JP2004317184A

JP2004317184A - Ｘ線異物検査装置

Info

Publication number: JP2004317184A
Application number: JP2003108628A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Masaki; 俊道政木; Yuzo Okubo; 勇三大久保
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】容器底面の肉厚によって透過Ｘ線量が減少することに伴う異物検出の判定誤差を抑える。
【解決手段】Ｘ線源６からはライン状のＸ線が照射され、検査対象物２は搬送機構４ａ，４ｂの定められた方向からＸ線が照射された位置を通過していく。Ｘ線源２とラインセンサ８は検査対象物２が移動する方向に対して、垂直な面内で斜め上下に配置されており、ラインセンサ８はＸ線源６からのライン状のＸ線７を受ける。ラインセンサ８はラインセンサ８上に照射されたＸ線量分布に比例した電圧信号波形であるラインセンサ信号を出力し、ラインセンサ信号は信号処理部１０に入力され、異物の有無が判定される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検査対象物にＸ線を照射して検査対象物内の異物の有無を検査するＸ線異物検査装置に関し、特にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルなどの樹脂製ボトル、瓶、缶などの容器に入った飲料品などの内容物を検査対象とするＸ線異物検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
容器に入った対象物を検査する装置では、Ｘ線源からライン状のＸ線を照射し、それをＸ線検出部で検出するようにしておき、検査対象物がＸ線源からのＸ線を横切るように検査対象物を移動させ、Ｘ線が検査対象物を透過した後のＸ線をラインセンサにより検出する。
【０００３】
そのため、Ｘ線源は検査対象物の搬送方向に対して垂直な面内で、検査対象物の正面からＸ線が当るように配置され、その線量分布をラインセンサで検出して異物の判定を行なっている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００４】
そのようなＸ線異物検査装置の概要を図４と図５に概略的に示す。図４は検査対象物が搬送される方向に対して直交する方向から見た正面図、図５（Ａ）は搬送方向に沿って見た側面図である。
【０００５】
ＰＥＴボトルなどの容器に収容された検査対象物２はベルトコンベア機構などの搬送機構４によって図４で矢印で示される方向に搬送されるものとする。Ｘ線源６は搬送機構４の側方にあって、検査対象物２の正面からＸ線を照射するように、対象物２の真横にあたる位置に配置されている。Ｘ線源６は検査対象物２が搬送される方向に対して垂直な面内でライン状のＸ線を発生するように構成されている。Ｘ線照射位置における検査対象物２を挟んで、Ｘ線源６と反対側にはＸ線源６に対向してラインセンサ８が配置されている。
【０００６】
Ｘ線源６からＸ線を照射してＸ線検出部８で検出しながら、搬送機構４により検査対象物２を搬送すると、検査対象物２がＸ線照射位置を通過するとき、ラインセンサ８で検出されるＸ線の線量分布は図５（Ｂ）に示されるように得られる。Ｓはラインセンサ８で検出されたＸ線量の大きさである。検査対象物を例えば食品とすると、異物は金属や鉱物であることが多く、食品で用いられる素材よりもＸ線減弱係数（単位長さ当たりに線量が減衰する率）が大きいので、対象物２中に異物３が存在する場合には、異物３がそのＸ線照射位置を通過すると、図５（Ｂ）のｓｘで示されるようにＸ線量が減衰する。
【０００７】
検出部８からの検出信号を受けて異物の検出を判定する信号処理部において、ラインセンサ８から得られた一次元のデータを時間的に並べて二次元的な映像のデータとし、その映像の中に異物があるかどうか、映像の中のどこに異物があるかなどを判定する。
このように、Ｘ線が照射されている位置を検査対象物が通過することによって、検査対象物全体の異物検査を行なうことができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３２３４６１号公報（図２）
【特許文献２】
