(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に入った液体中に一部又は全体が浸漬された超音波センサを用い、超音波送受信手段により、前記容器内から超音波を送信し、前記容器内の反射体からの反射波を受信することで液体の漏洩を検知する超音波式漏洩検知装置において、
前記容器内に複数の気泡群を発生する気泡発生手段と、前記超音波受信信号から前記容器内の構造物、及び前記気泡群を可視化する可視化手段と、該可視化手段による前記気泡群の可視化結果から、前記気泡群の分布の時間的な変化量を計測する計測手段とを備えていることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波式漏洩検知装置において、
前記気泡の発生する時間と発生を停止する時間を制御する制御手段を更に備えていることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の超音波式漏洩検知装置において、
気泡発生と同期した同期信号を発信させる発信手段を更に備えていることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波式漏洩検知装置において、
前記同期信号として、音響を発信させる音響発信手段を備えていることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波式漏洩検知装置において、
前記音響発生手段は、水中スピーカや気泡、或いは機械的な音を発生する音源であることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波式漏洩検知装置において、
前記音源は複数個から成り、該各音源はひもで接続されていることを特徴とする超音波式漏洩検知装置。
【請求項７】
容器に入った液体中に一部又は全体が浸漬された超音波センサを用いて、前記容器内から超音波を送信し、前記容器内の反射体からの反射波を受信することで液体の漏洩を検知する超音波式漏洩検知方法において、
前記超音波の受信信号から、前記容器内の構造物から容器内の形状を可視化し、前記容器内に発生させた複数の気泡群の分布の時間的な変化量から液体の漏洩を測定することを特徴とする超音波式漏洩検知方法。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波式漏洩検知方法において、
前記気泡を一時的或いは断続的に一定間隔発生させ、漏洩箇所から漏洩する気泡群の分布を計測することで液体の漏洩を測定することを特徴とする超音波式漏洩検知方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の超音波式漏洩検知方法において、
気泡発生と同期し、かつ、時間的に繰り返す信号と同期して気泡群の分布を計測することを特徴とする超音波式漏洩検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波式漏洩検知装置及びその方法に係り、特に、超音波センサを液体などの媒体に浸漬させて液体中の物体からの反射信号を利用し、液体の漏洩を検知するものに好適な超音波式漏洩検知装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地下に設けられたタンクなどに、濁水や透明度の低い液体が満たされている場合、この液体の漏洩を止めて補修するためには、当該液体の漏洩を検知し、漏洩箇所を特定することが必要となる。
【０００３】
一般に、液体が入った容器から別の容器への液体の漏洩を検査する方法として、漏洩する物質を目視で確認する方法、或いは漏洩する物質の持つ特有の性質（例えば、塩分、薬品、ｐｈなどの化学的性質、導電性、抵抗、温度や放射線量などの物理的性質）を測定することで漏洩を検知する方法が知られている。
【０００４】
また、漏洩物質に含まれる物理的性質（放射性物質）を使った方法としては、例えば、特許文献１に記載のように、主蒸気や炉水に含まれる放射性核種からの放射線を検出、分析することで漏洩を検知する方法が知られている。
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術は、容器全体に対する漏洩の有無を判別することはできるが、漏洩箇所の特定は困難である。通常、漏洩検知には、気体（ガス）のサンプリングが必要であるため、液体が満たされた容器から別の容器への液体の漏洩を検知することができない。
【０００６】
また、漏洩を直接測定する別の方法として、漏洩箇所に吸われる液体の流れ（或いは、漏洩先であれば、流れ出る液体の流れ）を可視化することで、漏洩箇所を特定することができる。
【０００７】
