CN109804239B - X射线检查设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种X射线检查设备，能够与被测量物等的物理性质无关地精确检查被测量物。X射线检查设备包括：X射线发射部件(110)，用于向被测量物(W)发射X射线；X射线检测部件(150)，用于通过将透过被测量物的X射线光子所拥有的能量根据预定阈值水平区分到一个以上的能量区域中来检测X射线光子；存储部件(141)，用于将被测量物和预定阈值水平直接或间接相关联地存储；阈值水平设置部件(140)，用于参考存储部件，从而以使得X射线检测部件能够参考针对输入信息指定的被测量物的阈值水平的方式保持该阈值水平作为预定阈值水平；检查部件(170)，用于基于X射线检测部件针对一个以上的能量区域各自所检测到的光子的数量或与光子的数量相对应的量，来检查被测量物。

Description

X射线检查设备
技术领域
本发明涉及用于通过向对象制品等发射X射线来检查异物的X射线检查设备。
背景技术
通常，在从制品的制造、包装到运输的各步骤中，通过适合于作为检查对象的被测量物或者适合于可能包含在该被测量物中的异物的类型(材料或大小等)的检查方法来进行诸如在制品或包装中是否混有异物等的检查。其中，在能够无损地检查制品等的X射线检查设备中，向对象制品等发射X射线，并且检测透过的X射线，使得可以检查从外部不可见的制品内部的异物的有无。
作为在X射线检查设备中检测图像信息作为电气信号的方法，存在间接转换方法和直接转换方法，其中在该间接转换方法中，X射线首先由闪烁体转换成可见光，然后由光电二极管转换成电气信号，以及在该直接转换方法中，X射线由诸如CdTe等的半导体元件直接转换成电气信号。在间接转换方法中，原理上，在闪烁体的发光效率和光电二极管的电荷转换效率方面发生损失。另一方面，在直接转换方法中，由于使X射线直接转换成电荷，因此转换效率高。
专利文献1公开了利用直接转换方法的线传感器的X射线检查设备并且通过能量实现光子计数。在该设备中，通过使用可以区分光子能量的直接转换型X射线线传感器来将向着被测量物发射的X射线在透过该被测量物及输送该被测量物的带式输送机之后的X射线强度分别转换成低能X射线透射图像和高能X射线透射图像。之后，基于通过计算这两个图像之间的差所获得的图像中的被测量物和异物之间的对比度来使被测量物内的异物的有无可视化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-091483
发明内容
发明要解决的问题
利用低能X射线所获得的透射图像和利用高能X射线所获得的透射图像根据用于区分低能光子和高能光子的能量阈值设置为何种水平而改变。由于作为被测量物的制品及其内所含有的异物因它们的物理性质而具有不同的X射线透射率，因此在设置了特定阈值水平的情况下，即使针对特定被测量物获得了异物从一对低能X射线图像和高能X射线图像中清楚可见的图像，也无法针对具有不同的物理性质的被测量物始终获得对比度高的清晰图像。然而，在传统的X射线检查设备中，不能针对各被测量物改变阈值水平。
本发明的目的是提供一种能够与被测量物等的物理性质无关地精确检查被测量物的X射线检查设备。
用于解决问题的方案
根据本发明的一种X射线检查设备，包括：X射线发射部件，用于向被测量物发射X射线；X射线检测部件，用于通过将透过所述被测量物的X射线光子所拥有的能量根据预定阈值水平而区分到一个以上的能量区域中，来检测所述X射线光子；存储部件，用于将所述被测量物和所述预定阈值水平直接或间接相关联地进行存储；阈值水平设置部件，用于参考所述存储部件，从而以使得所述X射线检测部件能够参考针对由所输入的信息指定的被测量物的阈值水平的方式，保持该阈值水平作为所述预定阈值水平；以及检查部件，用于基于所述X射线检测部件针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域所检测到的光子的数量或者与光子的数量相对应的量，来检查所述被测量物。与光子的数量相对应的量例如是电荷量。基于所述X射线检测部件针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域所检测到的光子的数量或者与光子的数量相对应的量，所述检查部件可以输出针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域所生成的X射线透射图像作为所述被测量物的检查结果。此外，所述存储部件还可以将表示所述检查部件中的所述被测量物的检查方法的信息与所述被测量物相关联地进行存储，以及所述检查部件可以参考所述存储部件，并且通过针对由输入至所述阈值水平设置部件的信息所指定的所述被测量物的检查方法来检查所述被测量物。
