CN102213683B - X射线透射检查装置及x射线透射检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线透射检查装置及X射线透射检查方法，防止因试料与X射线检测器的距离的变化引起的对异物检测的误检测。包括：向检查对象试料元素照射X射线的X射线管球(11)；检测X射线透射试料时的透射X射线的X射线检测器(13)；从透射X射线的透射像获得对比度像的运算部(17)；计算试料与检测器之间的距离的传感器；以及调整X射线检测器的位置的机构。在保持试料与X射线检测器之间的距离固定的同时拍摄X射线透射像。

Description

X射线透射检查装置及X射线透射检查方法

技术领域

本发明涉及能检测试料中的由特定元素组成的异物的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法。

背景技术

近年来，作为汽车、混合动力汽车或电动汽车等的电池，一直采用比镍氢类电池能量密度高的锂离子二次电池。该锂离子二次电池是非水电解质二次电池的一种，是电解质中的锂离子负责导电且电池内不含金属锂的二次电池，在笔记本型个人计算机或便携电话机中已被广泛采用。

尽管该锂离子二次电池具有优良的电池特性，但由于在制造工序中电极上掺入有Fe(铁)等异物时会对发热性或寿命等电池特性劣化等的可靠性产生影响，所以直到如今也没能用于车载。例如，锂离子二次电池的电极(正极)一般被构成为在厚度为20μm左右的A1膜的两面形成100μm左右厚的Mn酸锂膜或Co酸锂膜，但在其中混入Fe(铁)或SUS(不锈钢)的异物的情况下，若该异物厚为数十μm以上，则会产生短路，从而可能引起电池的烧坏或性能下降。因此，对于锂离子二次电池，希望通过检查来迅速地检测并预先清除制造时混入有异物X的电池。

一般地，作为检测试料中的异物等的方法，已知有使用透射X射线像的方法。如现有技术例如专利文献1中所述的那样，提出了利用该方法通过透射X射线像来检测有无异物混入的异物检测方法。

[专利文献1]日本特开2001-91480号公报

发明内容

上述现有技术中残留有以下的课题。

也就是说，在现有的异物检测方法中，在异物存在的部位离X射线检测器近的情况与远的情况下，异物的像的清晰度不同。因此，在现有的异物检测方法中，在如图2所示异物离X射线检测器近的情况与如图3所示异物离X射线检测器远的情况下，异物的对比度上产生较大的差别，即使是相同尺寸、相同材质的异物，获得的像也不同，从而会导致过检测或误检测等不良现象的产生。

本发明是鉴于前述的课题而作出的，其目的在于提供能忠实地再现相同尺寸、相同材质的异物的像的对比度从而防止过检测及误检测的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法。

本发明为了解决上述课题而采用了以下的结构。即，本发明的X射线透射检查装置，其特征在于，包括：X射线管球(X射线管)，向检查对象试料照射X射线；X射线检测器，接受上述X射线透射上述检查对象试料时的透射X射线并检测其强度；以及距离传感器，作成表示检测到的上述透射X射线的强度分布的透射像并测定检查对象试料与检查装置之间的距离；，在上述X射线检测器上配置有调节上述X射线检测器与检查对象试料之间的距离的机构。

另外，本发明的X射线透射检查方法的特征在于，包括：向检查对象试料照射X射线的步骤；测定检查对象试料与检查装置之间的距离的步骤；接受距离测定结果并调节X射线检测器与检查对象试料之间的距离的步骤；接受上述X射线透射上述试料时的透射X射线并检测其强度的步骤；以及作成表示检测到的上述透射X射线的强度分布的透射像的步骤。

在这些X射线透射检查装置及X射线透射检查方法中，由于是在保持检查对象试料与X射线检测器之间的距离恒定的同时获得X射线透射像，所以能够不受检查对象试料的位置的影响地稳定地获得检查对象内的异物的对比度。

本发明产生以下的效果。

也就是说，根据本发明涉及的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法，即使检查对象试料与检查装置的距离发生变化，也能基于距离测定结果调整X射线检测器的位置，从而保持检查对象试料与X射线检测器的距离固定，通过检查对象试料中的异物稳定地拍摄透射X射线像成为可能，提高异物尺寸的再现性并防止异物检测中的过检测及误检测成为可能。