ところが、容器に含まれる液体が濁水などの不透明な液体の場合には、光学的な手法で漏洩箇所の流れを可視化することが困難となる。光学的な手法での可視化が困難な場合の方法として、超音波などにより、直接的に流れを測定する方法（流量計）がある。
【０００８】
また、液体中に浸漬した超音波センサで液体の流量を計測する方法として、例えば、特許文献２に記載のように、複数の側線を得られるように、複数の超音波センサを配置して流量を計測する方法が知られている。
【０００９】
特許文献２に記載の技術を漏洩検知に適用した場合、水路などの閉空間を満たす液体の流量を測定できることから、漏洩に到る流速の分布や変化を測定することは可能であるが、漏洩箇所を特定することができない。
【００１０】
液体の流れを間接的に測定する方法としては、微小な粒子や気泡などのトレーサや細い糸など、流れに沿う性質を持った物体の動きを計測することにより、間接的に流れを計測する方法が知られている。
【００１１】
例えば、特許文献３に記載のように、流体内の気泡や粒子によって反射した超音波信号から流速や流量を測定する方法が知られている。しかし、この方法においても、漏洩に到る流速の分布や変化を測定することは可能であるが、漏洩箇所の特定ができない。
【００１２】
一方、構造物の健全性を評価するために、構造物の表面や内部の非破壊検査手法として、超音波探傷法が広く用いられている。この超音波探傷法のひとつに、超音波センサと被検体の間に、超音波の伝搬が可能な水や機械油などの液体を中間媒体として充填し、その媒体を経由させて構造物を検査する超音波探傷が適用されている。例えば、中間媒体として水を使う場合は、水浸法という名称で呼ばれる。
【００１３】
この水浸法は、容器内の液体を媒体として用いることで、液体が満たされた容器の外壁からの反射波により、外壁の形状変化部分（例えば、穴やき裂）を可視化することは可能となるが、液体の漏洩を確認することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−１３７７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２８３１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８５６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、上述した従来技術では、濁水や透明度の低い液体が満たされた容器等において、容器から他の容器等への液体の漏洩の有無及び漏洩箇所の特定を行うことが難しいという問題があった。
【００１６】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、濁水や透明度の低い液体を含む容器から別の領域への液体の漏洩であっても、その液体の漏洩の有無の判断及び漏洩の箇所の特定を可能とする超音波式漏洩検知装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の超音波式漏洩検知装置は、上記目的を達成するために、容器に入った液体中に一部又は全体が浸漬された超音波センサを用い、超音波送受信手段により、前記容器内から超音波を送信し、前記容器内の反射体からの反射波を受信することで液体の漏洩を検知する超音波式漏洩検知装置において、前記容器内に複数の気泡群を発生する手段と、前記超音波受信信号から前記容器内の構造物、及び前記気泡群を可視化する手段と、前記気泡群の可視化結果から、気泡群の分布の時間的な変化量を計測する手段とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、超音波送受信手段から前記容器内に超音波を送信し、容器内の構造物からの反射波により、漏洩の可能性のある形状変化部（穴やき裂等）の位置を測定することができ、更に、容器内に発生させて気泡群の分布の時間的な変化を測定することにより、漏洩にともなう水流の流れと、漏洩の可能性のある形状変化部から、漏洩する水流を可視化することで、漏洩の有無及び漏洩箇所の特定を行うことができる。
【００１９】
また、前記気泡発生手段に、気泡の発生する時間と発生を停止する時間を制御する手段を備えていてもよい。
【００２０】
このような本発明によれば、連続的に気泡を発生させると、容器中に気泡が充満することで、漏洩の有無や漏洩箇所の特定が困難になる現象を回避し、漏洩の可能性のある形状変化部を発見した後、気泡を一定量かつ一定期間発生させることで、気泡群の時間的な変化をとらえやすくすることで、漏洩の有無及び漏洩箇所の特定を容易にするこができる。
【００２１】
また、気泡発生と同期した同期信号を発信させる手段を備えていてもよい。
【００２２】
このような本発明によれば、気泡を発生させた後、気泡発生を気泡群の測定開始のトリガとして、その後、一定時間間隔の測定のためのトリガ信号として、前記音響による同期信号を利用することで、気泡群の時間変化の経時変化を観察することができ、漏洩の有無及び漏洩箇所の特定を容易にするこができる。
