特表2024-506677生産ライン上で進行するプラスチック含有物体のＸＲＳ検査および選別
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-14
(54)【発明の名称】生産ライン上で進行するプラスチック含有物体のＸＲＳ検査および選別
(51)【国際特許分類】
G01N 23/223 20060101AFI20240206BHJP
G01N 23/207 20180101ALN20240206BHJP
【ＦＩ】
G01N23/223
G01N23/207
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023548858
(86)(22)【出願日】2021-12-13
(85)【翻訳文提出日】2023-08-14
(86)【国際出願番号】 IL2021051482
(87)【国際公開番号】W WO2022130376
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】279615
(32)【優先日】2020-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IL
(31)【優先権主張番号】63/141,099
(32)【優先日】2021-01-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518274043
【氏名又は名称】セキュリティ マターズ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＭＡＴＴＥＲＳ ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100139723
【弁理士】
【氏名又は名称】樋口 洋
(72)【発明者】
【氏名】アロン，ハッガイ
(72)【発明者】
【氏名】ナホム，テヒラ
(72)【発明者】
【氏名】タル，ナタリー
(72)【発明者】
【氏名】カプリンスキー，モル
(72)【発明者】
【氏名】ナヒミアス，チェン
(72)【発明者】
【氏名】ダフニ，ロン
(72)【発明者】
【氏名】ヨラン，ナダフ
【テーマコード（参考）】
2G001
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001AA02
2G001AA10
2G001BA04
2G001BA18
2G001CA01
2G001CA02
2G001DA06
2G001JA09
2G001KA20
2G001LA05
2G001PA03
2G001PA11
(57)【要約】
生産ライン上を進行する物体を検査するためのＸ線分光法（ＸＲＳ）検査ステーションが提供される。ＸＲＳステーションは以下を含む：それぞれＸＲＳ検査領域を画定し、生産ライン上を進む間に検査領域を通過する物体に対して１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを実行し、前記物体に対してＸＲＳ検査データピースを生成する、少なくとも１つのＸＲＳ検査システム。ＸＲＳ検査システムは、物体の少なくとも一部を励起するためにＸ線またはガンマ線励起放射線をそれぞれ生成する少なくとも１つのエミッタと、励起放射線に対する物体の前記少なくとも一部の応答を検出し、物体のプラスチック材料組成物に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む対応するＸＲＳ検査データピースを生成する少なくとも１つの検出ユニットとを備え、ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件に関する情報を提供する。検査システムはまた、ＸＲＳ検査データ要素に基づいて、それぞれの物体の識別データと関連付けられた物体の状態を生成するよう適用される分析器ユーティリティを含む。また、検査ステーションにおいて、物体状態データに基づいて、生産ラインの選別ステーションにおいて使用される前記物体に対して選別データを生成するように提供される制御ユニットである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生産ライン上で進行する物体を検査するためのＸ線分光法（ＸＲＳ）検査ステーションであって、該ＸＲＳステーションは、以下：少なくとも１つのＸＲＳ検査システムであって、ＸＲＳ検査領域を画定し、前記生産ライン上を進行中に前記検査領域を通過する物体に対して１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを実行し、前記物体に対するＸＲＳ検査データピースを生成するように構成され動作可能である、ＸＲＳ検査システム；
前記ＸＲＳ検査データピースに基づいて、それぞれの物体の識別データと関連付けられた物体状態を生成するように構成され動作可能である、分析器ユーティリティ；および
前記物体状態データに基づいて、前記生産ラインの選別ステーションで使用するための、前記物体に関する選別データを生成するように構成され動作可能である、制御ユニット
を含み、
前記ＸＲＳ検査システムは、前記物体の少なくとも一部を励起するためにＸ線またはガンマ線励起放射をそれぞれ生成する少なくとも１つのエミッタと、前記励起放射に対する前記物体の少なくとも一部の応答を検出し、前記物体のプラスチック材料組成に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む対応するＸＲＳ検査データピースを生成するように構成された少なくとも１つの検出ユニットとを備え、前記ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、前記物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件の情報を与える
ことを特徴とする、検査ステーション。
【請求項2】
前記分析器が、前記ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからの前記ＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定し；かつ、所定の基準に従って前記偏差を分析し、前記物体状態データを決定するように構成され動作可能であることを特徴とする、請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項3】
前記分析器が、以下：前記ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからの前記ＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する；
前記偏差を示すデータを、中央制御システムに通信して、要求として対応する物体状態を示すデータを示すデータを前記中央制御システムか受信する；および
前記中央制御システムからの前記物体状態を示すデータの受信に応答して、制御ユニットを動作させて選別データを生成する
ことを実行するように構成され動作可能であることを特徴とする、請求項１に記載の検査ステーション。
【請求項4】
前記分析器が、前記識別されたＸＲＳシグネチャの偏差を示すデータの機械学習ベースの分析を実行するように構成され動作可能であることを特徴とする、請求項２または３に記載の検査ステーション。
【請求項5】
前記物体内のプラスチック材料組成の前記１つまたは複数の条件が、プラスチックリサイクル条件を含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項6】
前記プラスチックリサイクル条件が、以下のパラメータのうちの１つまたは複数：前記検査セッションの前に前記プラスチック材料が受けたリサイクルサイクルの回数；リサイクル内容物の量；分子鎖の変化；分子の濃度の変化；および、製品の先行するリサイクルまたは使用の結果として製品材料に導入される異物の濃度
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の検査ステーション。
【請求項7】
前記選別データが、プラスチック材料をさらに使用することができるかどうか、およびどのように使用することができるかを示すことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項8】
前記ＸＲＳ検査ステーションに到着する物体に関する入力物体関連データを分析し、前記１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを最適化するための動作データを生成するように構成され動作可能な動作コントローラをさらに含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項9】
前記入力物体関連データが、前記物体に関する幾何学的データを含み、前記動作データが、前記ＸＲＳステーションを通過する物体の進行面に対する検査領域の位置データを含むことを特徴とする、請求項８に記載の検査ステーション。
【請求項10】
前記入力物体関連データが、前記物体の材料組成を示す物体タイプに関するデータを含み、前記動作データが、前記物体内のプラスチック材料組成に埋め込まれた予想マーキングに従って最適化された励起放射のスペクトルパラメータを含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の検査ステーション。
【請求項11】
前記入力物体関連データが、特定のタイプの物体に関する幾何学的データを含み、それによって、ＸＲＳ検査ステーションにおけるＸＲＳ検査システムの１つまたは複数の要素の位置データを、ＸＲＳステーションを通って進行する物体に対して調整し、それによって励起放射線の１つまたは複数のパラメータを最適化することを可能にすることを特徴とする、請求項８～１０のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項12】
前記最適化される励起放射線の前記１つまたは複数のパラメータが、前記物体内の所定の位置に印加される電力および励起スポットサイズの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の検査ステーション。
【請求項13】
前記入力幾何学的データが、前記マーキングのＸＲＳシグネチャを識別するために検査されるプラスチック層の厚さを示すことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の検査ステーション。
【請求項14】
前記動作データが、前記ＸＲＳシステムの発光ユニットおよび検出ユニットの最適な構成を示すデータを含み、前記検査セッションに関与するエミッタの数および検出器の数、ならびに、それらの間のかつ検査される物体に対する相対調節によって特徴づけられることを特徴とする、請求項８～１３のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項15】
前記動作データが、前記ＸＲＳ検査ステーションを通る物体の進行中に、前記物体と前記ＸＲＳ検査システムとの間の相対変位の最適な速度を示すデータを含むことを特徴とする、請求項８～１４のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項16】
前記入力物体関連データが、前記ＸＲＳ検査システムの上流の光学検査ステーションで生成された光学データを含むことを特徴とする、請求項８～１５のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項17】
前記入力物体関連データが、予め記憶されたユーザエントリデータを含むことを特徴とする、請求項８～１６のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項18】
前記ＸＲＳ検査セッションが、Ｘ線またはガンマ線励起放射線によって前記物体の少なくとも一部を励起することと、前記励起放射線に対する前記物体の少なくとも一部の応答を検出することとを含み、前記応答は、前記物体との前記励起放射線相互作用によって誘導される蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）またはＸ線回折（ＸＲＤ）を示すことを特徴とする、請求項１～１７のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項19】
前記物体を前記少なくとも１つの検査領域に向かってそれを通って移動させながら前記検査される物体を搬送する表面を有するコンベヤをさらに含むことを特徴とする、請求項１～１８のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項20】
前記少なくとも１つのＸＲＳ検査システムの前記検出ユニットが、１つまたは複数の検出器を備え、前記１つまたは複数の検出器の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの検査領域と位置合わせされた前記コンベヤの表面のセグメントの下に配置され、それによって、前記少なくとも１つの検出器と前記コンベヤによって検査領域を通って移動される物体との間の固定された所望の距離を最小限に抑えるかまたは維持することを可能にすることを特徴とする、請求項１９に記載の検査ステーション。
【請求項21】
以下の構成：前記少なくとも１つのエミッタが、前記コンベヤの表面の前記セグメントの下に配置され、前記検査領域に向かって励起放射線を放射するように構成され、それによって、前記エミッタと前記コンベヤによって前記検査領域を通って移動される物体との間の固定された所望の距離を最小限に抑えるかまたは維持することを可能にする；および
前記少なくとも１つのエミッタが、前記コンベヤの表面の前記セグメントの上方または側方に配置され、前記検査領域に向かって励起放射線を放射するように構成される
の１つを有することを特徴とする、請求項２０に記載の検査ステーション。
【請求項22】
前記コンベヤが、前記励起放射線に対して実質的なＸＲＳ応答を有する材料を含み、前記コンベヤが、該コンベヤのＸＲＦ放射率がないまたは比較的低い対応する１つまたは複数の領域を画定する１つまたは複数のＸＲＳ透過窓を画定するように構成されることを特徴とする、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項23】
前記コンベヤが、前記ＸＲＦ透過窓を画定する前記１つまたは複数のベルトまたはローラセットの中または間に１つまたは複数の間隔を有する１つまたは複数のベルトまたはローラセットを備える１つまたは複数のコンベヤトラックを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の検査ステーション。
【請求項24】
前記１つまたは複数のＸＲＳ透過窓の２次元サイズが、前記励起放射線のビームの断面の２次元サイズとそれぞれ等しいかまたはそれよりも大きく、その結果、前記ビームは、前記コンベヤのトラック、ベルトおよび／またはローラセットと相互作用することなくＸＲＳ透過窓を通過することができ、したがって前記コンベヤの前記トラック、ベルトおよび／またはローラからのＸＲＳ応答を回避することができることを特徴とする、請求項２３に記載の検査ステーション。
【請求項25】
前記コンベヤが、前記トラックの少なくとも１つに沿って移動可能であり、前記ベルト内に前記ＸＲＳ透過窓を画定する１つまたは複数の開口を有する少なくとも１つのベルトを備え；それにより、前記１つまたは複数の開口は、前記少なくとも１つの検査領域を横切るように前記コンベヤのベルトと共に移動可能であることを特徴とする、請求項２４に記載の検査ステーション。
【請求項26】
前記１つまたは複数の開口の前記２次元サイズが、前記トラックに沿った前記ベルトの移動方向を画定する軸に沿って伸長され、前記軸に沿った前記開口の長さは、前記軸に沿った前記ビームの断面サイズよりも少なくとも数倍大きく、それにより、前記検査領域を通って前記ベルトの表面上で搬送された物体の時間積分ＸＲＦ測定を行うことを可能にすることを特徴とする、請求項２５に記載の検査ステーション。
【請求項27】
検査時間コントローラおよび信号インテグレータをさらに含み、該検査時間コントローラおよび信号インテグレータは、前記検査システムに接続可能であり、以下：検査時間コントローラによって、前記少なくとも１つの検査領域に対する前記コンベヤの移動軸に沿った前記コンベヤの位置を示すデータを取得および分析し、被検査物体を搬送するコンベヤのセグメントの位置が前記検査領域を横切る期間と同期して前記検査セッションを実行するために前記ＸＲＳ検査システムに対する動作データを生成する；および
前記信号積分器によって、前記物体を載せたコンベヤの前記セグメントが前記検査領域を横切る積分期間中に、前記物体が前記検査領域を横切る間に前記検出ユニットによって検出される前記ＸＲＳ応答のスペクトルプロファイルを積分し；これにより、最適化された信号対ノイズ比または信号対クラッタ比を有する物体から得られる積分ＸＲＳ応答を取得する
を実行することにより前記少なくとも１つの検査領域を通って前記コンベヤにより搬送される前記物体の時間積分ＸＲＳ測定を実行するように構成され動作可能であることを特徴とする、請求項１９～２６のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項28】
