特開 2022-35706 材料判別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022035706

(43)【公開日】2022-03-04

(54)【発明の名称】材料判別装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/10 20180101AFI20220225BHJP

【ＦＩ】

G01N23/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020140207

(22)【出願日】2020-08-21

(71)【出願人】

【識別番号】503335272

【氏名又は名称】株式会社アイビット

(74)【代理人】

【識別番号】100102783

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 高明

(72)【発明者】

【氏名】向山 敬介

(72)【発明者】

【氏名】池上 宗利

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA11

2G001CA01

2G001DA08

2G001FA03

2G001FA06

2G001HA01

2G001JA09

2G001KA06

2G001LA09

2G001PA11

(57)【要約】

【課題】被検査物にＸ線を透過させて得られる検出スペクトルを、特定材料にＸ線を透過させて得られる予め記憶された参照スペクトルと比較することにより、被検査物の材料を判別する材料判別装置を提供する。
【解決手段】被検査物２にＸ線を照射するＸ線源１と、被検査物２を透過したＸ線の所定帯域のスペクトルを検出する検出部１０と、検出部１０により得られた検出スペクトルが送られて演算する制御部２０とを備え、制御部２０は、検出スペクトルを、予め記憶された既知の材料のＸ線透過スペクトルである参照スペクトルと比較する比較部２２を有し、検出スペクトルと参照スペクトルとの同一性により被検査物２の材料を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物にＸ線を照射するＸ線源と、
被検査物を透過したＸ線の所定帯域のスペクトルを検出する検出部と、
前記検出部により得られた検出スペクトルが送られて演算する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出スペクトルを、予め記憶された既知の材料のＸ線透過スペクトルである参照スペクトルと比較する比較部を有し、前記検出スペクトルと前記参照スペクトルとの同一性により前記被検査物の材料を推定する
ことを特徴とする材料判別装置。

【請求項2】

前記参照スペクトルは、少なくとも１以上が前記比較部に予め記憶されていることを特徴とする請求項１記載の材料判別装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記検出スペクトル及び前記参照スペクトルに対数関数を施して前記同一性を判断することを特徴とする請求項１又は２記載の材料判別装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記検出スペクトル及び前記参照スペクトルにおける少なくとも２つの波長における透過率を用いて、前記同一性を判断することを特徴とする請求項１、２又は３記載の材料判別装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記検出スペクトルと前記参照スペクトルとの差異が既定の基準内である場合に、各スペクトルに同一性ありと判断することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の材料判別装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記検出スペクトルと、予め記憶されている複数の前記参照スペクトルのうちで最も前記検出スペクトルとの差異が少ない参照スペクトルとに、同一性ありと判断することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の材料判別装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値を前記差異とすることを特徴とする請求項５又は６記載の材料判別装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値の、予め定めた基準値に対する比率を、前記差異とすることを特徴とする請求項５又は６記載の材料判別装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計を前記差異とすることを特徴とする請求項５又は６記載の材料判別装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計の、予め定めた基準値に対する差を、前記差異とすることを特徴とする請求項５又は６記載の材料判別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検査物にＸ線を透過させて得られる検出スペクトルを、特定材料にＸ線を透過させて得られる予め記憶された参照スペクトルと比較することにより、被検査物の材料を判別する材料判別装置に関する。

【背景技術】

【0002】

家庭ゴミ及び事業ゴミの処理施設においては、発火性危険物の混入による、粉砕処理中に起こる火災事故が問題となっている。そのため、家庭ゴミ及び事業ゴミに混入した発火性危険物を自動的に判別できる判別装置へのニーズが高まっている。発火性危険物とは、例えば、使い捨てライタ（液化ブタンガス）、リチウムイオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）バッテリ、ニッケル水素（Ｎｉ－ＭＨ）バッテリ、アルカリ乾電池、スプレ－缶（液化可燃性ガス）など、圧力や衝撃によって発火や爆発する危険性があるものを指す。

