特許 6615719 Ｘ線装置およびＸ線装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6615719

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】Ｘ線装置およびＸ線装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H05G 1/26 20060101AFI20191125BHJP

   H05G 1/34 20060101ALI20191125BHJP

   H05G 1/54 20060101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   H05G1/26 T

   H05G1/34 E

   H05G1/54 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-165062(P2016-165062)

(22)【出願日】2016年8月25日

(65)【公開番号】特開2018-32561(P2018-32561A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2018年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】500561263

【氏名又は名称】株式会社ジョブ

(73)【特許権者】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】小幡 義治

(72)【発明者】

【氏名】花松 茂

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 修

(72)【発明者】

【氏名】株本 隆司

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０３９８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４２６９９７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−２９６２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６６０９７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｇ １／００ − １／７０

Ｈ０１Ｊ ３５／００ −３５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィラメントを有する陰極部とターゲットを有する陽極部とを備えるＸ線管球と、このＸ線管球に電気を供給する電源と、前記フィラメントに流れるフィラメント電流を制御して前記Ｘ線管球に流れる管電流を一定に維持する制御を行なう制御機構とを備えるＸ線装置において、
前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一つの電流値を監視する電流監視機構と、この電流監視機構で得られる前記電流値の変動具合を検知する検知機構と、この検知機構で検知される前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定する判定機構と、この判定機構での判定に基づき警告を発する警告機構とを備えていて、
前記判定機構が前記破断予兆ありと前記破断予兆なしとの判定を所定回数繰り返した場合に、前記警告機構が警告を発する構成を有することを特徴とするＸ線装置。

【請求項2】

前記検知機構で検知される前記電流値の変動具合の振動数が所定の閾値よりも小さい場合に、前記判定機構が前記破断予兆ありと判定する構成を有する請求項１に記載のＸ線装置。

【請求項3】

前記判定機構が、前記検知機構から取得する前記電流値の変動具合の振動数のうち所定の閾値よりも小さい振動数のみを通過させるフィルタ部を備える請求項１または２に記載のＸ線装置。

【請求項4】

フィラメントを有する陰極部とターゲットを有する陽極部とを備えるＸ線管球と、このＸ線管球に電気を供給する電源と、前記フィラメントに流れるフィラメント電流を制御して前記Ｘ線管球に流れる管電流を一定に維持する制御を行なう制御機構とを備えるＸ線装置において、
前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一つの電流値を監視する電流監視機構と、この電流監視機構で得られる前記電流値の変動具合を検知する検知機構と、この
検知機構で検知される前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定する判定機構と、この判定機構での判定に基づき警告を発する警告機構とを備えていて、
前記検知機構で検知される前記電流値の変動具合の振動数が所定の閾値よりも小さい場合に、前記判定機構が前記破断予兆ありと判定する構成を有することを特徴とするＸ線装置。

【請求項5】

フィラメントを有する陰極部とターゲットを有する陽極部とを備えるＸ線管球と、このＸ線管球に電気を供給する電源と、前記フィラメントに流れるフィラメント電流を制御して前記Ｘ線管球に流れる管電流を一定に維持する制御を行なう制御機構とを備えるＸ線装置において、
前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一つの電流値を監視する電流監視機構と、この電流監視機構で得られる前記電流値の変動具合を検知する検知機構と、この検知機構で検知される前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定する判定機構と、この判定機構での判定に基づき警告を発する警告機構とを備えていて、
前記判定機構が、前記検知機構から取得する前記電流値の変動具合の振動数のうち所定の閾値よりも小さい振動数のみを通過させるフィルタ部を備えることを特徴とするＸ線装置。

【請求項6】

陰極部のフィラメントに流れるフィラメント電流を制御することにより、ターゲットを有する陽極部と前記陰極部との間を流れる管電流を一定に維持する制御を行なうＸ線装置の制御方法において、
前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一方における電流値を監視して、この電流値の変動具合を検知して、前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定して、この判定に基づき警告を発する方法であり、
前記破断予兆ありと前記破断予兆なしとの判定を所定回数繰り返した場合に、前記警告を発することを特徴とするＸ線装置の制御方法。

