オートコリメータ３５を使用して、角度のずれを測定する。光電オートコリメータ３５は、ｘ軸方向に向かってレーザ光を放出する。その光を、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２に取り付けられたプリズム３６によりｙ軸方向の光に変え、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２に取り付けられた反射鏡３７により反射させる。その反射光を、再びプリズム３６によりｘ軸方向の光に変え、光電オートコリメータ３５により受光する。光電オートコリメータから出射した光の位置と、光電オートコリメータが受光した光の位置から、中性子導管ユニット３１と中性子導管ユニット３２のそれぞれのｚ軸周りの回転角が分かるので、中性子導管ユニット３２の回転角を中性子導管ユニット３１の回転角と同じになるように調整する。
【０００８】
必要に応じて以上の測定と調整を繰り返して、中性子導管ユニット３２を中性子導管ユニット３１に対して正しくセットする。このようにして中性子導管ユニットの接続を次々に行っていき、中性子導管を敷設する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この作業には大変な時間と労力を要する。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、中性子導管を敷設する際に、中性子導管ユニットの位置関係を測定する専用の測定器を提供することにより、中性子導管敷設作業を簡易化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は、中性子導管ユニットをつなぎ合わせて中性子導管を形成して敷設するときに使用する中性子導管ユニット同士の位置関係を測定する中性子導管ユニット位置測定装置であって、前記中性子導管の長手方向をｘ軸方向、上下方向をｚ軸方向とするｘ−ｙ−ｚ直交座標系をとるとき、ｘ，ｙ方向に移動可能な台車に、
(1) 中性子導管を敷設する基準位置を定めるターゲットを視準することにより、前記台車のｙ軸方向，ｚ軸方向の位置と、ｚ軸周りの回転量、ｙ軸周りの回転量を測定する台車位置測定装置
(2) 前記台車のｘ軸方向に移動可能とされ、前記台車のｚ軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのｚ軸方向位置を測定する中性子導管ユニットｚ軸方向位置測定装置
(3) 前記台車のｘ軸方向に移動可能とされ、前記台車のｙ軸方向位置を基準として、前記中性子導管ユニットのｙ軸方向位置をｚ軸方向位置が異なる２箇所の位置で測定する中性子導管ユニットｙ軸方向位置測定装置
(4) ｘ軸方向に光を照射し、その光を前記中性子導管ユニットに取り付けられたプリズム又は反射鏡によりｙ方向の光に変えて、前記中性子導管ユニットに取り付けられた反射鏡で反射させ、その反射光を、前記プリズム又は反射鏡によりｘ軸方向の光に変えて受光し、照射光と受光光の相対位置関係から、前記中性子導管ユニットのｚ軸を中心とする回転角を検出する中性子導管ユニット回転角検出装置
が搭載されていることを特徴とする中性子導管ユニット位置測定装置により解決される。
【００１２】
本手段においては、台車位置測定装置により台車の位置を測定して、基準位置に位置合わせして、その後は、台車に搭載された各測定器により中性子導管ユニットの位置関係の測定を行えるので、その測定結果に基づいて中性子導管ユニットの位置関係を容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中性子導管を敷設する際に、中性子導管ユニットの位置関係を測定する専用の測定器を提供することにより、中性子導管敷設作業を簡易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である中性子導管ユニット位置測定装置の概要を示す図である。以下の説明においては、中性子導管の敷設される長さ方向をｘ軸方向、上下方向をｚ軸方向とするｘ−ｙ−ｚ直交座標系を用いて説明を行う。
【００１５】
中性子導管ユニット位置測定装置１は、台車２と、それに搭載された測定装置類から構成される。図１において、３ａ、３ｂはターゲットであり、それぞれ、中性子導管を敷設すべき基準位置の最前端、最後端に設けられ、これらを結ぶ直線に平行に、中性子導管が敷設されるような基準を与えるものである。以下の説明においては、これらのターゲット３ａ、３ｂの中心を結ぶ線は、ｘ軸に平行であるものとして説明する。
【００１６】
台車２には、セオドライト４が搭載されており、これを通してターゲット３ａ、３ｂを視準することにより、台車２のｙ方向、ｚ方向位置と、ｚ軸周りの回転、ｙ軸周りの回転がどの程度基準値からずれているかを測定することができる。台車２には、キャスタ２ａと高さ調整装置２ｂが付属しており、これらを調整することにより、台車２の位置を基準位置に正しく合わせることができる。高さ調整装置２ｂは、台車２の位置を固定する役割を果たしている。
【００１７】
台車２には、レーザ変位計５ａ、５ｂ、５ｃが設けられ、それぞれリニアガイド６ａ、６ｂ、６ｃに沿ってｘ軸方向にスライド可能なようにされている。レーザ変位計は、それ自身と測定対象物との距離を測定する機能を有するものであり、後に説明するように、レーザ変位計５ａは、中性子導管ユニットの上面までの距離を、レーザ変位計５ｂとレーザ変位計５ｃは、共に中性子導管ユニットの側面までの距離を測定するようになっており、従来技術で説明したダイヤルゲージを使った測定と同等の測定を行えるようになっている。又、レーザ変位計５ｂとレーザ変位計５ｃの測定位置はｚ軸方向が異なっており、従来技術で説明した２つのダイヤルゲージを使った測定と同等の測定を行えるようになっている。
【００１８】
さらに、台車２には、光電オートコリメータ７とその光源装置８が搭載されている。光電オートコリメータ７は、レーザビームをｘ軸方向に放出し、リニアガイド６ｂに沿ってスライド可能に設けられたプリズム９面を照射する。プリズム９面で直角に反射されたレーザビームは、ｙ軸方向に進み、後に説明するように、中性子導管ユニット側面に設けられた反射鏡で反射されて、再びプリズム９面で反射され、光電オートコリメータ７に戻って受光され、内蔵された２次元ＣＣＤ素子により、受光された反射光の位置が測定される。これにより、中性子導管ユニットのｚ軸周りの回転角度が測定されるようになっている。なお、２には、測定器類を制御表示する制御表示装置１０が搭載されている。
【００１９】
図２は、図１に示したような中性子導管ユニット位置測定装置を使用して、中性子導管ユニットの位置測定装置を行う方法の概要を示す図である。図２において、図１に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２０】