特開２００１−２７２３５７号公報（図１，図２）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５（Ａ）では、Ｘ線源６から照射されるＸ線７は対象物２の搬送方法に対して垂直な面内で放射状にも広がって放出されている。一方、容器２には厚みがあり、通常、底面２ａは厚く形成されている。樹脂製ボトルやガラス瓶その他の容器の材質は、中に収容されている食品などの内容物よりもＸ線減弱係数が大きいのが一般的である。そして、図５（Ａ）のようにＸ線７が検査対象物２が横切ると、底面２ａを横切って検出部８に到達するＸ線は、底面２ａとなす角度が小さいので、底面２ａの肉厚部分を通過する距離が長くなり透過Ｘ線量が小さくなる。その結果、容器底面２ａにより透過Ｘ線量がしきい値以下の線量まで小さくなった場合には、異物の混入していない正常品であっても異物であると判定することになる。しきい値をそのようなレベルのままで検査を行なうと、正常品を異常と判定する、いわゆる「見すぎ」という誤差を生じ、逆に見すぎを減らすためにしきい値を下げすぎると、今度は逆に異物の混入した異常なものも正常と判定してしまう、いわゆる「見落とし」が発生することになる。
【００１０】
これは、樹脂製容器やガラス瓶などの容器の底は、従来のようなＸ線源の配置では透過Ｘ線が通過する厚みが大きくなるためであり、容器の材質の減弱係数がそれほど大きくなくても、容器底面を通過する厚みが大きくなれば透過Ｘ線量が少なくなることによるものである。
【００１１】
そこで、本発明は容器に入った対象物を検査する際に、容器底面の肉厚によって透過Ｘ線量が減少することに伴う異物検出の判定誤差を抑えることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ライン状のＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するようにＸ線源に対向して配置されたＸ線検出部と、容器に収容された検査対象物がＸ線源からのＸ線を横切るように検査対象物を水平方向に移動させる搬送機構とを備え、Ｘ線源からのＸ線が検査対象物を透過した後のＸ線検出部によるＸ線検出強度に基づいて検査対象物内の異物の有無を判定するＸ線異物検査装置であって、Ｘ線源を搬送機構による検査対象物の搬送方向に対して垂直な面内で、Ｘ線照射位置にある検査対象物に対して斜め方向にＸ線を照射する位置に配置したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明ではＸ線を検査対象物の真横からではなく斜め方向から照射するようにＸ線源を配置したので、搬送機構の上面と平行になっている容器の底面に対し、Ｘ線は大きな角度をもって通過するので、従来のように容器の底面に対してＸ線が小さな角度をもって通過する場合と比べると、Ｘ線が通過する容器底面の厚みを減らすことができる。その結果、容器底面を通過する透過Ｘ線量の減衰が抑えられ、他の部分を通過する透過Ｘ線量とほぼ均等にすることができ、底面を通過するＸ線の領域に存在する異物であっても正しく検出できるようになる。また、異物を判定するしきい値レベルの設定に対する余裕も大きくなり、見すぎや見落としといった誤差を少なくすることができ、検査精度が向上する。
【００１４】
搬送機構も照射Ｘ線を横切るように構成されている場合には、搬送機構に載せられて搬送される容器底面の下にはＸ線照射位置においても搬送機構が存在することになるため、容器底面を通過するＸ線は搬送機構も通過せざるを得なくなる。そのため容器底面を通過するＸ線は搬送機構によってさらに減衰させられることになる。そこで、搬送機構による透過Ｘ線量の減衰を抑えるために、本発明の好ましい形態では、搬送機構はＸ線が横切る位置に隙間をもっているものとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、一実施例について詳細に説明する。
図１は一実施例を検査対象物の搬送方向に直交する方向から見た正面図、図２（Ａ）は搬送方向に沿って見た側面図である。また図２（Ｂ）は検査対象物を搬送してＸ線照射位置を横切ったときにラインセンサにより得られるＸ線線量分布である。
【００１６】
搬送機構４ａ，４ｂは検査対象物２を水平方向に搬送するものであり、図１で矢印で示されるように右方向に搬送されるものとする。Ｘ線源６は搬送機構４ａ，４ｂの一方の側方の斜め上方に配置され、検出部としてのラインセンサ８は搬送機構４ａ，４ｂを挟んでＸ線源６に対向するように向けられて搬送機構４ａ，４ｂの他方の側方の斜め下方に配置されている。Ｘ線源６はライン状のＸ線７を放出するように構成され、搬送機構４ａ，４ｂによる検査対象物２の搬送方向に対して垂直な面内にそのライン状のＸ線７がくるように配置されている。ラインセンサ８はライン状のＸ線７を受けることができる長さをもち、Ｘ線７を受けるようにＸ線源６に対向して配置されている。
【００１７】
ラインセンサ８は蓄積開始からある一定時間の間（蓄積時間）に照射されたＸ線量分布を、電圧波形として出力し、このサイクル的動作を繰り返す。
１０は信号処理部であり、ラインセンサ８の出力信号を取りこみ、異物の存在を判定する。