前記検査時間コントローラに接続可能であり、前記コンベヤの前記セグメントの位置を示す前記データを感知および提供するように構成され動作可能な位置センサをさらに含むことを特徴とする、請求項２７に記載の検査ステーション。
【請求項29】
前記コンベヤから予想される所定のＸＲＳクラッタを受信するように基準データプロバイダに接続可能であり、前記検出ユニットから、前記少なくとも１つの検査領域から検出された前記検出されたＸＲＳ応答を受信し、前記物体が前記検査領域に位置するときに、前記検出されたＸＲＳ応答から前記所定のＸＲＳクラッタを減算して、前記物体からの前記ＸＲＳ応答を示すデータを取得するように構成され動作可能である、コントローラをさらに含むことを特徴とする、請求項１９～２８のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項30】
前記検出ユニットから、前記検査領域から検出された前記検出されたＸＲＳ応答を受信するように構成され動作可能なコントローラをさらに含み、前記検出されたＸＲＳ応答は、前記物体が前記検査領域に位置するときに前記物体から生じたＸＲＳ放射を示し；前記物体が前記検査領域を横切る期間の少なくとも一部にわたって、前記物体で生じたＸＲＳ放射を積分する、ことを特徴とする、請求項１９～２９のいずれか一項に記載の検査ステーション。
【請求項31】
物体のＸ線分光法（ＸＲＳ）検査を制御するための制御システムであって、該制御システムは、コンピュータネットワークに接続され、前記ネットワークを介して、複数の生産ラインにおける複数のＸＲＳ検査ステーションと通信し、中央データベースマネージャとデータ通信する、コンピュータシステムであり、前記制御システムは、以下：前記物体の識別データと関連付けられた前記物体のＸＲＳ検査データピースを示す入力データに応答して、前記物体に埋め込まれたマーキングに関して特定のＸＲＳ検査システムによって識別されたＸＲＳシグネチャを示すデータを含むＸＲＳ検査データを分析するために中央データベースに予め記憶されたデータを利用し、前記ＸＲＳシグネチャを示す前記データから導出された前記物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件に基づいて、前記物体に関する物体状態データを決定する；
前記物体状態データをそれぞれのＸＲＳステーションに通信する；および
複数のＸＲＳ検査ステーションから提供される関連する物体のＸＲＳ検査データピースの分析に基づいて、データベース内のデータを最適化する
を実行するように構成され動作可能であることを特徴とする、制御システム。
【請求項32】
生産ライン上で進行する物体を検査するためのＸ線分光法（ＸＲＳ）検査方法であって、前記生産ラインのＸＲＳ検査ステーションによって画定される検査領域を通過する物体に１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを適用し、前記物体のＸＲＳ検査データピースを生成する工程であって、前記ＸＲＳ検査セッションは、Ｘ線またはガンマ線放射によって物体の少なくとも一部を励起する工程、および、物体のプラスチック材料組成に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む励起放射に対する物体の前記少なくとも部分の応答を検出する工程を含み、前記ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件の情報を与える、工程；
前記ＸＲＳ検査データピースに基づいて、物体状態データを決定し、前記物体状態データをそれぞれの物体の識別データと関連付けて記録する工程；および
前記記録された物体状態データに基づいて、前記生産ラインの選別ステーションで使用するための選別データを生成する工程
を含む、方法。
【請求項33】
前記物体状態の決定は、以下：前記ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；および
所定の基準に従って前記偏差を分析し、前記物体状態データを決定する工程
を含むことを特徴とする、請求項３２に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項34】
前記物体状態の判定が、前記ＸＲＳ検査データピースを前記中央制御システムに通信し、そこから対応する物体状態を受信する工程を含むことを特徴とする、請求項３２に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項35】
前記物体状態の決定が、以下：前記ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；
前記偏差を示すデータを中央制御システムに通信して、前記中央制御システムに、所定の基準に従って前記偏差を分析させ、対応する物体状態を示すデータを生成する工程；および
前記物体状態データを前記中央制御システムから受信する工程
を含むことを特徴とする、請求項３２に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項36】
前記物体状態データの決定が、識別されたＸＲＳシグネチャの偏差を示すデータに機械学習ベースの分析を適用する工程を含むことを特徴とする、請求項３３～３５のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項37】
前記物体内のプラスチック材料組成の前記１つまたは複数の条件が、プラスチックリサイクル条件を含むことを特徴とする、請求項３２～３６のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項38】
前記プラスチックリサイクル条件が、以下のパラメータ：検査セッションの前に前記プラスチック材料が受けたリサイクルサイクルの回数；リサイクル内容物の量；分子鎖の変化；分子の濃度の変化；および、製品の先行するリサイクルまたは使用の結果として製品材料に導入される異物の濃度のうちの１つまたは複数を含むことを特徴とする、請求項３７に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項39】
前記選別データが、プラスチック材料をさらに使用することができるかどうか、およびどのように使用することができるかを示すことを特徴とする、請求項３２～３８のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項40】
前記ＸＲＳ検査ステーションに到着する前記物体に関する入力物体関連データを分析する工程、および、前記１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを最適化するための動作データを生成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項３２～３９のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項41】
前記入力物体関連データが、前記物体に関する幾何学的データを含み、前記動作データは、前記ＸＲＳステーションを通過する物体の進行面に対する検査領域の位置データを含むことを特徴とする、請求項４０に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項42】
前記入力物体関連データが、前記物体の材料組成を示す物体タイプに関するデータを含み、前記動作データは、前記物体内のプラスチック材料組成に埋め込まれた予想マーキングに従って最適化された励起放射のスペクトルパラメータを含むことを特徴とする、請求項４０または４１に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項43】
前記入力物体関連データが、特定のタイプの物体に関する幾何学的データを含み、それによって、前記ＸＲＳ検査ステーションにおけるＸＲＳ検査システムの１つまたは複数の要素の位置データを、前記ＸＲＳステーションを通って進行する物体に対して調整し、それによって前記励起放射の１つまたは複数のパラメータを最適化することを可能にすることを特徴とする、請求項４０～４２のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項44】
前記最適化される励起放射線の前記１つまたは複数のパラメータが、前記物体内の所定の位置に印加される電力および励起スポットサイズの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項４２または４３に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項45】
前記入力幾何学的データが、前記マーキングの前記ＸＲＳシグネチャを識別するために検査されるプラスチック層の厚さを示すことを特徴とする、請求項４３または４４に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項46】
前記動作データが、前記ＸＲＳシステムの発光ユニットおよび検出ユニットの最適な構成を示すデータを含み、前記検査セッションに関与するエミッタの数および検出器の数、ならびに、それらの間のかつ検査される物体に対する相対調節を特徴とする、請求項４１～４３のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項47】
前記動作データが、前記ＸＲＳ検査ステーションを通る物体の進行中に、前記物体と前記ＸＲＳ検査システムとの間の相対変位の最適な速度を示すデータを含むことを特徴とする、請求項４１～４６のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項48】
前記入力物体関連データが、前記ＸＲＳ検査ステーションの上流の生産ラインの光学検査ステーションで生成された光学データを含むことを特徴とする、請求項４１～４７のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項49】
前記入力物体関連データが、予め記憶されたユーザ入力データを含むことを特徴とする、請求項４１～４８のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項50】
前記ＸＲＳ検査セッションが、Ｘ線またはガンマ線励起放射線によって前記物体の少なくとも一部を励起する工程、および、励起放射線に対する前記物体の前記少なくとも一部の応答を検出する工程を含み、前記応答は、前記物体との励起放射線相互作用によって誘導される蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）またはＸ線回折（ＸＲＤ）を示すことを特徴とする、請求項３２～４９のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項51】
前記検査される物体が、前記物体を前記少なくとも１つの検査領域に向けてそれを取って移動させるコンベヤの表面上に配置されることを特徴とする、請求項３２～５０のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項52】
前記応答を検出する工程が、少なくとも１つのＸＲＳ検出器を、前記少なくとも１つの検査領域と位置合わせされたコンベヤの表面のセグメントの下に配置し、それによって、前記少なくとも１つの検出器と前記コンベヤによって検査領域を通って移動される物体との間の固定された所望の距離を最小限に抑えるかまたは維持することのいずれかを可能にする工程を含むことを特徴とする、請求項５１に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項53】
前記少なくとも１つの検査領域に対する前記コンベヤの移動軸に沿った前記コンベヤの位置を示すデータを取得および分析し、被検査物体を搬送するコンベヤのセグメントの位置が前記検査領域を横切る期間と同期して前記検査セッションを実行するために動作データを生成する工程；および前記物体を載せたコンベヤの前記セグメントが前記検査領域を横切る積分期間中に、前記物体が前記検査領域を横切る間に前記検出ユニットによって検出される前記ＸＲＳ応答のスペクトルプロファイルを積分し；これにより、最適化された信号対ノイズ比または信号対クラッタ比を有する物体から得られる積分ＸＲＳ応答を取得する工程
を実行することにより前記少なくとも１つの検査領域を通って前記コンベヤにより搬送される前記物体の時間積分ＸＲＳ測定を実行する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項５１または５２に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項54】
前記コンベヤの前記セグメントの位置を示すデータを感知および提供する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項５３に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項55】
前記コンベヤから予想される所定のＸＲＳクラッタを含む基準データを受信する工程、前記少なくとも１つの検査領域から検出された前記検出されたＸＲＳ応答を受信する工程、および、前記物体が前記検査領域に位置するときに、前記検出されたＸＲＳ応答から前記所定のＸＲＳクラッタを減算して、前記物体からの前記ＸＲＳ応答を示すデータを取得する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項５１～５４のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【請求項56】
前記検査領域から検出された前記検出されたＸＲＳ応答を受信する工程であって、前記検出されたＸＲＳ応答は、前記物体が前記検査領域に位置するときに前記物体から生じたＸＲＳ放射を示す工程；前記物体が前記検査領域を横切る期間の少なくとも一部にわたって、前記物体において生じたＸＲＳ放射を積分する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項５１～５５のいずれか一項に記載のＸＲＳ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、物体に埋め込まれたＸＲ対応マーキングを読み取ることによってＸ線分光法（ＸＲＳ）を用いて物体を検査する分野にあり、生産ライン上で進行する物体を検査して物体を適切に選別するのに適した自動検査技術に関する。
【背景技術】
【0002】
当技術分野では、物体の材料組成のパラメータ／条件に基づいて物体を選別するためのシステムに対する必要性が高まっている。物体に埋め込まれたまたは物体の表面に塗布されたＸＲＦマーキングに基づいて、物体の材料を分析し、それに応じて物体を選別するために、ＸＲＦベースの技術を利用することが知られている。
【0003】
例えば、本出願の譲受人に譲渡された特許文献１は、異なる物体上の励起ビームの強度を変調／変動させ、その二次放射を測定することによって、複数の物体内のマーキング組成物の存在を同時識別するためのＸＲＦベースの技術を記載する。ＸＲＦ分析器は、以下を備える：複数の物体を同時に照射するための空間強度分布を有する少なくとも１つのＸ線またはガンマ線励起放射線ビームを放出するように適合された放射線エミッタアセンブリ；Ｘ線またはガンマ線による物体の照射に応答して複数の物体から到来する二次放射線Ｘ線信号を検出し、複数の物体上の検出されたデータＸ線信号の空間強度分布を示すデータを提供する、放射線検出器；および、検出器と通信する信号読取りプロセッサであって、検出された応答Ｘ線信号を受信および処理して、複数の物体の各物体の少なくとも１つの表面に含まれるマーキング組成物の存在を検証するように適合されている、信号読取りプロセッサ。
【0004】
特許文献２は、未知の金属合金から構成されるスクラップ片などの材料を、それらの検出された蛍光Ｘ線の関数として選別するための材料選別システムを開示している。蛍光Ｘ線は元素組成シグネチャに変換され、これは次いで、材料の各々を識別および／または分類するために参照材料の元素組成シグネチャと比較され、その後そのような識別／分類に基づいて別々の群に分類される。材料選別システムは、複数の別個のｘ線源を有するインラインｘ線管を含んでもよく、その各々は、選別される材料の別個の流れを照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／１９３１１９号明細書
【特許文献2】米国特許第１０，２０７，２９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
様々なタイプの物体のＸ線分光法（ＸＲＳ）ベースの自動またはほぼ自動検査技術が、物体内の特定の材料の特性を決定して、スマートな選別および循環経済を実現することを可能にする、新規かつ効果的な技術が、当技術分野で必要とされている。特に、生産ライン上で進行しながら、プラスチックおよびプラスチック廃棄物含有物体の選別および等級分けのための認証を可能にし、プラスチック選別プロセスおよびリサイクルプロセスを適切に管理する、例えば、さらなる使用のためのプラスチックの余分なリサイクルを回避し、プラスチックを等級分けし、ループカウントし、リサイクルされた内容物の量、ポリマーの種類、および他の定量化および定性化データを測定する、物体を検査するための自動検査ステーションが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の自動検査および選別技術において使用するのに適したＸＲＳ技術は、以下を含むことに留意されたい：蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分光法、ならびにミニＸＲＦおよびマイクロＸＲＦ（μＸＲＦ）；およびＸ線回折（ＸＲＤ）分光法。これらのＸＲベースの技術はすべて、元素分析、化学分析において、材料の構造、組成、および物理的特性を研究するために使用することが知られている。
