JP2021081277A - X-ray diffraction measurement device - Google Patents

X-ray diffraction measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP2021081277A
JP2021081277A JP2019208077A JP2019208077A JP2021081277A JP 2021081277 A JP2021081277 A JP 2021081277A JP 2019208077 A JP2019208077 A JP 2019208077A JP 2019208077 A JP2019208077 A JP 2019208077A JP 2021081277 A JP2021081277 A JP 2021081277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
light
intensity
emitted
ray diffraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019208077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
鈴木 哲也
Tetsuya Suzuki
哲也 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pulstec Industrial Co Ltd
Original Assignee
Pulstec Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pulstec Industrial Co Ltd filed Critical Pulstec Industrial Co Ltd
Priority to JP2019208077A priority Critical patent/JP2021081277A/en
Publication of JP2021081277A publication Critical patent/JP2021081277A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide an X-ray diffraction measurement device with which it is possible to coaxially emit an X-ray and visible light at the same time and detect what happened when a defect on measurement object surface is irradiated with the X-ray.SOLUTION: An X-ray diffraction measurement device 1 comprises: a light source 44 for emitting a visible laser beam; and a standing mirror 24 arranged on the optical axis of the X-ray emitted from an X-ray tube 10, for reflecting the laser beam emitted by the light source 44 and causing it to be emitted coaxially with the X-ray from the tip of a cylindrical pipe 14. The standing mirror 24 is constructed so that a passage hole 24a is formed that allows the X-ray emitted from the X-ray tube 10 to pass through and the visible laser beam is reflected on a reflection plane in the periphery of edges of the passage hole 24a. The reflected light from a measurement object OB is guided to an opposite direction in the same optical path as the laser beam and branched by a beam splitter 25 before being received by a photodetector.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定対象物にX線を照射し、X線照射点において発生する回折X線により形成されるX線回折像の、複数の位置におけるX線強度を検出するX線回折測定装置に関する。 The present invention relates to an X-ray diffraction measuring device that irradiates an object to be measured with X-rays and detects the X-ray intensity at a plurality of positions of an X-ray diffraction image formed by the diffracted X-rays generated at the X-ray irradiation point. ..

従来から、金属性物体の残留応力や表面の硬さ等の特性値を非破壊で測定する方法としてX線回折を用いた方法がある。例えば、特許文献1のX線回折測定装置は、測定対象物に所定の入射角でX線を照射して、測定対象物で回折したX線により回折環を撮像し、撮像された回折環の形状を検出してcosα法による分析を行い、測定対象物の残留応力を測定している。また、特許文献2のX線回折測定装置は、出射X線の光軸に垂直な平面に複数のシンチレーションカウンターを、出射X線の光軸からの距離を異ならせて配置し、出射X線を測定対象物に垂直に照射し、出射X線の光軸からの距離に対するそれぞれのシンチレーションカウンターが検出する回折X線の強度を、1つの径方向における回折X線強度の変化とみなして、測定対象物の表面の硬さに基づく特性値を算出している。このようなX線回折測定装置において、特許文献1のX線回折測定装置のように、X線が照射される箇所(すなわち測定箇所)の位置を目視で確認することができるよう、X線と同じ光軸を有する可視光を照射する機能が備えられた装置がある。この機能を用いれば、測定箇所を希望する箇所にしてX線回折測定を行うことができる。 Conventionally, there is a method using X-ray diffraction as a method for nondestructively measuring characteristic values such as residual stress and surface hardness of a metallic object. For example, the X-ray diffraction measuring device of Patent Document 1 irradiates an object to be measured with X-rays at a predetermined incident angle, images a diffraction ring with the X-rays diffracted by the object to be measured, and obtains an image of the imaged diffraction ring. The shape is detected and analyzed by the cosα method to measure the residual stress of the object to be measured. Further, in the X-ray diffraction measuring device of Patent Document 2, a plurality of scintillation counters are arranged on a plane perpendicular to the optical axis of the emitted X-rays at different distances from the optical axis of the emitted X-rays, and the emitted X-rays are arranged. The object to be measured is irradiated vertically, and the intensity of the diffracted X-rays detected by each scintillation counter with respect to the distance of the emitted X-rays from the optical axis is regarded as a change in the diffracted X-ray intensity in one radial direction. The characteristic value based on the hardness of the surface of the object is calculated. In such an X-ray diffraction measuring device, like the X-ray diffraction measuring device of Patent Document 1, the position of the place where the X-ray is irradiated (that is, the measuring place) can be visually confirmed with the X-ray. There are devices equipped with the function of irradiating visible light having the same optical axis. By using this function, X-ray diffraction measurement can be performed by setting the measurement point to a desired point.

特許第5835191号公報Japanese Patent No. 5835191 特許第6020848号公報Japanese Patent No. 6020848

しかしながら、特許文献2のX線回折測定装置のように、測定対象物に対してX線回折測定装置を移動させながらX線回折測定を行う場合は、常にX線の照射箇所(測定箇所)が希望する箇所になっていることを確認したいという要望があるが、従来の装置は、X線と可視光を別々に照射することはできても同時に照射することはできないという問題がある。また、測定対象物に対してX線回折測定装置を移動させながらX線回折測定を行う場合は、測定対象物の表面に凹凸や傷等の欠陥があると、測定した特性値が変化したとき、特性値自体が変化したのか否か判別するのが困難であるという問題もある。すなわち、凹凸や傷等の欠陥がある箇所にX線が照射されると測定した特性値が影響を受ける可能性があるため、測定した特性値が変化したとき、その原因が表面の凹凸や傷等の欠陥によるものか、特性値自体によるものなのか判別するのが困難であるという問題である。 However, when X-ray diffraction measurement is performed while moving the X-ray diffraction measurement device with respect to the object to be measured as in the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2, the X-ray irradiation point (measurement point) is always located. There is a desire to confirm that the location is the desired location, but the conventional device has a problem that it can irradiate X-rays and visible light separately, but cannot irradiate them at the same time. In addition, when performing X-ray diffraction measurement while moving the X-ray diffraction measuring device with respect to the object to be measured, if there is a defect such as unevenness or scratches on the surface of the object to be measured, when the measured characteristic value changes. There is also a problem that it is difficult to determine whether or not the characteristic value itself has changed. That is, when X-rays are applied to a portion having a defect such as unevenness or scratches, the measured characteristic value may be affected. Therefore, when the measured characteristic value changes, the cause is the unevenness or scratches on the surface. It is a problem that it is difficult to determine whether it is due to a defect such as the above or the characteristic value itself.

本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、測定対象物にX線を照射し、X線照射点において発生する回折X線により形成されるX線回折像の、複数の位置におけるX線強度を検出するX線回折測定装置において、X線と可視光を同時に同軸で照射することができるとともに、出射X線が測定対象物の表面にある凹凸や傷等の欠陥に照射されたとき、それを検出することができるX線回折測定装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to irradiate an object to be measured with X-rays and to obtain a plurality of X-ray diffraction images formed by diffracted X-rays generated at an X-ray irradiation point. In an X-ray diffraction measuring device that detects the X-ray intensity at a position, X-rays and visible light can be simultaneously irradiated coaxially, and the emitted X-rays irradiate defects such as irregularities and scratches on the surface of the object to be measured. It is an object of the present invention to provide an X-ray diffraction measuring device capable of detecting the X-ray diffraction measuring device.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、X線を出射するX線管と、X線管から出射されたX線を、貫通孔を通過させることで所定の断面径の略平行光にして測定対象物に向けて出射するX線出射機構と、X線出射機構から測定対象物に向けてX線が照射されたとき、測定対象物にて発生した回折X線により形成されるX線回折像の複数の位置におけるX線強度を検出する回折X線強度検出手段と、X線出射機構から出射されるX線の光軸と同じ光軸で可視の平行光を出射する可視光出射手段とを備えたX線回折測定装置において、可視光出射手段は、可視光を出射する光源と、X線管から出射されるX線の光軸上に配置され光源が出射した可視光を反射させてX線出射機構の貫通孔に入射させる反射部材とを備え、反射部材は、X線管から出射されるX線を通過させる通過孔が形成され、光源が出射した可視光を通過孔の端の周囲における反射面にて反射するようにしたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that an X-ray tube that emits X-rays and an X-ray emitted from the X-ray tube are passed through a through hole to allow substantially parallel light having a predetermined cross-sectional diameter. An X-ray emitting mechanism that emits X-rays toward the object to be measured, and an X formed by the diffracted X-rays generated by the object to be measured when X-rays are emitted from the X-ray emitting mechanism toward the object to be measured. Diffractive X-ray intensity detecting means for detecting X-ray intensity at a plurality of positions of a line diffraction image, and visible light emission for emitting visible parallel light on the same optical axis as the X-ray emission mechanism. In the X-ray diffraction measuring device provided with the means, the visible light emitting means reflects the light source that emits visible light and the visible light that is arranged on the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube and emitted by the light source. It is provided with a reflecting member for incident on the through hole of the X-ray emitting mechanism, and the reflecting member is formed with a passing hole through which X-rays emitted from the X-ray tube are passed, and the visible light emitted by the light source is passed through the passing hole. It is because it is made to reflect on the reflecting surface around the edge.

これによれば、X線と可視光を同時に同軸で照射することができる。これにより、常にX線の照射箇所(測定箇所)を可視光の照射点として確認することができる。また、反射部材はX線管から出射されるX線の光軸上に配置されているが、X線管から出射されたX線は反射部材に形成された通過孔を通過しているので、反射部材によるX線強度の減少はないようにすることができる。 According to this, X-rays and visible light can be irradiated coaxially at the same time. As a result, the X-ray irradiation point (measurement point) can always be confirmed as the visible light irradiation point. Further, the reflective member is arranged on the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube, but since the X-ray emitted from the X-ray tube passes through the passage hole formed in the reflective member, It is possible to prevent the X-ray intensity from being reduced by the reflective member.

また、本発明の他の特徴は、可視光出射手段から出射された可視光が測定対象物で反射することで発生した反射光の強度を検出する反射光強度検出手段を備え、反射光強度検出手段は、光源と反射部材との間に配置され反射光の一部を反射させる光路変更用部材と、光路変更用部材で反射した反射光を入射し、入射した光の強度に相当する強度の信号を出力する受光器とを備えたことにある。 Further, another feature of the present invention includes a reflected light intensity detecting means for detecting the intensity of the reflected light generated by the visible light emitted from the visible light emitting means reflected by the object to be measured, and the reflected light intensity detection. The means is a light path changing member that is arranged between the light source and the reflecting member and reflects a part of the reflected light, and the reflected light reflected by the light path changing member is incident and has an intensity corresponding to the intensity of the incident light. It is equipped with a receiver that outputs a signal.

これによれば、X線回折測定装置から出射された可視光が測定対象物にある凹凸や傷等の欠陥に照射されたとき、可視光の反射光の強度に変化が生じるので、可視光と同軸である出射X線が測定対象物にある凹凸や傷等の欠陥に照射されたことを検出することができる。 According to this, when the visible light emitted from the X-ray diffraction measuring device is irradiated to defects such as irregularities and scratches on the object to be measured, the intensity of the reflected light of the visible light changes. It is possible to detect that the coaxial emitted X-rays are applied to defects such as irregularities and scratches on the object to be measured.

また、本発明の他の特徴は、可視光出射手段は、可視光を直線偏光にする直線偏光用光学素子を備え、反射光強度検出手段は、光路変更用部材で反射した測定対象物からの反射光を偏光方向が90°異なる2つの偏光に分割する反射光分割手段を備え、受光器は、反射光分割手段で分割した光をそれぞれ入射する2つの受光器であるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the visible light emitting means includes an optical element for linearly polarized light that converts visible light into linearly polarized light, and the reflected light intensity detecting means is from a measurement object reflected by an optical path changing member. It is provided with a reflected light dividing means for dividing the reflected light into two polarized lights having different polarization directions by 90 °, and the receiver is made to be two receivers for incident light divided by the reflected light dividing means. ..

これによれば、可視光の反射光強度を2つの受光器がそれぞれ検出する光の強度の合計で検出することができ、可視光の偏光特性を2つの受光器がそれぞれ検出する光の強度で検出することができる。これにより、検出することができる測定対象物表面の欠陥の種類を増やすことができる。具体的には、測定対象物表面の微小な凹凸(粗さ)が正常時より変化すると反射光の偏光特性が変化し、測定対象物表面に、傷、突起、凹み、さび、異物付着等があると反射光の強度が変化する。 According to this, the reflected light intensity of visible light can be detected by the total of the light intensities detected by the two receivers, and the polarization characteristic of visible light is detected by the light intensity detected by the two receivers, respectively. Can be detected. This makes it possible to increase the types of defects on the surface of the object to be measured that can be detected. Specifically, if the minute unevenness (roughness) on the surface of the object to be measured changes from the normal state, the polarization characteristics of the reflected light will change, and scratches, protrusions, dents, rust, foreign matter, etc. will appear on the surface of the object to be measured. If there is, the intensity of reflected light changes.

また、本発明の他の特徴は、受光器が出力する信号の強度と予め設定された許容値とを比較し、比較結果により異常の有無を判定する判定手段と、回折X線強度検出手段が検出した複数のX線強度を用いて測定対象物の特性値を計算する特性値計算手段と、判定手段が異常を判定したとき、特性値計算手段が計算した特性値は、測定対象物の表面状態の影響を受けたものであることを識別できるようにする識別手段とを備えたことにある。 Further, another feature of the present invention is a determination means for comparing the intensity of the signal output by the receiver with a preset allowable value and determining the presence or absence of an abnormality based on the comparison result, and a diffracted X-ray intensity detecting means. The characteristic value calculation means for calculating the characteristic value of the object to be measured using a plurality of detected X-ray intensities, and the characteristic value calculated by the characteristic value calculation means when the determination means determines an abnormality are the surfaces of the object to be measured. It is equipped with an identification means that enables identification of being affected by the condition.

これによれば、X線回折測定装置の測定により最終的に得られる結果を確認するだけで、測定対象物の特性値の変動が表面の凹凸や傷等の欠陥によるものか、特性値自体によるものなのかを判別することができる。 According to this, only by confirming the final result obtained by the measurement of the X-ray diffraction measuring device, the fluctuation of the characteristic value of the object to be measured is due to defects such as surface irregularities and scratches, or the characteristic value itself. It is possible to determine whether it is a thing.

また、本発明の他の特徴は、発光した光が反射して戻るまでの時間を検出することで発光点から反射点までの距離を検出するタイムオブフライトの測定原理を用いる距離検出手段を備え、距離検出手段の光源の光軸を、可視光出射手段の光源の光軸に一致させるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is a distance detecting means using a time-of-flight measurement principle that detects the distance from the light emitting point to the reflecting point by detecting the time until the emitted light is reflected and returned. The optical axis of the light source of the distance detecting means is aligned with the optical axis of the light source of the visible light emitting means.

これによれば、測定対象物のX線照射点までの距離を検出することができ、測定対象物が段差があるようなものの場合、段差の箇所を超えてX線が照射されたときは、それを検出することができる。また、距離検出手段が検出する値が設定値になるよう、測定対象物に対するX線回折測定装置の位置を調整することで、X線照射点からX線回折像が形成される面までの距離を設定値にすることができる。 According to this, the distance to the X-ray irradiation point of the object to be measured can be detected, and when the object to be measured has a step, when the X-ray is irradiated beyond the step, the X-ray is irradiated. It can be detected. Further, by adjusting the position of the X-ray diffraction measuring device with respect to the object to be measured so that the value detected by the distance detecting means becomes the set value, the distance from the X-ray irradiation point to the surface on which the X-ray diffraction image is formed. Can be the set value.

本発明の一実施形態に係るX線回折測定装置を含むX線回折測定システムを示す全体構成図である。It is an overall block diagram which shows the X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のX線回折測定装置の筐体の底面壁を外し、出射X線の光軸方向からX線回折測定装置を見た図である。It is a figure which removed the bottom wall of the housing of the X-ray diffraction measuring apparatus of FIG. 1, and looked at the X-ray diffraction measuring apparatus from the optical axis direction of the emitted X-ray. 図1のX線回折測定装置において、立上げミラー以降のレーザ光の光路を出射X線の光軸の垂直方向を拡大して示す図である。In the X-ray diffraction measuring apparatus of FIG. 1, it is a figure which shows the optical path of the laser beam after a rising mirror enlarged in the vertical direction of the optical axis of the emitted X-ray. X線照射点から回折X線検出平面までの距離が設定値である場合の4つのシンチレーションカウンターが検出する回折X線強度の関係を視覚的に示した図であり、(A)は測定対象物の表面硬さが小さい場合であり、(B)は表面硬さが大きい場合である。It is a figure which visually showed the relationship of the diffraction X-ray intensity detected by four scintillation counters when the distance from the X-ray irradiation point to the diffraction X-ray detection plane is a set value, and (A) is the object to be measured. Is a case where the surface hardness is small, and (B) is a case where the surface hardness is large. 図1のX線回折測定装置において、レーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管側からX線の出射方向に見た図である。In the X-ray diffraction measuring apparatus of FIG. 1, the main components of the laser light emitting / receiving mechanism are viewed from the X-ray tube side in the X-ray emitting direction. 図1のX線回折測定システムのコントローラが実行するプログラムのフロー図である。It is a flow chart of the program executed by the controller of the X-ray diffraction measurement system of FIG. 本発明の第1の変形例における、レーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管側からX線の出射方向に見た図である。It is a figure which looked at the main component of the laser light emission / light receiving mechanism in the 1st modification of this invention in the X-ray emission direction from the X-ray tube side. 本発明の第2の変形例における、レーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管側からX線の出射方向に見た図である。It is a figure which looked at the main component of the laser light emission / light receiving mechanism in the 2nd modification of this invention in the X-ray emission direction from the X-ray tube side. 本発明を別のX線回折測定装置に適用した場合における、該X線回折測定装置の拡大図である。It is an enlarged view of the X-ray diffraction measurement apparatus when this invention is applied to another X-ray diffraction measurement apparatus.

