JP2005181002A - 放射線厚み測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課 題】 放射線の減衰を利用して材の厚みを測定する放射線厚み測定方法および測定装置の改良に関する。
【解決手段】 前記材および前記材とは別の減衰材の両方によって放射線を減衰させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線の減衰を利用して鋼板や鋼帯等の材の厚みを測定する放射線厚み測定方法および装置の改良に関する。

なお、以下では、厚み測定の対象を鋼板として説明するが、本発明はこれに限定されず、材一般に幅広く適用できるものである。

鋼板の圧延および検査工程では、その品質管理の重要な要素の一つとして厚みの連続測定を実施して常時監視を行なうことが必要とされ、従来から、Ｘ線、γ線などの放射線を利用した非接触式の厚み測定装置が利用されている。

放射線厚み測定装置は、図５に一例を示すように、主に放射線源２と検出器３とで構成され、これらの機器をＣ型フレーム４の上下に配置し、放射線源から出た放射線は、ビーム状に絞られた後、測定空間21内にある鋼板を透過して検出器に到達し、材である鋼板１による放射線の減衰を利用して厚みを測定する。ここで、測定空間とは、前記のビーム状に絞られた放射線が通過する空間を指し、一般的には、放射線源から検出器の間の円錐台形状の空間になる。測定精度を高めるためには、鋼板は測定空間を完全に２分するように、また、測定する厚み方向と放射線の放射方向が平行になるように装入する。なお、検出器３の出力は、アンプ５で増幅され、厚み測定データ処理装置６で校正曲線等を用いたデータ処理を行い、厚みデータとして出力される。

放射線源としては、Ｘ線等の放射線発生装置を用いるもの、²⁴¹Ａｍ（γ線源）などの放射性同位元素を用いるものなどがある。

ところで、放射線式の厚み測定装置は、これまでも多くの例が知られている。特許文献１には、その一例として、放射線源としてＸ線を適用した金属板の厚み測定装置が開示されている。
特開昭61-35304号公報

ところが、特許文献１をはじめとして放射線厚み測定装置を構成する検出器は、精度良く材の厚みを測定できる範囲（測定可能領域）が限定され、１台の検出器で各種の厚みを持つ材の測定をすることが出来ない。図３は、放射線の検出量（検出器出力Ｉ（単位：カウント） ）に対する鋼板の厚みＴ（mm）の関係であ
る校正曲線の概念図であり、測定可能領域はｄＴ／ｄＩが中庸な領域に限定される。なお、厚みＴの場合の減衰量とは、厚みＴ＝０の材に対する検出量から厚みＴの場合の検出量を差し引いたものである。

本発明は、以上の問題を解決し、１台の放射線厚み測定装置で広い測定可能領域において厚みを高精度に測定可能とした放射線厚み測定装置および方法を提供するものである。

本発明は、以下の各項記載の放射線厚み測定方法および装置によって上記課題を解決した。
（１） 放射線の減衰を利用して材の厚みを測定する放射線厚み測定方法であって、
前記材および前記材とは別の減衰材の両方によって放射線を減衰させることを特徴とする放射線厚み測定方法。
（２） 放射線の減衰を利用して材の厚みを測定する放射線厚み測定装置であって、
前記材と同時に前記材とは別の減衰材を装入する機構を具備することを特徴とする放射線厚み測定装置。

本発明によれば、放射線厚み測定において、１台の放射線厚み測定装置で広い測定可能領域において厚みを高精度に測定可能とすることができる。

まず、本発明の放射線厚み測定装置の構成を、図２に基づいて説明する。ここで、図５において既に説明した従来の放射線厚み測定装置を構成する部材と同一の部材には同一の番号を付し、ここでの説明を省略する。なお、図２ではＣ型フレームの記載を省略している。