【００２３】
また、前記同期信号について、同期信号を音響信号とする手段を備えていてもよい。
【００２４】
このような本発明によれば、透明度の低い液体中で、気泡発生手段から発せられる音響により、気泡の発生する位置を特定することができ、気泡発生手段の位置を確認することができ、気泡発生手段近傍の液体の流れを観察することができ、漏洩箇所の特定を容易にすることができる。
【００２５】
更に、本発明の超音波式漏洩検知方法は、上記目的を達成するために、容器に入った液体中に一部又は全体が浸漬された超音波センサを用いて、前記容器内から超音波を送信し、前記容器内の反射体からの反射波を受信することで液体の漏洩を検知する超音波式漏洩検知方法において、前記超音波の受信信号から、前記容器内の構造物から容器内の形状を可視化し、前記容器内に発生させた複数の気泡群の分布の時間的な変化量から液体の漏洩を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、濁水や透明度の低い液体が満たされた容器等において、超音波による反射体からの信号を利用することで、容器内の構造物からの反射波により、漏洩の可能性のある形状変化部（穴やき裂、隙間）の形状及び位置を特定することができ、更に、容器内に気泡を一時的または断続的に発生させることにより、この気泡群の時間的な変化量（例えば、広がりの体積や重心位置、速さ等）を計測することで、漏洩の可能性のある形状変化部に対して液体が吸い込まれるか、或いは漏洩にいたる変化を示しているかを計測することにより、漏洩の有無及び漏洩位置の特定を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の超音波式漏洩検知装置の一実施例を用いた超音波式漏洩検知システムを示す図である。
【図２】本発明の超音波式漏洩検知装置の他の実施例を用いた超音波式漏洩検知システムを示す図である。
【図３】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生器による気泡発生のトリガ信号と気泡発生量の時間的変化を示す図である。
【図４】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生器による気泡発生のトリガ信号と気泡発生量の時間的変化を示し、気泡発生後に一定時間間隔で超音波計測器により気泡の状況を測定することを説明するための図である。
【図５】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波測定器で気泡を測定している状態を示す図である。
【図６】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波可視化装置の一例を示す図である。
【図７】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波可視化装置の他の例を示す図である。
【図８】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波可視化装置による形状の測定を説明するための図である。
【図９】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波可視化装置による形状の測定を説明するための図である。
【図１０】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波測定器で気泡を測定している状態を示す図である。
【図１１】本発明の超音波式漏洩検知装置での気泡群の体積を画像処理で抽出する処理結果の例を示す図である。
【図１２】図１１の気泡群の体積を画像処理で抽出した処理結果を使った気泡群の物理量の計測結果の一例を示す図である。
【図１３】図１１の気泡群の体積を画像処理で抽出した処理結果を使った気泡群の物理量の計測結果の他の例を示す図である。
【図１４】図１１の気泡群の体積を画像処理で抽出した処理結果を使った気泡群の物理量の計測結果の更に他の例を示す図である。
【図１５】図１１の気泡群の体積を画像処理で抽出した処理結果を使った気泡群の物理量の計測結果の更に他の例を示す図である。
【図１６】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される超音波測定器の構成を示す図である。
【図１７】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生装置、超音波測定器、アクセス治具の構成を示す図である。
【図１８】本発明の超音波式漏洩検知方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図１９】複数回にわたって気泡を出す場合の気泡群の広がりの計時変化を示す図である。
