特開 2024-118762 Ｘ線厚み測定装置

(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】P2024118762

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】Ｘ線厚み測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 15/02 20060101AFI20240826BHJP

【ＦＩ】

G01B15/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025227

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】小林 章宏

【テーマコード（参考）】

2F067

【Ｆターム（参考）】

2F067AA27

2F067BB11

2F067EE04

2F067EE13

2F067FF06

2F067GG04

2F067HH04

2F067JJ03

2F067KK06

2F067LL00

2F067NN03

2F067PP03

2F067PP11

2F067PP19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】校正時間の短縮と校正精度の信頼性の向上とを図ることができるＸ線厚み測定装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線厚み測定装置は、Ｘ線発生器と、Ｘ線発生器から照射されたＸ線が入射し、入射したＸ線の強度に応じた検出信号を出力するＸ線検出部と、Ｘ線発生器とＸ線検出部との間に設けられ、複数の基準板と、複数の基準板のそれぞれに対して設けられ、Ｘ線発生器から照射されたＸ線が透過する位置に、基準板を移動可能な第１の移動部とを有する校正装置と、校正装置に設けられた第１の加速度センサと、Ｘ線発生器、Ｘ線検出部、第１の移動部、および第１の加速度センサに電気的に接続され、Ｘ線検出部から出力された検出信号の値と、測定対象物の厚みとの関係を規定する検量線のデータと、複数の基準板のそれぞれの厚みのデータとが格納されたコントローラとを備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を照射可能なＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器から照射された前記Ｘ線が入射し、入射した前記Ｘ線の強度に応じた検出信号を出力可能なＸ線検出部と、
前記Ｘ線発生器と、前記Ｘ線検出部と、の間に設けられ、複数の基準板と、前記複数の基準板のそれぞれに対して設けられ、前記Ｘ線発生器から照射された前記Ｘ線が透過する位置に、前記基準板を移動可能な第１の移動部と、を有する校正装置と、
前記校正装置に設けられた第１の加速度センサと、
前記Ｘ線発生器、前記Ｘ線検出部、前記第１の移動部、および前記第１の加速度センサに電気的に接続され、前記Ｘ線検出部から出力された検出信号の値と、測定対象物の厚みとの関係を規定する検量線のデータと、前記複数の基準板のそれぞれの厚みのデータと、が格納されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記基準板を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部に入射することで、前記Ｘ線検出部から出力された検出信号の値と、前記Ｘ線が透過した前記基準板の厚みのデータと、を用いて前記検量線のデータを校正可能であり、
前記第１の加速度センサから出力された検出信号の値と、予め求められた第１の閾値と、に基づいて、前記Ｘ線が透過する位置にある前記基準板の振動が収束したと判定した場合には、前記検量線のデータの校正を開始するＸ線厚み測定装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記検量線のデータの校正の開始後に、前記Ｘ線が透過する位置にある前記基準板の振動が増加したと判定した場合には、前記検量線のデータの校正を中止する請求項１記載のＸ線厚み測定装置。

【請求項3】

前記Ｘ線発生器、前記Ｘ線検出部、および前記校正装置が設けられるフレームと、
前記Ｘ線発生器、前記Ｘ線検出部、および前記フレームの少なくともいずれかに設けられ、前記コントローラと電気的に接続された第２の加速度センサと、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記第２の加速度センサから出力された検出信号の値と、予め求められた第２の閾値と、に基づいて、前記Ｘ線厚み測定装置に所定の大きさの外部振動が加えられたと判定した場合には、前記検量線のデータの校正を開始しない、または、前記検量線のデータの校正を中止する請求項１または２に記載のＸ線厚み測定装置。

【請求項4】

前記校正装置は、前記Ｘ線を遮蔽可能な遮蔽板と、前記Ｘ線が透過する位置に、前記遮蔽板を移動可能な第２の移動部と、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記Ｘ線厚み測定装置に所定の大きさの前記外部振動が加えられたと判定した場合には、前記第２の移動部を制御して、前記Ｘ線が透過する位置に、前記遮蔽板を移動させる請求項３記載のＸ線厚み測定装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記Ｘ線厚み測定装置に所定の大きさの前記外部振動が加えられたと判定した場合には、前記Ｘ線発生器からの前記Ｘ線の照射を停止させる請求項３記載のＸ線厚み測定装置。

【請求項6】

前記校正装置に設けられた温度センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度センサからの検出信号の値に基づいて、前記複数の基準板のそれぞれの厚みのデータを補正する請求項１または２に記載のＸ線厚み測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線厚み測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、２４時間稼働している鉄や非鉄などの圧延ラインにおいて、圧延された板材の厚みをオンラインで測定するＸ線厚み測定装置がある。この様なＸ線厚み測定装置は、測定対象である板材にＸ線を照射するＸ線発生器と、板材を透過することで減衰したＸ線を検出するＸ線検出部とを備えている。