【0008】
以下の説明では、そのようなＸＲベースの分光技術のすべてを「ＸＲＦ」と呼ぶが、この用語は、すべての既知の適切なＸ線ベースの技術を包含するように広く解釈されるべきであることを理解されたい。
【0009】
本発明は、生産ライン上を流れる（典型的にはコンベヤ上に置かれる）物体を検査するためのＸＲＳに基づく検査技術を提供し、これにより、物体のプラスチック材料組成の条件に基づいて、物体を選別することが可能になる。より具体的には、本発明は、プラスチック材料に埋め込まれたＸＲＦシグネチャの元のシグネチャ（製造段階で物体のプラスチック材料に作成される）からの変化および／または前記シグネチャの検出可能性の変化に基づいて、プラスチック条件を決定することを提供する。
【0010】
したがって、本発明の１つの広範な態様によれば、生産ライン上で進行する物体を検査するためのＸ線分光法（ＸＲＳ）検査ステーションが提供される。ＸＲＳステーションは、少なくとも１つのＸＲＳ検査システム、分析器、および制御ユニットを含む。ＸＲＳ検査システムは、ＸＲＳ検査領域を画定し、生産ライン上で進行中に検査領域を通過する物体に対して１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを実行し、前記物体に対するＸＲＳ検査データピースを生成するように、構成され動作可能である。ＸＲＳ検査システムは、物体の少なくとも一部を励起するためにＸ線またはガンマ線励起放射をそれぞれ生成する少なくとも１つのエミッタと、励起放射に対する物体の前記少なくとも一部の応答を検出し、物体のプラスチック材料組成に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む対応するＸＲＳ検査データピースを生成するように構成された少なくとも１つのＸＲＳ検出ユニットとを備え、ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件の情報を与える。分析器ユーティリティは、ＸＲＳ検査データピースに基づいて、それぞれの物体の識別データと関連付けられた物体状態を生成するように構成され、動作可能である。制御ユニットは、物体状態データに基づいて、生産ラインの選別ステーションで使用するための、前記物体に関する選別データを生成するように構成され、動作可能である。
【0011】
本発明の別の広範な態様によれば、本発明は、生産ライン上で進行する物体を検査するためのＸ線分光法（ＸＲＳ）方法を提供し、この方法は以下を含む：
生産ラインのＸＲＳ検査ステーションによって画定される検査領域を通過する物体に１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを適用し、前記物体のＸＲＳ検査データピースを生成する工程であって、ＸＲＳ検査セッションは、Ｘ線またはガンマ線放射によって物体の少なくとも一部を励起する工程、および、物体のプラスチック材料組成に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む励起放射に対する物体の前記少なくとも部分の応答を検出する工程を含み、前記ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件の情報を与える；
ＸＲＳ検査データピースに基づいて、物体状態データを決定し、前記物体状態データをそれぞれの物体の識別データと関連付けて記録する工程；および
記録された物体状態データに基づいて、生産ラインの選別ステーションで使用するための選別データを生成する工程。
生産ラインのＸＲＳ検査ステーションによって画定される検査領域を通過する物体に１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを適用し、前記物体のＸＲＳ検査データピースを生成する工程であって、ＸＲＳ検査セッションは、Ｘ線またはガンマ線放射によって物体の少なくとも一部を励起する工程、および、物体のプラスチック材料組成に埋め込まれたマーキングのＸＲＳシグネチャを示すデータを含む励起放射に対する物体の前記少なくとも部分の応答を検出する工程を含み、前記ＸＲＳシグネチャを示す前記データは、物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件の情報を与える；
ＸＲＳ検査データピースに基づいて、物体状態データを決定し、前記物体状態データをそれぞれの物体の識別データと関連付けて記録する工程；および
記録された物体状態データに基づいて、生産ラインの選別ステーションで使用するための選別データを生成する工程。
【0012】
いくつかの実施形態では、ＸＲＳ検査セッションは、Ｘ線またはガンマ線励起放射線によって物体の少なくとも一部を励起する工程、および、励起放射線に対する物体の前記少なくとも一部の応答を検出する工程を含み、応答は、物体との励起放射線相互作用によって誘導される蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）またはＸ線回折（ＸＲＤ）を示す。
【0013】
本発明のいくつかの実施形態では、物体状態の決定は、以下を含んでもよい：
ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；および
所定の基準に従って前記偏差を分析し、物体状態データを決定する工程。
ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；および
所定の基準に従って前記偏差を分析し、物体状態データを決定する工程。
【0014】
あるいは、物体状態の決定は、ＸＲＳ検査データピースを中央制御システムに通信し、そこから対応する物体状態を受信する工程を含む。
【0015】
いくつかの実施形態では、物体状態の決定は、以下を含む：
ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；
前記偏差を示すデータを中央制御システムに通信して、前記中央制御システムに、所定の基準に従って前記偏差を分析させ、対応する物体状態を示すデータを生成する工程；および
物体状態データを中央制御システムから受信する工程。
ＸＲＳ検査データピースを分析し、それぞれの物体におけるそれぞれのプラスチック材料組成の基準マーキングを特徴付ける基準データからのＸＲＳシグネチャを示すデータの偏差を決定する工程；
前記偏差を示すデータを中央制御システムに通信して、前記中央制御システムに、所定の基準に従って前記偏差を分析させ、対応する物体状態を示すデータを生成する工程；および
物体状態データを中央制御システムから受信する工程。
【0016】
いくつかの実施形態では、物体状態データの決定は、識別されたＸＲＳシグネチャの偏差を示すデータに機械学習ベースの分析を適用する工程を含む。
【0017】
分析物体におけるプラスチック材料組成の条件は、プラスチックリサイクル条件を含んでもよい。１つまたは複数のプラスチックリサイクル条件は、以下の１つまたは複数を含む：検査セッションの前に前記プラスチック材料が受けたリサイクルサイクルの回数；リサイクル内容物の量；分子鎖の変化；分子の濃度の変化；および、製品の先行するリサイクルまたは使用の結果として製品材料に導入される異物の濃度。
【0018】
選別データは、典型的には、以下を示す：プラスチック材料をさらに使用することができるかどうか、およびどのように使用することができるか、すなわち、使用することができるか全く使用することができないか；許容されるリサイクルサイクルの数；リサイクルした後のそのようなプラスチック材料を使用することができる物体のタイプ。
【0019】
いくつかの実施形態では、ＸＲＳ検査ステーションに到着する物体に関する入力物体関連データが提供され、分析されて、前記１つまたは複数のＸＲＳ検査セッションを最適化するための動作データが生成される。例えば、入力物体関連データは、物体または特定のタイプの物体に関する幾何学的データを含み得る。幾何学的データは、ＸＲＳステーションを通過する物体の進行面に対する検査領域の位置データを決定／最適化するために使用され得る。これは、ＸＲＳ検査ステーションにおけるＸＲＳ検査システムの１つまたは複数の要素の位置データを、ＸＲＳステーションを通って進行する物体に対して調整し、それによって励起放射の１つまたは複数のパラメータを最適化することによって達成することができる。入力された幾何学的データは、マーキングのＸＲＳシグネチャを識別するために検査されるべきプラスチック層の厚さを示し得る。
【0020】
代替的にまたは追加的に、入力物体関連データは、物体の材料組成を示す物体タイプに関するデータを含んでもよい。これは、物体内のプラスチック材料組成に埋め込まれた予想されるマーキングに従って最適化された励起放射線のスペクトルパラメータを画定するために使用することができる。
【0021】
最適化される励起放射線のパラメータは、物体内の所定の位置に印加される電力および励起スポットサイズの少なくとも１つを含んでもよい。
【0022】
いくつかの実施形態では、入力物体関連データは、ＸＲＳ検査ステーションの上流の生産ラインの光学検査ステーションで生成された光学データを含む。
【0023】
いくつかの実施形態では、入力物体関連データは、予め記憶されたユーザエントリデータを含む。
【0024】
動作データは、ＸＲＳシステムの発光ユニットおよび検出ユニットの最適な構成を示すデータを含むことができ、検査セッションに関与するエミッタの数および検出器の数、ならびに、それらの間のかつ検査される物体に対する相対調節によって特徴付けられる。
【0025】
代替的にまたは追加的に、動作データは、ＸＲＳ検査ステーションを通る物体の進行中に、物体とＸＲＳ検査システムとの間の相対変位の最適な速度を示すデータを含むことができる。
【0026】
本発明のさらなる広範な態様において、本発明は、物体のＸ線分光法（ＸＲＳ）検査を制御するための制御システムを提供する。制御システムは、コンピュータシステムであり、コンピュータネットワークに接続され、前記ネットワークを介して、複数の生産ラインにおける複数のＸＲＳ検査ステーションと通信し、中央データベースマネージャとデータ通信する。制御システムは、以下を実行するように構成され、動作可能である：
物体の識別データと関連付けられた物体のＸＲＳ検査データピースを示す入力データに応答して、前記物体に埋め込まれたマーキングに関して特定のＸＲＳ検査システムによって識別されたＸＲＳシグネチャを示すデータを含むＸＲＳ検査データを分析するために中央データベースに予め記憶されたデータを利用し、ＸＲＳシグネチャを示す前記データから導出された物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件に基づいて、前記物体に関する物体状態データを決定する；
物体状態データをそれぞれのＸＲＳステーションに通信する；および
複数のＸＲＳ検査ステーションから提供される関連する物体のＸＲＳ検査データピースの分析に基づいて、データベース内のデータを最適化する。
物体の識別データと関連付けられた物体のＸＲＳ検査データピースを示す入力データに応答して、前記物体に埋め込まれたマーキングに関して特定のＸＲＳ検査システムによって識別されたＸＲＳシグネチャを示すデータを含むＸＲＳ検査データを分析するために中央データベースに予め記憶されたデータを利用し、ＸＲＳシグネチャを示す前記データから導出された物体内のプラスチック材料組成の１つまたは複数の条件に基づいて、前記物体に関する物体状態データを決定する；
物体状態データをそれぞれのＸＲＳステーションに通信する；および
複数のＸＲＳ検査ステーションから提供される関連する物体のＸＲＳ検査データピースの分析に基づいて、データベース内のデータを最適化する。
【0027】
生産ライン上を進行する間に上述の自動検査を受ける物体は、典型的には、１つまたは複数の検査ステーションによって画定される１つまたは複数の検査領域に向かって、それを通って、およびそれから外へ移動させるコンベヤ上に、間隔を空けて配置される。
【0028】
本発明者らは、予め選択された距離（すなわち、物体から１つまたは複数のＸＲベースのエミッタおよび／または１つまたは複数の検出器までの予め選択された距離）からの物体／サンプルの測定および検査が、サンプル／物体が進む並進システムのコンベヤトラック／ベルト／ローラの下に検査ユニットを配置することによって達成され得ることを見出した。これは、以下に関連する。
【0029】
コンベヤベースのＸＲＳ選別／識別システムは、しばしば、物体／材料からのＸＲＳ応答の不正確な／ノイズの多い測定値をもたらす。これは、検査システムが正確かつ迅速な選別プロセスを実行する能力に影響を及ぼす。そのような欠陥は、選別される物体／材料が、比較的低い原子番号の原子元素マーカーを含むＸＲＳマーカー組成物でマーキングされる場合、または選別される材料／物体自体の材料組成が、高いＸ線もしくはガンマ線吸光度または高いＸＲＦ放射の原子元素／組成物を含む場合に特に強調され、これは、物体のＸＲＳマーキング組成物からのＸＲＳ応答を妨げ、したがって、ノイズの多い測定および非効率的または不正確な識別または選別プロセスをもたらし得る。サンプル（具体的には、検査スポットが位置するサンプルの表面）からエミッタおよび検出器までの距離がサンプルごとに著しく異なり得るので、物体を上方からまたは側方から検査する（すなわち、物体の上方または側方から照射し、物体の上方または側方に位置する検出器によって応答信号を検出する）ことは、異なるサイズおよび形状の物体を検査するには効果的でないようである。これらの差は、システムによって得られる結果の正確な分析を妨げ、サンプル中に存在する材料および元素を正確に同定および定量化する可能性に悪影響を及ぼし得る。
【0030】
上記の欠点は、検査ユニットを、サンプル／物体が進む並進システムのコンベヤトラック／ベルト／ローラの下に配置することによって回避することができる。
【0031】
検査システムが被検査サンプルの下に位置する構成の別の利点は、物体／サンプルと検査ユニットとを、例えば、被検査物体／サンプル／材料から数センチメートル、さらには１ｍｍ以下の距離まで互いに近接して配置できることである。これは、検査システムが、その応答信号が空気中を移動するときに著しく減衰され得るサンプル内の光要素を検出するように構成される場合に重要であり得る。
【0032】
本発明の技術は、ＸＲＳマーカーによってマーキング／識別可能な様々な物体の選別／識別に適しており、ＸＲＳマーカーは、物体の固有の一部である、または物体内にオーバーレイもしくは埋め込まれた追加のマーカー／マーキング組成物であり得る。有利なことに、本発明の技術は、物体が不規則な形状（例えば、おそらくは物体または異なるサイズおよび形状または非定形形状）を有する場合であっても、そのようなマーキングされた物体の信頼できる識別／選別を容易にする。
【0033】
異なるタイプ、形状およびサイズの物体が検査される状況は、例えば、様々な製品のリサイクルプロセス、特にプラスチック製品、パッケージおよび材料のリサイクルプロセス中に生じ得る。プラスチックのリサイクルプロセスは、一般に、それらを構成する特定の材料またはポリマーまたはポリマーの組合せに従って製品を選別および分離することを必要とする。
【0034】
上述したように、有利なことに、検査ユーティリティを被検査物体／サンプルに近接して配置することにより（物体の形状が不規則であっても）、物体／材料のＸＲＳ識別可能なマーカー／マーキング組成物が、ＸＲＳマーキング組成物のマーキングの一部として機能する比較的軽い原子要素マーカーを含む場合にも、そのようなマーキングされた物体／材料の確実な識別／選別が容易になる。
【0035】
本開示の範囲内で、原子元素マーカー、またはＸＲＳマーキング組成物の一部である原子元素への言及は、マーキング組成物のそれらの原子元素への言及として理解されるべきであり、そのＸＲＳ放射がＸＲＳマーキング組成物の識別可能なＸＲＳシグネチャの本質的な部分である（これは、マーキング組成物中に存在し得るが、そのＸＲＳ放射が存在する場合でも、マーキング組成物の識別可能なシグネチャの一部を形成しないと考えられる他の元素から、これらの原子を区別するためである）。この目的のために、本発明は、原子番号が２５を超えない（例えば、ＸＲＳ電子エネルギーが６ｋｅＶを超えない）、１つまたは複数のそのような軽原子元素マーカーを含むマーキング組成物の使用を容易にする。
【0036】
マーカーの一部として軽原子元素を組み込むＸＲＳ識別可能なマーキング組成物に基づいて、不規則なサイズ／形状の物体を識別し、場合によっては定量化する複合能力は、ＸＲＳマーキング組成物の一部としてより重い原子元素マーカーを組み込むことが、規制（例えば、生物学的／人間的消費に使用される物体、例えば食品／飲料容器として使用される物体へのそのようなより重い原子元素の組み込みを禁止するＦＤＡ規制）に起因して不可能であり得る様々なタイプの物体／材料の選別に有利である。例えば、不規則なサイズ／形状の物体に組み込まれた、軽原子元素を含むＸＲＳマーキング組成物を識別するこの複合能力は、ＸＲＳマーキング組成物によってマーキングされ、サイズ／形状が無定形であるプラスチック物体（リサイクル可能なプラスチックなど）の識別および／または選別および／または定量化に有利である。