【0003】

家庭ゴミ及び事業ゴミは、様々な形状及び大きさを有し様々な材質からなるものの混合物であり、この中から発火性危険物を見つけることは容易ではない。現状では、平場に拡げたゴミを作業員が掻き分けて、発火性危険物の有無を目視で調べている。ゴミ中にはビニール袋に包まれているものも多く、これらを一つ一つ開梱して確認しなければならず、極めて多くの手間がかかる。

【0004】

一方、Ｘ線検査機を使用すれば、ビニール袋の中を透視して撮影できるので、発火性危険物を発見できる可能性がある。

【0005】

文献１には、被検査物にＸ線を透過させ、その透過光を受光してＸ線画像を得るようにしたＸ線検査機が記載されている。Ｘ線画像においては、Ｘ線の透過率が低い部分では淡く、Ｘ線の透過率が高い部分では濃く撮影される。Ｘ線の透過率は、被検査物の材質及び厚さによって決まる。Ｘ線画像において、周囲よりも濃く撮影された部分があれば、これが発火性危険物などの異物である可能性がある。

【0006】

文献２には、Ｘ線を用いた元素分析により、被検査物中に本来あるべきではない材質（異物）が混入しているかを判断するＸ線検査装置が記載されている。このＸ線検査装置では、Ｘ線の波長分解能を有するマルチエナジーセンサにより、被検査物を透過したＸ線のスペクトルを取得し、このスペクトルに基づいて、特定の材質（異物）を特定しようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１－１９４１０４号公報

【特許文献2】特開２０１８－１５５６４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

文献１に記載されたＸ線検査装置では、Ｘ線画像の濃淡から異物を検出する。しかし、例えば、携帯電話用のリチウムイオンバッテリは、比較的厚みのあるプラスチックと同程度の濃度の画像になる場合がある。したがって、Ｘ線画像の濃淡だけでは、リチウムイオンバッテリとプラスチックとの判別ができないことがあり、自動判別は困難である。

【0009】

文献２に記載されたＸ線検査装置では、Ｘ線画像の画素ごとのスペクトルを相互に比較して、Ｘ線画像中の異物の画素を判別する。しかし、家庭ゴミのように様々な材料のものが混在し重なっている場合には、複数種類の発火性危険物を判別することは困難である。

【0010】

そこで、本発明は、元素分析が可能なＸ線マルチエナジーセンサを使用し、被検査物の材料を高い精度で推定できる解析手法を提供することにより、被検査物にＸ線を透過させて得られる検出スペクトルを、特定材料にＸ線を透過させて得られる予め記憶された参照スペクトルと比較することにより、被検査物の材料を判別する材料判別装置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】

【0011】

被検査物にＸ線を照射すると、被検査物に含まれる元素により、特定の波長のＸ線が吸収され、波長によって透過率が異なる。このように透過したＸ線をマルチエナジーセンサで受光すると、被検査物を構成する元素に応じた特有のスペクトルが得られる。

【0012】

そこで、第１発明に係る材料判別装置は、
被検査物にＸ線を照射するＸ線源と、
被検査物を透過したＸ線の所定帯域のスペクトルを検出する検出部と、
前記検出部により得られた検出スペクトルが送られて演算する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検出スペクトルを、予め記憶された既知の材料のＸ線透過スペクトルである参照スペクトルと比較する比較部を有し、前記検出スペクトルと前記参照スペクトルとの同一性により前記被検査物の材料を推定する
ことを特徴とするものである。

【0013】

第２発明に係る材料判別装置は、第１発明に係る材料判別装置において、
前記参照スペクトルは、少なくとも１以上が前記比較部に予め記憶されていることを特徴とするものである。

【0014】

第３発明に係る材料判別装置は、第１又は２発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記検出スペクトル及び前記参照スペクトルに対数関数を施して前記同一性を判断することを特徴とするものである。