因此，使用此X射线透射检查装置及X射线透射检查方法能够高精度且迅速地进行锂离子二次电池等中的特定元素的异物检测。

附图说明

图1是示出本发明涉及的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法的一实施方式的概略性整体结构图。

图2是现有的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法中照射X射线时的对比度的概略图。

图3是现有的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法中照射X射线时的其他的对比度的概略图。

附图标记说明

11...X射线管球；12...X射线产生点；13...X射线检测器；14...X射线检测器位置调整机构；15...距离测定传感器；16...X射线检测器位置反馈控制部；17...控制部；18...显示部；S1...检查对象试料；S2...异物。

具体实施方式

以下参考图1至图3来说明本发明涉及的X射线透射检查装置及X射线透射检查方法的一实施方式。

如图1所示，本实施方式的X射线透射检查装置包括：具有带一定大小的X射线产生点12的X射线管球11；接受X射线透射检查对象试料S1及异物S2时的透射X射线并检测其强度的X射线检测器13；以及显示表示检测到的透射X射线的强度分布的透射像的显示部18。

另外，该X射线透射检查装置包括：测定与试料S1的距离的距离测定传感器15，根据该测定结果调整X射线检测器13的高度方向的位置的X射线检测器位置调整机构14，和进行其反馈控制的X射线检测器位置反馈控制部16。

还具有作为显示器装置的显示部18，与连接到上述各结构并控制他们的控制部17相连接并显示上述对比度像等。

上述检查对象试料S1是例如锂离子二次电池中使用的电极片等，混入其中的异物S2是例如可能作为异物混入电极中的Fe或SUS。

X射线管球11从铍箔等的窗口出射1次X射线，该射线是管内的灯丝(阳极)产生的热电子被施加在灯丝(阳极)与对阴极(阴极)之间的电压加速并碰撞对阴极而产生的X射线。通常对阴极上电子被照射到的区域成为X射线产生点12。

上述X射线检测器13是与对应的X射线管球11对置地配置在试料S1下方的X射线线传感器。作为该X射线线传感器，可采用通过荧光板将X射线转换为荧光并且用排列成一列的受光元件转换为电流信号的闪烁器(scintillator)方式，或者将多个半导体检测元件排列成一列来直接检测的半导体方式等。另外这些X射线传感器除了一列的线以外也可以是二维地排列有受光元件的X射线区域传感器(areasensor)。

上述控制部17是由CPU等构成的计算机。包含基于输入的来自X射线检测器13的信号进行图像处理并作成透射像进而将该图像显示在显示部18上的运算处理电路等。另外，显示部18可按照控制部17的控制显示各种信息。

上述距离测定传感器15主要利用采用三角法的反射型激光传感器，与试料S1对置地设置。也可以是能达到相同目标的利用其他原理的距离测定传感器。来自上述距离测定传感器的距离测定结果被发送到上述X射线检测器位置反馈控制部16。在上述X射线检测器位置反馈控制部16中，在根据来自距离测定传感器15的信息发现距离测定结果发生变化的情况下，判断上述试料S1与上述X射线检测器之间的距离有变化，并驱动X射线检测器位置调整机构14以使上述试料S1与X射线检测器13的距离保持固定。若X射线检测器位置调整机构14是进行线性驱动的驱动机构，则能适用螺纹进给、线性马达等各种驱动机构。

接着，参考图1至图3说明使用本实施方式的X射线透射检查装置的X射线透射检查方法。在该X射线透射检查方法中，例如以锂离子二次电池中的正极片为检查对象试料，目的在于检测其中的异物。

首先，通过未图示的制造工序侧的设备使试料S1经过对置的X射线管球11与X射线检测器13之间。该试料S1的厚度与试料S1和X射线检测器13之间的距离相比非常小。

然后，从距离测定传感器15的结果计算试料S1与X射线检测器13的距离。在距离的计算结果与其初始值D相比有差异的情况下，使X射线检测器位置调整机构14动作，通过反馈控制部反馈为使试料S1与X射线检测器13的距离变为初始值D而计算出的差量，并根据该差量来调整X射线检测器的位置。在此情况下，也可对试料S1和X射线检测器13的距离的计算值与初始值D的差量设定成为X射线检测器位置调整机构14的动作判定基准的阈值。

