特開 2024-37033 Ｘ線厚さ計

(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】P2024037033

(43)【公開日】2024-03-18

(54)【発明の名称】Ｘ線厚さ計

(51)【国際特許分類】

   G01B 15/02 20060101AFI20240311BHJP

   G01N 23/02 20060101ALI20240311BHJP

   G01N 23/20 20180101ALI20240311BHJP

【ＦＩ】

G01B15/02 A

G01N23/02

G01N23/20 380

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141660

(22)【出願日】2022-09-06

(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

2G001

【Ｆターム（参考）】

2F067AA27

2F067BB01

2F067CC05

2F067DD02

2F067EE04

2F067EE11

2F067FF03

2F067HH04

2F067JJ03

2F067KK06

2F067LL02

2F067RR12

2F067RR24

2F067RR27

2G001AA01

2G001BA11

2G001BA14

2G001CA01

2G001FA08

2G001KA11

(57)【要約】

【課題】被測定板の厚さの測定精度を高くすることができるＸ線厚さ計を提供すること。
【解決手段】Ｘ線厚さ計は、Ｘ線を出射するＸ線源と、前記Ｘ線源を収容するケースと、前記Ｘ線源からのＸ線を前記ケース外に位置する被測定板に向けて透過させる窓とを有するＸ線発生器と、前記被測定板を透過したＸ線を検出する検出器と、前記検出器の検出信号を、検量線テーブルに基づいて前記被測定板の厚さに換算する処理装置と、を備え、前記Ｘ線発生器は、前記窓に付着した付着物で反射したＸ線を検出する補助検出器を前記ケース内に有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を出射するＸ線源と、前記Ｘ線源を収容するケースと、前記Ｘ線源からのＸ線を前記ケース外に位置する被測定板に向けて透過させる窓とを有するＸ線発生器と、
前記被測定板を透過したＸ線を検出する検出器と、
前記検出器の検出信号を、検量線テーブルに基づいて前記被測定板の厚さに換算する処理装置と、
を備え、
前記Ｘ線発生器は、前記窓に付着した付着物で反射したＸ線を検出する補助検出器を前記ケース内に有するＸ線厚さ計。

【請求項2】

前記Ｘ線発生器は、前記ケース内に補助Ｘ線源をさらに有し、
前記補助検出器は、前記補助Ｘ線源から出射し、前記窓に付着した付着物で反射したＸ線を検出可能な位置に配置される請求項１に記載のＸ線厚さ計。

【請求項3】

複数の前記補助検出器が、平面視において前記窓を挟む位置に配置される請求項２に記載のＸ線厚さ計。

【請求項4】

前記補助Ｘ線源の出力は、前記Ｘ線源の出力よりも低い請求項２または３に記載のＸ線厚さ計。

【請求項5】

前記補助検出器は平面視における前記窓の周囲を回転移動され、前記補助検出器の位置と対応づけられた前記補助検出器の検出信号により、前記窓に付着した付着物を検出する請求項１に記載のＸ線厚さ計。

【請求項6】

前記窓は回転され、前記窓の回転角と対応づけられた前記補助検出器の検出信号により、前記窓に付着した付着物を検出する請求項１に記載のＸ線厚さ計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、Ｘ線厚さ計に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線厚さ計は、例えば鋼板等の被測定板を透過するＸ線の透過線量（透過したＸ線の減衰量）が、被測定板の厚さに応じて変化することを利用して、被測定板の厚さを測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－３０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ｘ線発生器はケースに納められており、ケースにはＸ線が透過する窓がついている。この窓に汚れが付着すると、被測定板に照射するＸ線量が減少し、被測定板の厚さの測定精度に誤差が生じ得る。測定開始前に校正を行うことで窓に付いた汚れによる誤差を取り除くことはできるが、被測定板の厚さの測定開始後に窓に汚れが付着した場合には、汚れが付着したことを検出することができないため、被測定板の厚さの測定に誤差が生じてしまう。
実施形態は、被測定板の厚さの測定精度を高くすることができるＸ線厚さ計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】

【0005】

実施形態によれば、Ｘ線厚さ計は、Ｘ線を出射するＸ線源と、前記Ｘ線源を収容するケースと、前記Ｘ線源からのＸ線を前記ケース外に位置する被測定板に向けて透過させる窓とを有するＸ線発生器と、前記被測定板を透過したＸ線を検出する検出器と、前記検出器の検出信号を、検量線テーブルに基づいて前記被測定板の厚さに換算する処理装置と、を備え、前記Ｘ線発生器は、前記窓に付着した付着物で反射したＸ線を検出する補助検出器を前記ケース内に有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】各実施形態のＸ線厚さ計の構成を示す模式図である。

