JP2004177299A - Ｘ線異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査容器の形状に対応して容易に異物を判定できるＸ線異物検査装置を提供する。
【解決手段】検査物を搬送する容器搬送装置２５において、検査物を容器搬送装置２５の移動方向に対して、垂直ではなく、斜めに傾けて設置し、Ｘ線透過厚を少なくし、画像処理装置７にて異物判定する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビール、ジュースなどの飲料を充填した缶等の不透明な被検査容器にＸ線を照射して、その容器の透過Ｘ線により容器内への異物混入を検査するＸ線異物検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の容器のＸ線検査は、［特許文献１］に記載されているようにレベルチェッカと呼ばれる缶内のビール等の液量が適正か否かを判定することが行われている。
近年、食品や飲料に異物が混入されることが問題となっており、レベルチェッカの技術を応用して、異物検査が行われるようになった。この種の異物アルゴリズムには、輪郭抽出処理法と閾値処理法があり、以下に説明する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１０８０６号公報
【０００４】
（１）輪郭抽出法
複数の検出素子チャンネルを有するＸ線センサの実測値を複数のタイミングで取得し、それらＸ線透過データを取得したタイミング順にＸ線センサのチャンネルごとに記憶する。異物の存在を確認したいＸ線センサのチャンネルを指定し、その指定チャンネルと隣接する２チャンネルの計３チャンネルについて、指定サンプルチャンネルで得たタイミングとその前後の３タイミング分、即ち９個のチャンネルデータを読み出す。それら読み出した９個のチャンネルデータと予め得たＸ線センサの基準値とを比較し、比較結果が大きくかけ離れていれば異物が混入されているとして、その該当する検査物を排斥器によって検査ラインより排斥している。
【０００５】
（２）閾値処理法
異物が存在すれば、その異物はＸ線を吸収して、異物の無い部分と比べてＸ線透過量が減ることになる。あるＸ線透過量以下となるような閾値を設定して、その閾値以下であれば異物有り、閾値を超えれば異物無しと判定する方式を閾値処理法と定義する。
（１）と同様に、閾値以下に該当する容器を排斥器によって検査ラインより排斥している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記輪郭抽出法では、Ｘ線の照射方向に厚みが違う異物を判定できるが、厚みが同じ異物の判定は難しいことが指摘されていた。
一方、上記閾値処理法では、一般に被検査容器はＸ線の透過厚が容器中央部分では薄く、容器の端の部分では厚いので、前記透過厚を考慮せずに一様に閾値を設定してしまうと、透過Ｘ線量が容器の厚みで低下する容器の端の部分では適正に異物を判定できなくなるおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、被検査容器の形状に対応して容易に異物を判定するＸ線異物検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、搬送装置によって移動される被検査容器にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源と対向配置され前記被検査容器の透過Ｘ線を検出して透過Ｘ線データを出力する複数チャンネルの検出素子を配列してなるＸ線検出器と、前記透過Ｘ線データからＸ線像を生成する画像処理部と、前記Ｘ線像を表示する表示部とを備えたＸ線異物検査装置において、前記Ｘ線検出器と前記Ｘ線発生器とを前記搬送装置の移動方向に対して角度θを傾けて配置することで達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に本発明の機器構成図、図２に本発明の斜め照射の詳細図を示す。
【０００９】
図１に示すように、容器搬送装置２５の稼働に伴い、検査物４が斜めに搬送され、Ｘ線源１とそれに対向したＸ線検出器６との間を移動する。検査物４の移動時、Ｘ線源１から照射されたＸ線束２は検査物４を透過し、Ｘ線検出器６にて電気信号（Ｘ線透過信号）に変換される。
【００１０】
Ｘ線検出器６には例えば４８０個のＸ線検出素子が検査物搬送方向に交差して直線状に並んでおり、４８０チャンネルのＸ線透過信号が得られる。４８０チャンネルのＸ線透過信号は記憶装置を備えた画像処理装置２４に入力され、Ａ／Ｄ変換及びオフセット補正などの補正処理を行った後、上記、画像処理装置内の記憶装置に記憶される。