【0003】

ここで、Ｘ線検出部からの検出信号の値と、板材の厚みとの関係は非線形となる。そのため、Ｘ線厚み測定装置のコントローラには、Ｘ線検出部からの検出信号の値と、板材の厚みとの関係を規定する検量線のデータが予め格納されている。しかしながら、Ｘ線検出部からの検出信号の値は、外乱要因などによって変動する場合がある。そのため、Ｘ線厚み測定装置には、検量線を校正するために校正装置が設けられている。

【0004】

校正装置には、複数の基準板が設けられている。検量線の校正を行う際には、Ｘ線発生器から照射されたＸ線が透過する位置に、基準板を適宜選択して移動させる。この場合、Ｘ線が透過する位置に、厚みが異なる基準板を適宜選択して重ね合わせれば、検量線の複数の点を校正することができる。

【0005】

ところが、基準板を移動させると基準板が振動する。基準板が振動していると、基準板におけるＸ線の透過長が変化するので、校正精度の信頼性が低下することになる。そのため、一般的には、基準板の振動が収束することが予想される時間（見込み時間）の経過後に、校正を行う様にしている。

【0006】

しかしながら、基準板の振動が収束するまでの時間は、基準板の厚み（質量）により変化する。例えば、厚みの厚い（質量の大きい）基準板の振動が収束するまでの時間は、厚みの薄い（質量の小さい）基準板の振動が収束するまでの時間よりも長くなる。この場合、厚みの厚い基準板の振動が収束するまでの時間を用いて校正を行うと、校正時間が長くなる。厚みの薄い基準板の振動が収束するまでの時間を用いて校正を行うと、校正精度の信頼性が低下するおそれがある。
そこで、校正時間の短縮と、校正精度の信頼性の向上とを図ることができるＸ線厚み測定装置の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平４－１９８７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする課題は、校正時間の短縮と、校正精度の信頼性の向上とを図ることができるＸ線厚み測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係るＸ線厚み測定装置は、Ｘ線を照射可能なＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器から照射された前記Ｘ線が入射し、入射した前記Ｘ線の強度に応じた検出信号を出力可能なＸ線検出部と、前記Ｘ線発生器と、前記Ｘ線検出部と、の間に設けられ、複数の基準板と、前記複数の基準板のそれぞれに対して設けられ、前記Ｘ線発生器から照射された前記Ｘ線が透過する位置に、前記基準板を移動可能な第１の移動部と、を有する校正装置と、前記校正装置に設けられた第１の加速度センサと、前記Ｘ線発生器、前記Ｘ線検出部、前記第１の移動部、および前記第１の加速度センサに電気的に接続され、前記Ｘ線検出部から出力された検出信号の値と、測定対象物の厚みとの関係を規定する検量線のデータと、前記複数の基準板のそれぞれの厚みのデータと、が格納されたコントローラと、を備えている。前記コントローラは、前記基準板を透過したＸ線が前記Ｘ線検出部に入射することで、前記Ｘ線検出部から出力された検出信号の値と、前記Ｘ線が透過した前記基準板の厚みのデータと、を用いて前記検量線のデータを校正可能であり、前記第１の加速度センサから出力された検出信号の値と、予め求められた第１の閾値と、に基づいて、前記Ｘ線が透過する位置にある前記基準板の振動が収束したと判定した場合には、前記検量線のデータの校正を開始する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に係るＸ線厚み測定装置のブロック図である。

【図2】校正装置の外観を例示するための模式斜視図である。

【図3】図２における校正装置のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。

【図4】移動部の動作を例示するための模式斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0012】

図１は、本実施の形態に係るＸ線厚み測定装置１００のブロック図である。
図１に示すように、Ｘ線厚み測定装置１００は、例えば、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、フレーム３、Ｘ線電源４、回路部５、校正装置６、およびコントローラ７を備えている。

【0013】

Ｘ線発生器１は、回路部５を介して、Ｘ線電源４と電気的に接続されている。Ｘ線発生器１は、Ｘ線電源４から電力が供給されるとＸ線１４を発生させる。Ｘ線発生器１は、発生させたＸ線１４を、測定対象物２００に照射する。測定対象物２００は、例えば、鉄や非鉄などの金属を含む板材である。Ｘ線発生器１の種類には特に限定がない。例えば、Ｘ線発生器１は、固定陽極Ｘ線管、回転陽極Ｘ線管などとすることができる。図１に例示をしたＸ線発生器１は、固定陽極Ｘ線管である。以下においては、一例として、Ｘ線発生器１が固定陽極Ｘ線管である場合を説明する。