【図2】第１実施形態のＸ線発生器の構成を示す模式図である。

【図3】第２実施形態のＸ線発生器の構成を示す模式図である。

【図4】（ａ）は第３実施形態における補助検出器を説明するための模式図であり、（ｂ）は第４実施形態における窓を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。

【0008】

図１に示すように、各実施形態のＸ線厚さ計は、Ｘ線発生器１０と、検出器２０と、処理装置３０と、記憶装置４０とを備える。図１において各構成をつなぐ線は、各構成を接続する信号線を表す。信号線は、有線でも無線でもよい。

【0009】

図２に示すように、第１実施形態のＸ線発生器１０は、Ｘ線を出射するＸ線源１１と、Ｘ線源１１を収容するケース１２とを有する。Ｘ線源１１は、例えば、Ｘ線管（乾球）内の放電によりＸ線を発生する。ケース１２は、Ｘ線に対して遮蔽性を有する材料からなり、例えば、ステンレスからなる。ケース１２の天板１４には、Ｘ線源１１からのＸ線５０をケース１２外に位置する被測定板１００に向けて透過させる窓１３が形成されている。窓１３は、Ｘ線に対して透過性を有する材料からなり、例えば、ベリリウムからなる。

【0010】

図１に示すように、Ｘ線発生器１０の窓１３を透過したＸ線は、被測定板１００に照射される。被測定板１００は、例えば、鉄やアルミニウムなどを主成分する金属板である。

【0011】

検出器２０は、被測定板１００を透過したＸ線を検出する。検出器２０は、検出したＸ線量に応じた検出信号を処理装置３０に出力する。検出信号は、例えば、電流である。

【0012】

記憶装置４０には、検量線テーブルが格納されている。検量線テーブルは、予め取得された被測定板１００の材質ごとの検出器２０の検出信号と被測定板１００の厚さとの関係を表す。また、記憶装置４０には、後述する統計雑音のデータや校正式も格納される。

【0013】

処理装置３０は、検出器２０からの検出信号の入力を受け、検出器２０からの検出信号を、記憶装置４０から読み出した検量線テーブルに基づいて、被測定板１００の厚さに換算する。また、処理装置３０は、Ｘ線発生器１０の動作を制御する。

【0014】

本実施形態によれば、図２に示すように、Ｘ線発生器１０は、窓１３に付着した付着物７０で反射したＸ線６０を検出する補助検出器１５をケース１２内にさらに有する。

【0015】

窓１３におけるケース１２の外側に露出する外面にゴミ等の付着物７０が付着した場合、Ｘ線源１１からのＸ線５０が付着物７０に当たり乱反射したＸ線６０を補助検出器１５で検出することができる。例えば、予め窓１３に付着物７０が付着していな状態で一定時間補助検出器１５の出力変動を記録し、統計雑音を取得する。そして、被測定板１００の厚さの測定中において、補助検出器１５の出力が予め取得しておいた統計雑音を越えた場合に、窓１３に汚れ等の付着物７０が付着したと検知することができる。

【0016】

窓１３に付く付着物によって検出器２０の検出信号がどれくらい変動するのかを予めいくつかデータを取得しておき、校正式を作成しておく。そして、被測定板１００の厚さの測定中において窓１３に付着物７０の付着が検知された場合には、処理装置３０は上記校正式によって補正して被測定板１００の厚さを算出する。これにより、窓１３に付着した付着物７０による測定誤差の影響を低減し、被測定板１００の厚さの測定精度を高くすることができる。

【0017】

図３（ａ）に示すように、第２実施形態のＸ線発生器１０は、第１実施形態の構成に加えて、ケース１２内に補助Ｘ線源１６をさらに有する。補助Ｘ線源１６は、窓１３に向けてＸ線５１を出射する。被測定板１００の厚さ測定に使うＸ線源１１からのＸ線５０は、窓１３の窓面（内面及び外面）に対して垂直に入射するのに対して、補助Ｘ線源１６からのＸ線５１は、窓１３の窓面に対して斜め方向から入射する。

【0018】

窓１３の外面に付着物７０が付着した場合、補助Ｘ線源１６から窓１３に照射したＸ線５１が付着物７０に当たり反射したＸ線６０を補助検出器１５で検出する。補助検出器１５は、補助Ｘ線源１６から出射し、窓１３に付着した付着物７０で反射したＸ線６０を検出可能な位置に配置される。

【0019】

第２実施形態においても、予め窓１３に付着物７０が付着していな状態で一定時間補助検出器１５の出力変動を記録し、統計雑音を取得する。そして、被測定板１００の厚さの測定中において、補助検出器１５の出力が予め取得しておいた統計雑音を越えた場合に、窓１３に汚れ等の付着物７０が付着したと検知することができる。