【請求項7】

前記電流値の変動具合の振動数が所定の閾値よりも小さい場合に、前記フィラメントの前記破断予兆ありと判定する請求項６に記載のＸ線装置の制御方法。

【請求項8】

陰極部のフィラメントに流れるフィラメント電流を制御することにより、ターゲットを有する陽極部と前記陰極部との間を流れる管電流を一定に維持する制御を行なうＸ線装置の制御方法において、
前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一方における電流値を監視して、この電流値の変動具合を検知して、前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定して、この判定に基づき警告を発する方法であり、
前記電流値の変動具合の振動数が所定の閾値よりも小さい場合に前記フィラメントの前記破断予兆ありと判定することを特徴とするＸ線装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィラメントを流れるフィラメント電流を制御してＸ線管球に流れる管電流を一定に制御するＸ線装置およびＸ線装置の制御方法に関し、詳しくはフィラメントが破断する予兆を検知することができるＸ線装置およびＸ線装置の制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

医療現場や工場等において非破壊検査等を行なうＸ線装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載のＸ線装置は、陰極部に配置されたフィラメントに流れるフィラメント電流を制御することにより、ターゲットを有する陽極部とこの陰極部との間を流れる管電流を一定に制御していた。フィラメントが劣化により痩せて細くなると、フィラメントの抵抗が大きくなり、フィラメントから放出される熱電子の数が増加し、管電流が増加する。増加した管電流を一定に維持するために、この場合Ｘ線装置はフィラメント電流を減少させる制御を行っていた。

【0004】

このＸ線装置はフィラメント電流の減少量からフィラメントの劣化を検知することができていた。フィラメントの寿命は一般的に約三万時間程度であり、期間にして三年から五年程度となる。

【0005】

一方で一部のＸ線装置において数百時間から数千時間程度でフィラメントが破断する不具合が発生していた。特許文献１のＸ線装置ではこのようなフィラメントの突発的な破断を予測することができなかった。

【0006】

フィラメントの突発的な破断によりＸ線装置が突然使用不能となり、Ｘ線装置が例えば工業製品の出荷前検査等に使用されている場合には、工業製品の出荷作業が停止してしまう不具合が発生していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実公平０４−６６０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はフィラメントが破断する予兆を検知することができるＸ線装置およびＸ線装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するための本発明のＸ線装置は、フィラメントを有する陰極部とターゲットを有する陽極部とを備えるＸ線管球と、このＸ線管球に電気を供給する電源と、前記フィラメントに流れるフィラメント電流を制御して前記Ｘ線管球に流れる管電流を一定
に維持する制御を行なう制御機構とを備えるＸ線装置において、前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一つの電流値を監視する電流監視機構と、この電流監視機構で得られる前記電流値の変動具合を検知する検知機構と、この検知機構で検知される前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定する判定機構と、この判定機構での判定に基づき警告を発する警告機構とを備えていて、前記判定機構が前記破断予兆ありと前記破断予兆なしとの判定を所定回数繰り返した場合に、前記警告機構が警告を発する構成を有することを特徴とする。

【0010】

本発明のＸ線装置の制御方法は、陰極部のフィラメントに流れるフィラメント電流を制御することにより、ターゲットを有する陽極部と前記陰極部との間を流れる管電流を一定に維持する制御を行なうＸ線装置の制御方法において、前記フィラメント電流または前記管電流の少なくとも一方における電流値を監視して、この電流値の変動具合を検知して、前記電流値の変動具合に基づき前記フィラメントの破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定して、この判定に基づき警告を発する方法であり、前記破断予兆ありと前記破断予兆なしとの判定を所定回数繰り返した場合に、前記警告を発することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明のＸ線装置およびＸ線装置の制御方法によれば、フィラメントが破断する予兆を検知することができるので、Ｘ線装置が緊急停止する事態を回避するには有利である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のＸ線装置の概略を例示する説明図である。