【0014】

Ｘ線発生器１は、例えば、Ｘ線管１１、フィラメント１２、およびターゲット１３を有する。
Ｘ線管１１は、例えば、内部の雰囲気を真空状態に維持可能な管状体とすることができる。フィラメント１２、およびターゲット１３は、Ｘ線管１１の内部に設けられている。フィラメント１２は、Ｘ線管１１の一方の端部の近傍に設けられている。ターゲット１３は、Ｘ線管１１の他方の端部の近傍に設けられている。フィラメント１２とターゲット１３は、互いに対向している。フィラメント１２、およびターゲット１３は、例えば、タングステンを用いて形成される。例えば、フィラメント１２は陰極とされる。例えば、ターゲット１３は銅を用いて形成された陽極の端部に埋め込まれる。

【0015】

フィラメント１２は、回路部５に設けられた加熱回路５１に電気的に接続されている。フィラメント１２、およびターゲット１３は、回路部５に設けられた高圧回路５２に電気的に接続されている。加熱回路５１によりフィラメント１２に電流が流れると、フィラメント１２が加熱されて熱電子が発生する。高圧回路５２により、加熱されたフィラメント１２と、ターゲット１３とに高圧電圧が印加されると、フィラメント１２において発生した熱電子が加速されてターゲット１３に衝突する。熱電子がターゲット１３に衝突することでＸ線１４が発生し、発生したＸ線１４が測定対象物２００に照射される。

【0016】

Ｘ線検出部２は、校正装置６を挟んで、Ｘ線発生器１と対向する位置に設けられている。例えば、Ｘ線発生器１、および校正装置６は、測定対象物２００が搬送される位置の下方に設けることができる。例えば、Ｘ線検出部２は、測定対象物２００が搬送される位置の上方に設けることができる。

【0017】

測定対象物２００を透過したＸ線１４は、Ｘ線検出部２に入射する。Ｘ線検出部２は、測定対象物２００を透過することで減衰したＸ線１４の強度に応じて、検出電圧、および検出電流の少なくともいずれかの値を検出信号として出力する。Ｘ線検出部２から出力された検出信号は、変換部２１を介して、コントローラ７に入力される。変換部２１は、例えば、ＡＤ変換器である。ＡＤ変換器である変換部２１は、アナログ信号である検出信号をデジタル信号に変換して、コントローラ７に入力する。なお、変換部２１は、必ずしも必要ではなく、コントローラ７において、検出信号をデジタル信号に変換してもよい。Ｘ線検出部２は、入射したＸ線１４の強度を電気信号に変換できるものであれば特に限定はない。Ｘ線検出部２は、例えば、電離箱とすることができる。

【0018】

フレーム３は、例えば、基部３１、アーム３２、および支持部３３を有する。基部３１は、箱状を呈し、例えば、Ｘ線厚み測定装置１００が設置される場所の床などに設けられる。アーム３２は、箱状を呈し、基部３１と対向する位置に設けられている。基部３１と、アーム３２との間には測定対象物２００が搬送される空間が設けられている。支持部３３は、柱状を呈し、一方の端部が基部３１の一方の端部の近傍に接続されている。支持部３３の他方の端部は、アーム３２の一方の端部の近傍に接続されている。すなわち、支持部３３は、アーム３２を片持ち支持する。

【0019】

なお、一対の支持部３３を設け、アーム３２の両側の端部の近傍を支持することもできる。ただし、アーム３２が片持ち支持されていれば、フレーム３、ひいてはＸ線厚み測定装置１００の小型化を図ることができる。また、測定対象物２００を搬送する装置の側方から、Ｘ線厚み測定装置１００を測定対象物２００を搬送する装置に設置することができる。そのため、Ｘ線厚み測定装置１００の設置が容易となる。

【0020】

基部３１の内部には、例えば、Ｘ線発生器１、回路部５、および校正装置６を設けることができる。アーム３２の内部には、Ｘ線検出部２を設けることができる。アーム３２が片持ち支持されている場合には、アーム３２の自由端の近傍にＸ線検出部２を設けることができる。

【0021】

Ｘ線電源４は、例えば、フィラメント電源４１、および高圧電源４２を有する。フィラメント電源４１は、フィラメント１２を加熱して熱電子を発生させるために設けられている。高圧電源４２は、フィラメント１２において発生させた熱電子を加速させるために設けられている。例えば、高圧電源４２の陽極側をターゲット１３に電気的に接続し、高圧電源４２の陰極側をフィラメント１２に電気的に接続することができる。この場合、高圧電源４２は、フィラメント１２、またはターゲット１３に電気的に接続することもできる。ただし、高圧電源４２が、フィラメント１２、およびターゲット１３に電気的に接続されていれば、管電圧（加速電圧）を大きくすることができるので、発生するＸ線１４の強度を大きくすることができる。Ｘ線電源４は、例えば、商用電源などの外部電源に電気的に接続される。