【0037】
この例を明確にするために、選別／識別されるリサイクル可能なプラスチック物体は、以下のうちの１つまたは複数によって特徴付けられ得る：
ａ．典型的には、選別されるリサイクル可能なプラスチック物体は、様々な異なる形状およびサイズを有する固体物体である；
ｂ．ＸＲＳマーカー／マーキング組成物は、リサイクル可能なプラスチック物体のプラスチック材料に実質的に均質な態様で埋め込むことができる；
ｃ．埋め込まれたＸＲＳマーカー／マーキング組成物は、典型的には、Ｘ線／ガンマ線検査放射スポットによって照射される各領域に相対的に弱いＸＲＳ信号をもたらす低濃度のＸＲＳ応答性原子元素を有し得る。濃度は元素に依存する。軽元素の場合、典型的には、重原子よりも高い濃度を使用する必要がある。例えば、（原子番号２５を超える）重原子については最大１００ｐｐｍ、軽原子については最大５００ｐｐｍ、および（原子番号２０以下の）非常に軽い原子についてはそれ以上である；
ｄ．プラスチック材料、特に食品／飲料包装に使用されるものに埋め込まれたＸＲＳマーカーの原子元素は、典型的には、比較的軽い元素（例えば、原子番号２５以下）であり、したがって、弱いＸＲＳ信号しか生じず、これは、空気中を移動する間に著しく減衰される。
ａ．典型的には、選別されるリサイクル可能なプラスチック物体は、様々な異なる形状およびサイズを有する固体物体である；
ｂ．ＸＲＳマーカー／マーキング組成物は、リサイクル可能なプラスチック物体のプラスチック材料に実質的に均質な態様で埋め込むことができる；
ｃ．埋め込まれたＸＲＳマーカー／マーキング組成物は、典型的には、Ｘ線／ガンマ線検査放射スポットによって照射される各領域に相対的に弱いＸＲＳ信号をもたらす低濃度のＸＲＳ応答性原子元素を有し得る。濃度は元素に依存する。軽元素の場合、典型的には、重原子よりも高い濃度を使用する必要がある。例えば、（原子番号２５を超える）重原子については最大１００ｐｐｍ、軽原子については最大５００ｐｐｍ、および（原子番号２０以下の）非常に軽い原子についてはそれ以上である；
ｄ．プラスチック材料、特に食品／飲料包装に使用されるものに埋め込まれたＸＲＳマーカーの原子元素は、典型的には、比較的軽い元素（例えば、原子番号２５以下）であり、したがって、弱いＸＲＳ信号しか生じず、これは、空気中を移動する間に著しく減衰される。
【0038】
いくつかの用途では、典型的にはコンベヤシステム自体が有意なＸＲＳ応答と関連付けられ得るため、ＸＲＳ検査モジュール（例えば、放射線源およびＸＲＳスペクトル検出器／分光計）を、物体を搬送するコンベヤシステムの側面または上方に配置することが必要とされ、したがって、ＸＲＳ検査モジュールをコンベヤから離すことが好ましいことに留意されたい。さらに、ＸＲＳによってマーキングされた従来の固体物体を選別するためにこの技術を使用することが実行可能である。これは、以下の理由による：そのような固体物体内のＸＲＦマーカーは、典型的には、マーキングされた物体の比較的小さい体積（例えば、マーキングされたコインの場合、物体全体の体積が小さい；または、ＸＲＳマーカーが位置するマーキングされた物体上の特定の位置である）に閉じ込められる比較的高濃度のＸＲＳ応答性原子元素で構成される。したがって、マーキングされた物体からの著しく強いＸＲＳ応答信号の放射は、物体を照射するときに予想され得、これにより、瞬時（非統合的）ＸＲＳ検出スキームを使用する（例えば、Ｘ線／ガンマ線照射スポットおよび／またはＸＲＳ応答の瞬時検出を使用する）場合でも、十分なＳＮＲを有するＸＲＳ応答信号を得ることができる。
【0039】
しかしながら、これは、均質に埋め込まれたＸＲＦマーカーが典型的に低い濃度を有する（プラスチック物体は、弱いＸＲＳ応答信号のみを提供する軽いＸＲＦ応答原子でマーキングされる）、リサイクル可能なプラスチック要素または流体材料などの物体を選別する場合には当てはまらない。したがって、埋め込まれたＸＲＳマーカーの濃度が低いそのような物体／材料からＸＲＳ信号の十分なＳＮＲを得るために、ＸＲＳ検査は、好ましくは、照明スポットの領域を通過する間に、選別される材料／物体が一定期間にわたって連続的または断続的に照射される積分可能なスキームに従い、長時間の間に検出されたＸＲＳ応答信号を積分して、十分なＳＮＲの総ＸＲＳ信号を得る。
【0040】
したがって、本発明のいくつかの態様によれば、ＸＲＳ検査システムまたは少なくともＸＲＳ検出器は、コンベヤの下に配置され、ＸＲＳ検査システムと選別されるリサイクル可能なプラスチック物体の少なくとも底部との間の距離が、、物体のサイズの変動にもかかわらず実質的に一定のままであり非常に小さくなり得る一方で、場合によっては、ＸＲＳ測定がコンベヤによって妨げられないようにＸＲＳ検出器の上方に、ＸＲＳ透過性の窓をコンベヤシステム内に実質的に画定する。
【0041】
本発明は、リサイクルされたまたはリサイクルされていない、プラスチック、ガラス、金属、任意のマトリックスに埋め込まれた難燃性材料および／または他の材料を含む、様々な材料で作られたマーキングされた物体を識別および／または選別および／または定量化するために使用され、有利であり得ることを理解されたい。物体という用語は、本明細書では、識別可能な、固有の、または付加されたＸＲＳマーキング／組成を有する、固体アイテム／凝集体、ならびに流体／液体を包含すると理解されるべきである。本発明は、例えば難燃剤／阻害剤を含む物体／材料を選別するためにも有利であり得、ここで、選別される物体自体の材料組成は、臭素などの固有の材料要素／組成を高濃度（例えば、１，０００ｐｐｍ超、またはさらに１０，０００ｐｐｍ超）で含み得るので、ＸＲＳ検査に使用されるＸ線またはガンマ線放射に対して高度に吸収性である。
【0042】
さらに、本発明のいくつかの実装形態では、積分可能な検出スキーム（本明細書ではゲーティングとも呼ばれる）を利用する。上述のように、エネルギー分散型ＸＲＦ（ＥＤＸＲＦ）システムなどのＸＲＳ検査システムは、サンプル／物体に向かってＸ線放射を放出し（サンプル内の原子を励起する）、その結果、サンプルが応答Ｘ線信号を放出する１つまたは複数のエミッタと、応答信号を検出するための１つまたは複数の検出器とを含む。エミッタは、例えば、マーキングされた物体のＸＲＳマーキング組成物中の複数の異なる要素を同時にまたは連続的に識別することを可能にする、異なる電圧／フィルタ／コリメーションパラメータなどの異なるパラメータ／特性を有する／それらで動作する、異なるエミッタであってもよい。１つまたは複数のエミッタから入射放射線を受け取り、応答信号が１つまたは複数の検出器に到達することができるサンプル／物体の領域／エリアは、本明細書では、検査スポット（スポット）または検査領域と交換可能に呼ばれる。ＸＲＳ検査システムによって収集されたデータ、例えば、各スペクトルチャネル（エネルギーバンドに対応する各チャネル）におけるカウント数またはカウント率は、検査されたサンプル／物体内の様々な材料／原子元素の濃度および／または相対濃度の存在および／または測定を（典型的には分析後に）示す。しかしながら、コンベヤ上の物体を検査する本発明によるＸＲＳシステムの場合、特にＸＲＳ検出器がコンベヤの下方にある場合、コンベヤ自体が励起ＸＲＳ放射線に応答してＸＲＦ応答を発し、したがって検査された物体／サンプルのＸＲＦ測定にノイズが導入され、したがって測定の感度および精度が低下する可能性がある。
【0043】
したがって、そのようなシステムでは（特に検出器がコンベヤの下方にある場合）、コンベヤ材料の励起に起因して測定されるノイズ／バックグラウンドＸＲＳを低減する必要がある。
【0044】
この目的のために、検査ステーションは、１つまたは複数のセンサを含むセンサユニットと、動作コントローラとをさらに含み、動作コントローラは、前進する物体が検査領域に到達する時間および物体が検査領域を通過する時間（例えば、物体の前方エッジが検査領域スポットに到達する時間と物体の後方エッジが検査領域を離れる時間との間の時間）に関する表示をＸＲＳ検査システムに提供する。したがって、ＸＲＳ検査システムは、センサユニットによって提供されたデータに従って動作して、検査セッションを実施し、検査される物体が検査領域内にある期間にのみＸＲＳ検出器から測定データを収集し、これにより、ＸＲＳ検査システムによって収集されたデータをより正確で、信頼性が高く、効率的に分析することが可能になる。
【0045】
一例では、センサユニットは、物体がセンサユニットの近傍の予め選択された領域に存在し、検査スポットに向かって（コンベヤベルトなどの連続トラック上で）移動するときはいつでも検出することができる、１つまたは複数の赤外線センサを含む。センサユニットは、撮像センサであってもよく、コンベヤ上の物体を検出し、コンベヤ上／上方を占めるサイズ／範囲を識別するための画像／パターン認識ユーティリティと関連付けられてもよい。したがって、センサユニットは、物体がいつ検査スポットに到達するかの表示を提供することができる。センサはまた、サンプルのサイズおよびサンプルがいつ検査スポットから離れるかを示すデータを提供することができる。異なる実施例では、センサユニットは、Ｘ線等の１つまたは複数の視覚的または他の波長カメラを含んでもよく、これは、サンプルのサイズおよび形状に関するデータだけでなく類似データを提供してもよい。別の実施例では、センサユニットは、有利には、物体の材料を示すデータ、より具体的には、物体が金属物体（Ｘ線吸収性）であるか、またはプラスチックなどの非金属物体であるかを示すデータも提供することができる、Ｘ線撮像センサを含むことができる。
【0046】
センサユニットからのデータは、入ってくるサンプル／物体の検査のためのスキームを選択および決定するために利用され得る。一例では、検査セッションは、２つ以上の段階を含むことができる。すなわち、第１段階では、検査システムのためのパラメータの１つのセット（Ｘ線管電圧、電流、およびエミッタおよび／または検出器のいずれかにおけるフィルタ／ビームコリメータを含む）が選択され、第２段階では、パラメータの別のセットが選択される。測定の第１段階または第２段階において検査されるサンプルの部分は、検査されるサンプルのサイズおよび／または形状に従って設定され得る。
【0047】
別の実施例では、ＸＲＳ測定のＳＮＲを改善し、それによって検査システムによって搬送される物体／材料のマーキング組成物の比較的弱いＸＲＲシグネチャの検出を可能にするために、ゲート／積分可能な測定スキームが使用され得る。
【0048】
このスキームの第１の実装形態では、１つまたは複数のセンサ（例えば、ＩＲまたは視覚またはＸ線撮像センサ／カメラ、近接センサ、コンベヤ位置センサ、または任意の他の好適なセンサ）を使用して、検査される特定の物体が検査領域を通過する期間を検出し、ＸＲＳ検査システムを動作させて、検査領域を通過する期間中にのみその特定のリサイクル可能なプラスチック物体を連続的または断続的に検査する。各物体から収集されたデータは、検査領域を通過する物体／サンプル内を検査領域が横断する面積／体積、および、検査領域／スポットを通って移動するときの物体速度に依存する検査の持続時間に対応する。測定は、１つまたは複数の検査領域を通る物体の移動中に、かつそれと協調して、タイムスロット／ビンで行うことができる。測定されたデータ（例えば、各スペクトルチャネル当たりのカウント）は、前記時間ビン／スロットについて収集され、その後、合計／平均されて、物体の総ＸＲＳ測定データを取得してもよい。
【0049】
ゲートスキームに対する第２の実装形態では、１つまたは複数のセンサ（例えば、ＩＲセンサ／カメラ／近接センサ、コンベヤ位置センサ、または任意の他の好適なセンサ）を使用して、コンベヤのＸＲＳ透過窓が検査領域を横切る期間を検出し、ＸＲＳ検査システムを動作させて、ＸＲＳ透過窓が好ましくは物体と共に検査領域を横切る期間中に、その特定の物体を連続的または断続的に検査する。このスキームによって、システムは、コンベヤ材料からのＸＲＳ応答に関連するＸＲＳ測定からのノイズ／クラッタを低減する。また、ここでは、同様に、システムは、コンベヤシステムの速度を動的に制御して、例えば、ＸＲＳ透過窓（例えば、物体を伴う）が検査領域を横断し、検査される期間を延長するように適合されてもよい。これにより、システムは、コンベヤからのバックグラウンドクラッタ／ノイズを伴わずに、またはより少ないバックグラウンドクラッタ／ノイズを伴って、物体が検査される時間を実際に延長し、したがって、測定の信号対ノイズおよび／または信号対クラッタをさらに改善する。さらに、逆もまた同様であり、システムは、ＸＲＳ透過窓が検査領域内にないときにコンベヤの速度を加速し、したがって、システムによる検査物体の収率を改善するように適合されてもよい。
【0050】
このスキームの第１および第２の実装形態のいずれにおいても、連続的または断続的な検査の前記期間中に得られたスペクトル応答は、その後、十分なＳＮＲを有する正確なＸＲＳ応答信号を得るために積分される。このスキームの第１および第２の実装形態はいずれも、ＸＲＳ測定からのノイズの低減およびＳＮＲの改善を提供する。上述の第１および第２の実装形態は、物体およびＸＲＦ透過窓の両方が検査領域内にあるときにのみ物体の測定が行われるように組み合わせることもできる。
【0051】
したがって、本発明のいくつかの実施形態では、本発明の技術は、検査領域を通ってコンベヤによって搬送される物体の時間積分ＸＲＳ測定を行うことを含む。時間積分ＸＲＳ測定は、例えば、以下を実行することによって行うことができる：コンベヤの移動軸に沿ったコンベヤの位置、またはコンベヤ内のＸＲＳ透過窓を画定する少なくとも１つの開口の位置を示すデータを取得する工程、および、少なくとも１つのＸＲＳ透過窓の位置が検査領域を横切る期間に同期して、ＸＲＳ検査セッションを動作させるための動作データを生成する工程。ＸＲＳ検査システムは、例えば、その期間と同期して排他的に、すなわち、その期間中に検査をアクティブ化し、その期間の前または後の他の時間には検査を非アクティブ化することによって、動作させることができる。次いで、積分期間中の蛍光Ｘ線応答のスペクトルプロファイルは、少なくとも１つのＸＲＳ透過窓が検査領域を横切る期間内で積分される。
【0052】
いくつかの実装形態では、時間積分ＸＲＳ測定を行うことは、以下をさらに含む：積分期間が、コンベヤの少なくとも１つのＸＲＳ透過窓と物体の両方が検査領域を横切る期間の少なくとも一部であるように、前記物体の位置を感知し、前記物体が検査領域を横切る時間と同期して（例えば排他的に同期して）ＸＲＳ検査システムを動作させる。
【0053】
代替的にまたは追加的に、本発明のいくつかの実施形態によれば、方法は、検査領域を通って、コンベヤによって運ばれる物体の時間積分ＸＲＳ測定を実行する工程を含み、これは、以下を実行することによる：前記物体の位置を感知する工程；および、ＸＲＳ検査ユーティリティを、前記物体が検査領域を横切る期間と同期して（例えば排他的に同期して）動作させる工程；および、前記物体が前記検査領域を横切る前記期間中に、前記検査領域を横切る前記物体から到来する蛍光Ｘ線応答のスペクトルプロファイルを積分する工程。
【0054】
放射線エミッタ配置は、物体が検査されている間に位置する検査領域と位置合わせされたコンベヤのセグメントの上方、下方、または側方に配置され、検査領域に向かって放射を放射する１つまたは複数のエミッタを含むことができる。
【0055】
いくつかの場合において、コンベヤ自体は、実質的なＸＲＦ応答を有する材料を含み得る。そのような場合、コンベヤは、少なくとも前記１つまたは複数の検査領域において、コンベヤのＸＲＳ放射率がないまたは低下した領域を画定する１つまたは複数のＸＲＳ透過窓を画定するように構成され得る。例えば、コンベヤは、１つまたは複数のベルトまたはローラセットを含む１つまたは複数のコンベヤトラックを含むことができ、１つまたは複数のベルトまたはローラセットの中または間に１つまたは複数の間隔を有する。ＸＲＳ透過窓は、そのような間隔によって／そのような間隔で、画定され得る。代替的にまたは追加的に、コンベヤは、１つまたは複数のベルトまたはローラセットの中または間に配置／画定される、１つまたは複数のスペーシングＸＲＳ透過窓を有する２つ以上のコンベヤトラックを含んでもよい。さらに、代替的にまたは追加的に、少なくとも１つのベルトまたはローラセットは、ＸＲＳ透過窓を画定する１つまたは複数の開口部を有するように構成されてもよい。
【0056】
いくつかの実装形態では、ＸＲＳ透過窓を画定する１つまたは複数の間隔／開口の２次元サイズは、励起（放出）ビームの断面の２次元サイズとそれぞれ等しいか、またはそれよりも大きくてもよいことに留意されたい。これにより、出射する放射線ビームが、コンベヤのトラック、ベルト、および／またはローラセットと相互作用することなく、ＸＲＳ透過窓を通過することができ、したがって、コンベヤのトラック、ベルト、および／またはローラからのＸＲＳ応答が回避される。
【0057】
