JP3631652B2 - Ｘ線を用いた非破壊検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために使用するＸ線を用いた非破壊検査方法に関し、特にＸ線透過法またはＸ線断層法を用いた非破壊検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために、非破壊検査が行われている。非破壊検査として、従来、素材、部品、部材の内部検査のために、Ｘ線、γ線等の放射線を使用し、放射線の透過・散乱を利用する方法、超音波を利用し、超音波の伝播・反射透過を利用する方法が知られている。一般的に、超音波を利用した方法は単純形状の物体のみ対応できるのに対し、放射線を利用した方法は複雑形状も含む全形状の物体に対応できるとして知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１９はＸ線透過法を利用した従来の非破壊検査方法の一例を示す図である。図１９に示す例において、Ｘ線透過法を利用した非破壊検査では、Ｘ線線源５１から試料５２にＸ線を照射し、試料５２の内部のＸ線吸収係数の違いをフィルム５３上にＸ線透過像５４として視覚化し、フィルム５３上のＸ線透過像５４を目視で観察して、試料５２の内部の例えば欠陥等を検査していた。しかし、上述した従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法では、フィルム５３を用いたアナログ方式で欠陥等を視覚化して検査しているため、高い精度で欠陥を検査することができなかった。
【０００４】
また、従来、人体等の断層像を撮るためにＸ線断層法が知られている。そのようなＸ線断層法では、人体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによって断層像を視覚化し、人体の断層像を目視で観察して、病巣等を求めていた。しかし、上述した従来のＸ線断層法を利用した非破壊検査方法は、実際に試みられた対象が人体等に限られていた。そして、産業用への応用は余り一般的ではなかった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、Ｘ線透過法により高い精度で内部欠陥等を検査できる方法、および、Ｘ線断層法をセラミックスや金属に応用することで従来手に入れることのできなかったセラミックスや金属の断層面における内部欠陥等を検査できる方法、を含むＸ線を利用した非破壊検査方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法の第１発明は、Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データにおけるグレイスケールに基づいて、セラミックハニカム構造体の内部欠陥を判別することで、セラミックハニカム構造体の内部欠陥をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法の第２発明は、Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、予め求めたグレイスケールとセル断面の密度との関係に基づき、求めた断層像のデジタル画像データからセル断面の密度分布を求めることで、セラミックハニカム構造体におけるセル断面の密度をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のＸ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線を用いた非破壊検査方法では、セラミックハニカム構造体の試料に対し異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データから断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データを画像処理することで、試料の断層面における諸特性を測定できることを見い出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法のうちＸ線透過法により非破壊検査をするシステムの一例を示す図である。図１に示す例において、Ｘ線線源１から試料２にＸ線を照射し、透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムとしてのイメージングプレート３上に得る。得られた透過Ｘ線分布は、イメージングプレート３によりデータ処理用ＰＣ４を補助的に使用することでデジタル値に変換され、デジタル画像データとして求められる。求められたデジタル画像データは画像処理用ＰＣ５において画像処理され、試料の内部を非破壊で検査する。画像処理により非破壊で求める試料の内部の諸特性としては、後述するように、セラミックスの密度やハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗が例示できる。
【００１０】
図１に示すＸ線透過法の例では、撮影媒体としてこれまでのＸ線フィルムに替わり、イメージングプレート（ＩＰ）３を用いる点が特徴となる。イメージングプレート３上に照射された試料２の透過Ｘ線分布は、データ処理用ＰＣ４を利用してＡ／Ｄ変換され、一例として各画素が１０ビット（１０２４階調）を有するデジタル画像データに変換される。さらに、詳細な画像解析を行うため、得られたデジタル画像データを一例としてＴＩＦ形式に変換し、市販の画像解析ソフト（一例として、Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ）を用いて画像処理を実施する。
【００１１】
以下、Ｘ線透過法による非破壊検査の具体例として、Ａ．セラミックスの密度分布評価の例と、Ｂ．ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価の例を説明する。
【００１２】
Ａ．セラミックスの密度分布評価について：
本例の主眼