記憶装置に記憶された４８０チャンネル分の線データはＤ／Ａ変換されてテレビモニタに入力され、線状のＸ線透視画像が表示される。この際、容器搬送装置２５により検査物４が移動するため４８０チャンネル分の線データは面データとなり、１枚のＸ線透視画像としてテレビモニタ９に表示される。
【００１１】
上記記憶装置はテレビモニタ９に表示できる領域以上の領域を必要とし、次々と流れてくる検査物４のＸ線減弱信号は常に更新されていく。Ｘ線減弱信号の書き込みと読み込みタイミングはコンベア速度と同期しており、検査物４のＸ線透視画像が歪まないようになされている。
【００１２】
制御装置３は発光器２２、受光器２３よりなる検査物検出装置からの信号によりＸ線発生タイミングを制御する。Ｘ線検出器６の垂直方向の検出器は図２のようにコンベア垂直方向に対して傾斜角３０と傾斜して取り付けられている。
【００１３】
上記したＸ線源とＸ線検出器は、従来までとＸ線の進入角度が異なる。言い換えるとベルトコンベア上の検査物がＸ線検出器に幾何学的に投影される方向が異なるため、結果的にＸ線透視画像が異なる。
円柱形状であるが、検査物が傾斜しているため、中央部と周辺部では、Ｘ線の透過厚の差が少なくなる。図２の５ａ、５ｂ、５ｂは検査物のコンベア上の位置をさだめるガイドである。
【００１４】
次にＸ線減弱量について説明する。
検査物中央部のＸ線透過厚ｔ３、異物のＸ線透過厚をｔｂ検査物内容物のＸ線減弱係数をμａ、異物のＸ線減弱係数をμｂとすると、以下のようになる。
Ｉ＝Ｉ_０×ｅｘｐ（−μａ×ｔ３−μｂ×ｔｂ）・・・・・・・（１）
また、検査物周辺部のＸ線透過厚ｔ４、異物のＸ線透過厚をｔｂ検査物内容物のＸ線減弱係数をμａ、異物のＸ線減弱係数をμｂとすると、（２）式のようになる。
Ｉ＝Ｉ_０×ｅｘｐ（−μａ×ｔ４−μｂ×ｔｂ）・・・・・・・（２）
【００１５】
ここでは、ｔ１＞ｔ３のため、（１）の方が異物の識別が容易になる。
また、円錐形状の検査物を図２のように傾斜させると、以下の利点がある。
［１］異物は中央に集まり、異物検出エリアの特定できる。
［２］異物の拡大率が一定となり、検出精度のばらつきが減る。
【００１６】
図３に斜め照射方式と水平照射方式のＸ線減弱分布を示す。
縦軸はＸ線減弱、横軸は、検査物の周辺中央と変化した場合の各部位での減弱量を示す。
異物検出は、異物の有無におけるＸ線減弱量の差に依存する。例えば同サイズの金属片が検査物に混入した場合、図３のように（ａ）斜め照射方式と（ｂ）水平照射方式では、異物の有無の信号差（割合）は異なる。
（ａ）斜め照射方式では、信号差ＳＡ＝（Ａ＋Ｂ）÷Ｂ ・・・・・・ （３）
（ｂ）水平照射方式 信号差Ｓｂ＝（Ａ＋Ｃ）÷（Ｃ＋Ｎ）・・・・（４）
Ａ：異物によるＸ線減弱量、Ｂ：斜め照射方式による検査物のＸ線減弱量
Ｃ：水平照射方式による検査物のＸ線減弱量、Ｎ：Ｘ線ノイズ
と表され、（ｂ）の水平照射方式は、Ｘ線透過厚が大きいため、異物の有無の信号差（割合）が小さくなる。（Ｓａ＞Ｓｂ）
【００１７】
また、Ｘ線減弱量が大きいとＸ線ノイズＮも増え、検出が困難となる。
以上のように、（ａ）の斜め照射方式により、良好なコントラストが得られるようになる。
【００１８】
以上説明したように本実施形態によれば、斜め方向から角度を付けＸ線を照射するので、検査物のＸ線透過厚はへり、良好なコントラストが得られ、異物の検出精度が向上する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、被検査容器の形状に対応して、容易に異物を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図。
【図２】本発明のＸ線照射方向説明図。
【図３】Ｘ線減弱特性を示す図。
１ Ｘ線源、２ Ｘ線束、３ 制御装置、４ 被検査物、５ ガイド、６ Ｘ線検出器、７ 、画像処理装置、８ 、コンベア面、２２ 発光器、２３ 受光器、２５ 容器搬送装置、３０ 傾斜角度

Claims (1)

1. 搬送装置によって移動される被検査容器にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源と対向配置され前記被検査容器の透過Ｘ線を検出して透過Ｘ線データを出力する複数チャンネルの検出素子を配列してなるＸ線検出器と、前記透過Ｘ線データからＸ線像を生成する画像処理部と、前記Ｘ線像を表示する表示部とを備えたＸ線異物検査装置において、
   前記Ｘ線検出器と前記Ｘ線発生器とを前記搬送装置の移動方向に対して角度θを傾けて配置することを特徴とするＸ線異物検査装置。

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