JP2010281649A - 放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射線を検査対象に照射し、フォトンエネルギーの異なる放射線を照射して複数の放射線透過画像を取得し、これら複数の放射線透過画像に基づいて欠陥検出画像を生成し、欠陥検出画像に基づいて検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に良否を判定する。
【選択図】図2
Description
なお、本発明の検査対象とは、鋳造,鍛造,圧延,転造,焼結等により加工成形され、内部に巣やクラック等の欠陥を含む鉄やアルミニウム等からなる金属材を指す。
上記特許文献1においては、検査対象としての鋳造製品の欠陥を検出するにあたり、X線を鋳造製品に照射し、鋳造製品を透過した透過X線を検出し、同検出された透過X線に基づいて上記鋳造製品が無欠陥である場合の透過X線を算出し、上記検出された透過X線と上記算出された無欠陥である場合の透過X線とを比較して上記検査対象の欠陥を検出することが提案されている。
内部欠陥の存在は、加工成形された金属材からなる検査対象の強度低下に直結するものである。そのため、金属材の製造技術においてもより小さな欠陥に納まるように工夫がなされており、内部欠陥の検査に関してもより小さな欠陥の検出に対する要求が高まっている。そして、上記金属材の内部欠陥検査は、存在し得る欠陥の大きさを保証するものであり、内部欠陥の大きさが小さいものであることを保証できることは、検査対象である金属材の強度を保証できることとなる。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、放射線透過画像において、検査対象を透過する際の放射線の散乱の影響等によって生じる画像成分を欠陥に起因する画像成分として誤検出することなく、微小な欠陥を検出することが可能な放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムを提供することを目的とする。
1.放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更手段と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成手段と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定手段と、を備え、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査装置。
2.上記1.において、前記放射線照射手段が、前記放射線としてX線を照射し、
前記放射線エネルギー変更手段が、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記フォトンエネルギーを変更することを特徴とする。
3.上記1.または2.において、前記欠陥検出画像生成手段が、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成することを特徴とする。
4.放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更工程と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得工程と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成工程と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定工程と、を含み、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査方法。
5.上記4.において、前記放射線照射工程が、前記放射線としてX線を照射し、
前記放射線エネルギー変更工程が、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記フォトンエネルギーを変更することを特徴とする。
6.上記4.または5.において、前記欠陥検出画像生成工程が、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成することを特徴とする。
7.放射線を検査対象に照射する放射線照射機能と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更機能と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得機能と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成機能と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定機能と、をコンピュータに実現させ、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査プログラム。
8.上記7.において、前記放射線照射機能が、前記放射線としてX線を照射し、
前記放射線エネルギー変更機能が、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記フォトンエネルギーを変更することを特徴とする。
9.上記7.または8.において、前記欠陥検出画像生成機能が、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成することを特徴とする。
(1)本実施形態にかかる放射線検査装置の構成:
(2)放射線検査処理(放射線検査方法):
図1は、本発明の一実施形態にかかる放射線検査装置1の概略ブロック図である。同図に示すように、放射線検査装置1は、放射線撮像機構部10と放射線撮像制御部20とを備えている。放射線撮像機構部10は、放射線発生器11と、位置決め機構12と、放射線検出器13とを備えている。放射線撮像制御部20は、放射線制御部21と、位置決め機構制御部22と、放射線透過画像取得部23と、CPU24と、入力部25と、出力部26と、メモリ27とを備えている。この構成において、CPU24は、メモリ27に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また、所定の演算処理を実施することができる。
良否判定部24cは、欠陥検出画像に基づいて欠陥に相当する画像成分を検出すると共に、当該検出された欠陥に相当する画像成分に基づいて、鋳造製品12aが良品であるか、不良品であるかを判定する。
本実施形態においては、上述の構成において図2に示すフローチャートに従って放射線検査処理を行う。
最初に、変数nを"1"に初期化する(ステップS100)。この変数nは、最大値をNとする整数であり、検査部位一箇所当たりの撮像回数である。