【0015】

第４発明に係る材料判別装置は、第１、２又は３発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記検出スペクトル及び前記参照スペクトルにおける少なくとも２つの波長における透過率を用いて、前記同一性を判断することを特徴とするものである。

【0016】

第５発明に係る材料判別装置は、第１～４のいずれかの発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記検出スペクトルと前記参照スペクトルとの差異が既定の基準内である場合に、各スペクトルに同一性ありと判断することを特徴とするものである。

【0017】

第６発明に係る材料判別装置は、第１～４のいずれかの発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記検出スペクトルと、予め記憶されている複数の前記参照スペクトルのうちで最も前記検出スペクトルとの差異が少ない参照スペクトルとに、同一性ありと判断することを特徴とするものである。

【0018】

第７発明に係る材料判別装置は、第５又は６発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値を前記差異とすることを特徴とするものである。

【0019】

第８発明に係る材料判別装置は、第５又は６発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値の、予め定めた基準値に対する比率を、前記差異とすることを特徴とするものである。

【0020】

第９発明に係る材料判別装置は、第５又は６発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計を前記差異とすることを特徴とするものである。

【0021】

第１０発明に係る材料判別装置は、第５又は６発明に係る材料判別装置において、
前記制御部は、前記参照スペクトルと前記検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計の、予め定めた基準値に対する差を、前記差異とすることを特徴とするものである。

【0022】

本発明は、例えば、発火性危険物であるＬｉ－ｉｏｎバッテリやアルカリ乾電池やスプレー缶など、材料毎のＸ線透過スペクトルを、参照スペクトルとして予め記憶しておき、これらと検出スペクトルとを比較することにより、被検査物の材料を推定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

発明によれば、被検査物にＸ線を透過させて得られる検出スペクトルを、特定材料にＸ線を透過させて得られる予め記憶された参照スペクトルと比較することにより、被検査物の材料を判別する材料判別装置を提供することができる。

【0024】

すなわち、発明によれば、マルチエナジーセンサを使用した元素分析において、リチウムイオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）バッテリやアルカリ乾電池やスプレー缶など様々な材料の参照スペクトルを予め記憶しておき、未知の材料の被検査物をＸ線撮影して得られた検出スペクトルを参照スペクトルと比較することで、被検査物の材料を判別することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施形態の材料判別装置の説明図

【図2】材料判別装置の制御部の説明図

【図3】材料判別装置の比較部の説明図

【図4】参照スペクトルの例（アルミニウム（厚さ５ｍｍ、１０ｍｍ））

【図5】参照スペクトルに対数関数を施した例（アルミニウム（厚さ５ｍｍ、１０ｍｍ））

【図6】検出スペクトルと参照スペクトルとの比較・判定例（参照スペクトル：アルミニウム（厚さ５ｍｍ）、検出スペクトル：アルミニウム）

【図7】検出スペクトルと参照スペクトルとの比較・判定例（参照スペクトル：樹脂材料、検出スペクトル：アルミニウム）

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0027】

本発明の実施形態に係る材料判別装置は、家庭ゴミや事業ゴミ等（例えば、プラスチック容器やペットボトルや紙や食品等）を被検査物として、その材料を推定する材料判別装置である。

【0028】

〔材料判別装置の構成〕
図１は、実施形態の材料判別装置の説明図である。

【0029】

この材料判別装置は、図１に示すように、被検査物２にＸ線を照射するＸ線源１と、被検査物２を透過したＸ線の所定帯域のスペクトルである検出スペクトルを検出する検出部１０とを備えている。検出部１０は、受光部１１及びメモリ１２を有している。受光部１１は、所定帯域のＸ線を波長ごとに分けて検出できるマルチエナジーセンサである。