【００１８】
検査対象物２は搬送機構４ａ，４ｂにより搬送され、Ｘ線７を横切って移動する。搬送機構４ａ，４ｂはベルトコンベアなどの機構であり、Ｘ線７が通過する位置ではＸ線と干渉しないように、隙間５をもって２台の搬送機構４ａ，４ｂが組み合わされたものとして構成されている。
【００１９】
Ｘ線７と水平面とのなす角θは３０〜６０℃程度が適当であり、例えば４５度が好ましい。Ｘ線７が検査対象物２に対し斜め上方から照射されることにより、検査対象物２の底面２ａを通過するＸ線の角度が水平面から大きく傾いたものとなる結果、容器底面２ａの肉厚部分を通過する距離が従来のように真横からＸ線を照射する場合よりも短くなり、容器底面２ａの肉厚により減衰する透過Ｘ線量が抑えられる。
【００２０】
次に、本実施例の動作について説明する。
Ｘ線源６からはライン状のＸ線が照射され、検査対象物２は搬送機構４ａ，４ｂの定められた方向からＸ線が照射された位置を通過していく。Ｘ線源２とラインセンサ８は検査対象物２が移動する方向に対して、垂直な面内で斜め上下に配置されており、ラインセンサ８はＸ線源６からのライン状のＸ線７を受ける。ラインセンサ８はラインセンサ８上に照射されたＸ線量分布に比例した電圧信号波形であるラインセンサ信号を出力し、ラインセンサ信号は信号処理部１０に入力される。信号処理部１０は、ラインセンサ８から得られた一次元のデータを時間的に並べて二次元的な映像のデータとし、その映像の中に異物があるかどうか、映像の中のどこに異物があるかなどを判定して結果を出力する。
【００２１】
図３はラインセンサ信号を表わしている。検査対象物２がＸ線照射位置にないときは、Ｘ線源６とラインセンサ８の間には何もないので、ラインセンサ信号Ｓは、大きな電圧として出力される（図３（ａ））。この場合のラインセンサ信号レベルは信号処理部１０に設定されているしきい値Ｖ_０レベルに比べて十分に大きいため、信号処理部１０からは異物検出の信号は出力されない。
【００２２】
検査対象物２がＸ線照射位置を通過すると、Ｘ線照射面上に異物がなければ、ラインセンサに入射するＸ線量は検査対象物２の分だけ減ずるだけであるので、ラインセンサ信号は図３（ｂ）のようになる。ここで、図でＸで示される範囲が検査対象物２である。
【００２３】
この場合もラインセンサ信号Ｓには信号処理部１０に設定されているしきい値Ｖ_０レベルよりも低い部分がないので、信号処理部１０からは異物検出の信号は出力されない。
【００２４】
検査対象物２が異物３を含んでいる場合は、その異物３がＸ線照射位置を通過するとき、図３（ｃ）に示されるように、異物部分のラインセンサ信号波形ｓｘが信号処理部１０に設定されたしきい値レベルＶ_０の電圧を下回まるので、信号処理部１０は異物があると判定する。
【００２５】
実施例ではＸ線源２が斜め上方、Ｘ線検出器としてのラインセンサ８が斜め下方に配置されているが、Ｘ線源２を斜め下方、Ｘ線検出器としてのラインセンサ８を斜め上方に配置してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明ではＸ線を検査対象物の真横からではなく斜め方向から照射するようにしたので、検査対象物を収容している容器底面を通過する透過Ｘ線量の減衰が抑えられ、底面を通過するＸ線の領域に存在する異物であっても正しく検出できるようになり、検査精度が向上する。
さらに、実施例のように、搬送機構がＸ線透過位置では隙間をもったものとすることにより、Ｘ線が搬送機構により減衰するのも防いで、より精度のよい検査を行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の要部を示す概略正面図である。
【図２】同実施例の概略側面図である。
【図３】同実施例の動作を示す波形図である。
【図４】従来技術の要部を示す概略正面図である。
【図５】同従来技術の概略側面図である。
【符号の説明】
４ａ，４ｂ搬送機構
２検査対象物
６Ｘ線源
８ラインセンサ
７Ｘ線
１０信号処理部

Claims

ライン状のＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するように前記Ｘ線源に対向して配置されたＸ線検出部と、容器に収容された検査対象物が前記Ｘ線源からのＸ線を横切るように検査対象物を水平方向に移動させる搬送機構とを備え、前記Ｘ線源からのＸ線が検査対象物を透過した後の前記Ｘ線検出部によるＸ線検出強度に基づいて検査対象物内の異物の有無を判定するＸ線異物検査装置において、
前記Ｘ線源を前記搬送機構による検査対象物の搬送方向に対して垂直な面内で、Ｘ線照射位置にある検査対象物に対して斜め方向にＸ線を照射する位置に配置したことを特徴とするＸ線異物検査装置。
前記搬送機構は前記Ｘ線が横切る位置に隙間をもっている請求項１に記載のＸ線異物検査装置。