【図2】通常時の電流値の変動具合を例示する説明図である。

【図3】異常の初期段階の電流値の変動具合を例示する説明図である。

【図4】異常の中期段階の電流値の変動具合を例示する説明図である。

【図5】異常の後期段階の電流値の変動具合を例示する説明図である。

【図6】図１のＸ線装置の変形例を例示する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明のＸ線装置およびＸ線装置の制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

【0014】

図１に例示するように本発明のＸ線装置１は、Ｘ線が外部に放射されるＸ線放射開口部を除いてＸ線を遮蔽する筐体２と、この筐体２内に配置されるＸ線管球３とを備えている。Ｘ線管球３は、フィラメント４を有する陰極部５と、ターゲット６を有する陽極部７とを備えている。

【0015】

陰極部５には陰極電源８が接続され、この陰極電源８とアース９との間には電流監視機構１０ａが接続されている。陽極部７には陽極電源１１が接続され、この陽極電源１１とアース９との間には別の電流監視機構１０ｂが接続されている。Ｘ線管球３には陰極電源８と陽極電源１１（以下、電源と総称することがある）とから電気が供給される。

【0016】

電流監視機構１０ａ、１０ｂ（以下、電流監視機構１０と総称することがある）は、Ｘ線管球３を流れる電流（以下、管電流ということがある）を監視する機能を有していて、例えば電流検出器で構成することができる。電流監視機構１０ａは陰極部５と陰極電源８との間に配置してもよいが、電圧値が低くなるアース９と陰極電源８との間に配置する方が測定値を精度よくかつ安定的に得るには有利である。同様に別の電流監視機構１０ｂを陽極部７と陽極電源１１との間に配置してもよい。この電流監視機構１０は管電流を監視できればよいため、陰極部５の側または陽極部７の側の少なくとも一方に設置されていればよい。

【0017】

この実施形態では電源８、１１と二つの電流監視機構１０ａ、１０ｂとが筐体２の内部に配置されているが、筐体２の外側に配置される構成にしてもよい。筐体２の内部には液体の絶縁油や固体の絶縁性樹脂などが充填されている。

【0018】

このＸ線装置１は、陰極電源８と陽極電源１１との間にアース９が配置される中点接地の構成を有する。本発明のＸ線装置１の電源の構成はこれに限らず、陰極接地または陽極
接地の構成にしてもよい。陰極接地または陽極接地の場合は、Ｘ線管球３に電気を供給する電源を一つにしてもよい。

【0019】

フィラメント４にはトランス１２が接続され、このトランス１２にはフィラメント電源１３が接続されている。例えばインバータ方式のフィラメント電源１３はトランス１２を介して交流電流をフィラメント４に供給する。トランス１２とフィラメント電源１３とは本発明の必須要件ではない。

【0020】

Ｘ線装置１は、Ｘ線管球３に流れる管電流を制御する制御機構１４を備えている。制御機構１４は、二つの電流監視機構１０ａ、１０ｂとフィラメント電源１３とにそれぞれ信号線で接続されている。またＸ線装置１は、電流監視機構１０ａ、１０ｂで測定される電流値の変動具合を検知する検知機構１５を備えている。検知機構１５は、電流監視機構１０に信号線で接続されている。図１において説明のため上記の信号線を一点鎖線で示している。この信号線で行っている信号の授受を無線で行う構成にしてもよい。

【0021】

検知機構１５には電流値の変動具合に基づきフィラメント４の将来的な破断の予兆（以下、破断予兆ということがある）の有無を判定する判定機構１６が接続されている。

【0022】

判定機構１６は、検知機構１５から送られてくる電流値のデータのうち、所定の条件を満たすデータのみを選択的に取得するフィルタ部１７を備えている。このフィルタ部１７は本発明の必須要件ではない。図１において説明のためフィルタ部１７を破線で示している。