【図２０】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生装置に音響発生の音源を取り付けた図である。
【図２１】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生装置に音響発生の音源とひもを取り付けた図である。
【図２２】本発明の超音波式漏洩検知装置に採用される気泡発生装置に音響発生の音源と棒とひもを取り付けた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図示した実施例に基づいて、本発明の超音波式漏洩検知装置及びその方法について説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１及び図２は、本発明の超音波式漏洩検知装置を用いた超音波式漏洩検知システムを示すもので、本発明の対象となる容器に、液体が部分的に満たされている状況を表す。
【００３０】
例えば、容器１の上部の形成された穴１Ａから、超音波センサ３が取り付けられているアクセス治具（移動クローラ）２を容器１内に挿入する。更に、同じ容器１内に、気泡４を発生する気泡発生装置５をアクセス治具２により挿入する。
【００３１】
超音波センサ３は、例えば、図１に示すような多軸マニピュレータや、図２に示すような容器１内の壁面を磁気、真空、スラスタ等で吸着する吸着式或いは液体をスラスタで泳ぐ泳動式のビークルに搭載したものである。尚、図１及び図２において、６は液面、７は容器１に形成された壁面の穴（漏洩箇所）である。
【００３２】
気泡発生器５は、図１及び図２に示すように、超音波センサ３の近傍に設置され、図３に示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の一定期間に、一定の量の気泡を発生する。即ち、図３は、気泡発生の開始と終了のトリガ信号と気泡の発生量の時間変化を表すが、この図３から、気泡発生が一定期間で一定量であることがわかる。気泡発生量は、図３では一定値としたが、流量等を調整することで、気泡発生量を変化させてもよい。
【００３３】
また、図４は、気泡発生の開始と終了のトリガ信号と気泡の発生量の時間変化を表すが、トリガ信号Ｎ回ごとに気泡を出すという制御を仮定して、超音波センサ３で、気泡発生後に、一定時間間隔で気泡の状況を測定すれば良いことが分かる。
【００３４】
図５は、超音波式漏洩検知装置に採用される超音波測定器として、水中での可視化が可能な可視化装置を用い、容器１内の気泡を測定している状態を示すものである。即ち、容器壁面１Ｂから内部に導出された配管８との二重管構造部分Ａが、液体の漏洩の可能性のある部分であり、この二重管構造部分Ａを狙って、アクセス治具２により容器１内に挿入された可視化装置付の超音波センサ３で気泡４を計測しているものである。つまり、図５に示す超音波測定器は、超音波センサ３を内蔵し、液体中の反射源を可視化する装置であり、反射源としては、容器壁面１Ｂや容器１内の形状変化部（構造物や配管、き裂や穴、気泡など）が想定される。
【００３５】
超音波センサ３は、容器１内を満たす液体中に３次元的に超音波を発信、受信するものである。超音波センサ３は、例えば、図６及び図７に示すように、アレイセンサ３Ａから構成されており、アレイセンサ３Ａを構成する圧電素子３Ｂが１軸配列の場合は、図６の如く、機械走査と組み合せることで、３次元走査が可能である。また、図７の如く、圧電素子３Ｂを２次元的に配置することで、電子的に３次元走査をすることも可能である。
【００３６】
アレイセンサ３Ａを用いた映像化方法として、開口合成法や遅延加算法などがある。
【００３７】
開口合成法では、例えば、アレイセンサ３Ａを構成するＮ個の素子のうち、ｊ番目の素子（位置Ｘｊ）で超音波を送信し、ｉ番目の素子（位置Ｘｉ）で超音波を受信した信号φ（τ；Ｘｉ；Ｘｊ）について、伝搬時間τ１振幅φ（τ１）を、センサ位置ＸｉとＸｊを焦点として、点Ｘｉと点Ｐ、点Ｘｊと点Ｐの距離の和が一定となる楕円軌道を描く点Ｐ（複数）の画素値として、距離の和が往復伝搬距離（伝搬時間τ１と音速ｃとの積）と等しくなる振幅値φ（τ１）として与え、送信及び受信の素子位置、即ち、センサ位置Ｘｉ及びＸｊを順次変化させ、異なるセンサ位置における振幅値を加算して、画素点Ｐの画素値を求めることで画像を形成する。
【００３８】
尚、特別な場合として、送信位置と受信位置が一致スル用にデータを取得した場合は、伝搬時間τ１の振幅Ａ（τ１）を、センサ位置Ｘからの距離となる点Ｐの画素値として、２点間距離ＸｉＰと同じ距離となる伝搬距離（伝搬時間τ１と音速ｃとの積）の振幅値Ａｉ（τ１）として与え、センサ位置Ｘｉを順次変化させることで、異なるセンサ位置における振幅値を加算して、画素点Ｐの画素値を求めることで、画像を形成してもよい。