【0022】

回路部５は、加熱回路５１、および高圧回路５２を有する。加熱回路５１は、Ｘ線電源４のフィラメント電源４１と、Ｘ線発生器１のフィラメント１２とを電気的に接続する。加熱回路５１は、トランス５１ａを有する。トランス５１ａの一次側は、Ｘ線電源４のフィラメント電源４１に電気的に接続されている。トランス５１ａの二次側は、Ｘ線発生器１のフィラメント１２に電気的に接続されている。

【0023】

高圧回路５２は、Ｘ線電源４の高圧電源４２と、Ｘ線発生器１のフィラメント１２およびターゲット１３と、を電気的に接続する。高圧回路５２は、トランス５２ａ、昇圧回路５２ｂ、および昇圧回路５２ｃを有する。トランス５２ａの一次側は、Ｘ線電源４の高圧電源４２に電気的に接続されている。トランス５２ａの二次側は、Ｘ線発生器１のフィラメント１２およびターゲット１３に電気的に接続されている。昇圧回路５２ｂは、トランス５２ａの二次側とフィラメント１２との間に電気的に接続されている。昇圧回路５２ｃは、トランス５２ａの二次側とターゲット１３との間に電気的に接続されている。

【0024】

ここで、測定対象物２００を透過したＸ線１４の減衰量と、測定対象物２００の厚みとの関係は非線形となる。そのため、Ｘ線検出部２からの検出信号の値と、測定対象物２００の厚みとの関係を規定する検量線が予め求められている。そのため、Ｘ線検出部２からの検出信号の値を、検量線に適用すれば、測定対象物２００の厚みを求めることができる。

【0025】

しかしながら、Ｘ線検出部２からの検出信号の値は、外乱要因などによって変動する場合がある。外乱要因は、例えば、Ｘ線発生器１を冷却する冷却媒体の温度変化、Ｘ線発生器１およびＸ線検出部２が設けられる雰囲気の温度変化や湿度変化、Ｘ線発生器１とＸ線検出部２との間への異物（例えば、水、油、スケールなど）の侵入などである。そのため、必要に応じて、あるいは定期的に、予め求められた検量線を校正する必要がある。

【0026】

校正装置６は、検量線を校正するために設けられている。校正装置６は、Ｘ線発生器１と、Ｘ線検出部２との間に設けられている。校正装置６は、例えば、厚みが異なる複数の基準板６３を有することもできる。校正装置６による校正は、Ｘ線発生器１（校正装置６）と、Ｘ線検出部２との間に測定対象物２００が無い時に行う。また、校正装置６による校正を行う際には、校正装置６の基準板６３を、Ｘ線発生器１と、Ｘ線検出部２との間に移動させる。例えば、校正装置６の基準板６３を、Ｘ線発生器１から照射されたＸ線１４が透過する位置６ａに移動させる。Ｘ線発生器１から照射されたＸ線１４は、基準板６３を透過してＸ線検出部２に入射する。基準板６３の厚みは既知であるため、Ｘ線検出部２からの検出信号の値と、基準板６３の厚みとの関係を求めることができる。以上の様な手順を、基準板６３の厚みを変えて行えば、予め求められた検量線の複数の点を校正することができる。 なお、校正装置６の構成、作用、および効果に関する詳細は後述する。

【0027】

コントローラ７は、Ｘ線厚み測定装置１００に設けられた各要素の動作を制御する。コントローラ７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算装置、および半導体メモリや、ハードディスクドライブなどの記憶装置を備えている。コントローラ７は、例えば、コンピュータである。コントローラ７の記憶装置には、制御プログラム、厚みの演算プログラム、検量線の校正プログラム、予め求められた検量線、基準板６３やフレーム３の振動状態の判定に用いる閾値（第１の閾値、および第２の閾値の一例に相当する）、基準板６３の厚みのデータなどが格納されている。制御プログラムは、例えば、Ｘ線厚み測定装置１００に設けられた各要素の動作を制御するためのプログラムである。厚みの演算プログラムは、例えば、Ｘ線検出部２からの検出信号の値と、検量線とにより測定対象物２００の厚みを演算するためのプログラムである。検量線の校正プログラムは、校正装置６を用いて校正を行う際に、検出部２からの検出信号の値と、基準板６３の厚みとの関係を用いて、記憶装置に格納されている検量線を校正するためのプログラムである。