【0023】

判定機構１６には警告を発する警告機構１８が接続されている。この警告機構１８は、判定機構１６における破断予兆の有無の判定に基づき警告等の諸情報を外部に通知する機能を有している。警告機構１８は例えばＸ線装置１に設置される警告灯で構成される。警告機構１８が、Ｘ線装置１に併設されるディスプレイ等に諸情報を表示させる機能を有していてもよい。

【0024】

Ｘ線装置１を使用する際には、電源８、１１によりＸ線管球３に例えばインバータ方式で発生させた高電圧を印加する。陰極電源８が陰極部５に例えば−４０ｋＶの電圧を印加し、陽極電源１１が陽極部７に例えば＋４０ｋＶの電圧を印加する。電圧の大きさはこれに限定されるものではなく、Ｘ線装置１の大きさや検査対象に応じて適宜設定することができる。

【0025】

フィラメント電源１３は例えばインバータ方式で発生させ周波数が例えば２０ｋＨｚの交流電圧をフィラメント４に印加する。フィラメント４を流れる電流（以下、フィラメント電流ということがある）の周波数はこれに限定されるものではなく、適宜設定することができる。

【0026】

電気の供給によりフィラメント４の温度が上昇すると、フィラメント４から熱電子が放出される。放出された熱電子は陰極部５と陽極部７との電位差により加速して陽極部７のターゲット６に衝突して、Ｘ線を発生させる。図１では説明のためＸ線の照射方向を白抜き矢印で示している。

【0027】

電流監視機構１０ａ、１０ｂによりＸ線管球３を流れる管電流の減少を検知したとき、制御機構１４はフィラメント電源１３を制御してフィラメント電流を増加させる。フィラメント電流が増加するとフィラメント４の温度が上昇して、フィラメント４から放出される熱電子の量が増える。この熱電子の量はＸ線管球３を流れる管電流に比例するので、制御機構１４は管電流を増加させることになる。

【0028】

電流監視機構１０ａ、１０ｂにより管電流の増加を検知したとき、制御機構１４はフィラメント電流を減少させる制御を行なう。つまり制御機構１４は管電流を減少させることになる。

【0029】

上記のとおり制御機構１４は電流監視機構１０ａ、１０ｂからの信号に基づき管電流の増減を監視して、フィラメント電源１３を制御することにより管電流を一定に維持する制御を行なっている。

【0030】

一方で検知機構１５は、電流監視機構１０ａ、１０ｂで測定される電流値のデータを逐次取得して蓄積していく。つまり検知機構１５は電流値の経時変化を取得することができる。検知機構１５が電流値のデータに基づき波形を生成する構成を有していてもよい。検知機構１５は例えば図２に例示する波形を得ることができる。

【0031】

図２は縦軸を電流値Ｉ（μＡ）、横軸を経過時間ｔ（ｈｒ）として検知機構１５で得られる電流値の通常時の変動具合を示している。図２においてＩ０は、制御機構１４により一定に制御されている基準電流値を示していて、ｔ０は説明のため波形を生成する際の開始時刻を示している。

【0032】

本明細書において電流値の変動具合とは、電流値の継時変化から得られる波形の振幅Ａや振動数ｆや継続時間ｔ等の値や変化量の少なくとも一つを意味している。つまり判定機構１６は上記パラメータのうち少なくとも一つに基づきフィラメント４の破断予兆の有無を判断する。判定機構１６が上記パラメータのいくつかを組み合わせて破断予兆の有無を判断する構成にしてもよい。以下、電流値の経時変化により得られる波形をもとに電流値の変動具合を評価するが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり検知機構１５が電流値の経時変化により得られる波形を生成しない構成であってもよい。