図２において、１１ａ、１１ｂ、１１ｃは真空容器であり、この中に、それぞれ中性子導管ユニット１２が収納されている（真空容器１１ｂに収納されているもののみを図示している）。各々の真空容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ架台１３ａ、１３ｂ、１３ｃの上に搭載されている。架台１３ａ、１３ｂ、１３ｃには切り欠き部が設けられ、マイクロメーター１４が外部から操作できるようになっている。プランジャー１５は、その先に設けられたバネ機構等により、それと対面するマイクロメータ１４との間で、中性子導管ユニット１２を挟み込んで、その位置を調整可能とするようになっている。
【００２１】
同様、マイクロメータ１６、１７が、真空容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの側面にも取り付けられている。これら、マイクロメータ１６、１７に対向する紙面の反対側には、プランジャー（図示せず）が取り付けられ、マイクロメータ１６、１７との間に、中性子導管ユニット１２を挟み込んで、その位置を調整可能とするようになっている。これら、３種のマイクロメータ１４、１６、１７を調整することにより、中性子導管ユニット１２のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の位置決めと、角度調整を行える。
【００２２】
真空容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃはフランジ１８で結合されるが、各真空容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、この他にフランジ１９とフランジ２０を有している。フランジ１９は、通常目くらフランジ（図示せず）により塞がれているが、図では、目くらフランジを取り外した状態を示している。フランジ２０は、その中央部にガラス等の透明窓を有するフランジで塞がれており、透明窓を通してレーザ光が、中性子導管ユニット１２の側面に設けられた反射鏡（図示せず）に到達できるようになっている。
【００２３】
以下、真空容器１１ｂ内の中性子導管ユニット１２と、真空容器１１ｃ内の中性子導管ユニット１２との位置合わせ調整を行う手順を説明する。開放されたフランジ１９を通して、ディジタル水準器２１を中性子導管ユニット１２の上に載置し、中性子導管ユニット１２のｘ軸方向とｙ軸方向の水平度を測定する。このようにして、中性子導管ユニット１２のｘ軸方向とｙ軸方向の水平度を測定し、マイクロメータ１４、１６、１７を調整することにより、中性子導管ユニット１２のｘ軸方向とｙ軸方向の水平度を調整する。
【００２４】
同様、フランジ１９を開放した状態で、レーザ変位計５ａを走査させ、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２と真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２のｚ軸方向の段差を測定し、その結果に基づいて、マイクロメータ１４を調整することにより、真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２の高さを、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２の高さに合わせる。
【００２５】
又、レーザ変位計５ｂを走査させ、フランジ２０中の透明窓から、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２の側面と、真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２の側面の段差を測定する。同様、レーザ変位計５ｃを走査させ、フランジ２０中の透明窓から、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２の側面と、真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２の側面の段差を測定する。これらの測定結果から、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２と真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２のｙ軸方向の段差とｘ軸を中心とするねじれを測定し、マイクロメータ１６、１７を調整することにより、これらの段差とねじれを解消する。
【００２６】
次に、光電オートコリメータ７からレーザビームをｘ軸方向に放出し、プリズム９で反射させてｙ軸方向に向かう光とし、フランジ２０の透明窓を通して、中性子導管ユニット１２の側面に設けられた反射鏡（図示せず）に照射して反射させ、再びプリズム９で反射させてｘ軸方向に向かうビームとし、光電オートコリメータ７で受光することにより、中性子導管ユニット１２のｚ軸周りの回転量を測定する。この操作を、プリズム９を走査させて真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２と、真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２について行って、互いのｚ軸周りの回転量を測定し、真空容器１１ｂ中の中性子導管ユニット１２と真空容器１１ｃ中の中性子導管ユニット１２が直線上に位置するように、真空容器１１ｂのマイクロメータ１６、１７を操作する。
【００２７】
必要に応じて、以上のような調整を繰り返して、真空容器１１ｂと真空容器１１ｃの位置関係を調整する。この調整方法は、基本的には従来技術で行った調整方法と同じであるが、本発明の実施の形態である中性子導管ユニット位置測定装置を使用しているので、測定を迅速に行うことができ、中性子導管の敷設工程を簡易化、短時間化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の１例である中性子導管ユニット位置測定装置の概要を示す図である。
【図２】図１に示したような中性子導管ユニット位置測定装置を使用して、中性子導管ユニットの位置測定装置を行う方法の概要を示す図である。
【図３】従来の中性子導管ユニットのアライメントを行う方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…中性子導管ユニット位置測定装置、２…台車、２ａ…キャスタ、２ｂ…高さ調整装置、３ａ，３ｂ…ターゲット、４…セオドライト、５ａ，５ｂ，５ｃ…レーザ変位計、６ａ，６ｂ，６ｃ…リニアガイド、７…光電オートコリメータ、８…光源装置、９…プリズム、１０…制御表示装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…真空容器、１２…中性子導管ユニット、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…架台、１４…マイクロメータ、１５…プランジャー、１６…マイクロメータ、１７…マイクロメータ、１８…フランジ、１９…フランジ、２０…フランジ、２１…ディジタル水準器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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