本発明の一実施形態に係るX線回折測定装置を含むX線回折測定システムの構成について図1乃至図5を用いて説明する。図1に示すように、このX線回折測定システムは、X線回折測定装置1、アーム式移動装置、高電圧電源75、コンピュータ装置70、端検出センサ60及びベルトコンベアのように一定速度で移動する長尺状のステージStを有する移動機構から構成される。ステージStは平面で、移動方向がこの平面に平行であり、一定間隔で測定対象物OBが載置されている。よって、ステージStが移動すると、載置された測定対象物OBは移動して次々にX線回折測定装置1の直下に来る。そして、X線回折測定システムは、X線回折測定装置1の直下に来た測定対象物OBに対して先端から後端までX線を連続的に照射して、回折X線の強度分布に基づく特性値を測定し、それぞれの測定対象物OBごとに異常箇所を検出する検査を行う。なお、本実施形態では測定対象物OBは鉄製の平板とする。また、図1に示すようにステージStの移動方向をY方向とし、ステージStの平面の垂直方向をZ方向とし、Y方向とZ方向に垂直な方向をX方向とする。 The configuration of the X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. As shown in FIG. 1, this X-ray diffraction measurement system moves at a constant speed like an X-ray diffraction measurement device 1, an arm type moving device, a high voltage power supply 75, a computer device 70, an end detection sensor 60, and a belt conveyor. It is composed of a moving mechanism having a long stage St. The stage St is a plane, the moving direction is parallel to this plane, and the object to be measured OB is placed at regular intervals. Therefore, when the stage St moves, the placed measurement object OB moves and comes directly under the X-ray diffraction measuring device 1 one after another. Then, the X-ray diffraction measurement system continuously irradiates the measurement object OB directly under the X-ray diffraction measurement device 1 with X-rays from the front end to the rear end, and is based on the intensity distribution of the diffracted X-rays. The characteristic value is measured, and an inspection is performed to detect an abnormal part for each measurement target OB. In this embodiment, the object to be measured OB is an iron flat plate. Further, as shown in FIG. 1, the moving direction of the stage St is the Y direction, the vertical direction of the plane of the stage St is the Z direction, and the direction perpendicular to the Y direction and the Z direction is the X direction.

図1に示すようにX線回折測定装置1は、筐体50内にX線を出射するX線管10、X線管10が出射したX線を入射し円筒状パイプを通過させて出射するX線出射機構、可視のレーザ光を出射X線と同じ光軸で出射し測定対象物OBでの反射光を受光するレーザ光出射・受光機構、測定対象物OBのX線照射点で発生する回折X線の強度を検出する複数のシンチレーションカウンター21、及びX線出射機構とシンチレーションカウンター21を取り付けた直方体状プレート20を収容している。また、筐体50内には、X線管10、シンチレーションカウンター21等に接続されて作動制御したり、検出信号を入力したりするための各種回路も内蔵されており、図1において筐体50外で2点鎖線で囲まれた各種回路は、筐体50内の2点鎖線内に納められている。なお、図1においては、回路基板、電線、固定具及び空冷ファン等は省略されている。また、筐体50の外壁の一部には、微小断面の可視のレーザ光を平行光で出射するレーザ出射器40が取り付けられている。 As shown in FIG. 1, the X-ray diffraction measuring device 1 enters the X-ray tube 10 that emits X-rays into the housing 50 and the X-rays emitted by the X-ray tube 10 and emits the X-rays through the cylindrical pipe. X-ray emission mechanism, laser light emission / reception mechanism that emits visible laser light on the same optical axis as the emitted X-ray and receives reflected light at the measurement target OB, and is generated at the X-ray irradiation point of the measurement target OB. It houses a plurality of scintillation counters 21 for detecting the intensity of diffracted X-rays, and a rectangular plate 20 to which an X-ray emission mechanism and a scintillation counter 21 are attached. Further, various circuits for controlling the operation and inputting a detection signal by being connected to the X-ray tube 10 and the scintillation counter 21 are also built in the housing 50, and the housing 50 is shown in FIG. The various circuits surrounded by the alternate long and short dash line outside are housed in the alternate long and short dash line inside the housing 50. In FIG. 1, the circuit board, the electric wire, the fixture, the air cooling fan, and the like are omitted. Further, a laser emitter 40 that emits visible laser light having a minute cross section as parallel light is attached to a part of the outer wall of the housing 50.

図1及び図2に示すように、筐体50は略直方体状に形成され、底面壁50a、前面壁50b、後面壁50c、上面壁50d、斜面壁50e及び側面壁50fを有する。底面壁50aにはX線出射機構である固定ブロック22と円筒状パイプ14を、先端から所定の長さだけ筐体50の外に出すための長方形状の孔50a1が形成されている。X線回折測定装置1から出射されるX線の光軸は、底面壁50a及び上面壁50dに略垂直であり、前面壁50b、後面壁50c及び側面壁50fに略平行である。また、側面壁50fの1つは回転部53を回転可能にしている回転台55に連結され、回転部53にはアーム式移動装置の先端アーム54が連結されている。回転部53は手動で回転台55に対して任意の回転角度にして固定することができるものであり、アーム式移動装置は複数のアームが関節で連結されていて先端の位置と姿勢を任意の状態で固定することができるものである。これにより、筐体50(X線回折測定装置1)は、ステージSt及び測定対象物OBに対する位置と姿勢を変化させることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the housing 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a bottom wall 50a, a front wall 50b, a rear wall 50c, a top wall 50d, a slope wall 50e, and a side wall 50f. The bottom wall 50a is formed with a rectangular hole 50a1 for allowing the fixed block 22 and the cylindrical pipe 14, which are X-ray emitting mechanisms, to be taken out of the housing 50 by a predetermined length from the tip. The optical axis of the X-ray emitted from the X-ray diffraction measuring device 1 is substantially perpendicular to the bottom wall 50a and the top wall 50d, and is substantially parallel to the front wall 50b, the rear wall 50c, and the side wall 50f. Further, one of the side walls 50f is connected to a turntable 55 that makes the rotating portion 53 rotatable, and the tip arm 54 of the arm-type moving device is connected to the rotating portion 53. The rotating portion 53 can be manually fixed to the turntable 55 at an arbitrary rotation angle, and in the arm type moving device, a plurality of arms are connected by joints and the position and posture of the tip can be arbitrarily set. It can be fixed in a state. As a result, the housing 50 (X-ray diffraction measuring device 1) can change the position and posture with respect to the stage St and the measurement object OB.

X線管10は長尺状に形成され、筐体50内の上部にて中心軸が底面壁50a、上面壁50d及び側面壁50fに平行になるよう筐体50に固定されており、高電圧電源75からの高電圧の供給を受け、X線制御回路30により制御されて、X線を出射口11から出射する。X線制御回路30は、後述するコンピュータ装置70を構成するコントローラ71によって制御され、コントローラ71から指令が入力するとX線管10から一定の強度のX線が出射されるように、X線管10に高電圧電源75から供給される駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、X線管10は、図示しない冷却装置を備えていて、X線制御回路30は、この冷却装置に供給される駆動信号も制御する。これにより、X線管10は温度が一定に保たれる。 The X-ray tube 10 is formed in a long shape, and is fixed to the housing 50 so that the central axis is parallel to the bottom wall 50a, the top wall 50d, and the side wall 50f at the upper part of the housing 50, and has a high voltage. A high voltage is supplied from the power source 75, and X-rays are emitted from the exit port 11 under the control of the X-ray control circuit 30. The X-ray control circuit 30 is controlled by a controller 71 that constitutes a computer device 70 described later, and the X-ray tube 10 emits X-rays of a constant intensity from the X-ray tube 10 when a command is input from the controller 71. The drive current and drive voltage supplied from the high voltage power supply 75 are controlled. Further, the X-ray tube 10 includes a cooling device (not shown), and the X-ray control circuit 30 also controls a drive signal supplied to the cooling device. As a result, the temperature of the X-ray tube 10 is kept constant.

図1に示すように、X線管10の出射口11の直下には立上げミラー24があり、立上げミラー24には円柱状の貫通孔24aが形成されている。そして、立上げミラー24は、貫通孔24aの中心軸が出射口11から出射されるX線の光軸に略一致するよう、直方体状プレート20に固定されており、出射口11から出射されたX線は多くが貫通孔24aを通過して出射する。図3は、貫通孔24aのX線が出射する箇所から測定対象物OBまでを、出射X線の光軸の垂直方向のみを拡大して示す断面図である。図3に示すよう、貫通孔24aを通過したX線は固定ブロック22に形成されている円柱状の貫通孔22aに入射し、貫通孔22aを通過して、貫通孔22aの底が端になるよう固定ブロック22に固定されている円筒状パイプ14の孔14aに入射する。円筒状パイプ14の孔14aに入射したX線は、孔14aを通過し、孔14aの先端に固定されている通路部材15の貫通孔15aから測定対象物OBに向けて出射する。出射口11から出射されるX線の光軸、貫通孔24a,22aの中心軸、円筒状パイプ14(孔14a)の中心軸及び貫通孔15aの中心軸はすべて一致しており、出射口11から出射されるX線は拡散するX線であるが、これらの貫通孔と円筒状パイプ14の孔14aを通過することで、貫通孔15aから出射するX線は略平行なX線になる。なお、図3は、後述するレーザ光源44から出射されるレーザ光の光路も示しているが、これについては後述する。 As shown in FIG. 1, there is a rising mirror 24 directly below the exit port 11 of the X-ray tube 10, and a columnar through hole 24a is formed in the rising mirror 24. The riser mirror 24 is fixed to the rectangular parallelepiped plate 20 so that the central axis of the through hole 24a substantially coincides with the optical axis of the X-rays emitted from the exit port 11, and is emitted from the exit port 11. Most of the X-rays pass through the through hole 24a and are emitted. FIG. 3 is a cross-sectional view showing from the portion of the through hole 24a where the X-ray is emitted to the object to be measured OB by enlarging only the direction perpendicular to the optical axis of the emitted X-ray. As shown in FIG. 3, X-rays that have passed through the through hole 24a enter the columnar through hole 22a formed in the fixed block 22, pass through the through hole 22a, and the bottom of the through hole 22a becomes an end. It is incident on the hole 14a of the cylindrical pipe 14 fixed to the fixing block 22. The X-rays incident on the hole 14a of the cylindrical pipe 14 pass through the hole 14a and are emitted from the through hole 15a of the passage member 15 fixed to the tip of the hole 14a toward the object to be measured OB. The optical axis of the X-ray emitted from the exit port 11, the central axis of the through holes 24a and 22a, the central axis of the cylindrical pipe 14 (hole 14a) and the central axis of the through hole 15a are all the same, and the exit port 11 The X-rays emitted from are diffused X-rays, but by passing through these through holes and the holes 14a of the cylindrical pipe 14, the X-rays emitted from the through holes 15a become substantially parallel X-rays. Note that FIG. 3 also shows the optical path of the laser beam emitted from the laser light source 44 described later, which will be described later.

図1に示すように、固定ブロック22は、直方体状プレート20の中心に、中心軸が直方体状プレート20の上面と下面に略垂直になるよう固定されている。そして、固定ブロック22の中心軸は貫通孔22aと円筒状パイプ14の中心軸と同一であり、直方体状プレート20の上面と下面は筐体50の上面壁50d及び底面壁50aに平行に取り付けられているので、円筒状パイプ14の先端(貫通孔15a)から出射するX線は、その光軸が上面壁50d及び底面壁50aに垂直な状態で出射する。 As shown in FIG. 1, the fixing block 22 is fixed to the center of the rectangular parallelepiped plate 20 so that the central axis is substantially perpendicular to the upper surface and the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20. The central axis of the fixed block 22 is the same as the central axis of the through hole 22a and the cylindrical pipe 14, and the upper and lower surfaces of the rectangular parallelepiped plate 20 are attached in parallel to the upper surface wall 50d and the bottom surface wall 50a of the housing 50. Therefore, the X-ray emitted from the tip (through hole 15a) of the cylindrical pipe 14 is emitted in a state where the optical axis thereof is perpendicular to the upper surface wall 50d and the bottom surface wall 50a.

図1に示すように、直方体状プレート20は、固定ブロック22の中心軸(円筒状パイプ14の中心軸)が直方体状プレート20の下面と交差する箇所(直方体状プレート20の下面の中心と略同一)を中心にした所定の径の円周付近に、4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4を、中心軸が直方体状プレート20の上面及び下面と垂直になるよう取り付けている。4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4のX線入射面は直方体状プレート20の上面及び下面に平行な1つの平面内に含まれるようになっており、以後、この平面をX線検出平面という。図2に二点鎖線で示される円は、測定対象物OBのX線照射点からX線検出平面までの距離(以後、照射点−検出平面間距離という)が設定値であるとき、X線検出平面に形成される回折環の半径方向のX線強度がピークになる位置である。なお、わかりやすくするため、該ピークになる位置は回折環全周にあるよう描いてあるが、実際は底面壁50aには長方形状の孔50a1があるため側面壁50fに近い箇所には回折環は形成されず、側面壁50fに近い箇所には該ピークになる箇所はない。また、図1においては分かりやすくするため、X方向から見て4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4が重ならないように描いているが、シンチレーションカウンター21−1〜21−4の位置は図2に示すものが正式なものである。 As shown in FIG. 1, the rectangular parallelepiped plate 20 has a portion where the central axis of the fixed block 22 (the central axis of the cylindrical pipe 14) intersects the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20 (abbreviated as the center of the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20). Four scintillation counters 21-1 to 21-4 are attached in the vicinity of the circumference having a predetermined diameter centered on the same) so that the central axis is perpendicular to the upper surface and the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20. The X-ray incident surfaces of the four scintillation counters 21-1 to 21-4 are included in one plane parallel to the upper surface and the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20, and thereafter, this plane is included in the X-ray detection plane. That is. The circle shown by the two-point chain line in FIG. 2 is an X-ray when the distance from the X-ray irradiation point of the object to be measured OB to the X-ray detection plane (hereinafter referred to as the distance between the irradiation point and the detection plane) is a set value. This is the position where the X-ray intensity in the radial direction of the diffraction ring formed on the detection plane peaks. For the sake of clarity, the peak position is drawn so as to be on the entire circumference of the diffraction ring, but in reality, since the bottom wall 50a has a rectangular hole 50a1, the diffraction ring is located near the side wall 50f. It is not formed, and there is no portion where the peak is formed near the side wall 50f. Further, in FIG. 1, for the sake of clarity, the four scintillation counters 21-1 to 21-4 are drawn so as not to overlap when viewed from the X direction, but the positions of the scintillation counters 21-1 to 21-4 are shown in FIG. The one shown in 2 is formal.

シンチレーションカウンター21−1〜21−4は、入射したX線により発生する蛍光の強度を光電子増倍管により増幅し、該蛍光の強度に相当する強度の信号を出力するもので、一般的に用いられているものであり、X線入射面はある程度の大きさがある。図2から分かるように、4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4のX線入射面は、固定ブロック22の中心軸(円筒状パイプ14の中心軸)からの距離が異なっている。そして、シンチレーションカウンター21−1,21−3のX線入射面は、回折環の半径方向のX線強度がピークになる二点鎖線の円から外れているが、回折X線の強度を所定以上の強度で検出する。これは、測定対象物OBに照射されるX線は所定の断面径があるものであり、X線照射点は所定の径を有するため、回折環の半径方向において、回折X線の強度が所定以上になる範囲は広くなっているためである。すなわち、図2に示した二点鎖線の円の両側に回折X線の強度が所定以上になる範囲が広範囲で存在しており、シンチレーションカウンター21−1,21−3も回折X線の強度を所定以上の強度で検出する。 The scintillation counters 21-1 to 21-4 amplify the intensity of fluorescence generated by incident X-rays with a photomultiplier tube and output a signal having an intensity corresponding to the intensity of the fluorescence, and are generally used. The X-ray incident surface has a certain size. As can be seen from FIG. 2, the X-ray incident surfaces of the four scintillation counters 21-1 to 21-4 are different in distance from the central axis of the fixed block 22 (the central axis of the cylindrical pipe 14). The X-ray incident surface of the scintillation counters 21-1, 21-3 deviates from the circle of the two-point chain line at which the X-ray intensity in the radial direction of the diffraction ring peaks, but the intensity of the diffracted X-ray is equal to or higher than a predetermined value. Detect by the intensity of. This is because the X-rays irradiated to the object to be measured OB have a predetermined cross-sectional diameter, and the X-ray irradiation point has a predetermined diameter, so that the intensity of the diffracted X-rays is predetermined in the radial direction of the diffraction ring. This is because the above range is wide. That is, there is a wide range in which the intensity of the diffracted X-rays is equal to or higher than a predetermined value on both sides of the two-dot chain line circle shown in FIG. Detect with an intensity equal to or higher than a predetermined value.