【0033】

図２に例示するように通常時は、管電流は基準電流値Ｉ０とほぼ等しい値で安定していて、電流値は比較的変動が少ない状態となる。Ｘ線管球３の内部で管内放電が発生したり、Ｘ線管球３と筐体２との間で放電が発生することがまれにある。この場合は図２に例示するように電流値が、数ｍＡから数十ｍＡ程度の範囲でかつ継続時間ｔが数μｓｅｃの範囲で単発または複数回振動することがある。

【0034】

出願人はＸ線装置の耐久試験を行なっている際に、図３に例示する電流値の変動具合（波形）が得られることを発見した。図３に例示するように検知機構１５で得られる電流値の変動具合は、±１〜１０μＡ程度の振幅Ａであり、振動数ｆが１Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度であり、継続時間ｔが１〜２時間程度の振動である。この電流値の振動が１〜２時間程度継続した後、電流値は基準電流値Ｉ０の付近で安定する。図３に例示する電流値の変動具合を以下、異常の初期段階という。

【0035】

制御機構１４により管電流が基準電流値Ｉ０で一定となる状態に制御しているにも関わらず、図３に例示する電流値の振動が観察されるのは、フィラメント４の結晶粒界に原因があることを出願人は突き止めた。

【0036】

Ｘ線管球３のフィラメント４は、一般的にタングステン等の金属を焼結させて製造している。そのためフィラメント４には結晶粒界が存在する。

【0037】

Ｘ線装置１の使用にともないフィラメント４の結晶粒界に沿って微細な亀裂やずれが発生することがある。この亀裂等によりフィラメント４の電気抵抗が増大するとともにフィラメント電流が減少して、フィラメント電流に比例して管電流が減少する。制御機構１４
は減少した管電流を基準電流値Ｉ０に戻そうとするので、フィラメント電源１３を制御してフィラメント電流を増加させる。フィラメント電流が増加するとフィラメント４の温度が上昇して、フィラメント４を構成する金属が延びて亀裂やずれの部分が密着する。

【0038】

亀裂等の密着によりフィラメント４の電気抵抗が小さくなるので、フィラメント電流が急激に増加して、これにともない管電流が増加する。制御機構１４は増加した管電流を基準電流値Ｉ０に戻そうとするので、フィラメント電源１３を制御してフィラメント電流を減少させる。フィラメント電流が減少するとフィラメント４の温度が低下して、フィラメント４を構成する金属が縮み亀裂やずれが再び発生して、フィラメント電流が減少する。

【0039】

上記の現象が繰り返されることにより、管電流の電流値に数Ｈｚから数ｋＨｚの振動現象が発生することを出願人は発見した。

【0040】

異常の初期段階が発生した後に、Ｘ線装置１の使用を継続すると図４に例示する電流値の変動具合（波形）が得られることを出願人は発見した。図４に例示するように検知機構１５で得られる電流値の変動具合は、振動数ｆは異常の初期段階とほとんど変わらないが、継続時間ｔが４〜５時間程度であり、振幅Ａが初期段階よりも増加した振動である。この電流値の振動が４〜５時間程度継続した後、電流値は基準電流値Ｉ０の付近で安定する。図４に例示する電流値の変動具合を以下、異常の中期段階という。

【0041】

異常の中期段階の後に、さらにＸ線装置１の使用を継続すると図５に例示する電流値の変動具合（波形）が得られることを出願人は発見した。図５に例示するように検知機構１５で得られる電流値の変動具合は、振動数ｆが異常の初期段階および中期段階とほとんど変わらないが、振幅Ａが数ｍＡまで増加し、基準電流値Ｉ０に安定することなく継続して途切れない振動である。図５に例示する電流値の変動具合を以下、異常の後期段階という。

【0042】

出願人が行った実験では、異常の初期段階が発生してから１９日後に中期段階に移行して、中期段階から１日後に後期段階に移行した。後期段階に移行した後、１５時間後にフィラメント４が破断した。この実験から電流値の変動具合とフィラメント４の破断との間には相関関係があることを出願人は発見した。