【0030】

受光部１１（マルチエナジーセンサ）は、Ｘ線波長帯における波長分解能を有している。例えば、「Detection Technology社」のマルチエナジーセンサは、２０ｋｅＶから１６０ｋｅＶまでを等間隔に１２８分割した波長分解能を有している。様々な波長を含むＸ線を被検査物２に照射すると、被検査物２の構成元素により、一部波長のＸ線が被検査物２に吸収される。このとき、吸収されなかったＸ線は被検査物２を透過して、受光部１１により受光され、被検査物２に特有の検出スペクトルが得られる。受光部１１は、センサの素子を２次元に配列したエリアカメラや、１次元に配列したライセンサカメラ等、センサ数や配列に依らず採用可能である。

【0031】

Ｘ線源１は、被検査物２の検出スペクトル広い波長帯域で取得するため、様々な波長のＸ線を発するものを使用する。受光部１１（マルチエナジーセンサ）の受光波長に鑑みて、主に８０ｋＶ以上の管電圧を有するＸ線源を選定することが好ましい。

【0032】

検出部１０は、受光部１１でＸ線を受光すると、受光データをメモリ１２に蓄えるとともに、制御部２０に出力させる。制御部２０は、送られた検出スペクトルを演算する演算部２１と、演算部２１の演算結果が送られる比較部２２とを有している。比較部２２は、演算部２１から送られた検出スペクトルを、予め記憶された既知の材料のＸ線透過スペクトルである参照スペクトルと比較する。比較部２２には、少なくとも１以上の参照スペクトルが予め記憶されている。制御部２０においては、後述するように、比較部２２における比較結果に基づいて、検出スペクトルと参照スペクトルとの同一性により、被検査物２の材料を推定する。

【0033】

また、この材料判別装置は、被検査物２を搬送する搬送部３を備えている。搬送部３は、一対の搬送ローラ４ａ、４ｂ間に架け渡された無端搬送ベルト５上に被検査物２を載置させ、一方の搬送ローラ４ａを回転操作することにより、被検査物２を搬送するコンベアとして構成されている。この搬送部３は、検出部１０に対して、被検査物２を移動操作（搬送）する。被検査物２の移動中に検出部１０により検出スペクトルが取得される。大量の家庭ゴミの判別作業を効率よく行うためには、搬送部３は、コンベアの形態が適しているが、フリーローラ、スロープなど、様々な搬送方法を採用してもよい。

【0034】

この材料判別装置においては、Ｘ線源１からＸ線を照射した状態で、搬送部３により被検査物２を搬送しながら、被検査物２を透過したＸ線を検出部１０の受光部１１により受光する。受光した情報（検出スペクトル）はデジタルデータに変換され、メモリ１２を経て、制御部２０の演算部２１に転送される。演算部２１では、被検査物２の検出スペクトルを既存の参照スペクトルと照らし合わせて、被検査物２の材料を推定する。

【0035】

図２は、材料判別装置の制御部の説明図である。

【0036】

制御部２０は、主にコンピュータで構成されており、図２に示すように、Ｘ線源１、搬送部３及び検出部１０が接続され、これらＸ線源１、搬送部３及び検出部１０を制御するとともに、検出部１０からの出力が入力される。また、制御部２０には、ディスプレイモニタ５０及び下流の装置への出力部５１が接続され、ディスプレイモニタ５０を制御するとともに、下流の装置への出力を行う。

【0037】

被検査物２の材料の推定結果は、ディスプレイモニタ５０に表示され、作業者に被検査物２の材料が報知される。さらに、下流の装置への出力部５１から、搬送部３の下流の振り分け装置に判別結果が伝えられ、それに基づいて各種材料への分別が行われる。

【0038】

図３は、材料判別装置の比較部の説明図である。

【0039】

制御部２０は、図３に示すように、予め取得された種々の材料の参照スペクトルを比較部２２のメモリ３１に記憶させている。例えば、リチウムイオンバッテリの参照スペクトル３１ａが記憶され、アルカリ乾電池の参照スペクトル３１ｂが記憶され、スプレー缶の参照スペクトル３１ｃが記憶され、・・・となっている。

【0040】

比較部２２においては、被検査物２の検出スペクトル３０と各種材料の参照スペクトル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・・とを比較した結果から、被検査物２の材料を特定する判定３２が導かれる。