【００３９】
映像化するには、図８に示す如く、送信素子位置Ｘｊで受信素子位置Ｘｉの波形φ（τ；Ｘｉ；Ｘｊ）８０１について、位置Ｘｉとの距離と、位置Ｘｊとの距離の和が２τ×ｃ（ｃは液体中の超音波伝搬速度）となる画素８０２Ａに注目すると、時刻τにおける振幅値８０１Ａを、送信位置Ｘｊ及び受信位置Ｘｉについて加算した振幅値を画素８０２Ａの画素値とし、表示領域８０２に画像として可視化する。このとき、形状変化部の例として配管８からの反射波が８０２Ｂのように映像化され、８０２Ｂの映像の境界領域８０３Ａとして、配管８の表面形状が超音波により可視化される。
【００４０】
また、遅延加算方式とは、フェーズドアレイ方式、電子走査方式又は電子スキャン方式とも呼ばれるので、例えば、圧電振動子からなる複数の超音波発生素子をアレイ状に配置した探触子、いわゆるアレイセンサ３Ａを用い、超音波発生の契機となる電気信号を、このアレイセンサ３Ａの各素子に所定の時間だけ遅延させて与え、各素子から発生した超音波が重ね合わされ、合成波を形成することで、被検査体への超音波の送信角度と受信角度、送信位置と受信位置、或いは合成波が干渉して互いにエネルギーを強め合う位置、つまり、焦点位置などの条件が電気的な制御により高速で変化させることができるようにしている。
【００４１】
例えば、あるセンサ位置Ｘにおいて、角度θｉ方向から受信した信号の振幅Ａ(τ、θｉ)について、伝搬時間τと音速ｃの積から、伝搬距離Ｗを求め、センサ位置Ｘを基準として、角度θｉ、距離Ｗの点の画素値として、Ａ(τ、θｉ)を設定し、θｉを変化させることで扇状の画像を形成したり、或いはθｉを固定し、センサ位置Ｘを移動させることで、平行四辺形状の画像を形成したりする、超音波の送総受信映像化法のことである。
映像化するには、図９に示す如く、送受信位置Ｘｋにおいて、方向θｉに伝搬する径路９０１を持つ、遅延合成させた波形Ａ（τ；θｉ）９０２について、ある時刻τの振幅値９０２Ｂと角度θｉから、θｉを変化させながら、振幅値の大きさに対応した画素値で可視化することで、扇形の領域９０４で超音波測定結果を画像化できる。形状変化部（例えば配管８）の表面からの反射波の振幅値により、領域９０３のように映像化され、この領域の境界（即ち、受信信号Ａ（τ；θｉ）の振幅の立ち上がり９０２Ａ）として、配管８の表面が、超音波画像の境界９０３Ａとして映像化される。
【００４２】
尚、開口合成法と遅延加算法のいずれの場合においても、例えば、上記の手順によって、ある平面での断面画像を形成することができるので、図６に示すように、機械走査によりアレイセンサ３Ａから発生する超音波が伝搬する面を、その面に直交する成分を含む方向に面を移動させることで、平面画像を複数枚形成することができ、立体画像を形成できる。
【００４３】
或いは図７に示すように、アレイセンサ３Ａを形成する圧電素子３Ｂを２次元的に配置することで、電子走査を３次元的に行い、同様に平面画像を複数枚形成して、立体画像を形成できる。図７の場合、開口合成法では、センサ位置Ｘｉからの２点間距離ＸｉＰが等しくなる画素点Ｐの軌跡が球（或いは回転楕円体）となる。また、遅延加算法の場合、あるセンサ位置からの超音波の送信方向が、極座標の２つの偏角（θ、φ）などによって設定される。
【００４４】
例えば、図８に示すように、表示部に、画像化した画素値をカラーバーに対応させて、断面画像として表示することができる。
【００４５】
また、図９に示すように、遅延加算法の画像化手法によって反射体（構造物）の表面を映像化する場合、横軸に時間（又は距離）、縦軸に振幅をとったある特定の方向（入射角度）に伝搬する受信波形の強度と、伝搬方向（入射角度）から、扇状の断面図を描画する。扇状の表示においては、画素値を白黒またはカラーのカラーバーと対応させて、画素として可視化される。
【００４６】
いずれの場合においても、構造物表面において、あるいは、気泡などの反射体において、強い超音波信号が反射されるために、断面画像の画素値の大きい部分（即ち、振幅値の大きい部分）の領域として、反射体（構造物や気泡）の境界が画像化される。
【００４７】
次に、超音波を送受信するアレイセンサ３Ａの動作について、簡単に説明する。
【００４８】
超音波アレイセンサを構成する圧電振動子は、送受信部に接続され、送受信部から送られる駆動信号により、圧電振動子から液体中に縦波超音波が発生し液体中を伝搬する。
【００４９】
液体中に構造物や気泡などの反射体が存在した場合、縦波超音波は反射体の表面で、主に縦波超音波として反射する。反射体で反射された超音波は、液体中を伝搬し、再び超音波アレイセンサを構成する圧電振動子に伝搬し、受信された超音波は、電気信号に変換される。
【００５０】
受信波の電気信号は、送受信部で収録され、例えば、受信信号や２次元断面画像や３次元画像として表示部に表示される。また、受信信号は、必要に応じて、記憶部に参照信号として記憶される。