【0043】

判定機構１６は、検知機構１５から送られてくる電流値の変動具合に基づいてフィラメント４の破断予兆ありまたは破断予兆なしを判定する。

【0044】

例えば振幅Ａが１μＡ以上であり振動数ｆが電源８、１１やフィラメント電源１３などのインバータ電源の発信周波数の２０ｋＨｚより小さく継続時間ｔが０．５時間以上の振動を検知したときに、判定機構１６が破断予兆ありと判定する構成にすることができる。警告機構１８は判定機構１６のこの判定に基づき警告を発する。警告機構１８は、例えば判定機構１６が破断予兆ありと判定した場合に赤色ランプを点灯させ、破断予兆なしと判定した場合に緑色ランプを点灯させる構成にしてもよい。

【0045】

例えば直流分をカットした後、１０ｋＨｚや１００Ｈｚなど所定の閾値として予め振動数を設定して、この閾値よりも小さい振動数ｆが検知機構１５で検知されたときに、判定機構１６が破断予兆ありと判定する構成にしてもよい。このときは振幅Ａや継続時間ｔの値に関わらず、判定機構１６は破断予兆ありと判定する。

【0046】

この構成によれば異常の初期段階が発生した時点で、判定機構１６が破断予兆ありと判定することができる。この判定に基づき警告機構１８により警告が発せられるので、作業者は時間的な余裕を持ってＸ線管球３の交換等の対応を行なうことができる。Ｘ線装置１
の緊急停止を回避するには有利である。

【0047】

例えば振幅Ａが１μＡ以上であり振動数ｆが２０ｋＨｚより小さい振動が所定時間以上継続する場合に、判定機構１６が破断予兆ありと判定する構成にすることができる。警告機構１８はこの判定に基づき警告を発する。振動の継続時間ｔの閾値は、例えば４．０時間以上や６．０時間以上等に設定することができる。この継続時間ｔは、２０ｋＨｚより小さい振動数ｆを有する振動が途切れることなく継続した時間をいう。

【0048】

この構成によれば異常の中期段階が発生したときに、判定機構１６が破断予兆ありと判定することができる。検知機構１５による測定誤差の影響をほとんど受けることなく、近い将来確実にフィラメント４が破断するときに判定機構１６が破断予兆ありと判定する。Ｘ線管球３の交換等を必要以上に行なってしまう可能性を抑制できるので経済的に有利である。

【0049】

例えば振幅Ａが１μＡ以上であり振動数ｆが２０ｋＨｚより小さい振動が発生したときに判定機構１６が破断予兆ありと判定して、振幅Ａが１μＡより小さいときまたは振動数ｆが２０ｋＨｚ以上のときに判定機構１６が破断予兆なしと判定する構成にして、破断予兆ありと破断予兆なしとを所定回数繰り返したときに警告機構１８が警告を発する構成にしてもよい。判定機構１６が例えば５回目の破断予兆ありと判定したときに警告が発せられる構成にすることができる。

【0050】

この構成によればフィラメント４が破断する前に発生する特有の現象、即ち電流値が基準電流値Ｉ０付近で安定する通常状態と電流値が振動する振動状態とを繰り返す現象に基づきフィラメント４の破断予兆の有無を判定して警告を発する。そのためフィラメント４の破断予兆以外の現象を誤認して、必要以上にＸ線管球３の交換等を行なってしまう可能性を抑制するには有利である。

【0051】

本発明のＸ線装置１によれば、フィラメント４の破断前にその予兆を検知して、Ｘ線管球３の交換等の対策を事前に行なうことができるので、Ｘ線装置１が緊急停止する事態を回避するには有利である。本発明は工場等の検査ラインが停止することを回避したり、検査ラインが停止する時間を最低限度に抑制するには有利である。

