JP2003329430A - 被検査物の厚さ測定方法 - Google Patents

被検査物の厚さ測定方法

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JP2003329430A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 X線を用いて被検査物の厚さを計測する際、
X線源の出力や、ラインセンサの測定感度が温度ドリフ
ト等の影響で変化するため、正確に被検査物の厚さを測
定することができなかった。 【解決手段】 被検査物12と同一の材質で厚さが異な
る第1から第3の参照物体を透過した夫々のX線の強度
値を測定し、第1から第3の参照物体を透過したX線の
強度値と夫々の参照物体の対応する既知の厚さの関係を
求め、被検査物12と校正板13を透過した夫々のX線
の強度値と、前記厚さの関係とから被検査物の厚さを測
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査物にX線を
照射し、被検査物を透過したX線を測定し、透過X線強
度から被検査物の厚さを求める被検査物の厚さ測定方法
に関するものである。詳細には、角型リチウムイオン電
池ケースの厚さを測定するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の被検査物の厚さの測定方法を図5
に示す。図5において、X線源11から発生したX線
は、被検査物12を透過する。この被検査物12を透過
したX線の強度値をラインセンサ14にて測定する。詳
細な説明は省略するが、上記透過X線強度値と被検査物
12の厚さには一定の相関関係があり、この関係より、
被検査物12の厚さをもとめる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
測定方法では、温度ドリフト等の影響でX線源の出力や
ラインセンサの測定感度は稼動時間により変化するた
め、同一の厚さの被検査物であっても、被検査物の透過
X線強度値は測定した時刻により変化する。このため、
正確に被検査物の厚さを測定する事が出来なかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は被検査物と同じ材質で厚さが既知な少なく
とも1つは厚さが異なる複数の参照物体と校正板とをX
線源からのX線が個別に透過するように配置し、前記複
数の参照物体の1つと校正板に前記X線源からX線を照
射し、前記複数の参照物体と前記校正板を透過した夫々
のX線の強度値を前記測定手段により測定する第1工程
と、被検査物と前記校正板とを前記X線源からのX線が
個別に透過するように配置し、被検査物と前記校正板に
前記X線源からX線を照射し前記校正板と前記被検査物
を透過した夫々のX線の強度値を前記測定手段により測
定する第2工程と、前記第1工程で測定した前記複数の
参照物体と前記校正板を透過した夫々のX線の強度値と
前記複数の参照物体の既知の厚さとの関係を求め、前記
第2工程で測定した前記校正板と前記被検査物を透過し
た夫々のX線の強度値と前記関係から、被検査物の厚さ
を求めることを特徴とする。
【0005】さらに、前記第1工程での、前記参照物体
の既知の厚さをXs、前記参照物体を透過したX線の強
度値をYsとし、Xs=α−logYs/μの式に近似
するμとαを求め、前記第1工程での、前記校正板を透
過したX線の強度値の平均値をYc、前記校正板を透過
したX線の強度値をYk、測定したX線の強度値から求
める前記参照物体の厚さをZsとし、Zs=(α−lo
g(Ys×Yc/Yk))/μの式からZsを求め、Z
s=a×(α−log(Ys×Yc/Yk))/μ+b
の式で示す直線が、傾きが1で切片が0となるaとbを
求め、前記第2工程での、前記被検査物を透過したX線
の強度値をYw、測定したX線の強度値から求める前記
被検査物の厚さをZwとし、Zw=a×(α−log
(Yw×Yc/Yk))/μ+bの式にて被検査物の厚
さを求めることもできる。
【0006】これにより、被検査物の透過X線強度値を
用いて、被検査物の厚さを正確に測定することができ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】図1〜図4に本発明の実施の形態
を示す。
【0008】図1に本発明の測定方法を実施する装置の
概略図を示す。図1において11はX線源である。被検
査物12と校正板13は図に示す様に、同一平面内で重
ならないように配置されている。X線源11から発生し
たX線は、被検査物12と校正板13を個別に透過し、
透過X線測定手段であるラインセンサ14で、被検査物
12と校正板13を個別に透過したX線強度値を測定す
る。ここで被検査物12は図1の矢印方向にX線源11
とラインセンサ14に対し相対的に移動し、被検査物1
