JP2014052342A - Ｘ線厚さ計 - Google Patents

Abstract

【課題】よりコストを低減した検量線校正機能を有するＸ線厚さ計を提供すること。
【解決手段】実施形態のＸ線厚さ計は、被測定物にＸ線を照射して得られる検出線量及び検量線に基づいて、前記被測定物の板厚を測定し、且つ前記検量線を校正する検量線校正処理を実行可能である。前記Ｘ線厚さ計本体は、前記検出線量を変動させる外乱要因毎に、所望の厚みを定義する複数の校正点における検出線量の変化率を示す補正曲線を記憶する。また、前記検量線作成時に用いられ、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入されない第１状態での検出線量と、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入された第２状態での検出線量と、Ｘ線を遮断した第３状態での検出線量とを記憶する。更に、前記補正曲線を用いて、前記各校正点における検出線量を補正した後に、当該補正した検出線量に基づいて、検量線を校正する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線厚さ計に関する。

Ｘ線厚さ計は、板の厚み（以下、板厚と表記）を測定する装置である。このＸ線厚さ計は、板にＸ線を照射することで板によって減衰したＸ線の量（以下、Ｘ線減衰量と表記）を測定し、当該測定したＸ線減衰量を板厚に換算することで、板厚を測定する。なお、Ｘ線減衰量と板厚との関係は非線形である。

そこで、板厚が既知の複数の基準板の板厚と、各基準板の板厚を測定したときのＸ線の検出線量とから検量線を予め作成しておく必要がある。

しかしながら、検出線量は様々な外乱要因によって変化するため、上記検量線を用いて、Ｘ線減衰量を板厚に換算したとしても、正確な板厚が測定できないといった不都合がある。なお、上記外乱要因としては、Ｘ線発生器を冷却する冷却媒体の温度変化、Ｘ線発生器及び検出器間での温度変化及び湿度変化、Ｘ線発生器及び検出器間への異物（例えば、水、油、スケール等）の混入等が挙げられる。

このため、Ｘ線厚さ計は、通常、検量線を校正可能な検量線校正機能を有している。具体的には、Ｘ線厚さ計は、内蔵された１０枚程度の校正板を用いて検出線量を測定し、これら検出線量を用いて検量線を校正する。

特開昭５７−４０６０４号公報

しかしながら、以上のような検量線校正機能では、１０枚程度の校正板をＸ線厚さ計内に内蔵する際に高度な精度が要求されるため、コストがかかるといった不都合がある。

本発明が解決しようとする課題は、よりコストを低減した検量線校正機能を有するＸ線厚さ計を提供することである。

実施形態のＸ線厚さ計は、被測定物にＸ線を照射して得られる検出線量及び検量線に基づいて、前記被測定物の板厚を測定し、且つ前記検量線を校正する検量線校正処理を実行可能である。

前記Ｘ線厚さ計本体は、第１記憶手段、第２記憶手段、測定手段、第１算出手段、第２算出手段、読出手段及び校正手段を備えている。

前記第１記憶手段は、前記検出線量を変動させる外乱要因毎に、所望の厚みを定義する複数の校正点における検出線量の変化率を示す補正曲線を記憶する。

前記第２記憶手段は、前記検量線作成時に用いられ、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入されない第１状態での検出線量と、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入された第２状態での検出線量と、Ｘ線を遮断した第３状態での検出線量とを記憶する。

前記測定手段は、前記検量線校正処理時に、前記第１乃至第３状態での検出線量を各々測定する。

前記第１算出手段は、前記測定された各検出線量と、前記記憶された各検出線量とに基づいて、前記第１乃至第３状態での検出線量の変化率を示す第１検出線量変化率を算出する。

前記第２算出手段は、前記算出された第１検出線量変化率に基づいて、前記各校正点における検出線量の変化率を示す第２検出線量変化率を算出する。

前記読出手段は、前記記憶された複数の補正曲線のうち、前記算出された第２検出線量変化率を示す曲線に一致する又は近似する補正曲線を前記第１記憶手段から読出す。

前記校正手段は、前記読出された補正曲線を用いて、前記各校正点における検出線量を補正した後に、当該補正した検出線量に基づいて、前記検量線を校正する。

一実施形態に係るＸ線厚さ計の構成例を示す模式図である。 同実施形態に係る演算装置内のメモリに予め記憶された情報の一例を示す模式図である。 同実施形態に係るＸ線厚さ計による検量線校正処理の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係るＸ線厚さ計による検量線校正処理の一例を示す模式図である。 同実施形態に係るＸ線厚さ計による検量線校正処理の一例を示す模式図である。

図１は、一実施形態に係るＸ線厚さ計の構成例を示す模式図である。Ｘ線厚さ計１は、図１に示すように、Ｘ線発生器１１、校正装置１２、校正板１３、Ｘ線検出器１４及び演算装置１５を備えている。まず、Ｘ線厚さ計１を構成する各装置１１乃至１５が有する機能について説明する。