【0020】

また、第２実施形態においては、Ｘ線源１１及び補助Ｘ線源１６の両方からＸ線を出射した状態において、窓１３に付く付着物によって検出器２０の検出信号がどれくらい変動するのかを予めいくつかデータを取得しておき、校正式を作成しておく。そして、被測定板１００の厚さの測定中において窓１３に付着物７０の付着が検知された場合には、処理装置３０は上記校正式によって補正して被測定板１００の厚さを算出する。これにより、窓１３に付着した付着物７０による測定誤差の影響を低減し、被測定板１００の厚さの測定精度を高くすることができる。

【0021】

被測定板１００の測定に用いられない補助Ｘ線源１６が出射するＸ線のケース１２外への漏れを抑制するため、補助Ｘ線源１６の出力は、Ｘ線源１１の出力よりも低いことが好ましい。

【0022】

窓面における付着物７０の付着位置と補助検出器１５との位置関係によっては、付着物７０の検出感度に偏りが生じ得る。そのため、図３（ｂ）に示すように、補助検出器１５は複数設けることが好ましい。複数の補助検出器１５が、窓１３の窓面を見た平面視において、窓１３を挟む位置に配置される。図３（ｂ）に示す例では、窓面は円形状に形成され、４つの補助検出器１５が窓面の中心のまわりに９０°間隔で配置されている。複数の補助検出器１５を設けることで、窓面全体における付着物７０の検出感度を向上させることができる。複数の補助検出器１５を設けた形態は、Ｘ線源１１を付着物７０の検出に用いる場合と、補助Ｘ線源１６を付着物７０の検出に用いる場合のどちらの場合にも適用できる。

【0023】

補助Ｘ線源１６を設けた場合には、複数の補助検出器１５に対応して複数の補助Ｘ線源１６を設けることが好ましい。図３（ｂ）に示す例では、平面視において、窓１３の左方に位置する補助Ｘ線源１６からのＸ線は、窓１３の右方に位置する補助検出器１５で検出可能である。窓１３の右方に位置する補助Ｘ線源１６からのＸ線は、窓１３の左方に位置する補助検出器１５で検出可能である。窓１３の上方に位置する補助Ｘ線源１６からのＸ線は、窓１３の下方に位置する補助検出器１５で検出可能である。窓１３の下方に位置する補助Ｘ線源１６からのＸ線は、窓１３の上方に位置する補助検出器１５で検出可能である。

【0024】

図４（ａ）に示す第３実施形態によれば、補助検出器１５は平面視における窓１３の周囲を回転移動され、補助検出器１５の位置と対応づけられた補助検出器１５の検出信号により、窓１３に付着した付着物を検出する。これにより、窓面全体における付着物７０の検出感度を向上させることができる。

【0025】

例えば、窓１３に付着物７０が付着していな状態で一定時間補助検出器１５を回転移動させながら補助検出器１５の出力変動を記録し、統計雑音を取得する。この統計雑音を取得する際に、補助検出器１５の回転移動の回転角（回転移動経路上における補助検出器１５の位置に対応）も同時に記録し、回転角毎に統計雑音を取得する。上記統計雑音から窓面の材質と形状の不均一による影響を排除した付着物７０の検出を行える。また、補助検出器１５の感度の高い領域を移動させることにより、付着物７０の検出感度を向上させることが可能となる。

【0026】

図４（ｂ）に示す第４実施形態によれば、静止している補助検出器１５に対して窓１３が回転される。例えば円形状の窓１３の中心が回転中心となる。そして、窓１３の回転角と対応づけられた補助検出器１５の検出信号により、窓１３に付着した付着物を検出する。これにより、窓面全体における付着物７０の検出感度を向上させることができる。

【0027】

例えば、窓１３に付着物７０が付着していな状態で一定時間窓１３を回転移動させながら補助検出器１５の出力変動を記録し、統計雑音を取得する。この統計雑音を取得する際に、窓１３の回転角も同時に記録し、回転角毎に統計雑音を取得する。上記統計雑音から窓面の材質と形状の不均一による影響を排除した付着物７０の検出を行える。また、窓１３の回転により、補助検出器１５の感度の高い領域に付着物７０を移動させることができ、付着物７０の検出感度を向上させることが可能となる。

【0028】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。

【符号の説明】

【0029】

１０…Ｘ線発生器、１１…Ｘ線源、１２…ケース、１３…窓、１４…天板、１５…補助検出器、１６…補助Ｘ線源、２０…検出器、３０…処理装置、４０…記憶装置、１００…被測定板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】