发明的效果
根据本发明的X射线检查设备，由于可以根据被测量物等的物理性质来设置最佳阈值水平，因此可以与被测量物等的物理性质无关地精确检查被测量物。
附图说明
图1是本发明的X射线检查设备100的功能框图。
图2是例示阈值水平设置方法的图。
图3是表示示出针对各被测量物W的阈值水平的表的一个示例的图。
图4是表示示出针对各被测量物W的阈值水平的表的另一示例的图。
具体实施方式
以下将基于附图来说明本发明的实施例。
图1示出本发明的X射线检查设备100的功能框图。X射线检查设备100包括X射线发射部件110、输送部件120、X射线检测部件130、阈值水平设置部件140、存储部件141、显示部件150、输入部件160和检查部件170。
X射线发射部件110向着放置在输送部件120上的被测量物W发射X射线。输送部件120是例如X射线透射率高的带式输送机，配置在彼此相对配置的X射线发射部件110和X射线检测部件130之间，并且输送放置在该输送部件120上的被测量物W。从X射线发射部件110向着被测量物W发射的X射线在被该被测量物W和输送部件120吸收并透过这两者之后到达X射线检测部件130。
X射线检测部件130采用例如所谓的X射线线传感器，其中在该X射线线传感器中，多个X射线检测元件沿与输送部件120的输送方向垂直的方向对齐。在X射线检查设备100中，在通过输送部件120移动被测量物W的同时，利用X射线线传感器逐次地扫描从被测量物W透射的X射线光子。
本实施例采用能够通过针对到达的各X射线光子根据预定阈值水平将该光子的能量区分到一个或多个能量区域中来检测光子的直接转换方法的X射线线传感器。能够将X射线直接转换成电气信号的X射线检测元件的示例包括诸如CdTe等的半导体元件。在X射线检测部件130中，在构成X射线线传感器的各X射线检测元件中，通过到达的X射线光子来生成电子空穴对，将通过放大该电子空穴对的电荷所获得的检测信号的能量与预定阈值水平进行比较，并且输出在预定时间内已超过或未超过该阈值水平的次数作为该X射线检测元件在由该阈值水平限定的能量区域中的光子计数数量(所检测到的光子的数量)。注意，代替检测信号的能量已超过预定阈值水平的次数，可以输出通过以预定时间对能量已超过或未超过预定阈值水平的检测信号的电荷量进行积分所获得的积分电荷量作为该X射线检测元件在由该阈值水平限定的能量区域中的积分电荷量。以下将说明该输出是光子计数数量的情况作为示例。
X射线检测部件130被配置为能够设置与能量区域的数量相对应的数量的预定阈值水平，以在光子计数中通过光子的能量来区分光子。在两个能量区域的情况下，例如，X射线检测部件130被配置成使得：如图2(a)所示，可以设置两个阈值水平(低能侧的阈值水平Vth1和高能侧的阈值水平Vth2)，并且将超过各阈值水平的光子计数数量逐次地送入存储器中。然后，可以基于各X射线检测元件中的超过高能侧的阈值水平Vth2的光子计数数量来生成高能X射线透射图像，并且可以基于通过从各检测元件中的超过低能侧的阈值水平Vth1的光子计数数量中减去超过高能侧的阈值水平Vth2的光子计数数量所获得的数量来生成低能X射线透射图像。注意，可以将光子计数所用的能量区域设置成部分重叠以生成两个以上的X射线透射图像，其中例如，以与上述相同的方式生成高能X射线透射图像，并且代替低能X射线透射图像，基于超过低能侧的阈值水平Vth1的光子计数数量来生成低能+高能的X射线透射图像。