【0028】

また、コントローラ７は、外部の機器のコントローラ３００と電気的に接続することができる。例えば、コントローラ３００が圧延機の動作を制御する制御装置の場合には、コントローラ３００は、コントローラ７により演算された測定対象物２００の厚みに基づいて、圧延機の動作をフィードバック制御する。
なお、制御プログラム、厚みの演算プログラム、検量線の校正プログラム、および検量線には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。

【0029】

次に、校正装置６についてさらに説明する。
図２は、校正装置６の外観を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図２においては校正装置６の外観のみを描いている。
図３は、図２における校正装置６のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
図４は、移動部６５の動作を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図４においては２つの移動部６５のみを描いている。

【0030】

図２、および図３に示すように、校正装置６は、例えば、筐体６１、透過窓６２、基準板６３、遮蔽板６４、移動部６５、回路部６６、加速度センサ６７、および温度センサ６８を備えている。

【0031】

筐体６１は、箱状を呈し、内部に、基準板６３、遮蔽板６４、移動部６５、回路部６６、および加速度センサ６７（第１の加速度センサの一例に相当する）を収納する空間を有する。図２に示すように、筐体６１の外観形状は、例えば、直方体とすることができる。ただし、筐体６１の外観形状は直方体に限定されるわけではない。筐体６１は、Ｘ線１４を遮蔽可能な材料から形成することができる。Ｘ線１４を遮蔽可能な材料は、例えば、鉛などである。この場合、筐体６１は、鉄などの金属から形成された箱状体と、箱状体の内壁および外壁の少なくともいずれかを覆い、鉛などを含む遮蔽板と、を有するものとしてもよい。筐体６１は、内部の雰囲気を維持可能な気密構造を有することができる。気密構造を有する筐体６１の内部空間には、窒素ガスを充填することができる。

【0032】

透過窓６２は、一対設けることができる。図２に示すように、Ｘ線発生器１からＸ線検出部２に向かう方向（Ｘ線１４の照射方向）において、一対の透過窓６２は、互いに対向する位置に設けられている。例えば、一方の透過窓６２を、筐体６１の、Ｘ線発生器１側の面に設けることができる。例えば、他方の透過窓６２を、筐体６１の、Ｘ線検出部２側の面に設けることができる。また、一対の透過窓６２は、Ｘ線発生器１からＸ線検出部２に向かうＸ線１４が通過する位置に設けられている。一対の透過窓６２は、板状を呈し、Ｘ線１４を透過可能な材料から形成することができる。Ｘ線１４を透過可能な材料は、例えば、ベリリウムなどである。

【0033】

基準板６３は、板状を呈し、測定対象物２００の材料と同じ材料から形成することができる。基準板６３は、複数設けることができる。基準板６３の数には特に限定はないが、基準板６３の数が多くなれば、検量線を校正する点を多くすることができる。そのため、検量線の精度や信頼性を向上させることができる。複数の基準板６３の厚みは同じとすることもできるし、少なくとも１つの基準板６３の厚みが他の基準板６３の厚みと異なるものとすることもできる。異なる厚みを有する基準板６３が設けられていれば。検量線を校正する点の間隔を任意に設定するのが容易となる。基準板６３の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲で適宜選択することができる。

【0034】

Ｘ線発生器１からＸ線検出部２に向かう方向（Ｘ線１４の照射方向）から見た場合に、基準板６３の寸法は、Ｘ線１４が基準板６３に入射する領域の寸法（Ｘ線１４のスポット径）よりも大きくすることができる。

【0035】

遮蔽板６４は、板状を呈し、Ｘ線１４を遮蔽可能な材料から形成することができる。Ｘ線１４を遮蔽可能な材料は、例えば、鉛などである。遮蔽板６４の厚みは、Ｘ線１４が遮蔽可能であれば、特に限定はない。Ｘ線発生器１からＸ線検出部２に向かう方向（Ｘ線１４の照射方向）から見た場合に、遮蔽板６４の寸法は、例えば、透過窓６２の寸法と同じか、透過窓６２の寸法よりも大きくすることができる。

【0036】

移動部６５は、複数設けることができる。移動部６５は、基準板６３および遮蔽板６４のそれぞれに対して１つ設けることができる（第１の移動部および第２の移動部の一例に相当する）。図３、および図４に示すように、Ｘ線１４が透過する位置６ａと、Ｘ線１４が透過する位置６ａから離隔した位置（退避位置）６ｂとの間において、移動部６５は、基準板６３および遮蔽板６４の位置を移動させる。

【0037】

移動部６５は、例えば、駆動部６５ａ、およびアーム６５ｂを有する。
駆動部６５ａは、基準板６３および遮蔽板６４の位置を移動可能であれば特に限定はない。駆動部６５ａは、例えば、ソレノイド、エアシリンダ、ロータリーソレノイド、ロータリーエアシリンダ、ステッピングモータなどの制御モータなどとすることができる。図３、および図４に例示をした駆動部６５ａは、ロータリーソレノイドである。駆動部６５ａをロータリーソレノイドとすれば、駆動部６５ａの制御の容易化や、校正装置６の小型化を図ることができる。