【００５１】
ここで、図１６を用いて、超音波アレイセンサ、送受信部、記憶部、表示部について説明する。
【００５２】
超音波アレイセンサ１０４を構成する圧電振動子は、例えば、超音波発生素子の一例として、圧電セラミックスや、その圧電セラミックスの細棒を高分子材の中に埋めこんだ複合圧電体（コンポジットともいう）を用いる。圧電振動子（又は素子）は、通常、等間隔に配置されている。
【００５３】
送受信部１０７は、遅延加算方式の場合、例えば、パルサー１０７Ａ、レシーバ１０７Ｂ、遅延時間制御部１０７Ｃ、データ収録部１０７Ｄ、計算機１０７Ｅを備え、パルサー１０７Ａから出力される駆動信号のタイミングを制御すると共に、遅延時間制御部１０７Ｃは、レシーバ１０７Ｂによる受信信号の入力タイミングを制御し、これにより遅延制御方式による超音波アレイセンサ３Ａの動作が得られるようにする。データ収録部は１０７Ｄ、レシーバ１０７Ｂから供給される受信信号を処理し、表示部１０９に供給する働きをする。
【００５４】
記憶部１０８は、送受信部１０７で収録された探傷データを記録し、そのうち、特に、気泡の発生が無い状態（或いは時間帯）や、気泡の発生直後の初期の計測データ（受信信号）を参照データ１０８Ａとして記憶し、また、被検体の形状データ１０８Ｂを記憶し、計算機１０７Ｅに供給する働きをする。
【００５５】
表示部１０９は、超音波の受信角度（本実施例では、送信方向と受信方向を同じであるため、送信角度と受信角度は同じ）に対応した受信信号を表示する手段である。例として、開始角度から終了角度までの範囲で超音波を送受信した場合の受信信号を、角度を円周方向に、片道伝搬距離を軸方向とした扇型に表示した例を示す。尚、このように超音波の送信角度を変化させて走査する方法は、セクタスキャンと呼ばれる。
【００５６】
送信角度を開始から終了まで走査させると、アレイセンサ３Ａが浸漬されている容器１内の構造物内の反射体（構造物などの形状変化部）からの反射信号や、気泡群によると想定される反射信号が受信され、測定画像のように、扇形の中に、受信信号の強さに応じた色または濃さの異なる領域として表示される。
【００５７】
容器１内に漏洩がある場合の気泡４の動きの例を図１０に示す。
【００５８】
該図に示す如く、ある時刻Ｔａでの気泡４群の位置は、漏洩がある場合、Ｔａ以降のある時刻Ｔｂにおいて、漏洩が懸念される容器壁面１Ｂから内部に導出された配管８との二重管構造部分Ａ近傍に接近し、また、漏洩があった場合には、気泡４の数が漏洩によって減少し、気泡４群の体積が減少するという現象が生じることが想定される。
【００５９】
ここで、例えば、気泡発生後の測定画像と比較するためには、記憶部１０８に記憶されている参照データ１０８Ａを画像処理部１１０Ａに読み込み、異なる時刻の画像（例えば、気泡発生前の画像或いは気泡発生直後など）として、測定画像と並べて表示させることで、変化のないものは形状、変化のあるものは気泡とする画像処理を行うことで、動きのあるものを抽出することで気泡領域を判断することができる。
【００６０】
さらに、画像処理部１１０Ａにおいて、このように気泡発生後の画像と、それとは異なる時刻の画像を比較することで、構造物の形状変化部からの反射信号は、時刻によらず変化のないデータとして、参照画像と測定画像の両方において出現していることで判断できる。また、気泡群６０２と想定される反射信号は測定画像と参照画像で、出現の場所や数などに変化があることが識別することができ、気泡の動きの時間変化を把握することにより、液体中の漏洩に到る流体の流れや、漏洩の有無、漏洩箇所の特定を行うことが可能となる。
【００６１】
例えば、画像処理結果を処理表示部１１０において、異なる時刻Ｔａ及びＴｂにおける超音波測定画像から、気泡領域を抽出した画像として表示することもできる。あるいは、気泡群の物理量（例えば、気泡群の体積、重心の位置、重心の移動速度等）の時間変化を表示することで、漏洩の判定を分かりやすく表示することもできる。
【００６２】
尚、開口合成方式の装置構成としては、遅延時間制御部１０７Ｃを用いない点が遅延加算方式と異なるが、遅延加算型の装置構成と同様の装置構成でも映像化を達成することができる。但し、同時に使用する素子数が送信で１個、受信で１個となるため、パルサー１０７Ａ及びレシーバ１０７Ｂのチャンネル数を減らしてもよい。また、開口合成のアルゴリズムは、計算機１０７Ｅ内にて実行される。
【００６３】
気泡発生装置５は、気体と液体を混入したノズルや孔から複数の気泡４を発生させる。また、電気分解や気体発生を伴なう化学反応によって気泡４を発生させてもよいし、造影剤のようなバブルを予め作成しておき、それを液体とともに流しても良い。
【００６４】