上述したように、X線回折測定装置1の筐体50は、位置と姿勢を任意にして固定することができるので、後述する位置と姿勢の調整を行うことで、照射点−検出平面間距離を設定値にし、測定対象物OBの表面に対する出射X線の光軸を垂直にすることができる。測定対象物OBの表面に対する出射X線の光軸を垂直にすると、回折環の半径方向における回折X線の強度分布は、回折環の円周位置(回転角度)によらず略一定になる。よって、シンチレーションカウンター21−1〜21−4の出射X線の光軸(固定ブロック22及び円筒状パイプ14の中心軸)からの距離(半径値)と、シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出した回折X線の強度との関係は、回折環の1つの円周位置における半径方向での関係と略同一とみなすことができる。すなわち、該半径値と回折X線の強度との関係は、シンチレーションカウンター21−1〜21−4を、回折環の1つの円周位置において半径方向に重ねて並べた場合と略同一の関係である。 As described above, the housing 50 of the X-ray diffraction measuring device 1 can be fixed at an arbitrary position and posture. Therefore, by adjusting the position and posture described later, the distance between the irradiation point and the detection plane can be adjusted. Can be set to a set value so that the optical axis of the emitted X-rays is perpendicular to the surface of the object to be measured OB. When the optical axis of the emitted X-rays is perpendicular to the surface of the object to be measured OB, the intensity distribution of the diffracted X-rays in the radial direction of the diffracted ring becomes substantially constant regardless of the circumferential position (rotation angle) of the diffracted ring. Therefore, the distance (radius value) of the emitted X-rays of the scintillation counters 21-1 to 21-4 from the optical axis (the central axis of the fixed block 22 and the cylindrical pipe 14) and the scintillation counters 21-1 to 21-4 are The relationship with the detected intensity of the diffracted X-ray can be regarded as substantially the same as the relationship in the radial direction at one circumferential position of the diffract ring. That is, the relationship between the radius value and the intensity of the diffracted X-ray is substantially the same as the case where the scintillation counters 21-1 to 21-4 are arranged so as to be stacked in the radial direction at one circumferential position of the diffraction ring. is there.

図4は、横軸に出射X線の光軸からの距離(半径値)をとり、縦軸に回折X線強度をとり、シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出した回折X線強度をプロットしたグラフである。グラフの上にはシンチレーションカウンター21−1〜21−4のX線入射面を半径値に対応させて示し、回折環の半径方向における回折X線の強度分布を点線で示してある。(A)は出射X線が照射された箇所の表面硬さが小さい場合であり、(B)は出射X線が照射された箇所の表面硬さが大きい場合である。グラフの点線が示すよう、表面硬さが大きい箇所では回折X線の強度分布は広がる。そして、表面硬さが大きいほど、この強度分布の広がりは大きくなる。シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出する回折X線強度は、グラフにプロットした点が示すようX線入射面がある回折X線の強度分布曲線の平均値と見なすことができる。回折X線の強度分布の広がりを特性値で得るには、強度分布曲線の半価幅や積分幅といった値を計算すればよいが、4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4の値のみでは、すなわちグラフにプロットした点が4つでは半価幅や積分幅を計算することはできない。よって、シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出する回折X線強度を、X線入射面が配置された箇所の半径値の大きい順にA,D,B,Cとすると、{(D−A)+(B−C)}で計算される値を回折X線の強度分布の広がりを表す特性値とする。 In FIG. 4, the horizontal axis is the distance (radius value) of the emitted X-ray from the optical axis, the vertical axis is the diffracted X-ray intensity, and the diffracted X-ray intensity detected by the scintillation counters 21-1 to 21-4 is shown. It is a plotted graph. On the graph, the X-ray incident surfaces of the scintillation counters 21-1 to 21-4 are shown corresponding to the radial values, and the intensity distribution of the diffracted X-rays in the radial direction of the diffractive ring is shown by dotted lines. (A) is a case where the surface hardness of the portion irradiated with the emitted X-ray is small, and (B) is a case where the surface hardness of the portion irradiated with the emitted X-ray is large. As shown by the dotted line in the graph, the intensity distribution of the diffracted X-rays is widened at the place where the surface hardness is large. The greater the surface hardness, the greater the spread of this intensity distribution. The diffracted X-ray intensity detected by the scintillation counters 21-1 to 21-4 can be regarded as the average value of the intensity distribution curve of the diffracted X-ray having the X-ray incident surface as shown by the points plotted in the graph. In order to obtain the spread of the intensity distribution of the diffracted X-ray from the characteristic value, the values such as the half-value width and the integral width of the intensity distribution curve may be calculated, but only the values of the four scintillation counters 21-1 to 21-4 are used. That is, it is not possible to calculate the half-value width or the integral width with four points plotted on the graph. Therefore, if the diffracted X-ray intensity detected by the scintillation counters 21-1 to 21-4 is A, D, B, C in descending order of the radius value of the location where the X-ray incident surface is arranged, {(DA). ) + (BC)} is used as a characteristic value representing the spread of the intensity distribution of the diffracted X-rays.

図4の(A)と(B)における4つのプロットを比較すると分かるように、回折X線の強度分布が広がると(D−A)及び(B−C)の値は小さくなる。そして、これらの値は、回折X線の強度分布が広がるほど小さくなる。よって、{(D−A)+(B−C)}で計算される特性値は、回折X線の強度分布の広がりを表す特性値であり、出射X線の強度が一定になるようにし、許容値を定めれば、該特性値を許容値と比較することで異常箇所を検出することができる。また、該特性値の大きさから異常の程度を判定することもできる。なお、測定対象物OBの表面硬さが小さい方を異常とするか、大きい方を異常とするかは測定対象物OBにより異なる。すなわち、{(D−A)+(B−C)}で計算される特性値が許容値より大きい方を異常とするか、許容値より小さい方を異常とするかは測定対象物OBにより異なる。 As can be seen by comparing the four plots in (A) and (B) of FIG. 4, the values of (DA) and (BC) become smaller as the intensity distribution of the diffracted X-rays becomes wider. Then, these values become smaller as the intensity distribution of the diffracted X-rays becomes wider. Therefore, the characteristic value calculated by {(DA) + (BC)} is a characteristic value representing the spread of the intensity distribution of the diffracted X-rays, so that the intensity of the emitted X-rays is constant. Once the permissible value is determined, the abnormal portion can be detected by comparing the characteristic value with the permissible value. Further, the degree of abnormality can be determined from the magnitude of the characteristic value. It should be noted that whether the one having a small surface hardness of the object to be measured OB is abnormal or the one having a large surface hardness is abnormal depends on the object to be measured OB. That is, it depends on the measurement object OB whether the characteristic value calculated by {(DA) + (BC)} is abnormal when it is larger than the permissible value or abnormal when it is smaller than the permissible value. ..

シンチレーションカウンター21−1〜21−4は、入射したX線によりシンチレータで発生する蛍光を光電子増倍管により電子に変換して増幅し、増幅した電子による電気信号を出力するものであり、出力する電気信号の強度は入射したX線の強度に相当しているため、電気信号の強度としてX線強度を検出することができるものである。図1に示すよう、シンチレーションカウンター21−1〜21−4はSD信号取出回路31〜34と信号線がつながっており、シンチレーションカウンター21−1〜21−4が出力するX線強度に相当する電気信号は、SD信号取出回路31〜34に入力する。SD信号取出回路31〜34は入力する電気信号を積分回路等により平坦な信号に変換した後、AD変換器によりデジタルデータに変換して出力する回路であり、コントローラ71から作動開始の指令が入力するとAD変換器が作動し、X線強度に相当する電気信号の強度のデジタルデータがコントローラ71に入力する。そして、コントローラ71内にて{(D−A)+(B−C)}の計算が行われ、算出された値により異常の有無及び異常の程度が判定される。 The scintillation counters 21-1 to 21-4 convert the fluorescence generated by the scintillator by the incident X-rays into electrons by a photomultiplier tube, amplify it, and output the electric signal by the amplified electrons. Since the intensity of the electric signal corresponds to the intensity of the incident X-ray, the X-ray intensity can be detected as the intensity of the electric signal. As shown in FIG. 1, the scintillation counters 21-1 to 21-4 have signal lines connected to the SD signal extraction circuits 31 to 34, and the electricity corresponding to the X-ray intensity output by the scintillation counters 21-1 to 21-4. The signal is input to the SD signal extraction circuits 31 to 34. The SD signal extraction circuits 31 to 34 are circuits that convert the input electric signal into a flat signal by an integrating circuit or the like, then convert it into digital data by an AD converter and output it, and input a command to start operation from the controller 71. Then, the AD converter operates, and digital data of the strength of the electric signal corresponding to the X-ray strength is input to the controller 71. Then, {(DA) + (BC)} is calculated in the controller 71, and the presence / absence of abnormality and the degree of abnormality are determined from the calculated values.

シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出する回折X線強度に相当する値を用い、上述した特性値を計算して判定を行うことができるためには、X線照射点によらず、発生する回折X線の強度が略一定であり、X線検出平面に形成される回折環の半径方向における回折X線の強度分布が、回折環の円周位置(回転角度)によらず略一定である必要がある。しかし、測定対象物OBの表面に傷、突起、凹み、さび、異物付着といった欠陥があると、この前提が成り立たない場合がある。X線回折測定装置1にはレーザ光出射・受光機構があり、これは、出射X線と同じ光軸で同時にレーザ光を照射して測定対象物OBの表面からの反射光を受光し、測定対象物OBの表面にある欠陥を検出するためのものである。すなわち、測定対象物OBの表面に欠陥を検出した場合は、計算された特性値は、測定対象物OB本来の特性値ではないことを示すためのものである。なお、本システムによる測定を行うには、X線照射点が所定の位置であり、照射点−検出平面間距離が設定値であり、測定対象物OBに対する出射X線の光軸が垂直になっている必要があるが、レーザ光出射・受光機構は、これらを満たすようX線回折測定装置1(筐体50)の位置と姿勢を調整する際にも用いられる。 In order to be able to calculate and determine the above-mentioned characteristic value using the value corresponding to the diffracted X-ray intensity detected by the scintillation counters 21-1 to 21-4, it is generated regardless of the X-ray irradiation point. The intensity of the diffracted X-rays is substantially constant, and the intensity distribution of the diffracted X-rays in the radial direction of the diffracted ring formed on the X-ray detection plane is substantially constant regardless of the circumferential position (rotation angle) of the diffracted ring. There must be. However, if there are defects such as scratches, protrusions, dents, rust, and foreign matter adhesion on the surface of the object to be measured OB, this premise may not hold. The X-ray diffraction measuring device 1 has a laser beam emitting / receiving mechanism, which simultaneously irradiates the laser beam with the same optical axis as the emitted X-ray to receive the reflected light from the surface of the object to be measured OB for measurement. This is for detecting defects on the surface of the object OB. That is, when a defect is detected on the surface of the object to be measured OB, the calculated characteristic value is for indicating that the characteristic value is not the original characteristic value of the object to be measured OB. In order to perform measurement by this system, the X-ray irradiation point is at a predetermined position, the distance between the irradiation point and the detection plane is a set value, and the optical axis of the emitted X-ray with respect to the measurement object OB is vertical. However, the laser light emitting / receiving mechanism is also used when adjusting the position and orientation of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50) so as to satisfy these.

図5は、レーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管10側からX線の出射方向(Z方向の反対方向)に見た図である。図5に示すように、レーザ光出射・受光機構は、レーザ光源44、コリメーティングレンズ26、ビームスプリッタ25、貫通孔24aが形成された立上げミラー24及びフォトディテクタ27から構成される。なお、図1においては、フィトディテクタ27はビームスプリッタ25に隠れて示されておらず、反射光強度検出回路36に入っている信号ラインは、ビームスプリッタ25の奥側にあるフィトディテクタ27から出ているラインである。図1に示すレーザ駆動回路35は、コントローラ71から作動指令が入力するとレーザ光源44に駆動信号を出力し、レーザ光源44は駆動信号が入力するとレーザ光を出射する。出射されたレーザ光はコリメーティングレンズ26を通過することで、やや集束するレーザ光になる。やや集束するというのは、図3に示すように円筒状パイプ14の先端付近で集光するよう集束するということで、図3は出射X線の光軸の垂直方向のみを拡大した図であるので、実際はほぼ平行光になる。 FIG. 5 is a view of the main components of the laser light emitting / receiving mechanism viewed from the X-ray tube 10 side in the X-ray emitting direction (opposite direction to the Z direction). As shown in FIG. 5, the laser light emitting / receiving mechanism includes a laser light source 44, a collimating lens 26, a beam splitter 25, a rising mirror 24 having a through hole 24a formed therein, and a photodetector 27. In FIG. 1, the phytodetector 27 is not shown hidden behind the beam splitter 25, and the signal line in the reflected light intensity detection circuit 36 exits from the phytodetector 27 on the back side of the beam splitter 25. It is a line that is splitting. The laser drive circuit 35 shown in FIG. 1 outputs a drive signal to the laser light source 44 when an operation command is input from the controller 71, and the laser light source 44 emits a laser beam when the drive signal is input. The emitted laser light passes through the collimating lens 26 and becomes a slightly focused laser light. Slightly focusing means focusing so as to focus near the tip of the cylindrical pipe 14 as shown in FIG. 3, and FIG. 3 is an enlarged view of only the direction perpendicular to the optical axis of the emitted X-rays. Therefore, it is actually almost parallel light.

ほぼ平行光になったレーザ光は、ビームスプリッタ25でおよそ半分のレーザ光が透過した後、立上げミラー24で反射して固定ブロック22の貫通孔22aに向かうが、立上げミラー24は貫通孔24aが形成されているので、反射するのは貫通孔24aの周囲にある面に入射したレーザ光のみである。貫通孔24aの径は円筒状パイプ14の孔14aの径よりやや大きくなっているが、上述したようにコリメーティングレンズ26を通過したレーザ光はやや集束するレーザ光であるので、貫通孔24aの周囲にある面で反射したレーザ光は円筒状パイプ14に入射する。そして、円筒状パイプ14の先端付近で集光した後、拡散し測定対象物OBに照射される。図3に点線で描かれるレーザ光の光路が示すよう、測定対象物OBに照射されたレーザ光はリング状の照射模様を形成するが、図3は出射X線の光軸の垂直方向のみを拡大した図であるので、目視上は点となる。また、レーザ光の照射点は、出射X線の照射点の周りを囲むリング状の照射模様であるが、測定対象物OBの表面に存在する欠陥が出射X線の照射点部分のみにある可能性は極めて低く、またステージStは動いているので、出射X線が測定対象物OBの表面の欠陥部分に照射されたときは、レーザ光も同じ欠陥部分に照射されたとすることができる。 The laser beam that has become substantially parallel light is transmitted by the beam splitter 25 and then reflected by the rising mirror 24 toward the through hole 22a of the fixed block 22, but the rising mirror 24 has a through hole. Since the 24a is formed, only the laser beam incident on the surface surrounding the through hole 24a is reflected. The diameter of the through hole 24a is slightly larger than the diameter of the hole 14a of the cylindrical pipe 14, but as described above, the laser light passing through the collimating lens 26 is a slightly focused laser light, so that the through hole 24a The laser beam reflected by the surface surrounding the lens is incident on the cylindrical pipe 14. Then, after condensing light near the tip of the cylindrical pipe 14, it diffuses and irradiates the object to be measured OB. As shown by the optical path of the laser beam drawn by the dotted line in FIG. 3, the laser beam irradiated to the measurement object OB forms a ring-shaped irradiation pattern, but FIG. 3 shows only the direction perpendicular to the optical axis of the emitted X-ray. Since it is an enlarged view, it is a point visually. Further, the irradiation point of the laser beam is a ring-shaped irradiation pattern surrounding the irradiation point of the emitted X-ray, but there is a possibility that a defect existing on the surface of the object to be measured OB exists only in the irradiation point portion of the emitted X-ray. Since the property is extremely low and the stage St is moving, when the emitted X-ray is irradiated to the defective portion on the surface of the object to be measured, it can be said that the laser beam is also irradiated to the same defective portion.