【0052】

工場等でＸ線を連続的に照射し続けるＸ線装置に本発明を適用すると特に効果的である。また例えば空港の手荷物検査場で使用されるＸ線装置、電子部品のインライン検査のＸ線装置、食品の異物検査のＸ線装置などは連続使用されることが多いため、本発明を適用すると効果的である。

【0053】

警告機構１８が複数回警告を行なう構成にしてもよい。例えば異常の初期段階が発生したときに警告機構１８が初期警告を発し、異常の中期段階が発生したときに警告機構１８が中期警告を発する構成にすることができる。また判定機構１６が破断予兆ありと判定した回数に応じて、警告機構１８が一回目警告や二回目警告等を発する構成にすることができる。

【0054】

電流値の変動具合に応じて警告機構１８が複数回警告を行なう構成により、Ｘ線管球３の交換等の緊急性とＸ線装置１の停止にともなう影響とのバランスからＸ線管球３の交換等の時期を適切に判断することができる。

【0055】

Ｘ線装置１のメンテナンス等を行なう作業員の携帯端末に、警告機構１８が警告を送信する構成にしてもよい。異常の初期段階からフィラメント４の破断まで例えば三週間程度の期間があるので、作業員は優先順位の高いＸ線管球３から順番に交換等を行なうことが
可能となる。

【0056】

判定機構１６に設置されるフィルタ部１７は、例えば電気回路で構成され直流分をカットするバンドパスフィルタで構成することができる。検知機構１５で取得される電流値のデータのうち、フィルタ部１７は例えば２０ｋＨｚより小さい振動のみを通過させる構成にすることができる。

【0057】

このフィルタ部１７が、所定以上の振動数ｆを有する振動をプログラム的に除去する構成を有していてもよい。

【0058】

フィルタ部１７により所定以上の振動数ｆを有する振動が除去されるので、図２に例示するような放電等を原因とする高周波振動を除去できる。フィラメント４の破断予兆の判定の精度を向上するには有利である。フィラメント４の破断予兆の判定を誤り、フィラメント４に問題がないにも関わらずＸ線管球３が交換されてしまう不具合を回避するには有利である。

【0059】

図６に例示するようにＸ線装置１が、フィラメント電流を直接監視する電流監視機構１０ｃを備える構成にしてもよい。この電流監視機構１０ｃはトランス１２の二次側に配置されている。電流監視機構１０ｃの代わりに、トランス１２の一次側に電流監視機構１０ｄを配置する構成にしてもよい。図６には説明のため電流監視機構１０ｄを破線で示している。電流監視機構１０ｃ、１０ｄはフィラメント４を流れるフィラメント電流の電流値を監視する。

【0060】

検知機構１５はフィラメント４に流れるフィラメント電源１３の周波数の影響を除去した状態を検知することが望ましいため、検知機構１５に交流電流の振動を除去するフィルタ部１７を設けることが望ましい。例えばフィラメント４に流れる交流電流の振動数が２０ｋＨｚの場合、フィルタ部１７は２０ｋＨｚよりも小さい振動数のみを通過させる構成にすることができる。

【0061】

この実施形態のＸ線装置１は、陰極部５がアース９に接地する陰極接地の構成を有する。

【0062】

フィラメント４の破断予兆として観測される電流値の振動現象は、Ｘ線管球３を流れる管電流とフィラメント４を流れるフィラメント電流とのいずれにも同様に発生する。そのため電流監視機構１０は管電流とフィラメント電流との少なくとも一つを監視できる位置に設置されていればよい。電流監視機構１０は少なくとも一つ設置されていればよいが、例えば陰極部５、陽極部７およびフィラメント４に対応する三か所に設置する構成としてもよい。

【0063】

複数の電流監視機構１０を設置する構成により、フィラメント４の破断予兆の有無の判定精度を向上することができる。例えば筐体２と陰極部５との間で放電が発生した場合は、陰極部５に設置する電流監視機構１０ａにのみ電流値の変動が発生する。また工場などに設置される他の機器からのノイズ等により一部の電流監視機構１０で測定される電流値が変動することがある。一方でフィラメント４の破断予兆を示す電流値の変動具合は、複数の電流監視機構１０のいずれにおいても同じように検知される。そのため検知機構１５において、放電やノイズなどの他の要因で発生した電流値の変動具合と、フィラメント４の破断予兆を示す電流値の変動具合とを区別し易くなる。