例えば、コンベヤは、トラックのうちの少なくとも１つに沿って移動可能であり、ベルト内に１つまたは複数の開口部（例えば、穿孔または窓）を有する、少なくとも１つのベルトを含んでもよい；開口部は、これによって、検査領域を横切るようにコンベヤのベルトと共に移動可能である。いくつかの実装形態では、少なくとも１つのベルトの開口部の二次元サイズは、トラックに沿ったベルトの移動方向を画定する軸に沿って細長い。したがって、軸に沿った開口部の長さは、その軸に沿ったビームの断面サイズよりも少なくとも数倍大きい。これにより、検査領域を通してベルトによよって／ベルト上を搬送される物体の時間積分ＸＲＳ測定を行うことができる。この目的のために、いくつかの実装形態では、システムはまた、検査システムに接続可能であり、検査領域を通して前記コンベヤ（ベルト）によって／ベルト上に搬送される物体の時間積分ＸＲＦ測定を行うように構成および動作可能な、検査時間コントローラおよび信号インテグレータを含む。検査時間コントローラは、以下のように動作することができる：コンベヤの移動軸に沿ったコンベヤの位置（または、ＸＲＳ透過窓を画定する少なくとも１つの開口部の位置）を示すデータを取得および処理し、コンベヤの関連するセグメントの位置（ＸＲＳ透過窓を画定する開口部の位置）が検査領域を横切る期間と同期して、検査セッションを動作させるための動作データを生成する；および、物体を載せた前記関連セグメントが検査領域を横切る期間内の積分期間中に、検査領域を横切る物体から到来するＸＲＳ応答のスペクトルプロファイルを積分する。
【0058】
したがって、コンベヤセグメントがＸ線またはガンマ線放射ビームと相互作用しない期間中の物体からの積分ＸＲＳ応答が得られる。このようにして得られた積分ＸＲＳ応答は、典型的には、比較的高い信号対ノイズ比または信号対クラッタ比を有する。
【0059】
いくつかの実装形態では、検査時間コントローラは、コンベヤセグメント（ＸＲＳ透過窓を画定する開口部）の位置が検査領域を横切る期間と同期してＸＲＳ検査システムを動作させ、ＸＲＦ透過性ではないコンベヤの他の部分が検査領域を横切る時間に検査モジュールの動作を無効化／停止／中断するように適合される。代替的にまたは追加的に、コントローラは、物体の位置が検査領域を横切る時間と同期して検査システムを動作させ、他の時間には検査モジュールの動作を無効化／停止／中断するように適合され得る。検査モジュールの動作を無効化／停止／中断することは、少なくとも検出器の動作を無効にすること、および／または少なくともエミッタの動作を無効にすることを含み得ることを理解されたい。
【0060】
代替的にまたは追加的に、本発明のいくつかの実装形態において上記に示されるように、コンベヤは、ＸＲＳ透過窓をそのローラ間の間隔として画定するように配置される、少なくとも１つのローラセットを含んでもよい。
【0061】
さらに代替的にまたは追加的に、本発明のいくつかの実装形態では、コンベヤは、物体を運ぶための可動ベルトを含み、ベルトは、放射線ビームの断面サイズよりもいくらか小さいサイズの１つまたは複数の開口／穿孔を有するグリッドまたはメッシュとして構成され、ビームとベルトのメッシュ／グリッドの材料との相互作用に応じてＸＲＳクラッタが低減される。いくつかの実装形態では、ベルトのメッシュ／グリッドを画定する主軸（例えば、ワイヤ／ロッドの方向）は、検査領域を横切るベルトの移動中に、低減されたＸＲＳクラッタが実質的に一定の強度およびスペクトルプロファイルを有するように、ベルトの移動方向に対して対角線方向に位置合わせされる。例えば、スペクトルプロファイルの強度の変動は、＋／－１５％の範囲を超えてはならない。
【0062】
コントローラは、コンベヤから予期される予め画定されたＸＲＳクラッタを示す基準データを受信するために、データ記憶装置（ローカルまたはリモート）に接続可能であってもよい。したがって、コントローラは、物体が検査領域に位置するとき、検査領域から検出されたＸＲＳ応答を示すデータを受信し、検出された応答から所定のＸＲＳクラッタを減算し、それによって物体からのＸＲＳ応答を示すデータを取得するように構成および動作可能であり得る。いくつかの実装形態では、コントローラは、物体が検査領域を横切る期間の少なくとも一部にわたって、物体からの応答に関連する二次放射を積分するようにさらに適合され得る。
【0063】
本発明の他の実施形態および実装形態は、図面によって例示され、以下の実施形態の詳細な説明においてより詳細に説明される。当業者は、特許請求される本発明が、本明細書に提供される実施例によって限定されるものでなく、特許請求される本発明から逸脱することなく、本発明を実施するための様々な変更を容易に理解するであろう。
【0064】
本明細書に開示される主題をよりよく理解し、実際にどのように実行され得るかを例示するために、非限定的な例としてのみ、添付の図面を参照して実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】生産ライン上で進行する物体の自動検査のための本発明の例示的なＸＲＦ検査ステーションのブロック図
【図2】本発明の一実施形態によるＸＲＦ検査方法のフロー図
【図3A】本発明のいくつかの実施形態によるコンベヤベースのＸＲＦ検査ステーションを概略的に示すブロック図
【図3B】システムの検査領域に対して静的または可動のＸＲＦ透過窓がローラーベースのコンベヤおよびベルトベースのコンベヤを用いて実施されている、本発明の実施形態によるコンベヤベースの検査ステーションの可能な様々な構成の概略図
【図3C】システムの検査領域に対して静的または可動のＸＲＦ透過窓がローラーベースのコンベヤおよびベルトベースのコンベヤを用いて実施されている、本発明の実施形態によるコンベヤベースの検査ステーションの可能な様々な構成の概略図
【図3D】システムの検査領域に対して静的または可動のＸＲＦ透過窓がローラーベースのコンベヤおよびベルトベースのコンベヤを用いて実施されている、本発明の実施形態によるコンベヤベースの検査ステーションの可能な様々な構成の概略図
【図3E】それぞれコンベヤの移動方向に沿ってそれを横断して配置される複数の検査領域を利用する、本発明によるコンベヤベースの検査ステーションの実施形態の概略図
【図3F】それぞれコンベヤの移動方向に沿ってそれを横断して配置される複数の検査領域を利用する、本発明によるコンベヤベースの検査ステーションの実施形態の概略図
【図4A】検査ユーティリティの検査領域に向かって前進するサンプル／物体の存在および／またはサイズに対応する表示およびデータを提供するように構成されたセンサユニットを含む、本発明の一実施形態による検査ステーションの斜視図を示す概略図
【図4B】検査ユーティリティの検査領域に向かって前進するサンプル／物体の存在および／またはサイズに対応する表示およびデータを提供するように構成されたセンサユニットを含む、本発明の一実施形態による検査ステーションの側面図を示す概略図である
【図5A】本発明のさらに別の実施形態による検査ステーションの側面図を示す概略図
【図5B】本発明のさらに別の実施形態による検査ステーションの上面図を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【0066】
図１を参照すると、生産ライン１０上で進行する物体を検査するための本発明のＸＲＦ検査ステーション１２の構成および動作が、ブロック図によって概略的に示されている。概して１１である物体は、任意の好適な既知の構成のコンベヤ１５上に間隔を空けて配置することができ、コンベヤは、物体１１の流れを、生産ライン１０に沿って連続するステーションを通して搬送方向Ｄに搬送する。ＸＲＦ検査ステーション１２は、検査ステーション１２によって画定される検査領域ＩＲを通過する間、物体１１を連続的に検査する。
【0067】
検査ステーション１２は、１つまたは複数のＸＲＦ検査システムを含み、１つのそのようなシステム１４が図に概略的に示されている。ＸＲＦ検査システム１４は、検査領域ＩＲを画定し、製造ラインＰＬ上を進みながら検査領域ＩＲを通過する物体１１に対して１つまたは複数のＸＲＦ検査セッションを実行するように構成され、動作可能である。
【0068】
検査は、１つまたは複数の所定の基準に従って、物体内のプラスチック材料組成物の状態を識別し、決定することを目的とする。検査は、物体のプラスチック材料組成物に埋め込まれたＸＲＦマーキングのＸＲＦシグネチャを示すデータの識別に基づく。
【0069】
ＸＲＦ検査システム１４は、Ｘ線またはガンマ線励起放射ＥＲを生成して物体１１の少なくとも一部を励起する１つまたは複数のエミッタ１６を含む放射源デバイスと、検出器およびスペクトル分析器を含む１つまたは複数のＸＲＦ検出ユニット１８を含む検出デバイスとを含む。検出ユニットは、励起放射線ＥＲに対する物体１１のＸＲＦ応答を検出し、そのスペクトルプロファイルを決定し、物体のプラスチック材料組成物に埋め込まれた識別可能なＸＲＦマーキングのＸＲＦシグネチャを示すデータを含むＸＲＦ検査データピース（測定データ）を生成するように構成される。
【0070】
ＸＲＦ検査システムの要素は、典型的にはコンベヤによって画定される物体進行平面に対して適切に配置され得る。例えば、いくつかの実施形態では、好ましくは、少なくとも１つのＸ線検出器は、それぞれの検査領域に関連付けられたコンベヤのセクションの下に配置され、コンベヤの前記セクションの下／下方のそれぞれの検査領域からのＸＲＦ応答を検出するように構成され、動作可能である。これにより、検出器と、コンベヤによって検査領域を通って移動される物体との間の距離が最小限に抑えられる、および／または、必要に応じて、物体のサイズにかかわらず、距離が実質的に固定されたまま維持される。この技術は、以下でさらに詳細に説明される。
【0071】
ＸＲＦシグネチャを示すそのように決定されたデータは、所定の基準に従って、物体内のプラスチック材料組成物の状態を知らせるものであり、例えば、システム１４による検査に先行するプラスチックリサイクルの履歴を知らせるものである。本出願の目的のために、基準は、プラスチック材料のリサイクル条件を決定するために選択される。そのような条件は、以下のうちの１つまたは複数を含んでもよい：前記プラスチック材料が受けたリサイクルサイクルの数；リサイクル内容物の量（分子鎖の変化；分子の濃度の変化；および先行するリサイクルプロセスまたは通常の使用中に材料／製品に導入され得る異物／不純物の濃縮））。所与のプラスチック材料について、および場合によっては所与の物体へのその混合についても、物体内のプラスチック材料条件は、この材料をさらに使用することができるかどうか、およびどのように使用することができるか、例えば、この材料をさらにリサイクルすることができるかどうか、およびそうである場合、可能なリサイクルサイクルの数；異なる物体でさらに使用することができるかどうか、などを決定する。
【0072】
所与のプラスチック材料組成について、各基準は、それぞれの特性（例えば、閾値法）によって、または異なる特性（および場合によってはそれぞれの重み係数）の組合せによって画定することができ、選別目的でプラスチック材料条件、したがって物体の条件を適切に分類することを可能にする。プラスチック材料条件は、基準ＸＲＦシグネチャからの、システム１４によって読み取られ／測定されたＸＲＦシグネチャを示すデータの決定された偏差から導出される。基準ＸＲＦシグネチャは、プラスチック材料組成物の識別／認証の目的で所与のプラスチック材料に最初に作成／埋め込まれた元のＸＲＦマーキングに対応する元のＸＲＦシグネチャであり得る。特定の条件によって特徴付けられるプラスチック材料組成物を含む物体の状態は、予め記憶された偏差関連データベースを使用してＸＲＦシグネチャ偏差のデータ処理および分析によって決定される。元のＸＲＦシグネチャ偏差からのＸＲＦシグネチャ偏差を決定する目的のためのデータ分析は、ＸＲＦ読み取り／検査システム１２、ならびにＸＲＦマーキングの作成に使用されるＸＲＦマーキングシステムに関する、予め記憶されたデータを考慮し得ることに留意されたい。
【0073】
したがって、ＸＲＦ検査システムは、ＸＲＦ検査データピースに基づいて、それぞれの物体の識別データＩＤに関連付けられた物体状態データＯＳＤを生成するように構成され動作可能である、ＸＲＦシグネチャ分析器２０をさらに含む。物体のＩＤは、任意の既知の適切な技術、例えば、ＸＲＦ検査ステーションの上流の光学検査ステーション３０における光学システムによって、物体上で読み取り可能であり得る；または、制御可能な方法で、外部データプロバイダ３２によって供給され得る。分析器２０の動作は、以下でさらに詳細に説明される。
【0074】
さらに、ＸＲＦステーション１２には、分析器２０からの物体状態データＯＳＤに応答して、それぞれの物体１１に関する対応する選別データを生成するように構成され動作可能な、制御ユニット２２が設けられている。物体に関連付けられたこの選別データ（例えば、物体状態データおよび／または識別されたＸＲＦシグネチャデータとともに）は、さらなる使用／分析のためにメモリ２５に記録することができる。
【0075】
選別データは、それぞれの物体分類動作を実行するために選別ステーション５０によって使用され得る。例えば、そのような選別ステーション５０は、ＸＲＦ検査ステーション１２の下流の生産ライン１０上に位置してもよく、場合によっては、ＸＲＦステーション制御ユニット２２またはメモリ２５、または選別データが記憶されている外部記憶装置とデータ通信する選別コントローラ５２を含んでもよい。
【0076】
いくつかの実施形態では、分析器２０は、検出ユニット１８から受信したＸＲＦ検査データピースを分析し、物体状態データＯＳＤを決定するように予めプログラムされている。上述のように、これは、シグネチャ関連基準データ（元のＸＲＦシグネチャ）に対する測定されたＸＲＦシグネチャの分析、および、測定されたシグネチャの基準シグネチャからの変化または偏差の程度を決定すること；および、予め記憶された偏差関連基準データに基づいて、そのように決定された偏差の程度を分析すること、を含む。
【0077】
分析器２０は、そのような２段階分析手順を実行するように構成され、動作可能であり得る。この目的のために、分析器２０は、中央データベース２６内の検索のための検索エンジンを管理するとともに、中央データベース２６内のデータを更新／最適化するデータベースマネージャ２４とデータ通信するように構成される。データベースおよびそのマネージャは、遠隔コンピュータシステムと関連付けられてもよい。したがって、分析器は、任意の既知の適切な通信プロトコルを使用してコンピュータネットワークを介して遠隔コンピュータシステムと通信するために、任意の既知の適切なタイプの通信ユーティリティ（図示せず）を適切に備える。
【0078】
データベースは、クラウドベースのシステムであってもよい。一例では、クラウドベースのシステムは、分散型ブロックチェーンシステムであってもよく、多くの当事者（例えば、製造業者、リサイクル業者、小売業者）は、分散型台帳にアクセスすることができる。
【0079】
図にさらに示されるように、いくつかの実施形態では、ＸＲＦ検査データの分析は、遠隔中央制御システム４０によって行われてもよい。より具体的には、制御システム４０は、コンピュータネットワークを介して、複数の生産ラインにおける複数のＸＲＦ検査ステーションと通信するコンピュータシステムである。制御システム４０は、物体のＩＤに関連付けられた物体のＸＲＦ検査データピースを示すデータ、およびＸＲＦステーション識別データを含む入力データに応答する。システム４０は、上述のようにＸＲＦデータを分析し、物体状態ジェネレータ４４を動作させて物体状態データＯＳＤを生成し対応するＸＲＦステーションに通信する、ＸＲＦデータ分析器４２を含む。
【0080】
あるいは、内部分析器２０によって提供される分析結果は、中央制御システム４０によって検証されてもよい。
【0081】
代替的にまたは追加的に、データ分析手順は、内部分析器２０と中央制御システム４０との間で分散されてもよい。この場合、例えば、ＸＲＦ検査データは、まず、分析器２０によってＸＲＦシグネチャ基準データに対して分析され、このようにして得られたシグネチャ偏差データは、中央ステーション４０において処理され、分析される。中央制御システム４０は、データベースシステム（マネージャ）２４と通信し、予め記憶された基準データを利用して、人工知能（ＡＩ）および機械学習ベースのデータ処理を適用するように構成される。
【0082】
データ分析（内部分析器２０および／または中央制御システム４０によって実行される）は、ＡＩおよび機械学習データ分析を利用することができる。ＡＩおよび機械学習技術の原理は、一般に知られており、より詳細に説明される必要があるが、そのような技術は、典型的には、様々なＸＲＦ検査システムによって提供されるＸＲＦ検査データと同様の対応する測定データに対して機械学習モデルをトレーニングするためのトレーニング段階と、トレーニングされたモデルを特定のＸＲＦ検査システムによる実際の測定で得られた測定データに適用するための推論段階とを利用することに留意されたい。
【0083】
したがって、物体状態データ（その中のプラスチック材料状態を示す）は、内部分析器２０および／または外部中央制御システム４０によって提供され得る。複数のＸＲＦ検査ステーションから提供される関連物体のデータ分析の結果は、データベースマネージャに通信されて、データベース内の基準データを更新／最適化することができる。
【0084】
好ましくは、ＸＲＦ検査システム１４は、検査される特定の物体に対するその自動動作の最適化を可能にするように構成される。この目的のために、システム１４は、物体１１の材料関連および／または幾何学的パラメータを示す入力物体関連データＯＲＤを利用する。
【0085】