測定対象物OBの表面にレーザ光が照射されると、照射点では反射光と散乱光が発生するが、図3から分かるように、レーザ光はレーザ光の光軸(出射X線の光軸)に対して微小ながら角度を有するように測定対象物OBに入射するので、反射光は円筒状パイプ14の孔14aには入射しない。しかし、散乱光は様々な方向に発生するので、その中でレーザ光の入射方向と反対方向に発生した散乱光は、円筒状パイプ14の孔14aに入射し、レーザ光の光路と同じ光路で反対方向に進む。以下、測定対象物OBで発生し、レーザ光の光路と同じ光路で反対方向に進む散乱光を反射光という。反対方向に進んだ反射光は立上げミラー24で反射し、ビームスプリッタ25でおよそ半分が反射してフォトディテクタ27に入射する。フォトディテクタ27は受光した光の強度に相当する強度の信号を出力するもので、図1に示すよう、フォトディテクタ27が出力する信号は、反射光強度検出回路36に入力する。 When the surface of the object to be measured OB is irradiated with laser light, reflected light and scattered light are generated at the irradiation point. As can be seen from FIG. 3, the laser light is the optical axis of the laser light (the optical axis of the emitted X-ray). ), The reflected light does not enter the hole 14a of the cylindrical pipe 14 because it is incident on the object to be measured OB so as to have a small angle with respect to). However, since scattered light is generated in various directions, the scattered light generated in the direction opposite to the incident direction of the laser light is incident on the hole 14a of the cylindrical pipe 14 and is in the same light path as the laser light path. Go in the opposite direction. Hereinafter, scattered light generated in the object to be measured OB and traveling in the same optical path as the optical path of the laser beam in the opposite direction is referred to as reflected light. The reflected light traveling in the opposite direction is reflected by the rising mirror 24, and about half of the reflected light is reflected by the beam splitter 25 and is incident on the photodetector 27. The photodetector 27 outputs a signal having an intensity corresponding to the intensity of the received light, and as shown in FIG. 1, the signal output by the photodetector 27 is input to the reflected light intensity detection circuit 36.

反射光強度検出回路36は、コントローラ71から作動開始の指令が入力するとフォトディテクタ27から入力した信号を増幅し、AD変換器によりデジタルデータに変換して設定された時間間隔でコントローラ71にデータを出力する。コントローラ71は、SD信号取出回路31〜34が出力するデジタルデータを取り込むタイミングと同じタイミングで反射光強度検出回路36が出力するデジタルデータを取り込む。これにより、{(D−A)+(B−C)}で計算される特性値に対応する測定対象物OBの箇所の反射光強度データが取得される。測定対象物OBの表面に傷、突起、凹み、さび、異物付着といった欠陥があると反射光強度は変動するので、コントローラ71は、予め設定されている許容値より小さい反射光強度が取得されたときは、計算された特性値に測定対象物OBの表面状態の影響を受けたものであることを識別できる情報を付加することができる。 When the operation start command is input from the controller 71, the reflected light intensity detection circuit 36 amplifies the signal input from the photodetector 27, converts it into digital data by the AD converter, and outputs the data to the controller 71 at the set time interval. To do. The controller 71 captures the digital data output by the reflected light intensity detection circuit 36 at the same timing as the timing of capturing the digital data output by the SD signal extraction circuits 31 to 34. As a result, the reflected light intensity data of the location of the measurement target OB corresponding to the characteristic value calculated by {(DA) + (BC)} is acquired. Since the reflected light intensity fluctuates when there are defects such as scratches, protrusions, dents, rusts, and foreign matter adhesion on the surface of the object to be measured OB, the controller 71 has acquired a reflected light intensity smaller than the preset allowable value. At the time, it is possible to add information that can identify that the measured characteristic value is affected by the surface condition of the object to be measured OB.

上述したように、レーザ光出射・受光機構は、X線照射点を所定の位置にし、照射点−検出平面間距離を設定値にし、測定対象物OBに対する出射X線の光軸を垂直するため、X線回折測定装置1(筐体50)の位置と姿勢を調整する際にも用いられる。この時は、筐体50の斜面壁50eに固定されているレーザ出射器40も用いられる。図1に示すように、レーザ出射器40は、円筒状の枠体41にレーザ光源43を固定し、円筒状の枠体41の先端近傍にコリメーティングレンズ42を固定したものであり、レーザ光源43から出射されたレーザ光は、コリメーティングレンズ42で平行光になって出射される。レーザ光源43はレーザ駆動回路37から駆動信号が入力することでレーザ光を出射し、レーザ駆動回路37は、入力装置72から位置、姿勢調整の指令を入力すると、コントローラ71から作動開始の指令が入力し、レーザ光源43がレーザ光を出射するための駆動信号を出力する。レーザ出射器40は固定ブロック51内に固定され、固定ブロック51は筐体50の斜面壁50eに固定されることで、レーザ出射器40は筐体50と一体になっている。この固定位置は、レーザ出射器40のレーザ光の光軸が出射X線の光軸と交差し、該交差する点からX線検出平面までの距離が設定値になる位置である。 As described above, the laser light emitting / receiving mechanism sets the X-ray irradiation point at a predetermined position, sets the distance between the irradiation point and the detection plane as a set value, and makes the optical axis of the emitted X-ray perpendicular to the measurement object OB. , It is also used when adjusting the position and orientation of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50). At this time, the laser emitter 40 fixed to the slope wall 50e of the housing 50 is also used. As shown in FIG. 1, the laser emitter 40 has a laser light source 43 fixed to a cylindrical frame 41 and a collimating lens 42 fixed near the tip of the cylindrical frame 41, and is a laser. The laser beam emitted from the light source 43 is emitted as parallel light by the collimating lens 42. The laser light source 43 emits laser light when a drive signal is input from the laser drive circuit 37, and when the laser drive circuit 37 inputs a position and attitude adjustment command from the input device 72, the controller 71 issues a command to start operation. Upon input, the laser light source 43 outputs a drive signal for emitting laser light. The laser emitter 40 is fixed in the fixed block 51, and the fixed block 51 is fixed to the slope wall 50e of the housing 50, so that the laser emitter 40 is integrated with the housing 50. This fixed position is a position where the optical axis of the laser beam of the laser emitter 40 intersects the optical axis of the emitted X-ray, and the distance from the intersecting point to the X-ray detection plane becomes a set value.

入力装置72から位置、姿勢調整の指令を入力すると、コントローラ71はレーザ駆動回路35,37と反射光強度検出回路36に作動指令を出力し、これにより、測定対象物OBの表面にはレーザ光出射・受光機構のレーザ光とレーザ出射器40のレーザ光による2つのレーザ光照射点ができる。そして、コントローラ71には反射光強度検出回路36から反射光強度に相当するデジタルデータが入力するので。コントローラ71は入力したデジタルデータを適切な数値にした反射光強度を表示装置73に表示する。上述したように、2つのレーザ光の光軸が交差する点からX線検出平面までの距離は設定値であるので、2つのレーザ光照射点が合致するようにX線回折測定装置1(筐体50)の位置を調整すれば、照射点−検出平面間距離は設定値になる。また、フォトディテクタ27が受光する光の強度は、測定対象物OBに対するレーザ光出射・受光機構のレーザ光の光軸(出射X線の光軸)が垂直のとき最大になるので、表示装置73に表示される反射光強度が、適切に定めた設定値以上になるようX線回折測定装置1(筐体50)の位置を調整すれば、測定対象物OBに対する出射X線の光軸は垂直になる。 When a position / attitude adjustment command is input from the input device 72, the controller 71 outputs an operation command to the laser drive circuits 35 and 37 and the reflected light intensity detection circuit 36, whereby the laser light is emitted from the surface of the measurement object OB. Two laser light irradiation points are formed by the laser light of the emitting / receiving mechanism and the laser light of the laser emitting device 40. Then, digital data corresponding to the reflected light intensity is input to the controller 71 from the reflected light intensity detection circuit 36. The controller 71 displays the reflected light intensity, which is an appropriate numerical value of the input digital data, on the display device 73. As described above, since the distance from the point where the optical axes of the two laser beams intersect to the X-ray detection plane is a set value, the X-ray diffraction measuring device 1 (housing) so that the two laser beam irradiation points match. If the position of the body 50) is adjusted, the distance between the irradiation point and the detection plane becomes a set value. Further, the intensity of the light received by the photodetector 27 is maximized when the optical axis of the laser light of the laser light emitting / receiving mechanism (the optical axis of the emitted X-ray) with respect to the object to be measured OB is vertical. If the position of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50) is adjusted so that the displayed reflected light intensity is equal to or higher than an appropriately determined set value, the optical axis of the emitted X-rays with respect to the object to be measured OB becomes vertical. Become.

ステージStの側面の近傍には、測定対象物OBの先端および後端が出射X線が照射される位置になったことを検出するための端検出センサ60が取り付けられている。端検出センサ60はステージStの反対側の側面近傍にあるレーザ光の受光の有無により、測定対象物OBの先端および後端を検出するものであり、レーザ光を受光すると所定強度の信号を出力し、レーザ光の受光がないと信号の出力はないようになっている。端検出回路61は端検出センサ60と一体になっており、コントローラ71から作動指令が入力した後、端検出センサ60から入力する信号の強度が所定強度から0になると、「先端検出」を意味する信号をコントローラ71に出力し、0から所定強度になると「後端検出」を意味する信号をコントローラ71に出力する。なお、端検出センサ60が検出するライン(反対側にあるレーザ光の光軸)は、測定対象物OBの移動方向に対して出射X線の光軸よりやや後方にあり、後述するように、「先端検出」の信号が出力されたときは、予め設定された時間をおいてX線の出射と回折X線の強度の検出を行い、「後端検出」の信号が出力されたときは、即座にX線の出射と回折X線の強度の検出を停止するようになっている。これは、出射X線が測定対象物OBの先端及び後端の縁にかかった状態では正常な評価ができないため、この状態のときは評価を行わないようにするためである。 In the vicinity of the side surface of the stage St, an end detection sensor 60 for detecting that the front end and the rear end of the measurement object OB are at the positions where the emitted X-rays are irradiated is attached. The edge detection sensor 60 detects the front and rear ends of the object to be measured OB depending on whether or not the laser beam is received near the side surface on the opposite side of the stage St, and outputs a signal of a predetermined intensity when the laser beam is received. However, there is no signal output unless the laser light is received. The end detection circuit 61 is integrated with the end detection sensor 60, and when the strength of the signal input from the end detection sensor 60 becomes 0 from the predetermined strength after the operation command is input from the controller 71, it means "tip detection". The signal to be output is output to the controller 71, and when the intensity becomes a predetermined value from 0, a signal meaning "rear end detection" is output to the controller 71. The line detected by the end detection sensor 60 (the optical axis of the laser beam on the opposite side) is slightly behind the optical axis of the emitted X-ray with respect to the moving direction of the object to be measured OB, and will be described later. When the "tip detection" signal is output, X-rays are emitted and the diffracted X-ray intensity is detected after a preset time, and when the "rear end detection" signal is output, the X-rays are emitted and the diffracted X-ray intensity is detected. Immediately, the emission of X-rays and the detection of the intensity of diffracted X-rays are stopped. This is because normal evaluation cannot be performed when the emitted X-rays are applied to the edges of the front end and the rear end of the measurement object OB, and therefore evaluation is not performed in this state.

コンピュータ装置70は、コントローラ71、入力装置72及び表示装置73からなる。コントローラ71は、CPU、ROM、RAM、大容量記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを主要部とした電子制御装置であり、大容量記憶装置に記憶されたプログラムを実行してX線回折測定装置1の作動を制御するとともに、入力したデジタルデータを用いて演算を行い、合否判定、異常程度の評価及び表面欠陥の有無の判定を行う。入力装置72は、コントローラ71に接続されて、作業者により、各種パラメータ、作動指示などの入力のために利用される。表示装置73も、コントローラ71に接続されて、X線回折測定システムの各種の設定状況、作動状況及び検査結果などを表示する。 The computer device 70 includes a controller 71, an input device 72, and a display device 73. The controller 71 is an electronic control device whose main part is a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, a large-capacity storage device, etc., and executes a program stored in the large-capacity storage device to execute an X-ray diffraction measuring device 1. In addition to controlling the operation of, the input digital data is used to perform calculations to determine pass / fail, evaluate the degree of abnormality, and determine the presence or absence of surface defects. The input device 72 is connected to the controller 71 and is used by an operator for inputting various parameters, operation instructions, and the like. The display device 73 is also connected to the controller 71 to display various setting statuses, operating statuses, inspection results, etc. of the X-ray diffraction measurement system.

次に、上記のように構成したX線回折測定装置を含むX線回折測定システムを用いて、一定速度で移動する長尺状のステージStに載置された測定対象物OBを次々に検査する場合のX線回折測定システムの作動について説明する。なお、この説明においては、測定対象物OBの表面硬さが小さい方、すなわち、{(D−A)+(B−C)}で計算される特性値が許容値より大きい方を異常として説明する。まず、作業者はX線回折測定システムの電源を投入し、X線回折測定装置1の直下に測定対象物OBが来る状態にして、入力装置72から位置、姿勢調整の指令を入力する。これにより、測定対象物OB上に2つのレーザ光照射点が形成され、表示装置73には反射光強度が表示されるので、X線回折測定装置1(筐体50)の位置を調整し、2つのレーザ光照射点が合致すると共に該照射点が測定対象物OB上の意図した位置で、端検出センサ60の検出するラインより適切な距離だけ前になるようにする。そして、X線回折測定装置1の姿勢を調整し、表示装置73に表示される反射光強度が設定値以上になるようにする。これにより、X線回折測定装置1(筐体50)の位置と姿勢の調整が完了する。なお、前回の検査時と測定対象物OBの厚さが同一であり、X線回折測定装置1(筐体50)の位置と姿勢は変化していないことが明らかであれば、この位置と姿勢の調整は省略してよい。 Next, using the X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement device configured as described above, the measurement object OB placed on the long stage St moving at a constant speed is inspected one after another. The operation of the X-ray diffraction measurement system in the case will be described. In this explanation, the one having a smaller surface hardness of the object to be measured OB, that is, the one in which the characteristic value calculated by {(DA) + (BC)} is larger than the permissible value is described as an abnormality. To do. First, the operator turns on the power of the X-ray diffraction measurement system, makes the measurement object OB directly under the X-ray diffraction measurement device 1, and inputs a position and attitude adjustment command from the input device 72. As a result, two laser light irradiation points are formed on the object to be measured OB, and the reflected light intensity is displayed on the display device 73. Therefore, the position of the X-ray diffraction measurement device 1 (housing 50) is adjusted. The two laser beam irradiation points are matched, and the irradiation points are set at the intended position on the measurement object OB and in front of the line detected by the edge detection sensor 60 by an appropriate distance. Then, the posture of the X-ray diffraction measuring device 1 is adjusted so that the reflected light intensity displayed on the display device 73 becomes equal to or higher than the set value. This completes the adjustment of the position and orientation of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50). If it is clear that the thickness of the object to be measured OB is the same as that at the time of the previous inspection and the position and posture of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50) have not changed, this position and posture. Adjustment may be omitted.

次に作業者は、ステージStを移動させる装置を作動させ、入力装置72から検査開始を入力する。これにより、コントローラ71はインストールされている図6に示すフローのプログラムの実行をステップS1にて開始する。以下、図6に示すフローに沿って説明する。 Next, the operator activates a device for moving the stage St, and inputs the inspection start from the input device 72. As a result, the controller 71 starts executing the installed program of the flow shown in FIG. 6 in step S1. Hereinafter, description will be given according to the flow shown in FIG.

まず、コントローラ71はステップS2にて、コントローラ71に内蔵されたクロックによる時間計測を開始し、ステップS3にて端検出回路61に作動開始の指令を出力する。これにより端検出回路61は、上述したように端検出センサ60からの信号により測定対象物OBの先端と後端を検出するごとに、「先端検出」及び「後端検出」を意味する信号をコントローラ71に出力する。次にコントローラ71はステップS4にて測定対象物OBを識別する番号であるmを「1」にし、ステップS5にて測定点を識別する番号であるnを「1」にする。そして、ステップS6にて端検出回路61から最初の測定対象物OBにおける「先端検出」の信号が入力するのをNoの判定を繰り返しながら待ち、入力するとYesと判定してステップS7へ行き、ステップS7にて計測時間をリセットして0にし、ステップS8にて予め設定した時間Tが経過するのをNoの判定を繰り返しながら待つ。これは、上述したように、端検出センサ60が検出するライン(反対側にあるレーザ光の光軸)は、測定対象物OBの移動方向に対して出射X線の光軸よりやや後方にあり、出射X線が測定対象物OBの縁にかかると正確な検査が行われないため、X線照射点が測定対象物OBの縁より微小距離だけ離れ、正確に検査を行うことができるまで待つためである。 First, in step S2, the controller 71 starts time measurement by the clock built in the controller 71, and in step S3, outputs a command to start operation to the end detection circuit 61. As a result, the end detection circuit 61 outputs a signal meaning "tip detection" and "rear end detection" each time the tip and rear ends of the object to be measured are detected by the signal from the end detection sensor 60 as described above. Output to the controller 71. Next, in step S4, the controller 71 sets m, which is a number for identifying the measurement target OB, to “1”, and sets n, which is a number for identifying the measurement point, to “1” in step S5. Then, in step S6, the end detection circuit 61 waits for the signal of "tip detection" in the first measurement object OB to be input while repeating the determination of No. When the input is made, it is determined as Yes and the process proceeds to step S7. The measurement time is reset to 0 in S7, and the time T preset in step S8 is waited while repeating the determination of No. As described above, the line detected by the end detection sensor 60 (the optical axis of the laser beam on the opposite side) is slightly behind the optical axis of the emitted X-ray with respect to the moving direction of the measurement object OB. , Since the accurate inspection is not performed when the emitted X-rays hit the edge of the measurement target OB, wait until the X-ray irradiation point is separated from the edge of the measurement target OB by a small distance and the inspection can be performed accurately. Because.