在光子计数所用的能量区域为两个的情况下，阈值水平设置方法不限于图2(a)所示的方法。可以采用任何方法，例如如图2(b)所示、将光子计数所用的低能区域设置为低于阈值水平Vth1的能量区域的方法等。此外，如图2(c)和(d)所示，可以将光子计数所用的一个能量区域设置成超过或不超过特定阈值水平Vth的区域。此外，可以设置三个以上的光子计数所用的能量区域，并且设置方法是任意的。例如，在设置四个能量区域的情况下，如图2(e)所示，可以以三个阈值水平Vth1～Vth3作为边界来连续地设置四个能量区域，或者如图2(f)所示，可以通过设置六个阈值水平Vth1～Vth6来断续地设置四个能量区域。可以通过增加光子计数所用的能量区域来按多个阶段获得X射线透射图像，从而使得能够进行更精细的图像处理。
阈值水平设置部件140参考存储部件141(其中在该存储部件141中，被测量物W与其阈值水平以直接或间接相关联的方式存储)，并且以使得X射线检测部件130可以参考并设置针对由输入信息指定的被测量物W的阈值水平的方式，保持该阈值水平作为预定阈值水平。将被测量物W与其阈值水平之间的关联作为如下的表存储在存储部件141中，其中在该表中，例如，记录有作为索引的被测量物W与阈值水平之间的关联。存储部件141可被作为硬盘或RAM固定地设置在该设备中，或者可以以可拆卸的方式被设置为存储卡等。阈值水平设置部件140还将例如用于选择被测量物W的输入界面显示在诸如显示器等的显示部件150上，使得该设备的使用者可以输入用于指定被测量物W的信息。
图3示出在针对各被测量物W设置一个或两个阈值水平的情况下的表的一个示例。在该表上，考虑到被测量物W的物理性质，针对各被测量物W记录一个或两个适当的阈值水平。这里，被测量物W不限于被测量物自身，而且可以通过按照商品名称、希望检测的异物的名称、或者被测量物或异物的类型和材料等进行适当分类来设置。此外，可以将被测量物W设置为被测量物和希望检测的异物的名称的组。然后，向使用者呈现用于选择作为表索引的被测量物W的菜单，并且使用者通过使用诸如鼠标、键盘、触摸面板或条形码读取器等的输入部件160来选择并输入被测量物W。随后，阈值水平设置部件140从该表中读取针对所选择的被测量物W的阈值水平1和2，并且以使得X射线检测部件130可以参考这些阈值水平的方式保持这些阈值水平作为预定阈值水平。此时，这些阈值水平不必显示在向使用者呈现的选择菜单上。
表中的用于使被测量物W和阈值水平相关联的结构不限于图3所示的结构，并且可以根据用于输入指定被测量物W的信息的方法来任意确定。例如，在如图3的情况那样向使用者呈现被测量物W以供选择并输入的情况下，除利用如图3所示的一个表来构成的方法之外，还可以采用利用如图4(a)和(b)所示的两个表来构成的方法。具体地，一个表如图4(a)所示由被测量物W和阈值水平编号的组构成，另一个表如图4(b)所示由阈值水平编号和阈值水平的组构成，并且被测量物W和阈值水平通过利用阈值水平编号使这两个表相关联而间接关联。此外，在通过利用条形码读取器读取条形码或QR码(QRcode，注册商标)或者通过利用键盘间接输入商品编号来输入指定被测量物W的信息的情况下，通过在图3所示的表中使索引成为与表示被测量物W的代码相对应的编号或商品编号而不是被测量物W，可以使与代码或商品编号相对应的被测量物W和阈值水平相关联。
检查部件170基于X射线检测部件130针对一个以上的能量区域各自所检测到的光子的数量来检查被测量物。例如，基于X射线检测部件130针对图2(a)所示的两个能量区域各自所检测到的光子的数量来生成X射线透射图像，并且可以进行诸如计算这些图像之间的差等的预定处理，以生成被测量物W及其包含的异物以高对比度可视化的图像。将所生成的图像显示在例如显示部件150上。注意，检查的结果自身没有必要一定是输出对象，并且例如，可以基于检查的结果来输出分选机的控制信号。
注意，检查部件170可以基于与X射线检测部件130针对一个以上的能量区域各自所检测到的光子的数量相对应的量来检查被测量物。例如，在X射线检测部件130中，将通过放大由到达了构成X射线线传感器的各X射线检测元件的X射线光子生成的电子空穴对的电荷所获得的检测信号的能量与预定阈值水平进行比较，并且输出通过以预定时间对超过了或未超过该阈值水平的检测信号的电荷量进行积分所获得的电荷量作为该X射线检测元件在由该阈值水平所限定的能量区域中的积分电荷量。在如图2(a)所示设置两个阈值水平的情况下，将超过各个阈值水平的积分电荷量逐次地送入存储器中。然后，可以基于各X射线检测元件中的超过高能侧的阈值水平Vth2的积分电荷量来生成高能X射线透射图像。还可以基于通过从各检测元件中的超过低能侧的阈值水平Vth1的积分电荷量中减去超过高能侧的阈值水平Vth2的积分电荷量所获得的电荷量来生成低能X射线透射图像。