Ｘ線発生器１１は、所望の物体に対してＸ線ビームを照射する装置である。所望の物体としては、被測定物又は校正板などが挙げられる。被測定物は板厚を測定する物体、つまり、板厚が未知の物体である。校正板は検量線を作成するとき又は校正するときに用いる検出線量を測定するために用いられる物体であり、板厚が既知の物体である。

校正装置１２は、２枚の校正板１３を内蔵しており、ユーザの操作に応じて、１枚の校正板１３をＸ線ビーム中に挿入する、２枚の校正板１３をＸ線ビーム中に挿入する、又は校正板１３をＸ線ビーム中に挿入しないといった３つの状態のいずれかに設定可能な装置である。なお、図１には図示されないが、校正装置１２内には、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビームを遮断可能なシャッタが内蔵されており、ユーザの操作に応じて、使用又は不使用を適宜設定可能である。このシャッタは、オフセット量を測定するために用いられるものである。

なお、校正装置１２に内蔵される校正板１３の厚さは、以下に示す２つの条件（Ａ），（Ｂ）を満たしている必要がある。

（Ａ）精度仕様が最も厳しい板厚付近の誤差をキャンセルできること。

（Ｂ）各板厚における検出線量変化率の値が外乱条件毎に識別可能であること。

Ｘ線検出器１４は、物体を透過したＸ線の量（以下、Ｘ線透過量と表記）を検出すると、当該検出したＸ線透過量に応じた検出線量を測定し、この検出線量を示す信号を演算装置１５に送出するものである。このＸ線検出器１４は電離箱と称されてもよく、上記検出線量は、Ｘ線検出器１４内に封入されたガスがＸ線によって電離されたときに生じる電流の値である。

演算装置１５は、Ｘ線検出器１４から送出された信号の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた信号により示される検出線量を用いて、予め作成された検量線を校正する検量線校正処理を実行するものである。なお、検量線校正処理の詳細については、図３のフローチャートの説明と共に後述するため、ここでは詳細な説明は省略する。

また、演算装置１５には、検量線を作成するときに用いられた検出線量（以下、基準検出線量と表記）を示す情報を記憶するメモリ（図示せず）が設けられている。更に、演算装置１５内のメモリには、図２に示すように、検出線量を変動させる外乱要因毎に、所望の厚みを定義する複数の校正点における検出線量の変化率を予め算出することで作成された補正曲線を示す情報も記憶されている。

ここで、以上のように構成されたＸ線厚さ計による検量線校正処理の一例を、図２，４，５の模式図と、図３のフローチャートとを参照しながら説明する。また、演算装置１５内のメモリには、検量線を作成するときに用いられた基準検出線量を示す情報や、図２に示すような補正曲線を示す情報が予め記憶されており、Ｘ線厚さ計１（に含まれる演算装置１５）はこれら各種情報を適宜読出可能なものであるとする。

始めに、Ｘ線検出器１４は、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビーム中に被測定物及び校正板１３が共に挿入されていない第１状態でのＸ線透過量と、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビーム中に校正板１３が挿入された第２状態でのＸ線透過量と、Ｘ線発生器１１から照射されるＸ線ビームが校正装置１２内のシャッタによって遮断された第３状態でのＸ線透過量とを検出する（ステップＳ１）。

続いて、Ｘ線検出器１４は、検出した第１状態でのＸ線透過量に応じた検出線量ＩＮ_０と、検出した第２状態でのＸ線透過量に応じた検出線量ＩＮ_ＣＬと、検出した第３状態でのＸ線透過量に応じた検出線量ＩＮ_Ｂとを測定し、これら検出線量ＩＮ_０，ＩＮ_ＣＬ，ＩＮ_Ｂを示す信号を演算装置１５に送出する（ステップＳ２）。なお、上記検出線量ＩＮ_ＣＬのＬには、Ｘ線ビーム中に挿入された校正板１３の枚数、つまり、１又は２が代入される。

次に、演算装置１５は、Ｘ線検出器１４から送出された信号の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた信号がトリガとなって、検量線作成時に用いられ、且つ第１乃至第３状態でのＸ線透過量に応じた基準検出線量ＩＳ_０，ＩＳ_ＣＬ，ＩＳ_Ｂを示す情報をメモリから読出す（ステップＳ３）。なお、上記基準検出線量ＩＳ_ＣＬのＬには、Ｘ線ビーム中に挿入された校正板１３の枚数、つまり、１又は２が代入される。

続いて、演算装置１５は、ステップＳ３において入力を受け付けた信号により示される検出線量ＩＮ_０，ＩＮ_ＣＬ，ＩＮ_Ｂと、ステップＳ３において読出した情報により示される基準検出線量ＩＳ_０，ＩＳ_ＣＬ，ＩＳ_Ｂと、以下に示す（１）及び（２）式とに基づいて、図４に示すような、第１検出線量変化率ΔｒＩ_０，ΔｒＩ_ＣＬを算出する（ステップＳ４）。なお、第１検出線量変化率ΔｒＩ_０は、第１及び第３状態でのＸ線透過量に応じた検出線量の変化率を示し、第１検出線量変化率ΔｒＩ_ＣＬは、第２及び第３状態でのＸ線透過量に応じた検出線量の変化率を示している。また、第１検出線量変化率ΔｒＩ_ＣＬのＬには、上記検出線量ＩＮ_ＣＬや上記基準検出線量ＩＳ_ＣＬのＬに代入された値と同様な値が代入される、つまり、１又は２が代入される。