コントローラ71は、時間Tが経過するとYesと判定してステップS9へ行き、ステップS9にてX線制御回路30に出射開始の指令を出力し、ステップS10にてレーザ駆動回路35に出射開始の指令を出力し、ステップS11にてSD信号取出回路31〜34にデータ出力開始の指令を出力し、ステップS12にて反射光強度検出回路36にデータ出力開始の指令を出力する。これにより、X線回折測定装置1(筐体50)からX線とレーザ光が測定対象物OBに照射され、回折X線強度のデジタルデータと反射光強度のデジタルデータがコントローラ71に入力する。次に、コントローラ71はステップS13にて、時間が(T+Δt)になるまでNoの判定を繰り返しながら待ち、時間が(T+Δt)になるとYesと判定してステップS14へ行き、ステップS14にてSD信号取出回路31〜34から入力している回折X線強度に相当する強度のデータI(n,m)をメモリに取り込む。取り込み時間は予め設定されており、この設定時間中にSD信号取出回路31〜34から入力しているデータはすべて取り込む。次に、ステップS15にて反射光強度検出回路36から入力している反射光強度に相当する強度のデータR(n,m)をメモリに取り込む。次にステップS16にて、取り込んだ回折X線強度のデータI(n,m)を平均し、上述した信号A,B,C,Dのそれぞれの強度値にし、{(D−A)+(B−C)}の計算から特性値V(n,m)を算出する。 When the time T elapses, the controller 71 determines Yes and goes to step S9, outputs a command for starting emission to the X-ray control circuit 30 in step S9, and commands emission start to the laser drive circuit 35 in step S10. Is output, a data output start command is output to the SD signal extraction circuits 31 to 34 in step S11, and a data output start command is output to the reflected light intensity detection circuit 36 in step S12. As a result, the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50) irradiates the measurement target OB with X-rays and laser light, and the digital data of the diffracted X-ray intensity and the digital data of the reflected light intensity are input to the controller 71. Next, in step S13, the controller 71 waits while repeating the determination of No until the time reaches (T + Δt), determines Yes when the time reaches (T + Δt), proceeds to step S14, and in step S14, the SD signal. Data I (n, m) having an intensity corresponding to the diffracted X-ray intensity input from the extraction circuits 31 to 34 is taken into the memory. The acquisition time is set in advance, and all the data input from the SD signal extraction circuits 31 to 34 during this set time is acquired. Next, in step S15, the data R (n, m) of the intensity corresponding to the reflected light intensity input from the reflected light intensity detection circuit 36 is taken into the memory. Next, in step S16, the captured diffraction X-ray intensity data I (n, m) is averaged to obtain the respective intensity values of the above-mentioned signals A, B, C, and D, and {(DA) + ( The characteristic value V (n, m) is calculated from the calculation of BC)}.

次に、コントローラ71はステップS17にて、ステップS16で得た特性値V(n,m)が許容値L以下である場合はYesと判定してステップS19へ行き、許容値Lを超える場合はNoと判定してステップS18へ行き、特性値V(n,m)を異常箇所データとして別のメモリ領域に記憶した後、ステップS19へ行く。次に、コントローラ71はステップS19にて、ステップS15で取り込んだ反射光強度に相当する強度のデータR(n,m)が許容値D以上である場合はYesと判定してステップS21へ行き、許容値D未満である場合はNoと判定してステップS20へ行き、データR(n,m)を表面欠陥箇所データとして別のメモリ領域に記憶した後、ステップS21へ行く。そして、コントローラ71はステップS21にて、端検出回路61から最初の測定対象物OBにおける「後端検出」の信号が入力したか判定するが、この段階では検査を開始したばかりであるのでNoと判定してステップS22へ行き、nをインクリメントしてステップS13に戻る。そして、ステップS13にて計測時間がT+n・Δt(この場合はT+2・Δt)になるまで待ち、計測時間がT+n・ΔtになるとYesと判定してステップS14へ行き、上述したステップS14乃至ステップS22の処理を行ってステップS13へ戻る。 Next, in step S17, if the characteristic value V (n, m) obtained in step S16 is equal to or less than the permissible value L, the controller 71 determines Yes and goes to step S19, and if it exceeds the permissible value L, the controller 71 proceeds to step S19. After determining No, the process proceeds to step S18, the characteristic value V (n, m) is stored in another memory area as abnormal location data, and then the process proceeds to step S19. Next, in step S19, if the data R (n, m) of the intensity corresponding to the reflected light intensity captured in step S15 is equal to or more than the permissible value D, the controller 71 determines Yes and goes to step S21. If it is less than the permissible value D, it is determined as No, the process proceeds to step S20, the data R (n, m) is stored in another memory area as surface defect location data, and then the process proceeds to step S21. Then, in step S21, the controller 71 determines whether or not the signal of "rear end detection" in the first measurement object OB has been input from the end detection circuit 61, but since the inspection has just started at this stage, No. The determination is made, the process goes to step S22, n is incremented, and the process returns to step S13. Then, in step S13, the measurement waits until the measurement time reaches T + n · Δt (T + 2 · Δt in this case), and when the measurement time reaches T + n · Δt, it is determined to be Yes and the process proceeds to step S14, and steps S14 to S22 described above are performed. Is performed, and the process returns to step S13.

このようにして計測時間がT+Δt,T+2・Δt,T+3・Δt・・・と、Δtづつ増えるごとに、特性値V(n,m)と反射光強度R(n,m)が取得され、特性値V(n,m)は許容値以下か否か、反射光強度R(n,m)は許容値以上か否かの判定が行われ、Noと判定されると、特性値V(n,m)及び反射光強度R(n,m)はそれぞれ別のメモリ領域に記憶されていく。そして、端検出回路61から「後端検出」の信号が入力すると、ステップS21にてYesと判定してステップS23へ行き、ステップS23にてX線制御回路30に出射停止の指令を出力し、ステップS24にてレーザ駆動回路35に出射停止の指令を出力し、ステップS25にてSD信号取出回路31〜34に出力停止の指令を出力し、ステップS26にて反射光強度検出回路36に出力停止の指令を出力する。これにより、測定対象物OBへのX線照射とレーザ光照射は停止し、回折X線強度と反射光強度に相当するデータの出力は停止する。上述したように、端検出センサ60が検出するライン(反対側にあるレーザ光の光軸)は、測定対象物OBの移動方向に対して出射X線の光軸よりやや後方にあるため、端検出センサ60が後端を検出したときは、出射X線は測定対象物OBの後端の縁にかかっていない。よって、「後端検出」の信号が入力したときは、即座にX線照射とデータの出力を停止する。 In this way, the characteristic value V (n, m) and the reflected light intensity R (n, m) are acquired each time the measurement time increases by Δt, such as T + Δt, T + 2, Δt, T + 3, Δt, and so on. It is determined whether the value V (n, m) is below the permissible value and whether the reflected light intensity R (n, m) is above the permissible value. If No, the characteristic value V (n, m) is determined. m) and the reflected light intensity R (n, m) are stored in different memory areas. Then, when the signal of "rear end detection" is input from the end detection circuit 61, it is determined as Yes in step S21, the process proceeds to step S23, and a command to stop emission is output to the X-ray control circuit 30 in step S23. In step S24, an output stop command is output to the laser drive circuit 35, an output stop command is output to the SD signal extraction circuits 31 to 34 in step S25, and an output stop command is output to the reflected light intensity detection circuit 36 in step S26. Outputs the command of. As a result, the X-ray irradiation and the laser beam irradiation to the measurement object OB are stopped, and the output of the data corresponding to the diffracted X-ray intensity and the reflected light intensity is stopped. As described above, the line detected by the end detection sensor 60 (the optical axis of the laser beam on the opposite side) is slightly behind the optical axis of the emitted X-ray with respect to the moving direction of the object to be measured OB. When the detection sensor 60 detects the rear end, the emitted X-ray does not cover the edge of the rear end of the object to be measured OB. Therefore, when the "rear end detection" signal is input, the X-ray irradiation and data output are immediately stopped.

次に、コントローラ71はステップS27にて、別のメモリ領域に記憶した特性値V(n,m)があるか判定し、ない場合はNoと判定してステップS26へ行き、「合格」の表示をm=1に対応する測定対象物OBの識別情報とともに表示装置73へ表示させる。このとき、別のメモリ領域に記憶した反射光強度R(n,m)がある可能性が僅かながらあるが、特性値V(n,m)が影響を受けない程度の表面欠陥であるので、問題なしとして「合格」とする。 Next, in step S27, the controller 71 determines whether or not there is a characteristic value V (n, m) stored in another memory area, and if not, determines that there is no, proceeds to step S26, and displays "pass". Is displayed on the display device 73 together with the identification information of the measurement target OB corresponding to m = 1. At this time, there is a slight possibility that the reflected light intensity R (n, m) stored in another memory area is present, but the characteristic value V (n, m) is not affected by the surface defect. Assuming that there is no problem, "pass" is given.

また、別のメモリ領域に記憶した特性値V(n,m)がある場合は、Yesと判定してステップS29へ行き、ステップS29にて別のメモリ領域に記憶した反射光強度R(n,m)があるか判定し、ない場合はNoと判定してステップS30へ行き、「不合格」の表示をm=1に対応する測定対象物OBの識別情報とともに表示装置73へ表示させる。これは、特性値V(n,m)が許容値以下の原因は測定対象物OBの表面欠陥の影響ではなく、測定対象物OBの表面硬さの異常によるものとして不合格とする処理である。そして、ステップS31にて、記憶したデータのn、予め記憶されているステージStの移動速度F、時間Tおよび端検出センサ60が検出するラインから出射X線の光軸までの距離Bから、F・(T+n・Δt)−Bの計算を行い、異常箇所の測定対象物OBの先端からの距離を計算する。さらに、特性値V(n,m)から許容値Lを減算した大きさを、予め記憶されている異常度合のテーブルに当てはめて異常度合を定める。異常度合のテーブルは、特性値V(n,m)から許容値Lを減算した大きさからのずれ量を範囲ごとに分け、「微」,「小」,「中」,「大」,「特大」又は「1」,「2」,「3」,「4」,「5」というように異常度合を定めたものである。なお、特性値V(n,m)から許容値Lを減算した大きさをそのまま異常の度合いとしてもよい。そして、コントローラ71は、このように計算した異常箇所の先端からの距離と定めた異常の度合を表示装置73へ表示する。この表示において、数値での表示に加えて図で異常箇所と異常の度合を示す表示を行うと検査結果が分かりやすい。 If there is a characteristic value V (n, m) stored in another memory area, it is determined to be Yes, the process proceeds to step S29, and the reflected light intensity R (n, m) stored in another memory area in step S29. It is determined whether or not there is m), and if not, it is determined as No, and the process proceeds to step S30, and the display of "failure" is displayed on the display device 73 together with the identification information of the measurement target OB corresponding to m = 1. This is a process in which the cause of the characteristic value V (n, m) being less than the permissible value is not the influence of the surface defect of the measurement target OB but the abnormality of the surface hardness of the measurement target OB and is rejected. .. Then, in step S31, from n of the stored data, the moving speed F of the stage St stored in advance, the time T, and the distance B from the line detected by the end detection sensor 60 to the optical axis of the emitted X-ray, F. -Calculate (T + n · Δt) -B and calculate the distance from the tip of the measurement target OB at the abnormal location. Further, the magnitude obtained by subtracting the permissible value L from the characteristic value V (n, m) is applied to a table of the degree of abnormality stored in advance to determine the degree of abnormality. In the table of the degree of abnormality, the amount of deviation from the magnitude obtained by subtracting the permissible value L from the characteristic value V (n, m) is divided for each range, and "fine", "small", "medium", "large", and " The degree of abnormality is defined as "extra large" or "1", "2", "3", "4", "5". The magnitude obtained by subtracting the permissible value L from the characteristic value V (n, m) may be used as it is as the degree of abnormality. Then, the controller 71 displays the distance from the tip of the abnormal portion calculated in this way and the degree of the determined abnormality on the display device 73. In this display, the inspection result can be easily understood by displaying the abnormal location and the degree of abnormality in the figure in addition to the numerical display.

また、ステップS29にて別のメモリ領域に記憶した反射光強度R(n,m)があるか判定し、ある場合はYesと判定してステップS32へ行き、ステップS32にて特性値V(n,m)のn(測定点を表す自然数)はすべて、反射光強度R(n,m)のnに一致するものがあるか判定する。一致していないnがあるときは、表面硬さの異常箇所があるということであるのでNoと判定してステップS30へ行き、ステップS30及びステップS31にて上述した処理を行う。なお、特性値V(n,m)が複数あり、反射光強度R(n,m)のnに一致していないnと一致しているnがある場合は、表面硬さの異常箇所に加えて、特性値V(n,m)が影響を受ける程度の表面欠陥もあるということであるので、後述するステップS33とステップS34の処理のように「表面欠陥有」の表示と、その欠陥箇所の表示を行うようにしてもよい。 Further, in step S29, it is determined whether or not there is a reflected light intensity R (n, m) stored in another memory area, and if there is, it is determined as Yes, the process proceeds to step S32, and the characteristic value V (n) is determined in step S32. , M) n (natural number representing the measurement point) is all determined to match n of the reflected light intensity R (n, m). When there is n that does not match, it means that there is an abnormal portion of the surface hardness, so it is determined as No, and the process proceeds to step S30, and the above-described processing is performed in step S30 and step S31. If there are a plurality of characteristic values V (n, m) and there is an n that does not match the reflected light intensity R (n, m) n, it is added to the abnormal surface hardness. Since there are surface defects to the extent that the characteristic value V (n, m) is affected, the indication of "surface defects existed" and the defect locations are shown as in the processes of steps S33 and S34 described later. May be displayed.

また、ステップS32にて特性値V(n,m)のnはすべて反射光強度R(n,m)のnに一致するものがあるか判定し、すべて一致するnがあるときは、Yesと判定してステップS33へ行き、「表面欠陥有」の表示をし、ステップS34にてF・(T+n・Δt)−Bの計算により、欠陥箇所の測定対象物OBの先端からの距離を計算して、表示装置73へ表示する。これは、表面硬さの異常箇所はないが、特性値V(n,m)が影響を受ける程度の表面欠陥があるということである。この測定対象物OBを合格とするか否かは、測定対象物OBにより定めればよい。例えば、表面欠陥は問題なしとして合格にする、又は検査後に測定対象物OBの表面を観察して判断する等である。 Further, in step S32, it is determined whether all n of the characteristic values V (n, m) match n of the reflected light intensity R (n, m), and if there are all matching n, Yes. After making a determination, the process proceeds to step S33, "surface defect exists" is displayed, and in step S34, the distance from the tip of the object to be measured OB at the defect location is calculated by calculating F · (T + n · Δt) −B. Then, it is displayed on the display device 73. This means that there are no abnormalities in surface hardness, but there are surface defects to the extent that the characteristic value V (n, m) is affected. Whether or not this measurement object OB is passed may be determined by the measurement object OB. For example, the surface defect is passed as no problem, or the surface of the object to be measured OB is observed and judged after the inspection.

ステップS26、ステップS31又はステップS34のいずれかの処理が終わると、コントローラ71はステップS35へ行き、ステップS35にてmをインクリメントしてステップS5に戻り、m=2の測定対象物OBに対して、上述したステップS5乃至ステップS34の処理を行う。そして、ステップS35にて、mをインクリメントしてステップS5に戻り、m=3の測定対象物OBに対して同様の処理を行う。このようにして、移動するステージStに載置されて次々に移動してくる測定対象物OBが検査され、検査結果が表示装置73に表示される。作業者は表示装置73に表示される結果を見て、不合格と判定された測定対象物OBをステージStから取り除き、それ以外の測定対象物OBと分別する。表面欠陥有と判定された測定対象物OBをどうするかは、上述したよう測定対象物OBにより定める。そして、検査する測定対象物OBがなくなり、作業者が入力装置72から検査停止の指令を入力すると、ステップS36にてYesと判定してステップS37へ行き、ステップS37にて端検出回路61へ作動停止の指令を出力し、内蔵されたクロックによる時間計測を停止する。次にステップS38にて、許容値以下のデータとして記憶した回折X線強度データV(n,m)と反射光強度R(n,m)を別のメモリ領域に移動して、次回の検査の際に使用するメモリ領域を空にし、ステップS39にてプログラムの実行を終了する。 When any of the processes of step S26, step S31, or step S34 is completed, the controller 71 goes to step S35, increments m in step S35 and returns to step S5, with respect to the measurement object OB with m = 2. , Steps S5 to S34 described above are performed. Then, in step S35, m is incremented and the process returns to step S5, and the same processing is performed on the measurement target OB with m = 3. In this way, the measurement object OB placed on the moving stage St and moving one after another is inspected, and the inspection result is displayed on the display device 73. The operator sees the result displayed on the display device 73, removes the measurement object OB determined to be unacceptable from the stage St, and separates it from the other measurement object OBs. What to do with the measurement object OB determined to have a surface defect is determined by the measurement object OB as described above. Then, when the measurement target OB to be inspected disappears and the operator inputs an inspection stop command from the input device 72, it is determined as Yes in step S36, the process proceeds to step S37, and the end detection circuit 61 is operated in step S37. Outputs a stop command and stops time measurement using the built-in clock. Next, in step S38, the diffracted X-ray intensity data V (n, m) and the reflected light intensity R (n, m) stored as data below the permissible value are moved to another memory area, and the next inspection is performed. The memory area used at this time is emptied, and the execution of the program ends in step S39.