【0041】

〔事前の準備〕
次に、演算部２１における信号処理を具体的に示す。

【0042】

まず、受光部１１により被検査物２の検出スペクトルを得るためには、事前に２つの補正値を求めておく必要がある。

【0043】

１つめの補正値は、Ｘ線を照射していない状態で、受光部１１からの出力値を記憶しておくことである。Ｘ線を照射していない状態では、受光部１１へ入射するＸ線がないため、いずれの波長帯でも受光量は零である。しかしながら、受光部１１への通電時には、微弱な電流が流れてしまうことや電子ノイズ等により、受光部１１からの出力は零とならない。そこで、Ｘ線を照射していない状態で受光部１１からの出力値を読み、これを基準値Ｉ_Ｂとする。

【0044】

２つめの補正値は、被検査物２を透さない状態において、Ｘ線を照射したときの、受光部１１からの出力値を記憶しておくことである。このとき、Ｘ線の管電圧、管電流や、Ｘ線源１と受光部１１との距離や、無端搬送ベルト５の有無や、受光部１１の露光時間など、を被検査物２の撮影条件と同一とする。Ｘ線源１からの様々な波長を含むＸ線は、波長毎のフォトンの量が一定ではない。さらに、無端搬送ベルト５や受光部１１を覆うカバー等にＸ線が吸収されることもあるので、受光部１１からの出力値を波長毎に予め調べておく必要がある。ここで得られる受光部１１からの出力値をＩ_Ｌとする。Ｉ_Ｌは先のＩ_Ｂのオフセットを含んでいるので、実際の出力値は、Ｉ_Ｂを除いたＩ_Ｌ－Ｉ_Ｂとなる。

【0045】

〔被検査物の検出スペクトルの算出〕
Ｘ線を被検査物２に照射して、センサの出力値Ｉ_ｏｂｊを取得する。Ｉ_ｏｂｊは上記したＩ_Ｂのオフセットを含んでいるので、実際の出力値はＩ_Ｂを除いたＩ_ｏｂｊ－Ｉ_Ｂとなる。

【0046】

このように被検査物２を透過したＸ線の光量Ｉ_ｏｂｊ－Ｉ_Ｂ と、被検査物２を透さないＸ線の光量Ｉ_Ｌ－Ｉ_Ｂとの比率は、次の〔数１〕に示すようになる。

【数1】

【0047】

この〔数１〕は、照射されたＸ線のフォトンの量に対して、フォトンが被検査物２に吸収されずに、どの程度、受光部１１に到達したかを表している。なお、〔数１〕は、電子回路的には、オフセット回路とゲイン回路でも対応できるので、それで実現してもよい。

【0048】

図４は、参照スペクトルの例（アルミニウム（厚さ５ｍｍ、１０ｍｍ））である。
被検査物２を透過したＸ線を受光部１１により受光し、そのデータから〔数１〕を用いて計算した例として、図４に、厚さ５ｍｍ及び１０ｍｍのアルミニウムの各々の参照スペクトルを示す。いずれのグラフにおいても、上に凸の形状をし、６０ｋｅＶ程度の値がピークとなっている。厚さ５ｍｍに比べて厚さ１０ｍｍのほうがグラフが全体的に低いのは、厚みが２倍であることにより、吸収されるＸ線の量が大きくなり、受光部１１における受光量が減るのが原因である。

【0049】

一方で、強度Ｉ_０のＸ線が、物質固有の値である線減弱係数μの物質中をｄ cm進んだ場合の強度Ｉの関係式は次の〔数２〕のように定義される。ｌｎは自然対数である。すなわち、制御部２０は、検出スペクトル及び参照スペクトルに対数関数を施して同一性を判断する。