2全面の透過X線強度値を測定する。ラインセンサ14
で測定した透過X線強度値は演算手段15に入力され
る。
【0009】図2は、図1の測定装置にて参照物体を透
過したX線強度値を測定する測定方法を示す概念図であ
る。図2に示すように、X線源11とラインセンサ14
の間に厚さが既知の参照物体(第1の参照物体16、第
2の参照物体17、第3の参照物体18)を配置する。
この第1の参照物体16、第2の参照物体17、第3の
参照物体18の厚さXs1,Xs2,Xs3は夫々厚さが
異なっており、夫々被検査物と同一の材質(例えばA
l)である。そして、第1の参照物体16、第2の参照
物体17、第3の参照物体18を夫々透過したX線強度
値をラインセンサ14で測定する。
【0010】次にX線源11の出力とラインセンサ14
測定感度の校正を行うため、図3に示すように、ライン
センサで測定した第1の参照物体、第2の参照物体、第
3の参照物体の透過X線強度値を夫々Ys1,Ys2,Y
3とし、実際の第1の参照物体、第2の参照物体、第
3の参照物体の厚さの夫々対応する点をA(Xs1,Y
1),B(Xs2,Ys2),C(Xs3,Ys3)と
し、X線透過強度Ysと参照物体の実際の厚さXsとを
軸としたグラフ上にプロットする。一般的に、減衰係数
をμ、オフセット値をαとすると、X線透過強度Ysと
参照物体の厚さXsには次に示す式(1)の関係が成立
する。
【0011】
【数1】
【0012】図3に示すグラフ上において、式(1)で
表される曲線19が、点A,B,Cの付近を通るよう
に、減衰係数をμ、オフセット値をαを決定する。
【0013】式(1)を参照物体の厚さXsを求める式
に変換したものが次の式(2)である。
【0014】
【数2】
【0015】ここで、この式(2)において、参照物体
のX線透過強度値を被検査物の透過X線強度値へ置き換
えて、図1の厚さ測定装置で、被検査物の厚さを測定
し、非検査物の厚みの測定は可能であるが、X線源やラ
インセンサの温度ドリフト等の影響で、正確に被検査物
の厚さを測定し続ける事はできない。
【0016】そこで厚さ測定装置のX線源やラインセン
サの温度ドリフト等の影響に左右されずに、被検査物の
厚さを測定するために、図2の測定装置の校正板13を
用い、次に示す方法で被検査物の厚さを測定する。
【0017】まず、図2の測定装置で第1から第3の参
照物体を透過したX線の強度値と校正板13を透過した
X線の強度値を測定する。この時の、校正板13を透過
したX線の強度値の平均値をYcとし、第1から第3の
参照物体を透過したX線の強度値Ys=Ys1,Ys2
Ys3、校正板13を透過したX線の強度値をYkとす
ると、透過したX線の強度値から求める参照物体の厚さ
Zsは式(2)を変形した次に示す式(3)で求められ
る。
【0018】
【数3】
【0019】式(3)で求めた第1の参照物体、第2の
参照物体、第3の参照物体の厚さをそれぞれZs1,Z
2,Zs3とし、実際の第1の参照物体、第2の参照物
体、第3の参照物体の厚さXs1,Xs2,Xs3との、
夫々対応する点をA1(Xs1,Zs1),B1(X
2,Zs2),C1(Xs3,Zs3)とし、点A1,B
1,C1を図4に示すように、Xsと、Zsを軸とした
グラフ上にプロットする。
【0020】次に、図4のグラフで、式(3)で求めた
参照物体の厚さZsと、参照物体の実際の厚さXsの関
係は理論的には正比例の関係になるため、図4のグラフ
上に傾き1で切片が0の直線20を描く。ここで、係数
aと係数bを設定し、式(3)を変形し、式(4)とす
る。
【0021】
【数4】
【0022】図4のグラフ上で、式(4)で示す直線が
直線20に近似する様に係数aと係数bを求める。
【0023】次に図1の測定装置で被検査物を透過した
X線の強度値をYwとすると、求める被検査物の厚さZ
wは式(5)で求められる。
【0024】
【数5】
【0025】このようにして、校正板を透過したX線の
強度値と被検査物を透過したX線の強度値とを式(5)
に代入し、被検査物の厚さを求めることが出来る。
【0026】このように、校正板を透過したX線強度値
を常に測定し演算することで、厚さ測定装置のX線源や
ラインセンサ(測定手段)の温度ドリフト等の影響に左
右されずに、被検査物の厚さを正確に測定する事が可能
になる。
【0027】本実施例では、想定される被検査物の厚さ
は100μmで材質はAl、校正板の厚さ100μmで
材質はAl、材質Alの第1の参照物体、第2の参照物
体、第3の参照物体各々の厚さを50μm、100μ
m、150μmとした。この場合、点Aは(50,20
0)、点Bは(100,110)、点Cは(150,9
0)、となり、減衰係数μは0.008、オフセット値
αは5.6であった。またYcは110、点A1は(5
0,40.5)、点B1は(100,117.7)、点
C1は(150,144.5)、となり、係数aは1.