【0064】

この実施形態においてもフィラメント４の破断予兆の判定等は、前述の実施形態と同様に行われる。

【0065】

電流値の変動具合について、破断予兆ありと判定する際の振幅Ａや振動数ｆや継続時間ｔの閾値は前述の値に限定されるものではない。フィラメント４の材質や太さや長さに応じて適宜設定することができる。

【0066】

図１の実施形態において例えばフィラメント電源１３から供給される交流電流を１０ｋＨｚとした場合、１ｋＨｚ以下の振動数ｆを有する電流値の振動が得られたときに、破断予兆ありと判定する構成にすることができる。つまり電流値の変動具合において破断予兆ありと判断する際の振動数ｆの閾値は例えば０．１Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲で設定することができる。得られた電流値の振動数ｆがこの閾値以下または閾値を下回るときに、判定機構１６が破断予兆ありと判定する。

【0067】

この振動数ｆの閾値は上記に限らず適宜設定することができる。フィラメント４の直径やＸ線管球３の出力の大きさ等により、破断予兆として得られる振動数ｆは異なるが、例えば振動数ｆの閾値は１Ｈｚ〜１００Ｈｚの間に設定してもよく、望ましくは１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間に設定する。振動数ｆの閾値を例えば１０Ｈｚなど低く設定するほど、放電やノイズなどの他の要因による電流値の変動の影響を排除し易くなる。

【0068】

フィラメント４に供給される電流が直流電流である場合は、電流監視機構１０は供給される電流の周波数の影響をほとんど受けない。振動数ｆの閾値は上記と同様に設定することができる。

【0069】

電流値の変動具合において破断予兆ありと判断する際の継続時間ｔの閾値は例えば０．１時間〜１０．０時間の範囲で設定することができる。得られた電流値の振動の継続時間ｔがこの閾値以上または閾値を上回るときに、判定機構１６が破断予兆ありと判断する。この継続時間ｔの閾値は上記に限らず適宜設定することができる。放電等により発生する電流値の振動の継続時間は例えば数μｓｅｃなど極短時間であるため、この放電等とフィラメント４の破断予兆とは十分に区別することができる。

【0070】

電流値の変動具合において破断予兆ありと判断する際の振幅Ａの閾値は例えば０．１μＡ〜数ｍＡの範囲で設定することができる。得られた電流値の振動の振幅Ａがこの閾値以上または閾値を上回るときに、判定機構１６が破断予兆ありと判断する。

【0071】

判定機構１６は、電流値の変動具合の振動数ｆ、継続時間ｔまたは振幅Ａのいずれか一つの値に基づいてフィラメント４の破断予兆の有無を判定する構成としてもよく、上記値のうちいくつかを組み合わせて破断予兆の有無を判定する構成としてもよい。

【0072】

本発明のＸ線装置１の電源等の配置構成は上記に限定されるものではない。少なくとも一つの電流監視機構１０を有していて、これにより得られる電流値の変動具合からフィラメント４の破断予兆を判定する構成を有していればよい。

【符号の説明】

【0073】

１ Ｘ線装置
２ 筐体
３ Ｘ線管球
４ フィラメント
５ 陰極部
６ ターゲット
７ 陽極部
８ 陰極電源
９ アース
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 電流監視機構
１１ 陽極電源
１２ トランス
１３ フィラメント電源
１４ 制御機構
１５ 検知機構
１６ 判定機構
１７ フィルタ部
１８ 警告機構
Ｉ０ 基準電流値
ｔ０ 開始時刻
Ａ 振幅
ｆ 振動数
ｔ 継続時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】