【数2】

【0050】

〔数２〕の右辺の括弧の中の項は、もとのＸ線の強度に対して、線減弱係数μで材料のトータルの厚みｄcm（間に空間がある場合はそれを除いた厚さ。以下、厚さとは、空間を除いた距離を指す）の被検査物２を透過したときのＸ線の強度との比率を表したものであるため、〔数１〕と同じ意味である。〔数１〕と〔数２〕を合わせると次のようになる。

【数3】

【0051】

図５は、参照スペクトルに対数関数を施した例（アルミニウム（厚さ５ｍｍ、１０ｍｍ））である。
〔数３〕の右辺を計算する（対数関数を施す）と、図４のグラフは、図５のようになる。５０ｋｅＶにおいて、縦軸はアルミニウム厚さ５ｍｍでは０．４３、アルミニウム厚さ１０ｍｍでは０．８６であり、厚さ５ｍｍのほぼ２倍である。また、６０ｋｅＶでも同様に、厚さ１０ｍｍでは厚さ５ｍｍの約２倍となる。なお、被検査物２の材料が変わらない限りｄは一定なので、図５が波長によって曲線を描くのは、線減弱係数μが波長によって変化することを意味する。

【0052】

〔様々な材料の参照スペクトルの記憶〕
発火性危険物で分類されるリチウムイオンバッテリ、アルカリ乾電池、ボタン電池、スプレー缶、ライターや、それ以外の通常のごみであるプラスチックやアルミニウム缶、その他の参照スペクトルを予め取得し、図３に示すように、比較部２２のメモリ３１に記憶しておく。このとき、記憶するのは〔数３〕の右辺の計算結果でもよいし、〔数１〕の計算結果でもよいし、各Ｉ_ｏｂｊやＩ_ＢやＩ_Ｌでもよい。また、被検査物２の厚みｄが既知であるならば、〔数３〕の右辺をｄで割った値でもよい。

【0053】

〔未知の材料である被検査物の検出スペクトルと、予め記憶された材料の参照スペクトルとの比較方法〕

【0054】

〔数３〕について、予め記憶された材料の線減弱係数をμ_ｒｅｆ、厚さをｄ_ｒｅｆ、右辺の計算結果をＮ_ｒｅｆと置くと〔数４〕のようになる。

【数4】

【0055】

〔数３〕について、未知の材料である被検査物２の線減弱係数をμ_ｏｂｊ、厚さをｄ_ｏｂｊ、右辺の計算結果をＮ_ｏｂｊと置くと〔数５〕のようになる。

【数5】

【0056】

〔数４〕を分母に、〔数５〕を分子にすると、〔数６〕が得られる。

【数6】

【0057】

〔数６〕によれば、同じ材料であれば線減弱係数μ_ｏｂｊ＝μ_ｒｅｆとなり、〔数７〕が得られる。

【数7】

【0058】

〔数７〕によれば、左辺は波長により変化する線減弱係数μの項がないので、〔数７〕の右辺と左辺は波長によらず一定の値を示す。すなわち、Ｎ_ｏｂｊ／Ｎ_ｒｅｆは一定（＝厚みの比）となる。反対に、〔数６〕の線減弱係数μ_ｏｂｊ≠μ_ｒｅｆであれば、波長によってＮ_ｏｂｊ／Ｎ_ｒｅｆが変化することを意味する。

【0059】

図６は、検出スペクトルと参照スペクトルとの比較・判定例（参照スペクトル：アルミニウム（厚さ５ｍｍ）、検出スペクトル：アルミニウム）である。

【0060】

Ｎ_ｏｂｊ／Ｎ_ｒｅｆの検出・演算・比較例として、厚さ５ｍｍのアルミニウムを既知の材料とし、未知の材料である被検査物２の検出スペクトルを図６に示す。ここで、未知の材料は厚さ１０ｍｍのアルミニウムであり、同じ材料なので、波長帯によらずほぼ一定の値を示していることがわかる。また、厚さが２倍なので、その値は既知の材料の値の約２倍となっている。