【0038】

アーム６５ｂは、板状を呈し、一方向に延びた形状を有する。アーム６５ｂは、例えば、長方形の板状体とすることができる。アーム６５ｂの一方の端部の近傍は、駆動部６５ａに接続されている。アーム６５ｂの他方の端部の近傍には、基準板６３または遮蔽板６４が設けられている。基準板６３が設けられるアーム６５ｂは、例えば、Ｘ線１４を透過可能な材料から形成することができる。Ｘ線１４を透過可能な材料は、例えば、ベリリウムなどである。また、基準板６３が設けられるアーム６５ｂは、鉄などの金属から形成され、基準板６３が設けられる位置にＸ線１４が透過する孔を有することもできる。遮蔽板６４が設けられるアーム６５ｂは、基準板６３が設けられるアーム６５ｂと同じとすることもできるし、Ｘ線１４の透過が抑制される材料や構成を有するものとすることもできる。

【0039】

図３、および図４に示すように、Ｘ線発生器１からＸ線検出部２に向かう方向（Ｘ線１４の照射方向）において、複数のアーム６５ｂのそれぞれは、互いに離隔した位置に設けられている。例えば、図４に示すように、複数の駆動部６５ａ毎に駆動軸６５ａ１の長さを変えることで、アーム６５ｂの位置を変えることができる。また、アーム６５ｂの駆動軸６５ａ１への取り付け位置を変えたり、筐体６１と駆動部６５ａとの間に厚みの異なるスペーサを設けたりすることで、アーム６５ｂの位置を変えることができる。

【0040】

隣接するアーム６５ｂ同士の間の寸法は、基準板６３の厚み、および遮蔽板６４の厚みよりも大きい。そのため、Ｘ線１４が透過する位置６ａに複数の基準板６３を選択的に移動させることができる。この様にすれば、校正の際に、複数の基準板６３を組み合わせて用いることができるので、検量線の複数の点を校正することができる。

【0041】

また、基準板６３を退避させることなく、遮蔽板６４をＸ線１４が透過する位置６ａに移動させることができる。この場合、遮蔽板６４は、最もＸ線発生器１側に設けられるアーム６５ｂ、および最もＸ線検出部２側に設けられるアーム６５ｂの少なくともいずれかに設けることができる。この様にすれば、Ｘ線１４が筐体６１の内部に侵入するのを抑制したり、筐体６１の内部に侵入したＸ線１４が筐体６１の外部に漏れるのを抑制することができる。

【0042】

回路部６６は、例えば、筐体６１の内部に設けることができる。回路部６６には、複数の移動部６５を個別的に制御する制御回路が設けられている。回路部６６は、例えば、基板と、制御回路を構成する電気部品などを有している。回路部６６は、複数の移動部６５と、コントローラ７とに電気的に接続されている。

【0043】

ここで、移動部６５により、基準板６３をＸ線１４が透過する位置６ａに移動させると、アーム６５ｂおよび基準板６３に振動が発生する。基準板６３が振動すると、基準板６３が傾くので、基準板６３におけるＸ線１４の透過長が変化することになる。Ｘ線１４の透過長が変化すると、Ｘ線１４の減衰量が変化するので校正精度が低下することになる。そのため、一般的には、基準板６３の振動が収束することが予想される時間（見込み時間）の経過後に、校正を行う様にしている。

【0044】

ところが、基準板６３の振動が収束するまでの時間は、基準板６３の厚み（質量）により変化する。例えば、厚みが５ｍｍの基準板６３の振動が収束するまでの時間は、厚みが０．１ｍｍの基準板６３の振動が収束するまでの時間よりも長くなる。この場合、厚みが５ｍｍの基準板６３の振動が収束するまでの時間を用いて校正を開始すると、校正時間が長くなる。厚みが０．１ｍｍの基準板６３の振動が収束するまでの時間を用いて校正を開始すると、校正精度の信頼性が低下するおそれがある。

【0045】

そこで、Ｘ線厚み測定装置１００には、加速度センサ６７が設けられている。加速度センサ６７は、コントローラ７に電気的に接続されている。加速度センサ６７は、例えば、筐体６１の内部に設けることができる。加速度センサ６７が筐体６１の内部に設けられていれば、移動部６５において発生した振動が加速度センサ６７に伝わり易くなる、そのため、基準板６３の振動状態を検出するのが容易となる。この場合、図３に示すように、加速度センサ６７が、回路部６６に設けられていれば、加速度センサ６７を、コントローラ７に電気的に接続するのが容易となる。