そのような物体関連データＯＲＤは、最初に、ユーザインターフェース３４を介して、任意の好適なユーザプロバイダ３２によって提供されてもよく、例えば、ＣＡＤデータは、予め準備され、コンベヤ上での物体の流れの進行速度／パターン（コンベヤの速度はまた、それぞれのコントローラによって適切に制御されてもよい）を考慮して、制御可能な態様で検査システム１４に周期的に供給される。代替的にまたは追加的に、物体関連データＯＲＤは、ＸＲＦ検査ステーションの上流の光学検査ステーション３０において取得されてもよい。
【0086】
ＸＲＦ検査ステーション１２は、物体関連データＯＲＤを受信して分析し、ＸＲＦ検査システム１４に対する動作データを生成するコントローラ２８をさらに含む。そのような動作データは、検査セッションの動作モードを調整するためにシステム１４（例えば、その内部制御回路）によって使用される。動作モードは、物体の材料関連に従ってエミッタの動作パラメータ（例えば、スペクトルデータ）；および／または、検査セッションに関与するエミッタおよび検出器の数、および、物体の材料関連および幾何学的データに基づく検査される物体に対するそれらの間の相対調節によって画定される。この目的のために、ＸＲＦ検査システムは、その機能要素（エミッタおよび／または検出器）の互いおよび検査平面（物体進行平面）に対する移動を可能にするように構成され、複数の異なるスペクトルフィルタを利用して検査セッションにおいて選択されたものを使用することを可能にする。
【0087】
例えば、物体関連データＯＲＤは、物体の形状および高さ、ならびにエミッタおよび／または検出器の位置を含んでもよく、したがって、可読ＸＲＦ応答を最適化するように調整される必要がある。上記で説明し、以下でさらに具体的に例示するように、ＸＲＦ検査システムの少なくとも検出器は、コンベヤ平面の下、すなわち、検査領域を通って搬送／移動される間に物体が位置するコンベヤの表面によって画定される検査平面の下に位置してもよい。物体関連データは、物体内のＸＲＦマーキング含有領域の位置およびサイズ（例えば、プラスチック層の厚さ）を示すデータを含んでもよく、したがって、サンプルおよび読み取られる特定のマーカーを励起する際、およびサンプルから到来する二次放射線を検出する際に、高い効率を達成するように、ＸＲＦシステムの動作パラメータの調整を必要とする。
【0088】
これに関して、以下のことに留意すべきである。サンプルに到達し、サンプルによって吸収される選択されたスペクトルの一次励起Ｘ線放射の量は、最適化／最大化され、特に、測定される要素／マーカーによって吸収される放射の部分／画分は、最適化／最大化される。また、被測定要素から放出される二次放射線（励起放射線に応答して放出される放射線）のうち検出器に到達する部分は、最適化／最大化される。サンプルに到達し、サンプルによって吸収される励起放射線の量を最大化することは、一次放射線がサンプル上の表面領域の所望の体積（すなわち、マーカーが存在するまたは存在すると予想される体積）にできるだけ限定されるようなものであるべきである。これにより、サンプルの表面上の前記体積によって一次放射線を吸収する確率が高まり、表面領域の前記体積を通ってサンプルのバルク内に一次放射線が透過する確率が低減される。
【0089】
したがって、エミッタ－サンプル－検出器の幾何学形状は、上記の要因を最適化するように、動作データに基づいて調整される必要があり得る。物体に対するエミッタおよび検出器の最適化された幾何学的設定を伴うＸＲＦシステムは、励起および検出プロセスの効率を高め、したがって、ＸＲＦシグネチャ識別の精度を向上させる。
【0090】
励起および検出を最適化するようにＸＲＦシステム幾何学形状を調整する一般原理、ならびにそれを実装するいくつかの例は、本出願の譲受人に譲渡された国際公開第２０１８／０５１３５号に説明され、本刊行物は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【0091】
ＸＲＦシステム自体の構成および動作は、例えば、いずれも本出願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１６／１５７１８５号、国際公開第２０１８／０５１３５３号に記載されるものであってよい。
【0092】
ここで、上述のＸＲＦ検査ステーション１２によって実施することができる本発明のＸＲＦ検査方法を、概して６０で示される検査方法のフロー図を例示する図２を参照してより詳細に説明する。
【0093】
物体が生産ライン上を進む間、物体は連続的に到着し、ＸＲＦ検査ステーションを通過し、そこで各物体（または場合によっては選択的物体）は１つまたは複数の自動検査セッションを受ける（工程６２）。実際には、物体は、生産ラインスループットの要件を満たすために比較的高速で搬送されることを理解されたい。本発明のＸＲＦ検査技術は、高速かつ効果的な自動検査モードを提供し、これは、様々なタイプの物体および様々なタイプのプラスチック材料組成物に調整可能であり得る。
【0094】
上述したように、ＸＲＦ検査セッションは、Ｘ線またはガンマ線放射（例えば、物体関連データに基づいて決定された選択され最適化されたスペクトルの）による物体の少なくとも一部の励起と、励起部分のＸＲＦ応答のスペクトルプロファイルの検出とを含む。好ましくは、検査セッションは、適切に提供された動作データに基づいて最適化された検査モードで実施される（工程６６）。
【0095】
上述のように、動作データは、例えば、先行するステーション（例えば光学検査ステーション）で取得された物体関連データに従って決定されてもよい（工程６４）。
【0096】
また上述したように、エミッタおよび検出器の配置の幾何学的形状および／またはエミッタの動作パラメータ（パワーおよびスペクトルプロファイル）は、物体関連データに基づいて最適化されることが好ましい。また上述したように、エミッタおよび検出器の配置の幾何学的形状は、物体関連データに基づいて最適化されることが好ましい。配置データは、検査セッションに関与するエミッタの数および検出器の数と、それらの相対調節とを含む。ＸＲＦシグネチャの読取りを適切に最適化するために、例えば、単一の検出ユニットと関連させて、励起において２つのエミッタを同時に使用することができる（物体内の特定の位置に到達し、そこで吸収される一次放射線の量を増加させるために）。また、エミッタは、物体に近づけるおよび遠ざけるように適切に移動させ、所望の場所に所望のサイズの励起スポットを生成してもよい。
【0097】
ＸＲＦ応答データは、検出可能なＸＲＦマーキングのＸＲＦシグネチャを識別するために分析され、対応するＸＲＦ検査データピース（測定データ）が生成される（工程６８）。識別されたＸＲＦシグネチャは、適切に提供／アクセスされた基準データ（工程７１）と、好ましくは測定されたＸＲＦ応答に関連して適切に提供された物体のＩＤデータ（工程７３）とを使用して分析される（工程７０）。基準データは、それぞれのプラスチック材料内に作成され、それを特徴付ける元のＸＲＦマーキングに対応するデータを含むことができる。データ分析は、識別されたＸＲＦシグネチャと対応する基準データとの間の差異、すなわち、基準データからのＸＲＦシグネチャの変化／偏差の程度の決定を含み、偏差関連データが再コード化される（工程７２）。
【0098】
この変化／偏差は、所定の基準に従って、（中央データベースに予め記憶された）偏差関連基準データに基づいて（例えば、ＡＩおよび機械学習技術を使用して）さらに分析され（工程７４）、対応する物体状態データが生成され（工程７８）、好ましくは適切に記録される（工程８０）。分析結果は、データベースを更新するために使用され得る（工程７６）。物体状態データは、前記物体に関する分類データを生成するために使用される（工程８２）。
【0099】
例えば、データベース内のデータは、所与の物体タイプにおける所与のプラスチック材料組成について、ならびに所与のＸＲＦ検査システムおよび検査モードについて、前記ＸＲＦシステム／検査モードを使用して前記物体上で測定されたＸＲＦシグネチャ偏差を記述するデータと、プラスチック材料組成の対応する条件およびそのさらなる使用の規則との間の関連付けを含み得る。複数のＸＲＳ検査結果の分析により、データベースおよびその管理の更新および最適化が提供される。
【0100】
上述のように、必要に応じて、いくつかの実施形態では好ましくは、ＸＲＦ検査システムの要素は、典型的にはコンベヤによって画定される物体進行平面に対して適切に配置することができる。例えば、少なくとも１つのＸ線検出器は、それぞれの検査領域に関連付けられたコンベヤのセクション／領域の下に配置されてもよく、コンベヤの前記セクションの下／下方のそれぞれの検査領域からのＸＲＦ応答を検出するように構成され、動作可能である。
【0101】
ここで、図３Ａ～３Ｆを参照すると、図３Ａは、コンベヤのセクションの下に少なくとも１つのＸ線検出器が配置される、本発明の実施形態によるコンベヤベースのＸＲＦ検査ステーション１００の様々な構成を概略的に示すブロック図である；図３Ｂ～３Ｆは、本発明の実施形態によるコンベヤベースの検査システムの様々な構成の概略斜視図であり、システムの検査領域に対して静的または可動ＸＲＦ透過窓を有する、および／または、複数の検査領域が、システムのコンベヤによる物体／材料の移動／並進方向に沿っておよび／またはそれを横断して配置される。
【0102】
ＸＲＦ検査ステーション１００は、図１の上述の検査ステーション１２と概ね同様に構成され、すなわち、少なくとも１つの検査領域（図１のＩＲ）を画定する少なくとも１つのＸＲＦ検査システム１２０（図１のシステム１２に概ね類似する）と、ＸＲＦシグネチャ分析器２０（図１のものに類似する）とを含み、コンベヤシステム１１０も含む。検査システム１２０は、放射装置１２２（図１の１６）および対応する検出器装置１２４（図１の１８）を含む。また、検査ステーション１００には、コントローラ２８（図１のコントローラと概ね同様）が設けられている。
【0103】
図３Ａの非限定的な例では、検査ステーション１００は、対応する検査領域のアレイを画定する離間した検査システムのアレイを含み、４つのそのようなシステム／領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が図に示されている。したがって、エミッタおよび検出器の配置は、対応するエミッタ－検出器の対を含んでもよく、または、図３Ａに分かりやすく図示されるように、２つ以上の検査システムは共通のエミッタを使用してもよく、要素１２２Ａ、１２２Ｂ、および１２２Ｃがエミッタを示し、要素１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、および１２４Ｄが検出器を示す。
【0104】
検査ステーション１００は、検査領域を通して物体Ｏｂ１～Ｏｂ３（図１では概して１１と指定される）を移動させるように構成され動作可能な少なくとも１つのコンベヤ１１１を含むコンベヤシステム１１０に関連付けられる。図３Ａの例では、物体は、検査領域Ｒ１～Ｒ４に向かって、かつそれを通って連続的に搬送される。
【0105】
図３Ａにも示されるように、検出器配置（この非限定的な例では、複数の検出器１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、および１２４Ｄ）は、検査システムによって画定されるそれぞれの検査領域の下に配置される。いくつかの実施形態では、エミッタもまた、エミッタ１２２Ａに関して図３Ａに例示されるように、検査領域の下に位置してもよい。
【0106】
図に例示されるように、コンベヤ１１１は、当業者によって容易に理解されるように、１つまたは複数のベルト１１２またはローラセット１１３を含む１つまたは複数のコンベヤトラック１１４、または物体／材料（連続した／集まったまたは別個の固体または流体材料）を搬送するための他の機構を含んでもよい。
【0107】
検査ステーション１００が複数の検査領域、例えば、Ｒ１およびＲ２を含む場合、検査領域Ｒ１およびＲ２は、コンベヤ１１１の並進／移動方向Ｄに沿って図３Ｅに示すように配置することができ、それによって、搬送される物体／材料の連続検査が数回可能になる。複数の検査領域Ｒ１およびＲ２に関連付けられた発光配置１２２のエミッタは、例えば、異なる電圧／フィルタ／コリメーションパラメータならびにスペクトル特性などの異なるパラメータ／特性を有する／動作する異なるエミッタであってもよく、マーキングされた物体のＸＲＦマーキング組成における複数の異なる要素を連続的に識別することを可能にする。
【0108】
代替的にまたは追加的に、システム１００が複数の検査領域、例えばＲ１およびＲ２を含む場合、検査領域Ｒ１およびＲ２は、図３Ｆに示すように、コンベヤ１１１の並進／移動方向Ｄを横切るように配置することができ、それによって、コンベヤによって搬送される複数の物体の同時／並列検査を可能にする。また、この場合、複数の検査領域Ｒ１およびＲ２のトラバースエミッタ１２２は、例えば、異なる電圧／フィルタ／コリメーションパラメータならびにスペクトル特性などの異なるパラメータ／特性を有する／動作する異なるエミッタであってもよく、マーキングされた物体のＸＲＦマーキング組成物における複数の異なる要素を同時に識別することを可能にする。
【0109】
ＸＲＦ検査システム／ユニット１２０は、少なくとも１つのＸ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２と、少なくとも１つのＸ線検出器１２４とを含む。この図の非限定的な例では、いくつかの任意選択的な放射線エミッタ１２２Ａ～１２２Ｃおよびいくつかの任意選択的なＸ線検出器１２４Ａ～１２４Ｄが、コンベヤ１１１およびその上の検査領域Ｒ１～Ｒ４に対して様々な構成を有するように示されている。上述のように、本発明の様々な実施形態では、１つまたは複数の前記エミッタおよび１つまたは複数の前記検出器のみが実際に実装され得る。少なくとも１つのＸ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２（例えば、１２２Ａ～１２２Ｃのいずれか）は、少なくとも１つの検査領域、例えば、Ｒ１に向けてＸ線またはガンマ線放射ＥＲを放出し、前記検査領域Ｒ１に位置する少なくとも１つの物体Ｏｂ１から二次蛍光Ｘ線応答ＸＲＦを励起するように構成され、動作可能である。１つまたは複数のＸ線検出器１２４（例えば、１２４Ａ～１２４Ｄのいずれか）は、Ｘ線またはガンマ線放射ＥＲに応答して、１つまたは複数の検査領域、例えば、Ｒ１から到来する蛍光Ｘ線応答ＸＲＦのスペクトルプロファイルを検出し、対応する１つまたは複数の検査領域から到来するＸＲＦ応答を示すデータを含むＸＲＦ検査データピース（測定データ）を生成するように構成され、動作可能である。この目的のために、検査領域Ｒ１～Ｒ４は、エミッタ１２２（概して、１２２は、任意選択の複数のエミッタの任意の１つまたは複数、例えば１２２Ａ～１２２Ｃを指定する）によって放出された放射線ＥＲに曝露される領域と、二次放射線応答ＸＲＦがＸＲＦ検出器１２４（概して、１２４は、任意選択の複数の検出器の任意の１つまたは複数、例えば１２４Ａ～１２４Ｄを指定する）によって検出され得る領域との間に重なりがあるコンベヤ１１１に近い／その上方の領域を指定することが理解される。ＸＲＦ検査システム１２０は、例えば、エネルギー分散型ＸＲＦ（ＥＤＸＲＦ）システムとして構成され、動作可能であってもよい。
【0110】
有利には、本発明の実施形態では、ＸＲＦ検査システム１２０の検出器１２４は、コンベヤ１１１の下に、より具体的には、それぞれの検査領域、例えばＲ１～Ｒ４に位置するセクションの下に配置される。この構成は、ＸＲＦ応答ＸＲＦが予測される被検査物体Ｏｂ１～Ｏｂ２までの予め既知かつ実質的に固定されたまたは制御可能に調整可能であり得る、距離ｄ（例えば、物体の少なくとも底部までの固定／制御可能な距離ｄ）を維持しながら、様々な形状およびサイズを有する物体、例えば、Ｏｂ１～Ｏｂ２を検査することを容易にする。
【0111】
有利には、被検査物体Ｏｂ１～Ｏｂ２またはその底面に対する固定または制御可能に調整可能な距離ｄの事前情報は、物体Ｏｂ１～Ｏｂ２の他の材料または検査領域、例えばＲ１～Ｒ４の近傍の他の材料によって放出され得るＸＲＦ信号を軽減することを可能にしながら、物体Ｏｂ１～Ｏｂ２のＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦ応答ＸＲＦの正確な分析を容易にする。これは、例えば、距離ｄのデータが物体Ｏｂ１～Ｏｂ２のＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦ応答のスペクトルシグネチャの予想される推定強度範囲を示す（例えば、ＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦ応答におけるスペクトルピークの予想される強度またはその範囲を示す）という事実を利用することによって行うことができ、したがって、これらの予想される推定強度範囲を超えるスペクトルピークをフィルタリングし、それによって、ＸＲＦマーキング組成物によってもたらされないが、場合によっては検査領域内の他の材料（例えば、検査される物体の他の材料）によってもたらされるＸＲＦノイズ／クラッタの少なくとも一部を除去することを可能にする。
【0112】
コンベヤ１１１の下にＸ線検出器１２４を配列／配置することのさらなる利点は、そのような配置が、物体の形状／サイズにかかわらず距離ｄを維持／調整しながら、様々な形状およびサイズの物体の検査を容易にすることである。
【0113】