本発明の放射線厚み測定装置では、放射線減衰材（板）装入手段10を具備し、減衰板11〜14を、測定空間21に自在に組み合わせて装入することで、検出器３で、前記の測定空間に装入した減衰板と材１の両方を透過する放射線の減衰量を得る。図２では、一例として、装入する減衰板数を４枚とし、減衰板11〜14を、軸20を中心として回転させて測定空間21に自在に装入可能とする方法を例示しているが、減衰板の数や装入の方法を特に限定するものではない。

次に、本発明の原理について、図４に基づいて説明する。

図４の校正曲線Ａは、ある放射線厚み測定装置の検出器出力Ｉと材の厚みＴとの関係を示している。ここで、測定空間に、減衰板を、放射線が材との両方を透過する位置に装入したとすると、放射線は、その減衰板によってさらに減衰し、検出器出力Ｉは、減衰板を装入しない場合に比べて小さくなる。この場合、校正曲線Ｂを用いた厚み測定をすることが出来る。すなわち、減衰板の装人・排出を適宜選択することにより、測定可能領域を厚みが小さい（薄い）領域に拡張できる。なお、減衰板による減衰量は既知としておく、すなわち、校正曲線を予め求めておくことは言うまでも無い。

上記の原理を用いながら、複数の減衰板の組合せを用いれば、測定可能領域を厚みが小さい領域に更に広げることができる。なお、この場合は、必要な全ての減衰板組合せで校正曲線を求めておく。

校正曲線の管理は、厚み測定データ処理装置６を用いて自動実施すれば好適である。減衰板の組合せに応じた校正曲線の選択、あるいは、装置全体のドリフト校正が管理項目に挙げられる。

さらに、図２に示すように４枚の減衰量既知の減衰板（11〜14）を組み合わせた場合の厚み測定について、図１の校正曲線に基づいて具体的に説明する。

従来の放射線厚み測定装置では、減衰板を適用せずに単一の校正曲線を用いていたことになり、例えば校正曲線０のみを適用することに相当し、測定可能領域０を厚み測定に用いることになる。

一方、校正曲線４は、最も減衰の大きい減衰板14を装入した場合の校正曲線であり、測定可能領域４で厚み測定ができる。一般に、測定可能領域の両端部は測定精度が落ちるので、複数の測定領域は重複していることが好ましい。減衰板11、12、13は、測定可能領域１および４に重複する、それぞれ測定可能領域１、２および３を提供し、広い厚み範囲で精度の高い厚み測定を可能とする。

ところで、放射線源の強度を変更できれば、特に、放射線源の強度を大きくすれば厚みが大きい領域を測定可能とできる。放射線源が放射性同位元素であると、同強度を変更するには放射性同位元素を交換する必要があるところ、放射線源をＸ線発生装置とすれば放射線強度の変更が、Ｘ線管の管電圧・管電流の制御を用いて容易に行える。そのため、本発明は、放射線源をＸ線発生装置とすれば、材の厚みが頻繁に変化する測定に用いるに好適である。

本発明の放射線厚み測定に適用する放射線減衰量補正用の一例のグラフである。 本発明の放射線厚み測定装置の模式図である。 厚み測定用の校正曲線における好適な測定可能領域を説明するグラフである。 測定空間に減衰板を装入したときの測定可能領域のシフトを説明するグラフである。 従来の放射線厚み測定装置の構成を示す正面模式図（ａ）と側面模式図（ｂ）である。

符号の説明

１ 材（鋼板）
２ 放射線源
３ 検出器（電離箱）
４ Ｃ型フレーム
５ アンプ
６ 厚み測定データ処理装置
10 減衰板装入手段
11〜14 （放射線減衰量が既知の）減衰板
20 軸
21 測定空間

Claims (2)

1. 放射線の減衰を利用して材の厚みを測定する放射線厚み測定方法であって、
   前記材および前記材とは別の減衰材の両方によって放射線を減衰させることを特徴とする放射線厚み測定方法。
2. 放射線の減衰を利用して材の厚みを測定する放射線厚み測定装置であって、
   前記材と同時に前記材とは別の減衰材を装入する機構を具備することを特徴とする放射線厚み測定装置。
   

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