一般的に、物体に放射線を照射すると、その一部は物体を透過し、一部は物体内部で吸収され、残りはあらゆる方向に散乱される。放射線検査は、物体に吸収されず、物体を透過した放射線量を検出することによりなされるものであるが、内部散乱によりその進行方向が変化した放射線も検出される。すなわち、図4に示すように、鋳造製品12aを透過する放射線がその内部で散乱して進行方向に変化が生じると、検出される放射線量にも散乱に起因する部分的な変化が生じる。この変化が放射線透過画像上のノイズ成分となるものと考えられる。しかし、図5に示すように、フォトンエネルギーが変化すると、物体内部における原子と放射線との衝突状態も変化するものと考えられ、衝突状態が変化すると、放射線の内部散乱の状態にも変化が生じるものと考えられる。このため、フォトンエネルギーを変化させて撮像した各放射線透過画像におけるノイズに相当する画像成分の位置や大きさも不規則に変化するものと考えられる。
なお、上述の各画像処理に限られず、例えば、同一撮像位置において複数の放射線透過画像を取得し、これらを画素毎に平均化した画像を生成したり、また、複数の画像を連続加算したり等の画像の時間的ゆらぎに起因するノイズを低減する処理を実施するようにしてもよい。
図3(C)および(D)に示すように、各補正画像には、欠陥に相当する画像成分のほかに、放射線の内部散乱等に起因して生じるノイズに相当する画像成分も含まれている。しかしながら、このノイズに相当する画像成分の位置や大きさは、それぞれフォトンエネルギーの異なる放射線照射による放射線透過画像毎に異なっている。一方、欠陥に相当する画像成分の位置や大きさは変化しないので、各補正画像間で論理積演算することにより、欠陥に相当する画像成分のみを抽出した画像を生成することができる。このようにして生成された画像は、欠陥検出画像データ27eとしてメモリ27に記録される。図3(E)は、図3(C)および(D)を論理積演算することにより生成された欠陥検出画像の例である。
なお、本実施形態では、厚みの変化に起因する透過放射線の検出強度(放射線量)に対する影響を除去するために厚み補正を行う方法を提案したが、厚みが均一で厚みによる影響が少ない鋳造製品に対しては、厚み補正の処理を省略することが可能である。
なお、上述の実施形態においては、内部欠陥の発生頻度が高い鋳造製品を検査対象の例として説明したが、内部欠陥に起因する画像成分は散乱による画像成分に比べ変化しないとする本願発明の原理は、鍛造製品や焼結製品等の他の検査対象に対しても適用が可能である。
また、上述の実施形態では、70kV〜150kVの範囲の加速電圧を用いる提案を行なったが、加速電圧は検査対象となる金属材の材質に応じて設定すればよい。例えば、鍛造製品のように鋳造製品より緻密な構造で分子間接合が強い材質の場合には、より高い加速電圧を検査対象に印加するようにしてもよい。
最後に、上述の実施形態においては、鋳造製品を検査対象として説明したが、これに限定されず、文頭において説明したとおり鍛造、圧延、転造、焼結等により加工成形された金属材に対しても本願発明を適用することが可能である。
Claims (9)
- 放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更手段と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得手段と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成手段と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定手段と、を備え、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査装置。 - 前記放射線照射手段は、前記放射線としてX線を照射し、
前記放射線エネルギー変更手段は、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記フォトンエネルギーを変更する請求項1記載の放射線検査装置。 - 前記欠陥検出画像生成手段は、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成する請求項1または2記載の放射線検査装置。
- 放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更工程と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得工程と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成工程と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定工程と、を含み、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査方法。 - 前記放射線照射工程は、前記放射線としてX線を照射し、
前記放射線エネルギー変更工程は、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記フォトンエネルギーを変更する請求項4記載の放射線検査方法。 - 前記欠陥検出画像生成工程は、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成する請求項4または5記載の放射線検査方法。
- 放射線を検査対象に照射する放射線照射機能と、
前記放射線のフォトンエネルギーを変更する放射線エネルギー変更機能と、
前記検査対象を透過した放射線に対応した放射線透過画像を取得する放射線透過画像取得機能と、
前記フォトンエネルギーが変更された異なる撮像条件で取得された複数の前記放射線透過画像に基づいて欠陥を検出するための画像を生成する欠陥検出画像生成機能と、
前記欠陥検出画像に基づいて前記検査対象に欠陥が含まれるか否かを判定すると共に該検査対象の良否を判定する良否判定機能と、をコンピュータに実現させ、
前記欠陥検出画像は、該複数の放射線透過画像相互を演算処理することにより前記検査対象を透過する前記放射線の内部散乱の影響によるノイズ成分が除去された画像であることを特徴とする放射線検査プログラム。 - 前記放射線照射機能は、前記放射線としてX線を照射し、
前記フォトンエネルギー変更機能は、前記X線を発生させるための加速電圧を変更することにより前記放射線エネルギーを変更する請求項7記載の放射線検査プログラム。 - 前記欠陥検出画像生成機能は、前記複数の放射線透過画像を2値化処理したのちに各画像間で論理積演算を実行することにより前記欠陥検出画像を生成する請求項7または8記載の放射線検査プログラム。
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