接着，在从X射线管球11向试料S1照射X射线的同时，用X射线检测器13检测透射试料S1及异物S2的透射X射线。此时，通过用未图示的制造工序侧的设备使试料S移动，从而扫描全体并获得透射X射线对全体的强度分布。

控制部17对如此获得的透射X射线的强度分布进行图像处理并作成透射像。此时，由于异物S2存在的部位与不存在的部分相比X射线的透射量不同，所以如图2所示，异物存在部位的对比度与其以外的部位不同。基于该结果来检测异物的存在。

另一方面，假设试料S1因制造设备侧保有的试料传送装置的状况而向上方移动从而与X射线检测器13之间的距离变大时，因为X射线产生点具有大小，异物的对比度及强度分布不同，所以如图3所示，难以判断异物造成的对比度的强弱从而无法检测。

因此，本发明中利用距离测定传感器15平时测定试料S1与X射线检测器的距离。在该距离测定结果对上述初始值D产生一定值S以上的差量的情况下，根据该差量适当地利用X射线检测器位置调整机构14，调整X射线检测器的位置，以使试料S1与X射线检测器13的距离落入初始值D±S中。

这样，由于在本实施方式的X射线透射检查装置及X射线检查方法中，可以在保持检查对象试料与X射线检测器之间的距离大致固定的同时拍摄X射线透射像，所以能够稳定地获得异物的X射线透射像上的对比度。也就是说，由于从相同尺寸/材质的异物获得的对比度稳定，故可以防止异物的误检测及过检测。

因此，使用该X射线透射检查装置及X射线透射检查方法能够高精度且迅速地进行锂离子二次电池等中的特定元素的异物检测。

另外，在上述实施例中距离测定传感器15配置在X射线检测器侧，但即使配置在X射线管球11侧也能将试料S1与X射线检测器13之间的距离作为结果计算出来。此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内添加各种改变。

Claims (5)

1.一种X射线透射检查装置，其特征在于，包括：

X射线管球，向移动的检查对象试料照射X射线；

X射线检测器，以接受上述X射线透射上述试料时的透射X射线并检测其强度的方式与上述X射线管球经由上述检查对象试料对置地配置；

运算部，从表示检测到的上述透射X射线的强度分布的透射像获得对比度像；

距离测定部，测定上述检查对象试料与X射线检测器之间的距离；和

距离调整机构，基于该距离测定部的测定结果相对地调整上述检查对象试料与上述X射线检测器之间的距离而使该距离保持恒定，

上述距离调整机构将测定中的上述检查对象试料与上述X射线检测器之间的距离调整为与预先测定而存储的基准距离相等。

2.根据权利要求1所述的X射线透射检查装置，还包括：

反馈控制部，设预先设定/存储的上述试料与上述X射线检测器之间的基准距离与实际的上述距离测定部的测定值的差量为反馈量，将该反馈量作为调整量反馈到上述距离调整机构。

3.根据权利要求2所述的X射线透射检查装置，其中，

上述基准距离是测定开始前或开始时的上述距离测定部的测定值。

4.一种X射线透射检查方法，其特征在于，包括：

从X射线管球向移动的检查对象试料照射X射线的X射线照射步骤；

用与上述X射线管球经由上述检查对象试料对置地配置的X射线检测器接受上述X射线透射上述试料时的透射X射线并检测其强度的透射X射线检测步骤；

计算检测到的上述透射X射线的强度的分布的运算步骤；

基于该运算步骤的运算结果显示透射的对比度像的透射像显示步骤；

测定上述检查对象试料与上述X射线检测器之间的距离的距离测定步骤；以及

基于该距离测定步骤中的测定距离调整上述检查对象试料与上述X射线检测器之间的距离而使该距离保持恒定，以使上述透射的对比度像被适当地显示的距离调整步骤，

上述距离调整步骤，将测定中的上述检查对象试料与上述X射线检测器之间的距离调整为与在上述距离测定步骤中测定而预先存储的既定的基准距离相等。

5.根据权利要求4所述的X射线透射检查方法，

还包括将预先设定/存储的上述试料和上述X射线检测器之间的基准距离与实际的上述距离测定部的测定值的差量作为调整量反馈的反馈步骤，

在上述距离调整步骤中仅调整该反馈量。