【0061】

図７は、検出スペクトルと参照スペクトルとの比較・判定例（参照スペクトル：樹脂材料、検出スペクトル：アルミニウム）である。

【0062】

一方、図７に既知の材料を樹脂とした参照スペクトルを示す。波長によって一定の値を示していないことがわかる。

【0063】

〔第一形態〕
制御部２０は、検出スペクトル及び参照スペクトルにおける少なくとも２つの波長における透過率を用いて、同一性を判断することができる。また、制御部２０は、検出スペクトルと参照スペクトルとの差異が既定の基準内である場合に、各スペクトルに同一性ありと判断することができる。そして、制御部２０は、参照スペクトルと検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計の、予め定めた基準値に対する差を、差異とすることができる。

【0064】

図６と図７の差異を数値で評価するために、既定の波長での値を基準として、最大の偏差値を差異とする。例えば、図６において４０ｋｅＶの値が２．０１であるが、そこから最も差が大きい３０ｋｅＶが１．７５であり、その差は０．２６である。一方、図７において、４０ｋｅＶの値が０．７８で、そこから最も差が大きい６０ｋｅＶで０．４７であり、その差は０．３１である。すなわち、樹脂よりもアルミニウムのほうが近い材料と判断できる。このときの、既定の波長の基準となる値は、すべての波長帯域の値の平均値でもよい。

【0065】

〔第二形態〕
制御部２０は、参照スペクトルと検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値の、予め定めた基準値に対する比率を、差異とすることができる。また、制御部２０は、参照スペクトルと検出スペクトルとの各波長における比率を求め、各比率のうちの最大値を差異とすることもできる。

【0066】

図６で、基準となる４０ｋｅＶの２．０１に対して最も差が大きい３０ｋｅＶの１．７５を割った値（比率）、１．７５／２．０１＝０．８７を差異としてもよい。この場合、１に近いほど差異が小さいと判断される。図７の値は０．４７／０．７８＝０．６である。このときの、既定の波長の基準となる値は、すべての波長帯域の値の平均値でもよい。

【0067】

〔第三形態〕
制御部２０は、参照スペクトルと検出スペクトルとの各波長における差を求め、各波長における差の合計を差異とすることができる。

【0068】

Ｎ_ｏｂｊ／Ｎ_ｒｅｆに既定の基準値を設けて、差の絶対値の合計が小さい場合に、既知の材料に近いと判断してもよい。例えば、偏差の絶対値の合計でもよいし、最小二乗和でもよい。

【0069】

〔第四形態〕
第二形態において、基準値を設けて、差の絶対値の合計を波長の数で割った値が１に近いほど、既知の材料に近いと判断することもできる。合計の計算は例えば、偏差の絶対値の合計でもよいし、最小二乗和でもよい。

【0070】

第一形態～第四形態において、既定の閾値を設けて、その差異が閾値内の場合は、既知の材料であると判定するようにしてもよい。

【0071】

上述のようにして、制御部２０は、検出スペクトルと、予め記憶されている複数の参照スペクトルのうちで最も検出スペクトルとの差異が少ない参照スペクトルとに、同一性ありと判断することができる。また、制御部２０は、上述した種々の判別手法を併用して、検出スペクトルと参照スペクトルとに同一性ありと判断することができる。この場合に、同一性ありと判別される判別手法が一以上存在する場合に同一性ありと判断してもよいし、同一性ありと判別される判別手法が複数存在する場合に同一性ありと判断してもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ Ｘ線源
２ 被検査物
３ 搬送部（コンベア）
４ 搬送ローラ
５ 無端搬送ベルト
１０ 検出部
１１ 受光部
１２ メモリ
２０ 制御部
２１ 演算部
２２ 比較部
３０ 被検査物の波長スペクトル
３１ メモリ
３１ａ 既知の材質の参照スペクトル
３１ｂ 既知の材質の参照スペクトル
３１ｃ 既知の材質の参照スペクトル
３２ 判定結果
５０ ディスプレイモニター
５１ 下流側の装置への出力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】