さらに、Ｘ線検出器１２４をコンベヤ１１１の下に配列／配置することにより、ＸＲＦ検出器１２４を物体Ｏｂ１～Ｏｂ３の少なくとも底部に非常に近い比較的小さい距離ｄ、例えば数センチメートル以下の距離ｄに配置することが容易になる。これは今度は、ＸＲＦ応答がＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦスペクトルシグネチャの一部であるマーキング要素として軽原子元素を含むＸＲＦマーキング組成物からのスペクトル応答の検出および分析を可能にする。例えば、これは、比較的低い原子番号、例えば２５を超えない原子番号のマーキング原子元素を含むＸＲＦマーキング組成物の利用を容易にする。
【0114】
上述の構成により、コンベヤベースのＸＲＦ検査ステーション１００は、有利には、例えば物体Ｏｂ１～Ｏｂ３のプラスチック材料に埋め込まれたＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦスペクトルシグネチャを検出するために使用され、構成され、動作可能であり得る。例えば、物体Ｏｂ１～Ｏｂ３のプラスチック材料は、各々がプラスチックに埋め込まれた１つまたは複数の原子元素マーカー（これらの原子元素マーカーはまた、本明細書では、ＸＲＦ原子元素と互換的に呼ばれる）の所定の相対濃度からなるそれぞれのＸＲＦマーキング組成物を含むことができる。一般に知られているように、各ＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦスペクトルシグネチャは、その中の１つまたは複数のＸＲＦ原子元素の所定の相対濃度と関連付けられる（例えば、ＸＲＦ検出器１２４は、典型的には、照射／検査された物体からのＸＲＦ応答のスペクトルプロファイルを検出することが可能な分光計として構成され、動作可能である）。この目的のために、検出器１２４と物体Ｏｂ１～Ｏｂ１の底部との間の、事前に知られており、場合によっては小さい距離ｄを利用することにより、コンベヤベースのＸＲＦ検査ステーション１００は、プラスチック材料に埋め込まれているＸＲＦマーキング組成物のスペクトルプロファイルを検出することを容易にし、ＸＲＦマーキング組成物は、少なくとも１つの光ＸＲＦ原子要素を含むことができ、放射線ＸＲに応答して弱いまたは空気吸収可能なＸＲＦ応答信号のみを放出し、ＸＲＦ光子のエネルギーが６ｋｅｖを超えず、物体Ｏｂ１から数センチメートルを超えない距離ｄから前記ＸＲＦ信号を検出する；コンベヤの下の検出器の最小距離ｄは、数センチメートルの距離を超えず、それによって、ＸＲＦマーキング組成物の各々のＸＲＦスペクトルシグネチャの正確な検出を可能にする。
【0115】
したがって、ＸＲＦ検査システム１２０のＸＲＦ検出器１２４は、それぞれの検査領域、例えばＲ１～Ｒ４において、コンベヤ１１１のそれぞれのセクション／領域の下に配置される。ＸＲＦ検出器１２４は、コンベヤの前記セクションの上方の前記それぞれの検査領域（例えば、Ｒ１またはＲ２）からの前記蛍光Ｘ線応答ＸＲＦを検出するように構成され動作可能であり得、その結果、それらと、物体、例えば前記コンベヤ１１１によって検査領域を通って移動されるＯｂ１との間の最小距離ｄは、物体のサイズにかかわらず、実質的に固定されたままであるか、または実質的に固定されるように調整することができる。概して、Ｘ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２は、検査領域の周囲の任意の場所、例えば、検査領域およびコンベヤ１１１によってそこを通って搬送される物体の上／下または側面に位置してもよい。例えば、図３Ａの非限定的な例では、任意選択の放射線エミッタ１２２Ｂおよび１２２Ｃは、コンベヤ１１１の上方（および場合によっては検査領域Ｒ２～Ｒ４の上方または側方）に位置するように示される。任意選択の放射線エミッタ１２２Ｂおよび１２２Ｃは、それらの放射が検査領域Ｒ２～Ｒ４に向けられるように配向される。
【0116】
そうは言っても、コンベヤベースのＸＲＦ検査ステーション１００のいくつかの実施形態では、１つまたは複数のＸ線またはガンマ線放射線エミッタがコンベヤ１１１の下に位置するコンベヤベースのＸＲＦ検査システム１００の構成によって、特定の利点が得られる。これは、図中の任意選択の放射線エミッタ１２２Ａの構成によって例示される。示されるように、放射線エミッタ１２２Ａは、その放射線ＥＲが検査領域Ｒ１に向けられるように配向される。このような構成において、放射線エミッタ１２２ＡおよびＸＲＦ検出器１２４Ａはいずれも、コンベヤ１１１および検査領域Ｒ１を通過する際の被検査物ＯＢ１の同じ側から、コンベヤ１１１の下方に位置する。これは、材料組成が、ＸＲＦマーキング組成とは別に、比較的有意なＸ線またはガンマ線吸光度を有する材料を含む様々な物体の検査に特定の利点を提供し、これは、特に放射線エミッタ１２２およびＸＲＦ検出器１２４が検査される物体の対向する側から配置される場合に、ＸＲＦ検査を妨げ得る。物体中に存在すると物体のＸＲＦマーキング組成物のＸＲＦ検査を妨げ得る比較的有意なＸ線またはガンマ線吸光度を有する材料／原子元素は、例えば、比較的高濃度、例えば１，０００ｐｐｍ超、またはさらに１０，０００ｐｐｍ超の原子番号２５超の材料を含み得る。例えば、難燃性材料で作製されたＯｂ１などの物体は、Ｘ線／ガンマ線放射ＸＲの比較的高い吸光度によって特徴付けられる臭素（Ｂｒ）がかなりの濃度で含まれ得る。また、例えば、Ｐ（リン）および／またはＡｌおよび／またはＭｇおよび／またはＺｎを高濃度で含有する非臭素化難燃剤材料で作製された物体Ｏｂ１も、本発明のシステムによって検査／識別／選別することができる。このような場合、放射線エミッタ１２２をコンベヤ１１１の上または側方に配置し、対応するＸＲＦ検出器１２４をコンベヤ１１１の下に配置することにより、エミッタ１２２からの放射（一次／励起）放射線ＥＲの実質的な吸収がもたらされ、そうでなければＸＲＦマーキング組成物に対するＸＲＦ応答が引き起こされ、また、物体Ｏｂ１のＸＲＦマーキング組成物からのＸＲＦ応答ＸＲＦの実質的な吸収がもたらされる。このような場合、ＸＲＦ検査の信号対ノイズまたは信号対クロッターが劣化する。
【0117】
したがって、本発明のいくつかの実施形態は、ＳＮＲのそのような劣化を回避／低減し、比較的有意なＸ線またはガンマ線吸光度を有する材料／原子要素を含むか、またはそれによって形成される物体に組み込まれるＸＲＦマーキング組成物の正確かつ信頼できる検査を可能にするように構成され、動作可能である。これは、放射線エミッタ１２２ＡおよびＸＲＦ検出器１２４Ａの両方が、検査領域Ｒ１を通過するときに検査物体ＯＢ１の同じ側からになるように、コンベヤ１１１の同じ側からコンベヤ１１１の下に位置するように構成することによって達成される。したがって、エミッタ１２２Ａから、物体Ｏｂ１のマーキング組成物からＸＲＦ応答ＸＲＦを励起／誘導する点までの、放出放射線ＥＲの累積移動距離に、検出器までのＸＲＦ応答ＸＲＦの移動距離を加えたものは、短くてもよい（例えば、合計で数センチメートル、または図では約２×Ｄである）。結果として、物体を通る累積移動距離は、物体Ｏｂ１のサイズ／直径よりも著しく小さくなり得、したがって、エミッタ１２２ＡからのＸ線またはガンマ線放射ＸＲの吸光度およびＸＲＦマーキング組成物以外の物体自体の材料によるＸＲＦ応答ＸＲＦを低減する。さらに、Ｘ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２Ａをコンベヤ１１１の下に配列／配置することにより、Ｘ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２Ａを、検査領域Ｒ１を通ってコンベヤ１１１によって移動される物体の底面に近接して配置することができ、それによって、エミッタ１２２Ａと物体との間の最小／小さい距離ｄ（例えば、数センチメートル以下の距離）を得ることができ、この距離ｄはまた、物体のサイズに関係なく、エミッタの移動を伴わずに、実質的に固定されたままであり得る。
【0118】
ＸＲＦ検出器１２４、および場合によってはＸ線またはガンマ線放射線エミッタ１２２Ａをコンベヤ１１１の下方（その上方の検査領域に向けられる）に配置する際の難しさは、従来のコンベヤが、多くの場合、実質的なＸＲＦ応答を有し得る材料、または、エミッタからのＸ線またはガンマ線放射ＸＲに対して高度に吸収性であるかまたは物体Ｏｂ１からのＸＲＦ応答ＸＲＦを吸収する材料で作製されるという事実に起因して生じ得る。
【0119】
本発明のいくつかの実施形態では、この困難は、エミッタ１２２の一次Ｘ線またはガンマ線放射ＥＲに対して高度に吸収性でない（実質的に透過性）、および／または二次ＸＲＦ応答ＸＲＦに対して実質的に透過性である、材料／原子要素から形成されるコンベヤ１１１を利用することによって解決される。いくつかの実施形態では、コンベヤ１１１は、ＸＲＦの自己放射が弱い、アルミニウム合金メッシュまたは他の軽金属もしくは炭素系材料などの材料で形成されるか、または、ＸＲＦの自己放射が検査される物体をマーキングするために使用されるＸＲＦマーキング組成物のスペクトル領域とは異なるスペクトル領域にある材料で形成される。
【0120】
代替的にまたは追加的に、本発明のいくつかの実施形態では、この困難は、ＸＲＦ放射率がないまたは低く、場合によってはＸ線またはガンマ線一次放射ＥＲの吸光度が低い、領域を画定する１つまたは複数のＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４を有するコンベヤ１１１の構成によって解決される。したがって、これらの窓Ｗ１～Ｗ４が検査領域、例えばＲ１～Ｒ４に位置する場合、実質的にＸＲＦ検査を妨害または干渉することはない。ＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４は、例えば、コンベヤ１１１内の空隙（例えば、そのベルトまたはローラの中／間）によって画定される間隔／開口として、またはそのような間隔／開口に配置されたＸＲＦ放射率のないまたは低い画定された材料によって実装され得る。これに関して、間隔または開口という用語は、Ｘ線またはガンマ線励起放射ＥＲの波長範囲および／または検査システム１２０によって搬送および識別されるように指定された物体のＸＲＦマーキング組成物からのＸＲＦ応答ＸＲＦの予想される波長に対して、実質的に透過性である光学窓と考えられるべきである。
【0121】
この目的のために、上記に示し、自明な図３Ｂ～３Ｄに示すように、コンベヤ１１１は、１つまたは複数のベルト１１２またはローラセット１１３を有する１つまたは複数のコンベヤトラック１１４を含んでもよく、１つまたは複数のベルト１１２の間または内部（それぞれ、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように）またはローラセットの間または内部（図３Ｄに示されるように）に、１つまたは複数の間隔（空隙またはＸＲＦ透明材料）によって位置決め／画定されるＸＲＦ透過窓Ｗ１を有してもよい。
【0122】
例えば、コンベヤ１１１は、コンベヤ１１１のベルトまたはローラセットを搬送する２つ以上のコンベヤトラック１１４を含んでもよく、ＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４のうちの１つまたは複数を画定する間隔は、トラックのベルトまたはローラセットの間に位置してもよい。この場合、図３Ｂおよび図３Ｄに例示されるように、このように画定されたＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置は、検査領域Ｒ１に対して固定される一方で、物体、例えばＯｂ１はその上を通過／搬送される。代替的にまたは追加的に、例えば、コンベヤの少なくとも１つのベルトまたはローラセットは、１つまたは複数のＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４を画定する１つまたは複数のＸＲＦ透明開口を備えて構成され得る。この場合、図３Ｃに例示されるように、そのような開口が可動ベルト内に画定される場合、開口によって画定されるＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置は、検査領域Ｒ１に対して可動となるであろう。
【0123】
したがって、上述のように、ＸＲＦ透過窓は、ローラ間またはコンベヤトラックのベルト内の間隔／開口／空隙として、または隣接するコンベヤトラックに対するベルト／ローラセット間の間隔／空隙／開口によって、画定されてもよい。いくつかの実装形態では、ＸＲＦ透過窓が画定される間隔／空隙／開口は、ＸＲＦ励起放射ビームＥＲの２Ｄ断面（幅／長さ）または検査物体からのＸＲＦ応答ＸＲＦの有効断面よりも幾分小さい２Ｄサイズ（幅／長さ）で構成されるため、１つまたは複数のＸＲＦ透過窓は、部分的にのみＸＲＦ透過性であることを理解されたい。しかしながら、窓を画定する間隔／開口／空隙は、コンベヤのローラ／ベルト間の規則的な間隔よりも大きく、それによって、ＥＲまたはＸＲＦビームと間隔の近傍のローラ／ベルトの材料との相互作用の応答として、実質的に固定された強度およびスペクトルプロファイルのＸＲＦクラッタが低減される。
【0124】
いくつかの実施形態では、ＸＲＦ検査ステーション１０、１００の分析器２０はまた、検査領域によって／検査領域を通って搬送される物体の時間積分ＸＲＦ測定を行うように構成され動作可能な信号積分器を含むことに留意されたい。また、いくつかの実施形態では、検査ステーション１０、１００のコントローラ２０は、以下に説明するように、検査セッションの様々なパラメータ／条件を管理する検査コントローラユーティリティを含む。これは、検出器がコンベヤセグメントの下に位置するコンベヤベースのＸＲＦステーション１００に関してより具体的に例示されるが、本発明のこの態様は、この特定の例に限定されない。
【0125】
したがって、図３Ａの非限定的な実施例に例示されるように、分析器２０は信号積分器１２６を含み、動作コントローラ２８は検査時間コントローラ１２８を含み、それぞれが検査システム１２０に接続可能であるか、または検査システム１２０の一部である。検査時間コントローラ１２８および信号積分器１２６は、検査領域、例えばＲ１～Ｒ４を通って／その上で運ばれる物体Ｏｂ１～Ｏｂ３の時間積分ＸＲＦ測定を行うように構成され動作可能である。
【0126】
これに関連して、「時間積分ＸＲＦ測定」なる用語は、本明細書では、被検査物体を１つまたは複数の検査領域（例えば領域Ｒ１～Ｒ４）に通過させ、励起Ｘ線またはガンマ線放射ＥＲを照射して、そこからのＸＲＦ応答ＸＲＦを１つまたは複数の検出器１２４によって検出する間の、所定の総持続時間（連続期間または間欠期間）にわたって実行される、Ｏｂ１等の物体の測定を指すために用いられる。この測定スキームは、測定セッションの総持続時間の異なるタイムスロットで得られるＸＲＦ応答ＸＲＦを合計／積分して、異なるタイムスロットの個々のＸＲＦ応答よりも概して高い信号対ノイズ比または信号対クラッタ比を有する総測定ＸＲＦ応答を得ることができるという意味で積分型である。これは、例えば、１つのタイムスロットにおけるＸＲＦ測定から得られるＸＲＦ応答ＸＲＦのスペクトルプロファイルが、物体Ｏｂ１のＸＲＦマーキング組成物の実際の応答に関連する「信号」部分と、例えば放射線ＸＲに応答してＸＲＦを放出する他の材料のＸＲＦ応答から得られる「ノイズ／クラッタ」部分とを有し得るからである。ＸＲＦ応答ＸＲＦのノイズ部分は、異なるタイムスロットの間で変化し得る（例えば、物体Ｏｂ１の移動またはコンベヤ１１１の移動による、または異なるバックグラウンドＸＲＦ応答を有する異なる検査領域における物体の検査による）。したがって、物体が１つまたは複数の検査領域を通って位置する／移動するときに、異なるタイムスロットで得られるＸＲＦ応答ＸＲＦの積分または合計は、各タイムスロットのＸＲＦ測定のＳＮＲ／ＳＣＲよりも概して高い、総信号対ノイズまたは信号対クラッタをもたらす。
【0127】
したがって、いくつかの実施形態では、検査時間コントローラ１２８および信号積分器１２６は、上述の「時間積分ＸＲＦ測定」スキームを実施するように構成され、動作可能である。この目的のために、コントローラ１２８は、物体Ｏｂ１が１つまたは複数の検査領域Ｒ１～Ｒ４を横切るタイムスロットにおいてのみ、（物体Ｏｂ１を検査するための）ＸＲＦ検査セッションを実行するようにＸＲＦ検査システム１２０を動作させる制御信号を生成する。これを達成するために、コントローラ１２８は、センサＳ１などのデータソースおよび／またはＯｂ１などの被検査物体が１つまたは複数の検査領域Ｒ１～Ｒ４を横切る時間／タイムスロットを示すデータを提供することができる別のデータソースに、接続可能であり得る。センサＳ１は、カメラ、近接センサ、または１つまたは複数の検査領域における物体の位置を感知するように構成され動作可能な任意の他の物体位置センサであってよく、物体がＸ線またはガンマ線放射ビームＥＲによって少なくとも部分的に覆われるタイムスロット／期間を決定する。このようなセンサＳ１は、図１を参照して上述した検査システム３０の一部であってもよい。
【0128】
検査時間コントローラ１２８は、物体の位置が少なくとも１つの検査領域Ｒ１～Ｒ４、例えば検査領域Ｒ１を横切る時間（タイムスロット）に同期して検査システム／ユニット１２０を動作させ、物体Ｏｂ１がそれぞれの領域Ｒ１を横切るタイムスロットに対するＸＲＦ測定値を得るために、それぞれの領域Ｒ１に関連付けられたそれぞれの放射線エミッタ１２２ＡおよびそれぞれのＸＲＦ検出器１２４Ａの両方を起動させるかまたは起動を確保するように適合され得る。これは、コンベヤによって移動されるときに物体が横断し得る１つまたは複数の検査領域Ｒ１～Ｒ４に対して実行され得る。いくつかの実装形態では、コントローラ１２８は、被検査物体Ｏｂ１がそれぞれの領域Ｒ１を出る時間にそれぞれのＸＲＦ検出器１２４Ａの動作を無効化／停止／中断して、それぞれの領域Ｒ１を横切るタイムスロットのＸＲＦ測定値を取得するように適合され得る。追加的にまたは代替的に、いくつかの実装形態では、検査時間コントローラ１２８は、被検査物体Ｏｂ１がそれぞれの領域Ｒ１を出る時間に、それぞれのＸ線またはガンマ線エミッタ１２２Ａの動作を無効化／停止／中断するように適合され得る。