04、係数bは‐3.16であった。なお本実施の形態
はこれらの数値に限定されるものではない。
【0028】なお、本実施の形態では参照物体の個数は
3個としたが、個数に限定は無く、少なくとも一つの厚
さが異なる参照物体であればよい。
【0029】また、本実施の形態では、説明を明瞭にす
るため参照物体の透過X線強度値測定は2回行っている
が、参照物体の透過X線強度値測定は、図1の測定装置
で、第1から第3の参照物体と、校正板と、を透過した
X線の強度値を測定する工程での、1回の測定のであっ
てもよい。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被検査物
と同一の材質で、少なくとも一つの厚さの異なる複数の
参照物体を透過した夫々のX線の強度値を測定し、夫々
の厚さの参照物体を透過したX線の強度値と、夫々に対
応する参照物体の既知の厚さとの関係を求め、被検査物
と校正板を透過した夫々のX線の強度値と、前記参照物
体の透過X線強度値との関係から被検査物の厚さを測定
するため、温度ドリフト等の影響で、X線源の出力や、
ラインセンサの測定感度が、稼動時間により変化して
も、正確に被検査物の厚さを測定する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の測定方法を実施する装置
の概略を示す図
【図2】本発明の実施の形態の参照物体を透過したX線
強度値を測定する概念図
【図3】本発明の実施の形態の参照物体の透過X線強度
値と実際の厚さのグラフ
【図4】本発明の実施の形態の式(3)で求めた参照物
体の厚さと既知の厚さのグラフ
【図5】従来の被検査物の厚さの測定方法を示す概略図
【符号の説明】
11 X線源 12 被検査物 13 校正板 14 ラインセンサ(測定手段) 16 第1の参照物体 17 第2の参照物体 18 第3の参照物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F067 AA27 BB01 CC00 EE03 GG04 HH04 JJ03 KK06 LL03 NN03 RR15 RR24 2G001 AA01 BA11 CA01 DA08 FA02 FA06 GA01 GA06 GA08 HA01 JA09 JA12 KA11 LA05 MA05 PA01 PA02 PA11 SA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源から被検査物にX線を照射し、被
    検査物を透過したX線の強度値を測定し被検査物の厚さ
    を測定する、被検査物の厚さ測定方法において、 被検査物と同じ材質で厚さが既知な少なくとも1つは厚
    さが異なる複数の参照物体と校正板とを前記X線源から
    のX線が個別に透過するように配置し、前記複数の参照
    物体の1つと校正板に前記X線源からX線を照射し、前
    記複数の参照物体と前記校正板を透過した夫々のX線の
    強度値を前記測定手段により測定する第1工程と、 被検査物と前記校正板とを前記X線源からのX線が個別
    に透過するように配置し、被検査物と前記校正板に前記
    X線源からX線を照射し前記校正板と前記被検査物を透
    過した夫々のX線の強度値を前記測定手段により測定す
    る第2工程と、 前記第1工程で測定した前記複数の参照物体と前記校正
    板を透過した夫々のX線の強度値と前記複数の参照物体
    の既知の厚さとの関係を求め、前記第2工程で測定した
    前記校正板と前記被検査物を透過した夫々のX線の強度
    値と前記関係から、被検査物の厚さを求めることを特徴
    とする被検査物の厚さ測定方法。
  2. 【請求項2】 前記第1工程での、前記参照物体の既知
    の厚さをXs、前記参照物体を透過したX線の強度値を
    Ysとし、Xs=α−logYs/μの式に近似するμ
    とαを求め、前記第1工程での、前記校正板を透過した
    X線の強度値の平均値をYc、前記校正板を透過したX
    線の強度値をYk、測定したX線の強度値から求める前
    記参照物体の厚さをZsとし、Zs=(α−log(Y
    s×Yc/Yk))/μの式からZsを求め、Zs=a
    ×(α−log(Ys×Yc/Yk))/μ+bの式で
    示す直線が、傾きが1で切片が0となるaとbを求め、 前記第2工程での、前記被検査物を透過したX線の強度
    値をYw、測定したX線の強度値から求める前記被検査
    物の厚さをZwとし、Zw=a×(α−log(Yw×
    Yc/Yk))/μ+bの式にて被検査物の厚さを求め
    ることを特徴とする請求項1に記載の被検査物の厚さ測
    定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012181028A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Yokogawa Electric Corp 放射線検査装置
JP2013096796A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Yokogawa Electric Corp 放射線測定装置
US8829459B2 (en) 2009-12-22 2014-09-09 Yokogawa Electric Corporation Radiation detection apparatus
WO2019016855A1 (ja) * 2017-07-18 2019-01-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ X線検査装置の検査条件設定方法

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