注意，检查部件170所进行的检查方法可以针对各被测量物W而不同。例如，在存储部件141内所存储的表中，进一步以与被测量物W相关联的方式预先记录图像处理条件(例如，针对各光子计数数量的系数以及诸如加法或减法等的计算公式)，并且可以在执行检查部件170的处理时参考该表来执行针对在阈值水平设置部件140中选择并输入的被测量物W的检查方法。通过这样针对各被测量物W采用不同的检查方法，例如，即使在存在需要特殊图像处理以生成对比度高的图像的被测量物W的情况下，也可以通过简单设置来获得对比度高的图像。
此外，被测量物的检查没有必要一定通过图像生成来进行。例如，被测量物的检查可以通过在内部直接计算针对各能量区域的输出数据(诸如针对各检测元件的光子数量等)之间的差或者比较输出数据来进行。
根据以上所述的本发明的X射线检查设备100，由于可以根据被测量物自身及其内可能含有的异物的物理性质来设置最佳阈值水平，因此可以生成被测量物和异物之间的对比度高的清晰图像，从而使得能够与被测量物等的物理性质无关地进行被测量物的精确检查。此外，由于需要仅选择被测量物W以设置阈值水平，因此即使不熟悉X射线检查的原理等的使用者也可以快速且正确地进行设置。
注意，本发明不限于上述实施例。以上所述的实施例仅是示例，并且具有与在本发明的权利要求书中所述的技术思想基本相同的结构并且发挥相同的作用效果的任何事项均包括在本发明的技术范围中。例如，尽管例示了线传感器作为X射线传感器的情况，但X射线传感器可以是区域传感器，或者可以采用延时积分(TDI)传感器或延时总和(TDS)传感器以提高对比度或S/N比。
附图标记列表
100…X射线检查设备
110…X射线发射部件
120…输送部件
130…X射线检测部件
140…阈值水平设置部件
141…存储部件
150…显示部件
160…输入部件
170…检查部件
W…被测量物

Claims (4)

1.一种X射线检查设备，包括：
X射线发射部件，用于向被测量物发射X射线；
输送部件，用于输送放置在放置面上的所述被测量物；
X射线检测部件，用于通过将透过所述被测量物的X射线光子所拥有的能量根据预定阈值水平而区分到一个以上的能量区域中，来检测所述X射线光子；
存储部件，用于将所述被测量物和所述预定阈值水平直接或间接相关联地进行存储；
阈值水平设置部件，用于参考所述存储部件，从而以使得所述X射线检测部件能够参考针对由所输入的信息指定的被测量物的阈值水平的方式，保持该阈值水平作为所述预定阈值水平；以及
检查部件，用于基于所述X射线检测部件针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域所检测到的光子的数量或者与光子的数量相对应的量，来检查所述被测量物，
其中，所述X射线发射部件以面向所述放置面的状态被固定。
2.根据权利要求1所述的X射线检查设备，其中，所述检查部件基于所述X射线检测部件针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域所检测到的光子的数量或者与光子的数量相对应的量，来针对所述一个以上的能量区域中的各能量区域生成X射线透射图像，并且输出通过对各X射线透射图像进行预定处理所获得的图像作为所述被测量物的检查结果。
3.根据权利要求1所述的X射线检查设备，其中，所述存储部件还将表示所述检查部件中的所述被测量物的检查方法的信息与所述被测量物相关联地进行存储，以及
所述检查部件参考所述存储部件，并且通过针对由输入至所述阈值水平设置部件的信息所指定的所述被测量物的检查方法来检查所述被测量物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线检查设备，其中，与光子的数量相对应的量是电荷量。
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