このように、ステージStを移動させた後、入力装置72から検査開始の指令を入力すれば、コントローラ71がインストールされたプログラムを実行することで、ステージStに載置された測定対象物OBの検査が次々に行われ、検査結果が順に表示装置73に表示される。作業者は不合格と判定された測定対象物OBの異常の原因を詳細に分析したいときは、該測定対象物OBをX線回折像を得るX線回折測定装置にセットして、異常箇所のX線回折像を測定してもよい。また、表面欠陥有と判定された測定対象物OBを合格とするか否かは表面を観察して判断すると定めたときは、測定対象物OBの表面を目視するかマイクロスコープで観察し、欠陥の種類や大きさ等から判断する。一般的に、異物付着や汚れなどの表面欠陥は除去可能なので合格判定にすることができる。 In this way, after moving the stage St, if an inspection start command is input from the input device 72, the controller 71 can execute the installed program to execute the measurement target OB mounted on the stage St. The inspections are performed one after another, and the inspection results are displayed on the display device 73 in order. When the operator wants to analyze in detail the cause of the abnormality of the measurement object OB determined to be unacceptable, the operator sets the measurement object OB in an X-ray diffraction measuring device for obtaining an X-ray diffraction image, and finds the abnormality. An X-ray diffraction image may be measured. In addition, when it is decided to judge whether or not to pass the measurement object OB determined to have a surface defect by observing the surface, the surface of the measurement object OB is visually observed or observed with a microscope to determine the defect. Judge from the type and size of. In general, surface defects such as foreign matter adhesion and dirt can be removed, so that a pass judgment can be made.

なお、コントローラ71に設定されている許容値Lは、測定対象物OBに照射されるX線の強度が一定である必要がある。上述したように、X線制御回路30は、X線管10から一定の強度のX線が出射されるように、高電圧電源75からX線管10に供給される駆動電流及び駆動電圧を制御しているが、長期間が経過するとX線管10から出射されるX線の強度が変化する可能性がある。よって、定期的に標準の測定対象物OBを測定して特性値Vが許容範囲内にあることを確認する。そして、許容範囲外になったときは、X線回折測定装置1のメンテナンスを行うか、X線制御回路30の設定を変えて標準の測定対象物OBの特性値Vを許容範囲内にするか、又は許容値Lを変更する。また、コントローラ71に設定されている許容値Dも、測定対象物OBに照射されるレーザ光の強度が一定である必要があるので、定期的に標準の測定対象物OBを測定して反射光強度Rが許容範囲内にあることを確認する。そして、許容範囲外になったときは、X線回折測定装置1のメンテナンスを行うか、レーザ駆動回路35の設定を変えて標準の測定対象物OBの反射光強度Rを許容範囲内にするか、又は許容値Dを変更する。 The permissible value L set in the controller 71 needs to have a constant intensity of X-rays applied to the measurement target OB. As described above, the X-ray control circuit 30 controls the drive current and the drive voltage supplied from the high-voltage power supply 75 to the X-ray tube 10 so that X-rays having a constant intensity are emitted from the X-ray tube 10. However, the intensity of X-rays emitted from the X-ray tube 10 may change after a long period of time. Therefore, the standard measurement object OB is periodically measured to confirm that the characteristic value V is within the permissible range. Then, when it is out of the permissible range, maintenance of the X-ray diffraction measuring device 1 is performed, or the setting of the X-ray control circuit 30 is changed so that the characteristic value V of the standard measurement object OB is within the permissible range. , Or change the permissible value L. Further, as for the permissible value D set in the controller 71, since the intensity of the laser beam applied to the measurement object OB needs to be constant, the standard measurement object OB is periodically measured and the reflected light is reflected. Confirm that the intensity R is within the permissible range. Then, when it is out of the permissible range, maintenance of the X-ray diffraction measuring device 1 is performed, or the setting of the laser drive circuit 35 is changed so that the reflected light intensity R of the standard measurement object OB is within the permissible range. , Or change the permissible value D.

上記説明からも理解できるように、上記実施形態においては、X線を出射するX線管10と、X線管10から出射されたX線を、貫通孔22a,14a,15aを通過させることで所定の断面径の略平行光にして測定対象物OBに向けて出射するX線出射機構と、X線出射機構から測定対象物OBに向けてX線が照射されたとき、測定対象物OBにて発生した回折X線により形成されるX線回折像の複数の位置におけるX線強度を検出するシンチレーションカウンター21−1〜21−4と、X線出射機構から出射されるX線の光軸と同じ光軸で可視のレーザ光を出射するレーザ光出射・受光機構とを備えたX線回折測定装置1において、レーザ光出射・受光機構は、レーザ光を出射するレーザ光源44と、X線管10から出射されるX線の光軸上に配置されレーザ光源44が出射したレーザ光を反射させてX線出射機構の貫通孔22a,14a,15aに入射させる立上げミラー24とを備え、立上げミラー24は、X線管10から出射されるX線を通過させる貫通孔24aが形成され、レーザ光源44が出射したレーザ光を貫通孔24aの端の周囲における反射面にて反射するようにしている。 As can be understood from the above description, in the above embodiment, the X-ray tube 10 that emits X-rays and the X-rays emitted from the X-ray tube 10 are passed through the through holes 22a, 14a, and 15a. An X-ray emitting mechanism that emits X-rays toward the object to be measured OB with substantially parallel light having a predetermined cross-sectional diameter, and an X-ray emitting mechanism that emits X-rays toward the object to be measured OB when the X-ray emitting mechanism emits X-rays to the object to be measured OB. The scintillation counters 21-1 to 21-4 for detecting the X-ray intensity at a plurality of positions of the X-ray diffraction image formed by the diffracted X-rays generated in the above process, and the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emission mechanism. In the X-ray diffraction measuring device 1 provided with a laser light emitting / receiving mechanism for emitting visible laser light on the same optical axis, the laser light emitting / receiving mechanism includes a laser light source 44 for emitting laser light and an X-ray tube. It is provided with a rising mirror 24 arranged on the optical axis of the X-ray emitted from the 10 and reflecting the laser light emitted by the laser light source 44 and incident on the through holes 22a, 14a, 15a of the X-ray emitting mechanism. The raising mirror 24 is formed with a through hole 24a through which X-rays emitted from the X-ray tube 10 pass, and the laser light emitted by the laser light source 44 is reflected by a reflecting surface around the end of the through hole 24a. ing.

これによれば、X線と可視のレーザ光を同時に同軸で照射することができる。これにより、常にX線の照射箇所(測定箇所)をレーザ光の照射点として確認することができる。また、立上げミラー24はX線管10から出射されるX線の光軸上に配置されているが、X線管10から出射されたX線は立上げミラー24に形成された貫通孔24aを通過しているので、立上げミラー24によるX線強度の減少はないようにすることができる。 According to this, X-rays and visible laser light can be simultaneously irradiated coaxially. As a result, the X-ray irradiation point (measurement point) can always be confirmed as the laser beam irradiation point. Further, the rising mirror 24 is arranged on the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube 10, but the X-ray emitted from the X-ray tube 10 is a through hole 24a formed in the rising mirror 24. Since it has passed through the above, it is possible to prevent the rise mirror 24 from reducing the X-ray intensity.

また、上記実施形態においては、レーザ光出射・受光機構は、レーザ光が測定対象物OBで反射することで発生した反射光の強度を検出する反射光強度検出手段を備え、反射光強度検出手段は、レーザ光源44と立上げミラー24との間に配置され反射光の一部を反射させるビームスプリッタ25と、ビームスプリッタ25で反射した反射光を入射し、入射した光の強度に相当する強度の信号を出力するフォトディテクタ27とを備えたことにある。 Further, in the above embodiment, the laser light emitting / receiving mechanism includes a reflected light intensity detecting means for detecting the intensity of the reflected light generated by reflecting the laser light on the object to be measured OB, and the reflected light intensity detecting means. Is a beam splitter 25 that is arranged between the laser light source 44 and the riser mirror 24 and reflects a part of the reflected light, and the intensity of the reflected light reflected by the beam splitter 25 that is incident and corresponds to the intensity of the incident light. It is provided with a photodetector 27 that outputs the signal of.

これによれば、X線回折測定装置1から出射されたレーザ光が測定対象物OBにある凹凸や傷等の欠陥に照射されたとき、レーザ光の反射光の強度に変化が生じるので、レーザ光と同軸である出射X線が測定対象物OBにある凹凸や傷等の欠陥に照射されたことを検出することができる。 According to this, when the laser beam emitted from the X-ray diffraction measuring device 1 irradiates a defect such as unevenness or scratches on the object to be measured OB, the intensity of the reflected light of the laser beam changes, so that the laser It is possible to detect that the emitted X-rays coaxial with the light are applied to defects such as irregularities and scratches on the object to be measured OB.

また、上記実施形態においては、フォトディテクタ27が出力する信号の強度と予め設定された許容値とを比較し、比較結果により異常の有無を判定する判定機能と、シンチレーションカウンター21−1〜21−4が検出した複数のX線強度を用いて測定対象物OBの特性値を計算する特性値計算機能と、判定機能が異常を判定したとき、特性値計算機能が計算した特性値は、測定対象物OBの表面状態の影響を受けたものであることを識別できるようにする識別機能を備えたプログラムがコントローラ71にインストールされている。 Further, in the above embodiment, a determination function for comparing the strength of the signal output by the photodetector 27 with a preset allowable value and determining the presence or absence of an abnormality based on the comparison result, and scintillation counters 21-1 to 21-4. The characteristic value calculation function that calculates the characteristic value of the object to be measured OB using the multiple X-ray intensities detected by is and the characteristic value calculated by the characteristic value calculation function when the judgment function determines an abnormality is the object to be measured. A program having an identification function that enables identification of being affected by the surface condition of the OB is installed in the controller 71.

これによれば、X線回折測定装置1の測定により最終的に得られる結果を確認するだけで、測定対象物OBの特性値の変動が表面の凹凸や傷等の欠陥によるものか、特性値自体によるものなのかを判別することができる。 According to this, only by confirming the final result obtained by the measurement of the X-ray diffraction measuring device 1, whether the fluctuation of the characteristic value of the object to be measured OB is due to defects such as surface irregularities and scratches, or the characteristic value. It is possible to determine whether it is due to itself.

(変形例1)
上記実施形態におけるX線回折測定システムは、出射X線と同じ光軸で同時に照射するレーザ光の反射光の強度を検出し、該強度が許容値以上か否かにより測定対象物OB表面の欠陥を検出したが、反射光の強度以外の特性も加えて測定対象物OB表面の欠陥を検出してもよい。変形例1は反射光の強度に加えて反射光の偏光特性も検出して、反射光の強度と偏光特性により測定対象物OB表面の欠陥を検出する形態である。
(Modification example 1)
The X-ray diffraction measurement system in the above embodiment detects the intensity of the reflected light of the laser light that is simultaneously irradiated on the same optical axis as the emitted X-ray, and determines whether or not the intensity is equal to or higher than the allowable value, and the defect on the surface of the object to be measured OB. However, defects on the surface of the object to be measured OB may be detected by adding characteristics other than the intensity of the reflected light. The first modification is a form in which the polarization characteristic of the reflected light is detected in addition to the intensity of the reflected light, and the defect on the surface of the object to be measured OB is detected by the intensity and the polarization characteristic of the reflected light.

図7は変形例1のレーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管10側からX線の出射方向に見た図であるが、変形例1が上記実施形態と異なる点は、コリメーティングレンズ26を通過したレーザ光を偏光子28を通過させる点と、ビームスプリッタ25で反射した測定対象物OBからの反射光を偏光ビームスプリッタ29で2つに分割し、それぞれの反射光をフォトディテクタ27−1,27−2で受光してそれぞれの反射光の強度を検出する点である。図1に示される反射光強度検出回路36は、変形例1においては、2つのフォトディテクタ27−1,27−2からの信号を入力し、それぞれの信号の強度をデジタルデータにしてコントローラ71に出力している。偏光子28は偏光軸が図7の上下方向にあり、偏光子28とビームスプリッタ25を通過し、立上げミラー24で反射したレーザ光は図7の上下方向に偏光面がある偏光となる。図1においては紙面垂直方向に偏光面がある偏光である。この偏光のあるレーザ光が測定対象物OBで反射すると、反射光は図7の上下方向とは異なる偏光成分を有するようになる。偏光ビームスプリッタ29は紙面と平行に偏光軸があり、仮に立上げミラー24で反射した反射光の偏光成分が偏光子28を通過したレーザ光の偏光成分と同様、紙面に平行な偏光成分のみであれば、ほとんどの反射光は偏光ビームスプリッタ29を透過し、フォトディテクタ27−2で受光される。しかし、反射光は図7の上下方向とは異なる偏光成分を有するため、立上げミラー24で反射した反射光の偏光成分は、紙面に平行な偏光成分とは異なる偏光成分も有する。 FIG. 7 is a view of the main parts of the laser light emitting / receiving mechanism of the modified example 1 viewed from the X-ray tube 10 side in the X-ray emitting direction. The point where the laser light that has passed through the mating lens 26 passes through the polarizer 28 and the reflected light from the measurement object OB reflected by the beam splitter 25 are divided into two by the polarizing beam splitter 29, and the reflected light is divided into two. The point is that the photodetectors 27-1 and 27-2 receive light and detect the intensity of each reflected light. In the first modification, the reflected light intensity detection circuit 36 shown in FIG. 1 inputs signals from the two photodetectors 27-1 and 27-2, converts the intensity of each signal into digital data, and outputs the signals to the controller 71. doing. The polarizing element 28 has a polarization axis in the vertical direction of FIG. 7, passes through the polarizer 28 and the beam splitter 25, and the laser beam reflected by the rising mirror 24 becomes polarized light having a polarizing surface in the vertical direction of FIG. In FIG. 1, the polarized light has a plane of polarization in the direction perpendicular to the paper surface. When this polarized laser beam is reflected by the object to be measured OB, the reflected light has a polarization component different from that in the vertical direction shown in FIG. 7. The polarizing beam splitter 29 has a polarization axis parallel to the paper surface, and the polarization component of the reflected light reflected by the riser mirror 24 is only the polarization component parallel to the paper surface, similar to the polarization component of the laser light that has passed through the polarizer 28. If so, most of the reflected light passes through the polarizing beam splitter 29 and is received by the photodetector 27-2. However, since the reflected light has a polarization component different from that in the vertical direction of FIG. 7, the polarization component of the reflected light reflected by the rising mirror 24 also has a polarization component different from the polarization component parallel to the paper surface.

したがって、偏光ビームスプリッタ29に入射した反射光は、透過する光と反射する光が発生する。そして、透過する光と反射する光の割合は、反射光の偏光成分により異なり、反射光の偏光成分は、測定対象物OBの表面における微小な凹凸(粗さ)により変化する。よって、偏光ビームスプリッタ29を透過する光と反射する光の割合を、フォトディテクタ27−1,27−2により検出される光の強度の割合として算出すれば、測定対象物OBの表面における微小な凹凸(粗さ)の変化を検出することができる。具体的には、コントローラ71にフォトディテクタ27−1,27−2が検出する光の強度の比の許容範囲を記憶させておき、算出したフォトディテクタ27−1,27−2が検出した光の強度の比が該許容範囲外になったとき、測定対象物OBの表面に微小な凹凸(粗さ)に関する欠陥が有ると判定すればよい。一般的に測定対象物OBの表面の微小な凹凸(粗さ)が大きくなると、反射光は照射したレーザ光の偏光成分とは異なる偏光成分を多く有するようになる。 Therefore, as the reflected light incident on the polarizing beam splitter 29, the transmitted light and the reflected light are generated. The ratio of the transmitted light to the reflected light differs depending on the polarization component of the reflected light, and the polarization component of the reflected light changes depending on the minute unevenness (roughness) on the surface of the object to be measured OB. Therefore, if the ratio of the light transmitted through the polarizing beam splitter 29 to the light reflected is calculated as the ratio of the light intensity detected by the photodetectors 27-1 and 27-2, minute irregularities on the surface of the object to be measured OB are calculated. Changes in (roughness) can be detected. Specifically, the controller 71 stores the permissible range of the ratio of the light intensity detected by the photodetectors 27-1 and 27-2, and the calculated light intensity detected by the photo detectors 27-1 and 27-2. When the ratio is out of the permissible range, it may be determined that the surface of the object to be measured OB has a defect related to minute irregularities (roughness). Generally, when the minute unevenness (roughness) of the surface of the object to be measured OB becomes large, the reflected light has many polarization components different from the polarization components of the irradiated laser light.

また、変形例1においては、フォトディテクタ27−1,27−2により検出される光の強度の合計を反射光の強度とすることができ、上記実施形態のように、反射光の強度の変化により測定対象物OBの表面の欠陥を検出することもできる。具体的には、測定対象物OB表面の微小な凹凸(粗さ)が正常時より変化すると反射光の偏光特性が変化し、測定対象物OB表面に、傷、突起、凹み、さび、異物付着等があると反射光の強度が変化する。 Further, in the first modification, the total intensity of the light detected by the photodetectors 27-1 and 27-2 can be used as the intensity of the reflected light, and as in the above embodiment, the intensity of the reflected light changes. It is also possible to detect defects on the surface of the object to be measured OB. Specifically, when the minute unevenness (roughness) of the surface of the object to be measured changes from the normal state, the polarization characteristics of the reflected light change, and scratches, protrusions, dents, rust, and foreign matter adhere to the surface of the object to be measured OB. If there is such a thing, the intensity of the reflected light changes.