ΔｒＩ_０＝｛（ＩＮ_０−ＩＮ_Ｂ）−（ＩＳ_０−ＩＳ_Ｂ）｝／ＩＳ_０−ＩＳ_Ｂ
…（１）
ΔｒＩ_ＣＬ＝｛（ＩＮ_ＣＬ−ＩＮ_Ｂ）−（ＩＳ_ＣＬ−ＩＳ_Ｂ）｝／ＩＳ_ＣＬ−ＩＳ_Ｂ
…（２）
次に、演算装置１５は、ステップＳ４において算出した第１検出線量変化率ΔｒＩ_０，ΔｒＩ_ＣＬと、以下に示す（３）式とに基づいて、第２検出線量変化率ＤＣを算出する（ステップＳ５）。なお、第２検出線量変化率ＤＣは、各校正点における検出線量の変化率を示している。

ＤＣ＝ΔｒＩ_ＣＬ／ΔｒＩ_０ …（３）
続いて、演算装置１５は、算出した第２検出線量変化率ＤＣを示す曲線に一致した又は近似した補正曲線を示す情報をメモリから読出す（選択する）（ステップＳ６）。

しかる後、演算装置１５は、ステップＳ６において読出した情報により示される補正曲線の各校正点における検出線量の補正量（即ち、図５のΔＩ_ｍ，ΔＩ_ｍ−１，ΔＩ_ｍ−２）を算出した後に、各校正点における校正後の検出線量（即ち、図５のＩ´_ｍ，Ｉ´_ｍ−１，Ｉ´_ｍ−２）を算出する。そして、演算装置１５は、算出した検出線量と、各校正点の板厚とから、図５に示すような検量線を再作成する（ステップＳ７）。これにより、検量線は校正される。なお、上記した各校正点における検出線量の補正量ΔＩ_ｍは、以下に示す（４）式に基づいて算出される。

ΔＩ_ｍ＝Ｄ_ｍ×ΔｒＩ_０×Ｉ_ｍ …（４）
また、上記した各校正点における校正後の検出線量は、以下の（５）式に基づいて算出される。

Ｉ´_ｍ＝Ｉ_ｍ＋ΔＩ_ｍ …（５）
以上説明した一実施形態によれば、検量線作成時に用いられた検出線量や補正曲線を記憶するメモリと、メモリに記憶された複数の補正曲線のうち、第２検出線量変化率ＤＣを示す曲線に一致した又は近似した補正曲線を用いて検量線を校正する機能とを有した演算装置１５を備えたことにより、よりコストを低減した検量線校正機能を有するＸ線厚さ計を提供することができる。

また、従来、被測定物と校正板１３の材質を同一又は近似したものとする必要があったが、本実施形態によれば、検量線校正処理時に各校正点における検出線量を実測するのではなく、補正により各校正点における検出線量を算出するため、被測定物と校正板の材質を同一又は近似したものとしなくてもよい。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…Ｘ線厚さ計、１１…Ｘ線発生器、１２…校正装置、１３…校正板、１４…Ｘ線検出器、１５…演算装置。

Claims (2)

1. 被測定物にＸ線を照射して得られる検出線量及び検量線に基づいて、前記被測定物の板厚を測定し、且つ前記検量線を校正する検量線校正処理を実行可能なＸ線厚さ計であって、
   前記Ｘ線厚さ計本体は、
   前記検出線量を変動させる外乱要因毎に、所望の厚みを定義する複数の校正点における検出線量の変化率を示す補正曲線を記憶する第１記憶手段と、
   前記検量線作成時に用いられ、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入されない第１状態での検出線量と、Ｘ線ビーム中に校正板が挿入された第２状態での検出線量と、Ｘ線を遮断した第３状態での検出線量とを記憶する第２記憶手段と、
   前記検量線校正処理時に、前記第１乃至第３状態での検出線量を各々測定する測定手段と、
   前記測定された各検出線量と、前記記憶された各検出線量とに基づいて、前記第１乃至第３状態での検出線量の変化率を示す第１検出線量変化率を算出する第１算出手段と、
   前記算出された第１検出線量変化率に基づいて、前記各校正点における検出線量の変化率を示す第２検出線量変化率を算出する第２算出手段と、
   前記記憶された複数の補正曲線のうち、前記算出された第２検出線量変化率を示す曲線に一致する又は近似する補正曲線を前記第１記憶手段から読出す読出手段と、
   前記読出された補正曲線を用いて、前記各校正点における検出線量を補正した後に、当該補正した検出線量に基づいて、前記検量線を校正する校正手段と
   を備えたことを特徴とするＸ線厚さ計。
2. 前記第２状態は、１枚の校正板又は２枚の校正板が挿入された状態であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線厚さ計。

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