【0046】

コントローラ７は、加速度センサ６７からの検出信号の値に基づいて、基準板６３の振動状態を判定する。例えば、コントローラ７は、加速度センサ６７からの検出信号の値が、予め定められた閾値以上となった場合には、基準板６３の振動が収束していないと判定することができる。例えば、コントローラ７は、加速度センサ６７からの検出信号の値が、閾値未満となった場合には、基準板６３の振動が収束したと判定することができる。基準板６３の振動状態の判定に用いる閾値は、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。求められた閾値は、コントローラ７の記憶装置に格納することができる。

【0047】

加速度センサ６７からの検出信号の値に基づいて校正を開始すれば、基準板６３の振動の収束が保証されるので、校正精度の信頼性を向上させることができる。また、校正に用いる基準板６３の厚みが変わり基準板６３の振動状態が変化したとしても、余分な待ち時間を設ける必要がない。そのため、校正時間の短縮を図ることができる。

【0048】

コントローラ７は、Ｘ線１４が透過する位置６ａにある基準板６３の振動が収束したと判定した場合には、検量線のデータの校正を開始する。コントローラ７は、基準板６３を透過したＸ線１４がＸ線検出部２に入射することで、Ｘ線検出部２から出力された検出信号の値と、Ｘ線１４が透過した基準板６３の厚みのデータと、を用いて記憶装置に格納されている検量線のデータを校正する。

【0049】

またさらに、加速度センサ６７からの検出信号の値に基づいて、基準板６３の振動状態を判定すれば、外部振動（例えば、地震など）による影響を除くこともできる。例えば、コントローラ７は、検量線のデータの校正の開始後に、Ｘ線１４が透過する位置６ａにある基準板６３の振動が増加したと判定した場合には、検量線のデータの校正を中止することができる。

【0050】

例えば、コントローラ７は、校正の開始後に、加速度センサ６７からの検出信号の値が、予め定められた閾値以上となった場合には、校正を中止することができる。校正を中止した場合には、得られたデータを破棄してもよい。また、コントローラ７は、校正の中止後に、加速度センサ６７からの検出信号の値が閾値未満となった場合には、例えば、校正を再開させたり、校正を最初からやり直したりすることもできる。以上の様にして外部振動による影響を除けば、校正精度の信頼性を向上させることができる。

【0051】

校正の中止の判定に用いる閾値は、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。求められた閾値は、コントローラ７の記憶装置に格納することができる。なお、校正の中止の判定に用いる閾値は、前述した校正の開始の判定に用いる閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0052】

ここで、外部振動がＸ線厚み測定装置１００に加わると、Ｘ線発生器１、校正装置６、およびＸ線検出部２の少なくともいずれかが振動する場合がある。これらが振動すると、Ｘ線発生器１、校正装置６、およびＸ線検出部の位置関係が変化するので、基準板６３におけるＸ線１４の透過方向が変化するおそれがある。基準板６３におけるＸ線１４の透過方向が変化すると、Ｘ線１４の透過長が変わるので、校正精度の信頼性が低下するおそれがある。

【0053】

そのため、加速度センサ６７は、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、およびフレーム３の少なくともいずれかに、さらに設けることもできる（第２の加速度センサの一例に相当する）。加速度センサ６７が、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、およびフレーム３の少なくともいずれかに設けられていれば、Ｘ線厚み測定装置１００の振動状態を検出することができる。この場合、図１に示すように、Ｘ線検出部２は、アーム３２の自由端の近傍に設けられている。そのため、加速度センサ６７がＸ線検出部２に設けられていれば、外部振動を検出するのが容易となる。

【0054】

加速度センサ６７をフレーム３に設ける場合には、加速度センサ６７を、基部３１の、校正装置６が設けられる部分、あるいは、アーム３２の、Ｘ線検出部２が設けられる部分に設けることが好ましい。この様にすれば、校正装置６に伝わる外部振動を検出するのが容易となったり、Ｘ線発生器１、校正装置６、およびＸ線検出部２の位置関係の変化を検出するのが容易となったりする。

【0055】

加速度センサ６７が、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、およびフレーム３の少なくともいずれかに設けられていれば、外部振動による影響を除くことができるので、校正精度の信頼性を向上させることができる。

【0056】

この場合、コントローラ７は、校正の開始前、あるいは校正の開始後に、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、およびフレーム３の少なくともいずれかに設けられた加速度センサ６７からの検出信号の値と、予め求められた閾値と、に基づいて、Ｘ線厚み測定装置に加わえられた外部振動を判定することができる。例えば、コントローラ７は、加速度センサ６７から出力された検出信号の値が閾値以上となった場合には、Ｘ線厚み測定装置１００に所定の大きさの外部振動が加えられたと判定して、検量線のデータの校正を開始しない、または、検量線のデータの校正を中止することができる。