(変形例2)
上記実施形態および変形例1におけるX線回折測定システムは、測定対象物OBの表面は平坦であることを前提にしている。もし、測定対象物OBが段差があるものであり、段差の箇所を超えてX線が照射されたことを検出する必要がある場合は、上記実施形態および変形例1におけるX線回折測定システムでは、レーザ光の反射光の強度が変化したとき、表面の欠陥によるものか、段差の箇所を超えてレーザ光(X線)が照射されたことによるものかを検出することができない。変形例2は反射光の強度以外に、反射光の発生点までの距離も検出して、測定対象物OBの段差の箇所を超えてレーザ光(X線)が照射されたことを検出する形態である。
(Modification 2)
The X-ray diffraction measurement system in the above embodiment and the first modification is based on the premise that the surface of the object to be measured OB is flat. If the object to be measured OB has a step and it is necessary to detect that the X-ray is irradiated beyond the step, the X-ray diffraction measurement system according to the above embodiment and the first modification may be used. When the intensity of the reflected light of the laser light changes, it cannot be detected whether it is due to a defect on the surface or due to irradiation of the laser light (X-ray) beyond the step portion. In the second modification, in addition to the intensity of the reflected light, the distance to the point where the reflected light is generated is also detected, and it is detected that the laser beam (X-ray) is irradiated beyond the stepped portion of the measurement target OB. Is.

図8は変形例2のレーザ光出射・受光機構の主要な部品をX線管10側からX線の出射方向に見た図であるが、変形例2が上記変形例2と異なる点は、偏光子28に替えて偏光ビームスプリッタ56を配置した点と、タイムオブフライトの測定原理の距離計測器を筐体50内に設け、該距離計測器のレーザ光源57から出射しコリメーティングレンズ58でほぼ平行光になるレーザ光を偏光ビームスプリッタ56で反射させてレーザ光源44からのレーザ光と同軸で照射するようにした点である。該距離計測器のセンサは、直方体状プレート20の下面の適切な位置に取り付けられている。レーザ光源57は、レーザ光を一定間隔でパルス発光するものであり、該距離計測器は、レーザ光源57がパルス発光してから該パルス発光したレーザ光の反射光がセンサに入射するまでの時間を計測し、該時間からレーザ光源57からセンサまでの距離を算出する。測定対象物OBの段差を超えてレーザ光(X線)が照射されると該距離計測器が測定した距離に差が出るため、該距離計測器が測定した距離のデジタルデータをコントローラ71に入力するようにし、入力した距離データが予めコントローラ71に記憶してある許容範囲内であるか否かを判定することにより、測定対象物OBの段差を超えてレーザ光(X線)が照射されたことを検出する。 FIG. 8 is a view of the main parts of the laser light emitting / receiving mechanism of the modified example 2 viewed from the X-ray tube 10 side in the X-ray emitting direction. The difference between the modified example 2 and the modified example 2 is that the modified example 2 is different from the modified example 2. A point where the polarizing beam splitter 56 is arranged instead of the polarizer 28, and a distance measuring instrument based on the measurement principle of time of flight are provided in the housing 50, and the collimating lens 58 is emitted from the laser light source 57 of the distance measuring instrument. The point is that the laser beam that becomes substantially parallel light is reflected by the polarizing beam splitter 56 and irradiated coaxially with the laser beam from the laser light source 44. The sensor of the distance measuring instrument is attached to an appropriate position on the lower surface of the rectangular parallelepiped plate 20. The laser light source 57 emits laser light in pulses at regular intervals, and the distance measuring instrument is the time from when the laser light source 57 emits pulse light to when the reflected light of the pulsed laser light is incident on the sensor. Is measured, and the distance from the laser light source 57 to the sensor is calculated from the time. When the laser beam (X-ray) is irradiated beyond the step of the object to be measured OB, the distance measured by the distance measuring instrument is different. Therefore, the digital data of the distance measured by the distance measuring instrument is input to the controller 71. By determining whether or not the input distance data is within the permissible range stored in the controller 71 in advance, the laser beam (X-ray) is irradiated beyond the step of the measurement object OB. Detect that.

なお、レーザ光源57から出射しコリメーティングレンズ58でほぼ平行光になるレーザ光は、レーザ光源44から出射されるレーザ光と同様やや集束するレーザ光であり、図3に示されたレーザ光の光路と同様の光路で測定対象物OBに照射される。また、タイムオブフライトの測定原理の距離計測器の光源は、レーザ光源だけでなくLED光源のものもあるが、必要な測定精度を有するものであればLED光源の該距離計測器を用いてもよい。その場合は、コリメーティングレンズ58をなくせばよい。LED光源の光はレーザ光と異なり様々な方向に光が進むが、図3に示す光路の光が立上げミラー24で反射して測定対象物OBに照射されるので、距離計測を測定を行うことができる。 The laser light emitted from the laser light source 57 and becomes substantially parallel light by the collimating lens 58 is a laser light that is slightly focused like the laser light emitted from the laser light source 44, and is the laser light shown in FIG. The object to be measured OB is irradiated with an optical path similar to that of the above. Further, the light source of the distance measuring device of the time-of-flight measurement principle is not only a laser light source but also an LED light source, but if the light source has the required measurement accuracy, the distance measuring device of the LED light source may be used. Good. In that case, the collimating lens 58 may be eliminated. Unlike the laser light, the light from the LED light source travels in various directions, but the light in the optical path shown in FIG. 3 is reflected by the rising mirror 24 and irradiates the object to be measured OB, so that the distance measurement is performed. be able to.

また、該距離計測器のレーザ光源57のレーザ光は、その波長が非可視領域の波長であるものを選定し、フォトディテクタ27−1,27−2は可視領域に感度を有するものを使用すれば、測定対象物OBで反射したレーザ光源57からのレーザ光は、フォトディテクタ27−1,27−2に入射しても、反射光強度の検出には影響しない。また、フォトディテクタ27−1,27−2が非可視領域にも感度を有するものを使用するときは、ビームスプリッタ25と偏光ビームスプリッタ29との間の光路上に、可視光領域の光のみを通過させるダイクロイックミラーを配置すればよい。タイムオブフライトの測定原理の距離計測器は、市場に様々なものがあるので、その中から測定対象物OBの段差を検出可能な測定精度を有し、レーザ光又はLED光の波長が、非可視領域のものを選定すればよい。 Further, as the laser light of the laser light source 57 of the distance measuring instrument, a wavelength having a wavelength in the invisible region is selected, and photodetectors 27-1 and 27-2 having sensitivity in the visible region are used. Even if the laser light from the laser light source 57 reflected by the measurement object OB is incident on the photodetectors 27-1 and 27-2, it does not affect the detection of the reflected light intensity. When the photodetectors 27-1 and 27-2 are sensitive to the invisible region, only the light in the visible light region passes through the optical path between the beam splitter 25 and the polarizing beam splitter 29. A dichroic mirror to be split may be arranged. Since there are various distance measuring instruments on the market for the time-of-flight measurement principle, they have measurement accuracy that can detect the step of the object to be measured OB, and the wavelength of the laser light or LED light is non-existent. The one in the visible region may be selected.

なお、タイムオブフライトの測定原理の距離計測器を設ければ、照射点−検出平面間距離が設定値になるときの該距離計測器が検出する値を設定値として定め、該距離計測器が検出する距離が設定値になるよう測定対象物OBに対するX線回折測定装置1(筐体50)の位置を調整すれば、照射点−検出平面間距離を設定値にすることができる。よって、変形例2においてはレーザ出射器40は設けなくてもよい。 If a distance measuring instrument based on the measurement principle of time of flight is provided, the value detected by the distance measuring instrument when the distance between the irradiation point and the detection plane becomes the set value is set as the set value, and the distance measuring instrument can be used. By adjusting the position of the X-ray diffraction measuring device 1 (housing 50) with respect to the object to be measured OB so that the detected distance becomes the set value, the distance between the irradiation point and the detection plane can be set to the set value. Therefore, in the second modification, the laser emitter 40 may not be provided.

なお、本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 The implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made as long as the object of the present invention is not deviated.

上記実施形態及び変形例においては、可視光を出射する光源としてレーザ光源44を用いたが、可視光を出射するもので直方体状プレート20に固定可能な程度に小型のもので、立上げミラー24で可視光を反射させて測定対象物OBに照射させることができれば、レーザ光源44以外の光源を用いてもよい。例えば、レーザ光源44に替えてSLD光源を用いてもよいし、レーザ光源44とコリメーティングレンズ26に替えてLED光源を用いてもよい。LED光源から出射されたLED光は様々な方向に進むが、図3に示す光路の光のみが立上げミラー24で反射して測定対象物OBに照射される。 In the above-described embodiment and modification, the laser light source 44 is used as the light source that emits visible light, but the rising mirror 24 is small enough to emit visible light and can be fixed to the rectangular plate 20. A light source other than the laser light source 44 may be used as long as it can reflect visible light and irradiate the object to be measured OB. For example, an SLD light source may be used instead of the laser light source 44, or an LED light source may be used instead of the laser light source 44 and the collimating lens 26. The LED light emitted from the LED light source travels in various directions, but only the light in the optical path shown in FIG. 3 is reflected by the rising mirror 24 and irradiated to the object to be measured OB.

また、上記実施形態においては、4つのシンチレーションカウンター21−1〜21−4を図2に示すように直方体状プレート20に固定したが、4つのX線入射面を、固定ブロック22と円筒状パイプ14の中心軸からの距離が異なるようにすれば、配置における間隔の回転角度は任意の角度にしてよい。また、シンチレーションカウンター21−1〜21−4のX線入射面を本実施形態より小さくしても回折X線の強度を精度よく検出することができるならば、シンチレーションカウンター21−1〜21−4を任意の回転角度の位置で半径方向に1列に並べてもよい。 Further, in the above embodiment, the four scintillation counters 21-1 to 21-4 are fixed to the rectangular parallelepiped plate 20 as shown in FIG. 2, but the four X-ray incident surfaces are fixed to the fixing block 22 and the cylindrical pipe. If the distance from the central axis of 14 is different, the rotation angle of the interval in the arrangement may be any angle. Further, if the intensity of the diffracted X-rays can be detected accurately even if the X-ray incident surface of the scintillation counters 21-1 to 21-4 is smaller than that of the present embodiment, the scintillation counters 21-1 to 21-4 May be arranged in a row in the radial direction at positions of arbitrary rotation angles.

また、上記実施形態では、シンチレーションカウンター21の個数を4つにしたが、半径方向における回折X線の強度変化に基づく特性値を計算することができるならば、シンチレーションカウンター21の個数は3つでもよいし、5つ以上でもよい。例えば3つであれば、X線入射面の固定ブロック22と円筒状パイプ14の中心軸からの距離が大きい順にA,B,Cとすると、該特性値は(B−A−C)で計算される値を採用でき、例えば6つであれば、該距離が大きい順にA,B,C,D,E,Fとすると、該特性値は{(C−B−A)+(D−E−F)}で計算される値を採用できる。また、シンチレーションカウンター21の個数をさらに増やしたときは、半価幅、積分値幅といった特性値を計算してもよい。 Further, in the above embodiment, the number of scintillation counters 21 is four, but if the characteristic value based on the intensity change of the diffracted X-rays in the radial direction can be calculated, the number of scintillation counters 21 may be three. It may be 5 or more. For example, if there are three, assuming that A, B, and C are in descending order of distance from the fixed block 22 on the X-ray incident surface and the central axis of the cylindrical pipe 14, the characteristic values are calculated by (BAC). For example, if there are six values, and A, B, C, D, E, and F are set in descending order of the distance, the characteristic value is {(CBA) + (DE). The value calculated by −F)} can be adopted. Further, when the number of scintillation counters 21 is further increased, characteristic values such as a half price range and an integrated price range may be calculated.

また、上記実施形態では、本発明を測定対象物OBが移動機構のステージSt上に載置され一定速度で移動する場合に適用したが、測定対象物OBがX線回折測定装置1に対して相対的に移動する場合であれば、どのような場合でも本発明は適用することができる。例えば、固定されたステージに測定対象物OBを載置し、X線回折測定装置1を測定対象物OBの表面と平行に移動させる場合でも本発明は適用することができる。また、本発明は測定対象物OBがX線回折測定装置1に対して相対的に移動する場合でなくても、測定対象物OBを次々に固定されたステージ上に載置し、それぞれの測定対象物OBの設定された箇所を検査する場合でも適用することができる。 Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the case where the measurement object OB is placed on the stage St of the moving mechanism and moves at a constant speed, but the measurement object OB is applied to the X-ray diffraction measuring device 1. The present invention can be applied in any case as long as it moves relatively. For example, the present invention can be applied even when the measurement object OB is placed on a fixed stage and the X-ray diffraction measuring device 1 is moved in parallel with the surface of the measurement object OB. Further, in the present invention, even if the measurement object OB does not move relative to the X-ray diffraction measuring device 1, the measurement object OB is placed one after another on a fixed stage and each measurement is performed. It can be applied even when inspecting a set portion of the object OB.

また、上記実施形態では、特性値Vにより異常が検出された箇所において、測定対象物OB表面の欠陥の有無を判定するようにしたが、すべての測定点により特性値Vを記憶し、すべての測定点において測定対象物OB表面の欠陥の有無を判定してもよい。この場合は、特性値Vは膨大な数になるので、特性値Vと測定位置とから変化曲線を作成し、その変化曲線に表面の欠陥を検出した箇所をドットで表示するようにしてもよい。また、反射光強度や反射光の偏光特性により測定対象物OB表面の欠陥の有無を判定するだけでなく、反射光強度や反射光の偏光特性と測定位置とから変化曲線を作成し、特性値Vの変化曲線と対比させて表示するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the presence or absence of defects on the surface of the object to be measured OB is determined at the location where the abnormality is detected by the characteristic value V, but the characteristic value V is stored at all the measurement points and all the measurement points are stored. The presence or absence of defects on the surface of the object to be measured OB may be determined at the measurement point. In this case, since the characteristic value V becomes an enormous number, a change curve may be created from the characteristic value V and the measurement position, and the points where surface defects are detected may be displayed as dots on the change curve. .. In addition to determining the presence or absence of defects on the surface of the object to be measured OB based on the reflected light intensity and the polarized light characteristics of the reflected light, a change curve is created from the reflected light intensity, the polarized light characteristics of the reflected light, and the measurement position, and the characteristic values are created. It may be displayed in comparison with the change curve of V.

また、上記実施形態では、測定対象物OBを各測定点の特性値Vに許容値を超えるものがあるか否かという評価のみを行ったが、これ以外に測定対象物OB表面の欠陥を検出したときの特性値Vを除いた特性値Vにより平均値、最大値、最小値、変動範囲、平均偏差及び標準偏差を算出して評価を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, only the evaluation is performed as to whether or not the characteristic value V of the measurement target object OB exceeds the permissible value, but other than this, defects on the surface of the measurement target object OB are detected. The average value, the maximum value, the minimum value, the fluctuation range, the average deviation, and the standard deviation may be calculated from the characteristic value V excluding the characteristic value V at the time of evaluation.

また、上記実施形態では、回折X線の強度を検出するのにシンチレーションカウンター21を使用したが、X線の強度を精度よく高速で検出することができれば、どのようなX線検出センサを用いてもよい。 Further, in the above embodiment, the scintillation counter 21 is used to detect the intensity of the diffracted X-ray, but any X-ray detection sensor can be used if the intensity of the X-ray can be detected accurately and at high speed. May be good.

また、上記実施形態では、本発明を回折X線の強度を複数の箇所で検出するシンチレーションカウンター21を有するX線回折測定装置に適用したが、本発明は、測定対象物OBにX線を照射し、X線照射点において発生する回折X線により形成されるX線回折像の、複数の位置におけるX線強度を検出するX線回折測定装置であれば、どのようなものでも適用することができる。例えば、先行技術文献の特許文献1におけるX線回折測定装置にあるLED光をX線と同軸で照射する機構の替わりに、上記実施形態及び変形例のようにレーザ光出射・受光機構を設けてもよい。図9は、先行技術文献の特許文献1におけるX線回折測定装置に上記実施形態のレーザ光出射・受光機構を設けたときの拡大図である。図9においてX線回折測定装置の各部品や部材に付した番号は、特許文献1のX線回折測定装置に付した番号をそのまま引用しているので、上記実施形態のレーザ光出射・受光機構におけるコリメーティングレンズ26、ビームスプリッタ25及び立上げミラー24は、番号が重ならないよう、順に46、45、47と別の番号を付している。なお、図9は、本願出願人が特許文献1に示されるX線回折測定装置を小型化するために開発したX線回折測定装置をベースにしているため、特許文献1に示されているX線回折測定装置と形状が異なっているが、基本的な構造は変わっていない。 Further, in the above embodiment, the present invention is applied to an X-ray diffraction measuring apparatus having a scintillation counter 21 for detecting the intensity of diffracted X-rays at a plurality of locations, but the present invention irradiates the measurement object OB with X-rays. However, any X-ray diffraction measuring device that detects the X-ray intensity at a plurality of positions of the X-ray diffraction image formed by the diffracted X-rays generated at the X-ray irradiation point can be applied. it can. For example, instead of the mechanism for irradiating the LED light coaxially with the X-ray in the X-ray diffraction measuring device in Patent Document 1 of the prior art document, a laser light emitting / receiving mechanism is provided as in the above embodiment and the modified example. May be good. FIG. 9 is an enlarged view when the laser light emitting / receiving mechanism of the above embodiment is provided in the X-ray diffraction measuring apparatus of Patent Document 1 of the prior art document. In FIG. 9, the numbers assigned to each component and member of the X-ray diffraction measuring device refer to the numbers assigned to the X-ray diffraction measuring device of Patent Document 1 as they are, so that the laser beam emitting / receiving mechanism of the above embodiment is used as it is. The collimating lens 26, the beam splitter 25, and the rising mirror 24 in the above are numbered 46, 45, and 47 in order so that the numbers do not overlap. Note that FIG. 9 is based on the X-ray diffraction measuring device developed by the applicant of the present application in order to miniaturize the X-ray diffraction measuring device shown in Patent Document 1, and therefore X shown in Patent Document 1 is used. The shape is different from that of the X-ray diffraction measuring device, but the basic structure has not changed.