【0129】
したがって、異なるタイムスロットにおける物体についての複数のＸＲＦ測定値が、ＸＲＦ検出器１２４Ａによって取得され得、これらは、信号積分器１２６によって積分／合計されて、個々の測定値と比較して改善されたＳＮＲ／ＳＣＲを有する合計／積分ＸＲＦ測定値をもたらすことができる。信号積分器１２８は、ＸＲＦ検査システム１２０に接続可能である、またはその一部であり、異なるタイムスロットで物体Ｏｂ１に対して行われた複数のＸＲＦ測定から得られたＸＲＦ応答（例えば、ＸＲＦスペクトルプロファイル）を受信し（例えば、ＸＲＦ検出器１２４から）、これらの測定値を積分または合計してＳＮＲ／ＳＣＲが改善された合計／積分ＸＲＦ測定値を得るように構成され動作可能である。
【0130】
上述のように、いくつかの実施形態では、ＸＲＦ検査ステーション１０、１００は、外部ＸＲＦプロセッサによる処理のために物体Ｏｂ１に対して行われたＸＲＦ測定値を出力するように構成され、動作可能である。
【0131】
代替的にまたは追加的に、コンベヤが、検査領域、例えばＲ１に対して移動可能なＸＲＦ透過窓、例えばＷ１（例えば、コンベヤ１１１のベルト内に画定されたＸＲＦ透過窓）を含む実施形態では、検査時間コントローラ１２８は、可動ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１が特定の検査領域Ｒ１を横切るか、または完全にその中にあるタイムスロットにおいてのみ、特定の検査領域においてＸＲＦ検査を実行するためにＸＲＦ検査システム１２０を動作させることによって、上述の「時間積分ＸＲＦ測定」スキームを実施するように構成され、動作可能であり得る。これにより、コンベヤまたはベルトの材料から得られるノイズ／クラッタＸＲＦを低減する手段が提供される。それを達成するために、コントローラ１２８は、コンベヤシステム１１０の一部であり得るセンサＳ２、カメラ、または、ベルトの位置、またはコンベヤ／ベルトのコントローラ１２８への移動軸に沿って少なくとも１つのＸＲＦ透過窓、例えば内部に画定されるＷ１の位置を示す感知データを、コントローラ１２８に提供するように構成され動作可能な、任意の他のデータソースまたはベルト位置センサに、接続可能であってもよい。
【0132】
次に、動作コントローラ２８は、以下を実行するように構成され動作可能であり得る：
コンベヤ／ベルト１１１の位置、または、ベルト／コンベヤの移動軸に沿った検査領域、例えばＲ１に対する少なくともＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置を示すデータを取得する；
ＸＲＦ検査システム１２０、より具体的には、異なる検査領域、例えばＲ１～Ｒ４のエミッタ１２２および検出器１２４を、ＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置がそれぞれの検査領域を横切る期間（タイムスロット）で、またはそれと同期して動作させる。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ１２８は、ＸＲＦ透過窓の位置が検査領域を横切る期間と同期して検査モジュールを動作させ、ＸＲＦ透過性ではないベルトの他の部分が検査領域を横切る時間に検査モジュールの動作を無効化／停止／中断するように適合される；
それによって、ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１が検査領域Ｒ１～Ｒ４のうちの１つまたは複数にあり、したがって、ＸＲＦ測定におけるノイズ／クラッタのレベルが低減される（窓Ｗ１ではなくコンベヤベルト自体が検査領域内にある場合と比較して）、異なるタイムスロットで行われた複数のＸＲＦ測定から得られたＸＲＦ応答（例えば、ＸＲＦスペクトルプロファイル）を取得する（例えば、ＸＲＦ検出器１２４から）。
コンベヤ／ベルト１１１の位置、または、ベルト／コンベヤの移動軸に沿った検査領域、例えばＲ１に対する少なくともＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置を示すデータを取得する；
ＸＲＦ検査システム１２０、より具体的には、異なる検査領域、例えばＲ１～Ｒ４のエミッタ１２２および検出器１２４を、ＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置がそれぞれの検査領域を横切る期間（タイムスロット）で、またはそれと同期して動作させる。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ１２８は、ＸＲＦ透過窓の位置が検査領域を横切る期間と同期して検査モジュールを動作させ、ＸＲＦ透過性ではないベルトの他の部分が検査領域を横切る時間に検査モジュールの動作を無効化／停止／中断するように適合される；
それによって、ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１が検査領域Ｒ１～Ｒ４のうちの１つまたは複数にあり、したがって、ＸＲＦ測定におけるノイズ／クラッタのレベルが低減される（窓Ｗ１ではなくコンベヤベルト自体が検査領域内にある場合と比較して）、異なるタイムスロットで行われた複数のＸＲＦ測定から得られたＸＲＦ応答（例えば、ＸＲＦスペクトルプロファイル）を取得する（例えば、ＸＲＦ検出器１２４から）。
【0133】
ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１の位置がそれぞれの検査領域にあるタイムスロットにおける１つである任意の検査領域、例えばＲ１において行われた複数のＸＲＦ測定から得られたこれらのＸＲＦ応答（例えば、ＸＲＦスペクトルプロファイル）は、その後、積分／合計／平均して（内部または外部信号積分器１２６によって上述されたように）、ノイズ／クラッタが低減され、したがってＳＮＲ／ＳＣＲが改善された合計／積分ＸＲＦ測定値を得ることができる。
【0134】
これに関連して、本発明に従って、ＳＮＲ／ＳＣＲの改善のための「時間積分ＸＲＦ測定」スキームを実施するための上記の２つの異なる技術の各々は、他の技術の実施とは無関係に実施され得ることを理解されたい。すなわち、各検査領域による測定のタイムスロットは、それぞれの領域におけるＸＲＦ透過窓Ｗ１の位置と同期させることができる（例えば、被検査物体Ｏｂ１の場所にかかわらず）；または、各検査領域による測定のタイムスロットは、それぞれの領域における物体Ｏｂ１の位置と同期されてもよい（例えば、ＸＲＦ透過窓Ｗ１が存在する位置にかかわらず）。しかしながら、ＸＲＦ透過窓が検査領域に対して移動可能である場合、ノイズ／クラッタの低減およびＳＮＲ／ＳＣＲの改善における特定の利点は、これらの２つの技術を組み合わせ、検査領域Ｒ１における物体Ｏｂ１の位置（または少なくともその一部／重要部分）および検査領域Ｒ１におけるＸＲＦ透過窓Ｗ１（またはその少なくとも一部／重要部分）の位置の両方に同期されたタイムスロットにおいてのみ、Ｒ１などの検査領域においてＸＲＦ検査を行うように検査システム１２０を動作させる、本発明のシステム１００の実装形態において得ることができる。この組合せスキームによって、物体を載せたＸＲＦ透過窓が検査領域Ｒ１を横切る積分期間中に、検査領域Ｒ１を横切る物体Ｏｂ１から到来する蛍光Ｘ線応答のスペクトルプロファイルを積分することが可能になるので、ＳＮＲ／ＳＣＲがさらに改善され得る；これは、これらのタイムスロットの間、物体が、動作される検査領域、例えばＲ１内にある間に、コンベヤまたは／ベルト１１１の材料とＸＲＦ励起放射ＸＲとの相互作用が低減され（サイズ／寸法ＸＲＦ透過窓Ｗ１が検査領域Ｒ１よりも小さい場合）、または完全に回避され（サイズ／寸法ＸＲＦ透過窓Ｗ１が検査領域Ｒ１以上である場合）、したがって、物体Ｏｂ１からのＸＲＦ応答が改善され、コンベヤ１１１からのバックグラウンドノイズが低減されるためである。
【0135】
いくつかの実装形態では、積分期間のタイムスロットは、前記タイムスロット中に前記Ｘ線またはガンマ線放射ビームを動作させるとき、Ｘ線またはガンマ線放射ビームがコンベヤ内に画定されたＸＲＦ透過窓Ｗ１の完全に中にあり、これにより、コンベヤまたはそのベルトと相互作用せず、コンベヤまたはベルトからのＸＲＦ放出を引き起こさないことを特徴とする。
【0136】
いくつかの実装形態では、積分期間のタイムスロットはさらに、各タイムスロットにおいて検査される検査領域において、Ｘ線またはガンマ線放射ビームによって少なくとも部分的に覆われるように物体が配置されることを特徴とする。したがって、タイムスロットは、物体が全積分期間の間に蛍光Ｘ線応答ＸＲＦを放出するように設定され得る。
【0137】
本発明のいくつかの実施形態では、検査時間コントローラ１２８は、コンベヤシステム１１０に接続可能であり、１つまたは複数の物体の測定の結果／同時に従ってコンベヤシステム１１０の速度を動的に調整するように構成され動作可能である。例えば、信号積分器１２６は、物体が検査領域を通過する間に連続的または断続的に、ある物体に対して行われる測定値の上述の合計／積分を実行してもよい。したがって、例えば、物体の測定のＳＮＲ／ＳＣＲが増加する速度を示すデータは、測定がＸＲＦ透過窓を見て行われるか否かに依存して決定することができる。したがって、物体がシステムによって搬送され検査される間、信号積分器１２６は、物体のＸＲＦ測定値を十分な精度／ＳＮＲで取得するのに必要な総期間を推定することができる。例えば、信号積分器１２６は、過去のタイムスロット／ビンについて収集された全ＸＲＦ測定データを連続的に計算／監視することができる。信号積分器１２６が、取得された信号（総カウント数）が弱すぎる、または信号取得の速度が遅すぎると判断する場合、検査時間コントローラ１２６は、コンベヤ１１１の速度を遅くするように構成され動作可能であってもよく、したがって、物体は、より長い期間にわたって検査される（すなわち、測定タイムスロット／ビンの数を増加させる）、および／またはＸ線またはガンマ線エミッタ１２２の電圧／電流、またはそのフィルタ特性またはビームコリメーションサイズ／パラメータを変更する。逆に、信号積分器１２６が、取得された信号（総カウント数）が物体の正確な検査に十分である、または信号取得の速度が適切であり、物体の正確な検査をもたらすのに必要とされるものを上回ると判定する場合、検査時間コントローラ１２８は、システム１００による検査された物体の歩留まりを改善するためにコンベヤ１１１を加速するように構成され動作可能であり得る。さらに、上述のように、物体からの信号取得の速度は、物体がＸＲＦ透過窓を介して検査されるか否かに依存し得る。したがって、検査時間コントローラ１２８は、コンベヤ１１１の速度を動的に制御して、ＸＲＦ透過窓（例えば、物体と共に）が検査領域Ｒ１を横断し、コンベヤからのバックグラウンドクラッタ／ノイズが低減された検査される期間を延長する、および／またはＸＲＦ透過窓が検査領域内にない時間にコンベヤの速度を加速するように構成され動作可能であり得る。
【0138】
ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１～Ｗ４のサイズ／形状および／または相対配置に関しては、本発明のいくつかの実施形態では、ＸＲＦ透過窓を画定する１つまたは複数の間隔／開口の２次元サイズは、それぞれ、１つまたは複数のエミッタ１２２によって放出されるＸ線またはガンマ線放射のビームＸＲの断面の２次元サイズと等しいかまたはそれより大きいことに留意されたい。このような実施形態では、一次放射ビームＥＲは、コンベヤ１１１のトラック、ベルトおよび／またはローラセットと相互作用することなくＸＲＦ透過窓Ｗ１を通過することができ、それによってコンベヤのトラック、ベルトおよび／またはローラからのＸＲＦ応答を回避する。
【0139】
ＸＲＦ透過窓、例えばＷ１～Ｗ４の形状および／または相対配置に関しては、本発明のいくつかの実施形態では、コンベヤは、その中に画定され、それによって、１つまたは複数の検査領域Ｒ１～Ｒ４を横切るようにコンベヤ１１１のベルトとともに移動可能である、１つまたは複数のＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４（例えば、透明開口または穿孔）が形成されたベルトを含む。そのような場合、本発明のいくつかの実施形態によれば、ベルト内の１つまたは複数のＸＲＦ透過窓Ｗ１～Ｗ４の２次元サイズは、コンベヤ１１１の軌道に沿ったベルトの移動方向を画定する軸Ｄに沿って伸長される。好ましくは、窓Ｗ１～Ｗ４の２次元サイズは、軸に沿った窓の長さが、この軸Ｖに沿ったＸ線またはガンマ線放射ビームＸＲの断面サイズよりも少なくとも数倍大きくなるように伸長され、それによって、放射線とベルト（例えば、図３Ｂのマッシュベルトの構成を参照）との相互作用を低減しながら、物体の上記の時間積分ＸＲＦ測定を行うことを可能にする。
【0140】
コンベヤ１１１がトラックに沿って移動可能なベルトを含むいくつかの実施形態では、ベルトは、グリッドまたはメッシュとして構成されてもよく、１つまたは複数のＸＲＦ透過窓Ｗ１からＷ４は、ベルト内の１つまたは複数の開口（光学的）または物理的穿孔によって画定されてもよいことに留意されたい。そのような画定された窓Ｗ１～Ｗ４（光学的開口または物理的穿孔）のサイズは、場合によっては、ＸＲＦ励起放射ビームＸＲの断面サイズよりも小さくてもよく、またはＸＲＦ応答ＸＲＦの予想される断面よりも小さくてもよい。これにより、ビームとベルトのメッシュ／グリッドの材料との相互作用の応答として、ＸＲＦクラッタが低減される。
【0141】
本発明のいくつかの実施形態では、ベルトの前記メッシュ／グリッドを画定する主軸（例えば、ワイヤ／ロッドの方向）は、ベルト１１２の移動方向Ｄに対して対角線方向に位置合わせされる。これは、ベルトのメッシュ／グリッドのそのような配向により、ベルトから測定されたＸＲＦクラッタが、検査領域を横断するときに、実質的に一定の強度およびスペクトルプロファイルを有し得るためである（例えば、常に、ベルトが検査領域において類似面積を占有するため）。したがって、ベルトからのノイズ強度（バックグラウンドクラッタのスペクトルプロファイルである）の変動は、例えば、検査領域を横切る前記ベルトの移動中に＋／－１５％の範囲を超えないように固定されるなど、低減され得る。
【0142】
いくつかの実装形態では、動作コントローラ２８（例えば、検査時間コントローラ１２８）または分析器２０は、コンベヤ（ベルトまたはローラ）から予想される所定のＸＲＦクラッタを示すデータを受信するための基準データ記憶装置（例えば、図１のデータベース２５）等の基準データプロバイダユーティリティに接続可能である。動作コントローラ２８または分析器２０は、検出器によって検出されたＸＲＦ応答を受信し、蛍光Ｘ線応答から所定のＸＲＦクラッタを減算して、信号対ノイズ／クラッタが改善された物体からの蛍光Ｘ線応答を示すデータを取得するように構成され動作可能であり得る。
【0143】
ここで、図４Ａおよび４Ｂを参照すると、エミッタおよび検出器を含む検査システムの一部がコンベヤシステムの２つのコンベヤの間に位置し、検査ユーティリティの検査領域（すなわち、スポット）に向かって進むサンプルの存在および／またはサイズに対応する指示データを提供するように構成されたセンサユニットが提供される、検査ステーションの関連要素が（斜視図および側面図を介して）概略的に例示される。センサユニットはまた、ＸＲＦ検査分析器／ユーティリティによるマーキングのチェックの前に、マーキングされた物体の予備検査するための光学検査モジュール、例えば、視覚的、ＩＲまたはＸ線撮像（図には具体的に示されていない）を含んでもよい。光学検査モジュールは、マーキングされた物体の視覚的外観を検査することができる（例えば、マーキングが見えないことを検証する）。光学検査システムは、マーキングされた物体の画像を、データベースに記憶された物体の予め選択された画像と比較することによって、マーキングを検査することができる。図３Ａ～図３Ｆを参照して上述した本発明の様々な特徴は、図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態でも実装することができる。
【0144】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の一実施形態によるコンベヤベースのＸＲＦ検査システムの側面図および上面図を概略的に示し、エミッタおよび検出器を含む検査ユーティリティは、コンベヤの下に、より具体的にはマッシュ状のコンベヤベルトの下に配置される。この例では、センサユニットは、上述のように検査領域に向かって進むサンプルの存在および／またはサイズに対応する表示およびデータを提供するように構成される。図３Ａ～図３Ｆを参照して上述した本発明の様々な特徴は、図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態でも実装することができる。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【国際調査報告】