図１７に、気泡発生装置５、超音波測定器１０４、アクセス治具の全体のブロック図を示す。気泡発生装置５、超音波測定器１０４とも、アクセス治具（多軸アーム、移動機構など）と接続さえて、漏洩の発生が懸念さえる容器等の内部にアクセスする。
【００６５】
気泡が発生する前、気泡発生の直後、気泡発生後の一定間隔など、気泡発生と超音波測定は時間的に同期した測定を行う。例として、同期インターフェース１０４Ａにより、トリガ信号（図４の５Ｅ）を発生させる。発生さえた同期信号は、超音波計測器１０４に送られ、同期信号と同期して超音波によう計測を行う。また、同じ同期信号は、気泡発生装置５に送られ、同期処理部５Ｄにより同期信号が受信される。例えば、Ｎ個の同期信号に１回ずつ気泡を発生するといったように、制御部５Ｂで気泡を発生させる期間や回数を制御し、気泡発生器５Ａから気泡を発生させる。また、音響信号発生部５Ｃにより、同期信号と同期させて音響を発することにより、音響信号を同期信号として利用することで、気泡発生装置の位置や、気泡発生装置の周囲の液体の流れを、超音波計測器で計測せしめることが可能となる。
【００６６】
気泡４は、連続的に発生させると、容器１内に充満してしまい、流れや漏洩を測定することが困難となるため、ある時刻Ｔ１からＴ２までの一定期間発生させる。
【００６７】
一定期間発生したバブルは、浮力の影響を受けて若干上昇するが、気泡４がある程度小さければ、浮力による影響を、流れの影響より小さくすることができる。
【００６８】
気泡群を超音波カメラで観察すると、気泡４からの反射波が受信され、雲状の複数の画像として映像化される。例えば、この画像に対して、気泡群が含まれる領域を二値化する画像処理により、気泡群の広がりを表す体積を求めることができる。
【００６９】
また、二値化された気泡群の領域から、気泡群の重心の位置や、重心の移動速度を求めることも可能である。
【００７０】
図１１に、時刻Ｔａと、その後の時刻Ｔｂの気泡４群の超音波による可視化結果と、画像処理により気泡群の領域を二値化した図の例を示す。
【００７１】
該図に示す如く、時刻Ｔａから時刻Ｔｂへと時間が経過することで、気泡４群の広がり（体積）が増減することが想定される。体積の増加は、例えば、液体中の拡散を意味し、体積の現象は、漏洩による気泡４の流出や、経時変化による気泡４の消滅などが考えられる。
【００７２】
更に、図１０に示したように、漏洩が懸念される二重管構造部分Ａでは、漏洩にともなう液体の流れが発生していることから、気泡群の位置（例えば、重心位置）の移動が起こることも想定される。
【００７３】
気泡群の物理量（体積、位置、速度など）の経時変化を測定することで、例えば、気泡群の体積は、拡散により大きくなると予想される。また、重心の位置は、流れによって移動する。
【００７４】
図１２は、気泡発生と、その後の気泡群の体積の変化を計測した結果の例を示す。気泡発生期間Ｔ１〜Ｔ２（図１２の下図参照）を過ぎて、気泡体積が増加し、その後現象している様子（図１２の上図参照）を表している。
【００７５】
また、図１３は、気泡発生と、その後の気泡群の重心位置の位置変化を計測した結果の例を示す。気泡発生期間Ｔ１〜Ｔ２（図１３の下図参照）を過ぎて、気泡の重心位置が流れに沿って移動している状況（図１３の上図参照）を表している。
【００７６】
また、図１４は、気泡発生と、その後の気泡群の重心位置の速度変化を計測した結果の例を示す。気泡発生期間Ｔ１〜Ｔ２（図１４の下図参照）を過ぎて、気泡が高速に移動し、その後、一定の速度でゆっくり移動している状況（図１４の上図参照）を表している。
【００７７】
このように、異なる時間における気泡群の物理量を測定することで、液体の漏洩にともなう変化を間接的に測定することが可能となる。
【００７８】
例えば、図１５に示すように、物理量にしきい値を設けておけば、しきい値を超えたことを判定のトリガとして、漏洩の判断を行うことが可能である。
【００７９】
時刻の異なる測定結果は、図１６に示すように、表示部に、例えば異なる時間の測定結果を表示する、あるいは、図１２乃至図１５のように、測定対象となる物理量の経時変化を測定することで、漏洩を判断することができる。
【００８０】
例として、図１８に漏洩判定のフローを示す。
【００８１】
図１８に示すように、最所に、容器内の液体に、超音波計測器と気泡発生装置を備える漏洩検知装置を、アクセス治具で挿入する。アクセス治具２としては、図１に示すようなマニピュレータや、図２に示すような移動機構などがある。
【００８２】
次に、容器内の形状（構造物）を計測することにより、漏洩が懸念される形状変化部を、超音波計測器を移動させながら測定することにより、特定する。
【００８３】
次に、漏洩の可能性のある場所、例えば、配管や穴やき裂などを発見した場合は、その場で超音波計測器の位置を固定する。
【００８４】
その後、漏洩の可能性のある形状変化部の近傍で、気泡を一定期間、一定量発生させる。
【００８５】