先行技術文献の特許文献1におけるX線回折測定装置は、X線照射点において発生する回折X線によりX線回折像である回折環を撮像し、撮像した回折環を読取ってその形状から残留応力を測定する装置であるが、図9に示すように、装置に対して測定対象物OBを移動させて回折環を撮像し、移動した範囲で測定対象物OBを評価する測定方法もできる。よって、上記実施形態や変形例のように出射X線と同軸で可視のレーザ光を出射し、反射光の強度や偏光特性を検出することで測定対象物OBの表面の欠陥を検出し、撮像したX線回折像への該欠陥の影響の有無を判別することができる。また、先行技術文献の特許文献1におけるX線回折測定装置は、イメージングプレートにX線回折像を撮像し、イメージングプレートにレーザ光を走査させて反射光強度を走査位置と共に検出することでX線回折像の各位置のX線強度を検出する装置であるが、本発明はX線回折像の各位置のX線強度を検出できれば、別の方式の装置でも適用できる。例えば、イメージングプレート15と同じ広さの平面を有するX線CCDのような撮像素子を設け、撮像素子の各画素が出力する電気信号によりX線回折像の各位置のX線強度を検出する装置でも本発明は適用できる。 The X-ray diffraction measuring device in Patent Document 1 of the prior art document images a diffraction ring which is an X-ray diffraction image by the diffraction X-ray generated at the X-ray irradiation point, reads the imaged diffraction ring, and performs residual stress from the shape. However, as shown in FIG. 9, a measuring method is also possible in which the object to be measured OB is moved with respect to the device to image the diffraction ring, and the object to be measured OB is evaluated in the moved range. Therefore, as in the above-described embodiment and modification, a visible laser beam is emitted coaxially with the emitted X-ray, and the intensity and polarization characteristics of the reflected light are detected to detect defects on the surface of the object to be measured and image the image. It is possible to determine the presence or absence of the influence of the defect on the X-ray diffraction image. Further, the X-ray diffraction measuring device in Patent Document 1 of the prior art document captures an X-ray diffraction image on an imaging plate, scans the imaging plate with laser light, and detects the reflected light intensity together with the scanning position to detect X-rays. Although it is an apparatus for detecting the X-ray intensity at each position of the diffraction image, the present invention can be applied to another type of apparatus as long as it can detect the X-ray intensity at each position of the X-ray diffraction image. For example, a device provided with an image pickup device such as an X-ray CCD having a plane having the same width as the imaging plate 15 and detecting the X-ray intensity at each position of the X-ray diffraction image by an electric signal output from each pixel of the image pickup device. However, the present invention can be applied.

また、上記実施形態では、端検出センサ60はステージStの反対側から出射されているレーザ光の受光の有無により、測定対象物OBの先端および後端を検出するものにしたが、端検出センサ60は測定対象物OBの先端および後端を検出できれば、どのような作動原理のものでもよい。例えば、端検出センサ60を撮像機能のあるものにし、ステージStの反対側に輝点や特殊なマークを設けて、撮像画像から輝点や特殊なマークがなくなることや現れることで測定対象物OBの先端および後端を検出するものであってもよい。 Further, in the above embodiment, the edge detection sensor 60 detects the front end and the rear end of the measurement object OB depending on the presence or absence of light reception of the laser beam emitted from the opposite side of the stage St. Reference numeral 60 denotes any operating principle as long as the front end and the rear end of the object to be measured OB can be detected. For example, the edge detection sensor 60 is provided with an imaging function, a bright spot or a special mark is provided on the opposite side of the stage St, and the bright spot or the special mark disappears or appears from the captured image, so that the object to be measured is OB. It may be one that detects the front end and the rear end of the.

1…X線回折測定装置、10…X線管、11…出射口、14…円筒状パイプ、15…通路部材、20…直方体状プレート、21,21−1〜21−4…シンチレーションカウンター、22…固定ブロック、24…立上げミラー、25…ビームスプリッタ、26…コリメーティングレンズ、27,27−1,27−2…フォトディテクタ、28…偏光子、29…偏光ビームスプリッタ、40…レーザ出射器、41…枠体、42…コリメーティングレンズ、43…レーザ光源、44…レーザ光源、45…ビームスプリッタ、46…コリメーティングレンズ、47…立上げミラー、50…筐体、50a…底面壁、50a1…孔、50b…前面壁、50c…後面壁、50d…上面壁、50e…斜面壁、50f…側面壁、51…固定ブロック、53…回転部、54…先端アーム、55…回転台、56…偏光ビームスプリッタ、57…レーザ光源、58…コリメーティングレンズ、60…端検出センサ、70…コンピュータ装置、71…コントローラ、72…入力装置、73…表示装置、75…高電圧電源、St…ステージ、OB…測定対象物 1 ... X-ray diffraction measuring device, 10 ... X-ray tube, 11 ... Exit, 14 ... Cylindrical pipe, 15 ... Passage member, 20 ... Square plate, 21,21-1 to 21-4 ... Scintillation counter, 22 ... Fixed block, 24 ... Rise mirror, 25 ... Beam splitter, 26 ... Collimating lens, 27, 27-1, 27-2 ... Photodetector, 28 ... Polarizer, 29 ... Polarized beam splitter, 40 ... Laser emitter , 41 ... Frame, 42 ... Collimating lens, 43 ... Laser light source, 44 ... Laser light source, 45 ... Beam splitter, 46 ... Collimating lens, 47 ... Rising mirror, 50 ... Housing, 50a ... Bottom wall , 50a1 ... Hole, 50b ... Front wall, 50c ... Rear wall, 50d ... Top wall, 50e ... Slope wall, 50f ... Side wall, 51 ... Fixed block, 53 ... Rotating part, 54 ... Tip arm, 55 ... Rotating table, 56 ... Polarization beam splitter, 57 ... Laser light source, 58 ... Collimating lens, 60 ... Edge detection sensor, 70 ... Computer device, 71 ... Controller, 72 ... Input device, 73 ... Display device, 75 ... High voltage power supply, St. … Stage, OB… Measurement object

Claims (5)

X線を出射するX線管と、
前記X線管から出射されたX線を、貫通孔を通過させることで所定の断面径の略平行光にして測定対象物に向けて出射するX線出射機構と、
前記X線出射機構から前記測定対象物に向けてX線が照射されたとき、前記測定対象物にて発生した回折X線により形成されるX線回折像の複数の位置におけるX線強度を検出する回折X線強度検出手段と、
前記X線出射機構から出射されるX線の光軸と同じ光軸で可視の平行光を出射する可視光出射手段とを備えたX線回折測定装置において、
前記可視光出射手段は、可視光を出射する光源と、前記X線管から出射されるX線の光軸上に配置され前記光源が出射した可視光を反射させて前記X線出射機構の貫通孔に入射させる反射部材とを備え、
前記反射部材は、前記X線管から出射されるX線を通過させる通過孔が形成され、前記光源が出射した可視光を前記通過孔の端の周囲における反射面にて反射することを特徴とするX線回折測定装置。
An X-ray tube that emits X-rays and
An X-ray emission mechanism that emits X-rays emitted from the X-ray tube toward an object to be measured by passing them through a through hole to make them substantially parallel light having a predetermined cross-sectional diameter.
When X-rays are emitted from the X-ray emission mechanism toward the measurement object, the X-ray intensity at a plurality of positions of the X-ray diffraction image formed by the diffraction X-rays generated by the measurement object is detected. Diffractive X-ray intensity detecting means and
In an X-ray diffraction measuring apparatus provided with visible light emitting means for emitting visible parallel light on the same optical axis as the X-ray optical axis emitted from the X-ray emitting mechanism.
The visible light emitting means is arranged on an optical axis of a light source that emits visible light and X-rays emitted from the X-ray tube, reflects visible light emitted by the light source, and penetrates the X-ray emitting mechanism. Equipped with a reflective member that enters the hole
The reflecting member is characterized in that a passing hole through which X-rays emitted from the X-ray tube is passed is formed, and visible light emitted by the light source is reflected by a reflecting surface around the end of the passing hole. X-ray diffraction measuring device.
請求項1に記載のX線回折測定装置において、
前記可視光出射手段から出射された可視光が前記測定対象物で反射することで発生した反射光の強度を検出する反射光強度検出手段を備え、
前記反射光強度検出手段は、前記光源と前記反射部材との間に配置され反射光の一部を反射させる光路変更用部材と、前記光路変更用部材で反射した前記反射光を入射し、入射した光の強度に相当する強度の信号を出力する受光器とを備えたことを特徴とするX線回折測定装置。
In the X-ray diffraction measuring apparatus according to claim 1,
A reflected light intensity detecting means for detecting the intensity of the reflected light generated by reflecting the visible light emitted from the visible light emitting means on the measurement object is provided.
The reflected light intensity detecting means incidents a light path changing member arranged between the light source and the reflecting member to reflect a part of the reflected light and the reflected light reflected by the light path changing member, and is incident. An X-ray diffraction measuring device including a receiver that outputs a signal having an intensity corresponding to the intensity of the light.
請求項2に記載のX線回折測定装置において、
前記可視光出射手段は、可視光を直線偏光にする直線偏光用光学素子を備え、
前記反射光強度検出手段は、前記光路変更用部材で反射した前記測定対象物からの反射光を偏光方向が90°異なる2つの偏光に分割する反射光分割手段を備え、
前記受光器は、前記反射光分割手段で分割した光をそれぞれ入射する2つの受光器であることを特徴とするX線回折測定装置。
In the X-ray diffraction measuring apparatus according to claim 2.
The visible light emitting means includes an optical element for linearly polarized light that converts visible light into linearly polarized light.
The reflected light intensity detecting means includes a reflected light dividing means that divides the reflected light from the measurement object reflected by the optical path changing member into two polarized lights having different polarization directions by 90 °.
The X-ray diffraction measuring device is characterized in that the light receivers are two light receivers that incident light divided by the reflected light dividing means.
請求項2又は請求項3に記載のX線回折測定装置において、
前記受光器が出力する信号の強度と予め設定された許容値とを比較し、比較結果により異常の有無を判定する判定手段と、
前記回折X線強度検出手段が検出した複数のX線強度を用いて前記測定対象物の特性値を計算する特性値計算手段と、
前記判定手段が異常を判定したとき、前記特性値計算手段が計算した特性値は、前記測定対象物の表面状態の影響を受けたものであることを識別できるようにする識別手段とを備えたことを特徴とするX線回折測定装置。
In the X-ray diffraction measuring apparatus according to claim 2 or 3.
A determination means for comparing the intensity of the signal output by the receiver with a preset allowable value and determining the presence or absence of an abnormality based on the comparison result.
A characteristic value calculating means for calculating a characteristic value of the measurement object using a plurality of X-ray intensities detected by the diffracted X-ray intensity detecting means, and a characteristic value calculating means.
When the determination means determines an abnormality, the characteristic value calculated by the characteristic value calculation means is provided with an identification means capable of identifying that the characteristic value is affected by the surface state of the measurement object. An X-ray diffraction measuring device characterized by the above.
請求項1乃至請求項4に記載のX線回折測定装置において、
発光した光が反射して戻るまでの時間を検出することで発光点から反射点までの距離を検出するタイムオブフライトの測定原理を用いる距離検出手段を備え、
前記距離検出手段の光源の光軸を、前記可視光出射手段の光源の光軸に一致させるようにしたことを特徴とするX線回折測定装置。
In the X-ray diffraction measuring apparatus according to claim 1 to 4.
It is equipped with a distance detecting means using a time-of-flight measurement principle that detects the distance from the light emitting point to the reflecting point by detecting the time until the emitted light is reflected and returned.
An X-ray diffraction measuring apparatus, characterized in that the optical axis of the light source of the distance detecting means is aligned with the optical axis of the light source of the visible light emitting means.
JP2019208077A 2019-11-18 2019-11-18 X-ray diffraction measurement device Pending JP2021081277A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019208077A JP2021081277A (en) 2019-11-18 2019-11-18 X-ray diffraction measurement device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019208077A JP2021081277A (en) 2019-11-18 2019-11-18 X-ray diffraction measurement device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021081277A true JP2021081277A (en) 2021-05-27

Family

ID=75964828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019208077A Pending JP2021081277A (en) 2019-11-18 2019-11-18 X-ray diffraction measurement device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021081277A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114724735A (en) * 2022-06-09 2022-07-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Quasi-online reading system and method for X-ray image information in ICF

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57197454A (en) * 1981-05-29 1982-12-03 Rigaku Denki Kogyo Kk X-ray analysing apparatus
JPH05118999A (en) * 1991-10-07 1993-05-14 Technos Kenkyusho:Kk X-ray analyzing device
JP2003028815A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Horiba Ltd X-ray analyzer and x-ray conduit used in the same
JP2005083976A (en) * 2003-09-10 2005-03-31 Shimadzu Corp X-ray analysis device and focusing device therefor
JP2006220467A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Rigaku Corp Device for identifying composite molecular structure
JP2015137907A (en) * 2014-01-22 2015-07-30 株式会社アールイーエス・ラボ Back reflection x-ray analysis device
US20170160212A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Incoatec Gmbh Method of adjusting the primary side of an x-ray diffractometer
JP2018063134A (en) * 2016-10-12 2018-04-19 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device
JP2019066336A (en) * 2017-10-02 2019-04-25 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device and x-ray diffraction measurement method
JP2019109052A (en) * 2017-12-15 2019-07-04 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57197454A (en) * 1981-05-29 1982-12-03 Rigaku Denki Kogyo Kk X-ray analysing apparatus
JPH05118999A (en) * 1991-10-07 1993-05-14 Technos Kenkyusho:Kk X-ray analyzing device
JP2003028815A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Horiba Ltd X-ray analyzer and x-ray conduit used in the same
JP2005083976A (en) * 2003-09-10 2005-03-31 Shimadzu Corp X-ray analysis device and focusing device therefor
JP2006220467A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Rigaku Corp Device for identifying composite molecular structure
JP2015137907A (en) * 2014-01-22 2015-07-30 株式会社アールイーエス・ラボ Back reflection x-ray analysis device
US20170160212A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Incoatec Gmbh Method of adjusting the primary side of an x-ray diffractometer
JP2018063134A (en) * 2016-10-12 2018-04-19 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device
JP2019066336A (en) * 2017-10-02 2019-04-25 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device and x-ray diffraction measurement method
JP2019109052A (en) * 2017-12-15 2019-07-04 パルステック工業株式会社 X-ray diffraction measurement device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114724735A (en) * 2022-06-09 2022-07-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Quasi-online reading system and method for X-ray image information in ICF

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040109170A1 (en) Confocal distance sensor
JP5559840B2 (en) Method for determining the tilt of an image sensor
US5125741A (en) Method and apparatus for inspecting surface conditions
EP0503874A2 (en) Optical measurement device with enhanced sensitivity
CN101210806B (en) measuring method of angle deviation along azimuth axis direction and pitching angle deviation of laser emission axis and mechanical base level normal based on secondary light source
RU2670809C2 (en) Surface roughness measurement device
JP2009244035A (en) Method and its apparatus for inspecting defects
JP2011017552A (en) Device for detecting multipoint displacement
KR101126150B1 (en) Lens meter
JP2021081277A (en) X-ray diffraction measurement device
JP2014240766A (en) Surface inspection method and device
JP2010256151A (en) Shape measuring method
JPH06294629A (en) Device for measuring curvature of surface
JP2008026049A (en) Flange focal distance measuring instrument
JP2001004491A (en) Apparatus for inspecting light beam
JP2001007173A (en) Life time measuring device for minor carrier
JP2015008241A (en) Via shape measuring device and via testing device
KR101881752B1 (en) defect sensing module based on line-beam and defect sensing device using its arrays for detection of the defects on surface
JP6924349B2 (en) X-ray diffraction measuring device
JP2005274156A (en) Flaw inspection device
JP6676910B2 (en) Inspection device
JP6818224B2 (en) X-ray diffraction measuring device
CN215525579U (en) Detection equipment
JP4768422B2 (en) Inner diameter measuring device and inner wall observation device for through hole
KR900005642B1 (en) Checking machine of dia-meter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210115

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210701