【0057】

外部振動の判定に用いる閾値は、予め実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。求められた閾値は、コントローラ７の記憶装置に格納することができる。なお、外部振動の判定に用いる閾値は、前述した校正の開始の判定に用いる閾値、および校正の中止の判定に用いる閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0058】

ここで、校正装置６による校正を行う際には、Ｘ線発生器１からＸ線１４が照射されている。そのため、地震などの外部振動でフレーム３が傾くと、Ｘ線１４が意図しない方向に照射されるおそれがある。

【0059】

この場合、コントローラ７は、Ｘ線発生器１、Ｘ線検出部２、およびフレーム３の少なくともいずれかに設けられた加速度センサ６７からの検出信号の値が、予め定められた閾値以上となった場合には、Ｘ線厚み測定装置１００に所定の大きさの外部振動が加えられたと判定することができる。コントローラ７は、Ｘ線厚み測定装置１００に所定の大きさの外部振動が加えられたと判定した場合には、校正装置６の移動部６５を制御して、Ｘ線１４が透過する位置６ａに、遮蔽板６４を移動させる。この様にすれば、Ｘ線発生器１から照射されたＸ線１４が遮蔽板６４により遮蔽されるので、Ｘ線１４が意図しない方向に照射されるのを抑制することができる。そのため、Ｘ線厚み測定装置１００の安全性を向上させることができる。

【0060】

また、コントローラ７は、Ｘ線厚み測定装置１００に所定の大きさの外部振動が加えられたと判定した場合には、Ｘ線電源４を制御して、Ｘ線検出部２からのＸ線１４の照射を停止することができる。この様にすれば、Ｘ線１４が意図しない方向に照射されるのを抑制することができる。そのため、Ｘ線厚み測定装置１００の安全性を向上させることができる。

【0061】

ここで、筐体６１の内部に設けられた駆動部６５ａを動作させると、駆動部６５ａや回路部６６において熱が発生する。また、Ｘ線厚み測定装置１００が設けられた雰囲気と、筐体６１との間で熱の伝達が行われる。そのため、筐体６１の内部温度が変化する場合がある。筐体６１の内部には基準板６３が設けられているので、筐体６１の内部温度が変化すると、基準板６３の温度が変化する。基準板６３の温度が変化すると、基準板６３の厚みが変化して、基準板６３におけるＸ線１４の減衰量が変化する。Ｘ線１４の減衰量が変化すると、校正精度が低下するおそれがある。

【0062】

そこで、校正装置６には、温度センサ６８を設けることができる。温度センサ６８は、筐体６１の内部温度を測定可能なものであれば特に限定はない。温度センサ６８は、例えば、熱電対、測温抵抗体、サーミスタなどとすることができる。温度センサ６８は、コントローラ７に電気的に接続されている。温度センサ６８は、例えば、筐体６１の内部に設けることができる。温度センサ６８が筐体６１の内部に設けられていれば、筐体６１の内部温度を検出するのが容易となる。この場合、図３に示すように、温度センサ６８が、回路部６６に設けられていれば、温度センサ６８を、コントローラ７に電気的に接続するのが容易となる。

【0063】

コントローラ７は、温度センサ６８からの検出信号の値に基づいて、コントローラ７の記憶装置に格納されている基準板６３の厚みのデータを補正する。
例えば、コントローラ７は、以下の式を用いて基準板６３の厚みのデータを補正することができる。
Ｔｘ’＝Ｔｘ・｛１＋α（ｔ－ｔ０）｝^２
この場合、Ｔｘ’は、温度補正後の基準板６３の厚み（ｍｍ）である。
Ｔｘは、温度補正前の基準板６３の厚み（ｍｍ）である。
αは、基準板６３の材料の線膨張係数（１０^－６／℃）である。
ｔは、温度センサ６８により検出された温度（℃）である。
ｔ０は、記憶装置に格納されている基準板６３の厚みのデータを取得した際の温度（℃）である。
温度センサ６８からの検出信号の値に基づいて、基準板６３の厚みのデータを補正すれば、校正精度の信頼性を向上させることができる。

【0064】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0065】

１ Ｘ線発生器、２ Ｘ線検出部、３ フレーム、４ Ｘ線電源、６ 校正装置、６ａ 位置、６ｂ 位置、７ コントローラ、１４ Ｘ線、３１ 基部、３２ アーム、６１ 筐体、６２ 透過窓、６３ 基準板、６４ 遮蔽板、６５ 移動部、６５ａ 駆動部、６５ｂ アーム、６６ 回路部、６７ 加速度センサ、６８ 温度センサ、１００ Ｘ線厚み測定装置、２００ 測定対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】