この発生した気泡を、超音波計測器で測定する。画像処理で気泡群の領域を強調し、物理量（体積、重心位置、重心位置の速度など）を測定し、異なる２つの時刻以上の測定を行い、図１９に示すような、経時変化を測定する。
【００８６】
即ち、図１９は、図４に示したような複数回にわたって気泡４を出す場合、気泡発生装置５でＫ回目の気泡４を発生させた後、ある程度の経時変化したＫ＋１回目に発生させられた気泡４が、移動して拡散している状況を示しており、このＫ＋１回目の気泡４の状況を測定するものである。
【００８７】
次に、所定の設定回数に達するまで計測を行い、漏洩の挙動（例えば、気泡群の体積の現象と、気泡群の重心位置の変化が同時に発生した等）を示したかを判定する。
【００８８】
漏洩の有無及び位置を記録した後、次の、漏洩が懸念される位置に超音波測定装置を移動させて、上記の測定を繰り返す。
【００８９】
漏洩検知方法としては、前述した超音波測定器により、容器１内の構造物の形状変化部を計測し、その位置や形状を可視化する。この形状変化部が、漏洩の可能性のある位置（候補）となる。
【００９０】
漏洩の候補位置が測定できた後に、気泡４を一定期間で一定量発生させ、気泡群の物理量を測定する。もしも候補位置で漏洩が起きている場合は、気泡群の重心位置が候補位置に近づくように変化し、更に、近づいた段階で、気泡４を含んだ液体が候補位置から別の容器等へ漏洩することで、気泡群の体積が減少することが計測される。
【００９１】
もしも、候補位置で漏洩が起きていない場合には、気泡群の重心位置は、気泡４が発生した領域の液体の流れに沿って移動するが、気泡群の体積は拡散する。尚、長時間観察した場合には、気泡４の消滅や拡散によって、観察される気泡群の体積は現象する。
【００９２】
このときは、気泡群な、候補位置とはことなる位置に移動しているため、拡散や消滅による体積減少と、上記漏洩による体積減少は、位置の特定との組み合せにより区別できる。
【００９３】
また、気泡発生装置５と超音波測定器に対して、共通する同期信号を電気的に与えることで、気泡発生と同時に測定できる。
【００９４】
また、同期信号として、等時間間隔のパルス状のトリガ信号を与えれば、時間について周期的な測定が可能となり、経時変化を測定しやくなる。
【００９５】
更に、気泡発生装置５の同期信号として、音響による同期信号を用いてもよい。この同期信号は、例えば、図２０に示すように、気泡発生装置５に設置された水中スピーカや気泡や機械的な音を発生する音源１１などで実現できる。音響的な同期信号発生装置により、超音波測定装置から、音響的に気泡発生装置５が可視化することが可能となり、気泡発生位置を音によって特定することが可能となる。
【００９６】
更に、図２１に示す如く、図２０と同様な音源１１を２つ以上（図２１では３つ）設け、それらの各音源１１を容器内の液体の流れに沿う細いひも１２で接続することで、気泡発生位置５だけでなく、流れの状況を音によって特定することができる。
【００９７】
また、図２２に示す如く、１つ目の音源１１の上方に、棒１３などで気泡発生器６から延長された場所に２つ目の音源１１を設置し、この２つ目の音源１１と３つ目の音源１１も間をひも１２で接続しても良い。
【００９８】
尚、上記では音響による同期信号発生装置の代替として、音を発生する音源１１を気泡発生装置５に付与したが、半径の異なる球体など、超音波の反射波によって可視化できる受動的な反射源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…容器、１Ａ…穴、１Ｂ…容器壁面、２…アクセス治具、３…超音波センサ、３Ａ…アレイセンサ、３Ｂ…圧電素子、４…気泡、５…気泡発生装置、５Ａ…気泡発生部、５Ｂ…制御部、５Ｃ…音響信号発生部、５Ｄ…同期処理部、５Ｅ…同期トリガ信号、６…液面、７…壁面の穴、８…配管、１１…音源、１２…ひも、１３…棒、１０４…超音波測定器、１０４Ａ…同期処理インターフェース、１０７…送受信部、１０７Ａ…パルサー、１０７Ｂ…レシーバ、１０７Ｃ…遅延時間制御部、１０７Ｄ…データ収録部、１０７Ｅ…計算機、１０８…記憶部、１０８Ａ…参照データ、１０８Ｂ…形状データ、１０９…表示部、１１０…漏洩表示部、１１０Ａ…画像処理部、６０２…気泡群。８０１…受信波形、８０１Ａ…時刻τの受信波形振幅、８０１Ｂ…伝搬径路、８０２…超音波測定結果表示領域、８０２Ａ…画素、８０３Ａ…形状変化部境界、８０３Ｂ…形状変化部映像範囲、９０１…伝搬径路、９０２…受信波形、９０２Ａ…受信波形の振幅値の立ち上がり位置、９０２Ｂ…時刻τの受信波形振幅、９０３…形状変化部映像範囲、９０３Ａ…形状変化部境界、９０４…超音波測定結果表示領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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