Ｘ線を用いた非破壊手法を用いることによって、平板セラミック成形体、焼結体の全体の密度分布を得る。従来行っていたアルキメデス法による密度測定では、サンプルから小試験片を切り出し評価するため、全体の密度分布を評価するには非常に時間が掛かる。また、サンプルサイズが大き過ぎると詳細な分布状況が得られないし、サンプルサイズが小さ過ぎると重量測定の際に測定誤差が大きくなる問題がある。例えば、以下の実施例に用いたＳｉＣ成形体から作成するＳｉＳｉＣ材料ではＳｉＣの成形体に金属Ｓｉを含浸させるが、成形体に密度分布が存在すると金属Ｓｉの含浸状態が部分的に異なり最終製品の材料特性が不均一になる。また、成形体密度分布が大きすぎる場合には、金属Ｓｉ含浸時に破損する問題もある。他のセラミック成形体についても大きな密度分布が存在する場合には、焼結過程で破損する問題がある。さらに、焼結体の密度分布については、残留応力の発生原因となり、材料の強度低下原因となる可能性がある。
【００１３】
実施例
（１）評価サンプル：ＳｉＣプレス成形体
成形方法：一軸プレス成形
成形圧力：５００ｋｇｆ／ｃｍ２ （４９ＭＰａ）
成形体形状：２００×２００×ｔ１０ｍｍ
（２）使用設備
・Ｘ線発生装置：最大管電圧３２０ｋＶｐ
・デジタル画像処理装置
・撮影媒体：イメージングプレート（ＩＰ）
・画像解析ソフト：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ 版）
・Ｘ線照射条件：
管電圧：５０ｋｖｐ
管電流：０．５ｍＡ
照射時間：２０秒
【００１４】
（３）評価方法
（ａ） サンプルの厚み方向にＸ線を照射し、サンプルの透過Ｘ線分布をＩＰ上に得る。
（ｂ） ＩＰの出力をデータ処理用ＰＣを用いてデジタル画像データに変換する。透過Ｘ線イメージを図２に示す。
（ｃ） 得られたデジタル画像データをもとにビットマップ解析を行い、透過Ｘ線分布のマトリックスデータ（グレイスケール）を得る。
（ｄ） 評価サンプルの各部位から５ｍｍ角のサンプルを１０個切り出し、アルキメデス法による嵩比重測定を実施する。
（ｅ） 各サンプルのアルキメデス法による嵩比重測定結果と該当する透過Ｘ線試験で得られたグレイスケールとの関係式を得る。アルキメデス法による嵩比重測定結果とグレイスケールとの対応の一例を以下の表１に示すとともに、図３にグラフとしても示す。
（ｆ） 得られた関係式を用い、グレイスケールから密度値に変換する。
（ｇ） 透過Ｘ線分布を密度分布に変換する。変換して得られたセラミック平板成形体の密度分布を図４に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
（４）考察
上述した結果から、セラミック成形体にＸ線を照射し、サンプル透過後の透過Ｘ線デジタルデータ（グレイスケール）の分布から、密度分布への変換が可能であり試験片全体の密度分布状況の把握が可能となることがわかる。従来から行われているサンプルから小試験片を切り出し評価するアルキメデス法では、代表的な部位から試験片を切り出す部分的な評価であり、全体の評価は困難であった。全体の密度分布を評価するためにサンプル全体に渡り小試験片を切り出し評価するには、膨大な時間が必要であり、また、サンプルサイズを小さくするにも限界があり、不連続な密度結果しか得られない。本発明のＸ線を用いた非破壊手法によって、全体の密度分布が正確かつ簡便に評価可能となった。
【００１７】
Ｂ．ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価について：
本例の主眼
Ｘ線を用いた非破壊手法を用いることによって、金型等のコーティング層（耐摩耗特性向上、耐酸化等を目的とした異種材料コーティング層）の摩耗状況（量）を得る。例えば、セラミック材料の成形用金型の場合、金型表面の摩耗が激しく、耐摩耗特性に優れたニッケル、タングステンカーバイト等のコーティング層を金型表面に形成する。通常、量産現場では、コーティング層が摩耗した時点で再コーティングを行うことで、金型自体は再利用される。しかし、部分的に摩耗が進行した場合には、金型使用中にベース金属まで摩耗が進行し、場合によっては再コーティング（再利用）が不可能である。金型の表面部であれば、外観観察によってある程度摩耗状況の把握が可能であるが、定量的な判断は困難であり、また外観観察が不可能な場合には摩耗状況の把握が不可能である。本例の透過Ｘ線を用いた手法では、対象となる金型等にＸ線を照射し、金型透過後の透過Ｘ線分布のデジタルデータを用いることによって、摩耗状況の把握（定量化）が可能となった。
【００１８】
実施例
（１）評価サンプル：ハニカム成形用口金
（２）使用設備
・Ｘ線発生装置：マイクロフォーカスＸ線（最大管電圧２２５ｋＶ）
・デジタル画像処理装置
・撮影媒体：イメージングプレート（ＩＰ）
・画像解析ソフト：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ 版）
・Ｘ線照射条件：
管電圧：１９５ｋｖｐ
管電流：０．１ｍＡ
撮影倍率：２０倍
照射時間：６０秒
【００１９】
（３）評価方法
（ａ） 坏土が通過する面にコーティング層を設けたハニカム成形用口金を準備した。図５はハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。ハニカム成形用口金１１は、坏土を供給する坏土導入孔１２と、それに連通するスリット１３とからなり、ステンレス鋼（Ｃ−４５０）からなる基体１４の坏土が通過する面に、Ｎｉコーティング層１５を形成し、その上にＷ２ Ｃコーティング層１６を形成して構成されている。後の説明の都合上、スリット１３の溝幅の半分をＡ、Ｗ２ Ｃコーティング層１６の厚さをＢ、坏土導入孔１２のスリット１３におけるＷ２ Ｃコーティング層１６までの孔径をＣとする。
（ｂ） 図６（ａ）に示すように、Ｘ線線源１とイメージングプレート３との間に口金１１を設置した。この際、図６（ｂ）に示すように、口金１１は原料の入口側である坏土導入孔１２側をＸ線の線源１側に、原料の出口側であるスリット１３側をイメージングプレート３側になるよう設置した。さらに、図６（ｂ）に示すように、撮影の際には一つのスリット１３の部分を拡大撮影し、Ｘ線の光軸中心と口金１１のスリット１３の中心とが一致するように、口金１１の設置位置を微調整した。
【００２０】
（ｃ） イメージングプレート３上に得られた透過Ｘ線撮影像のデジタル画像に対し、画像解析ソフトを用いて口金スリット部のライン・プロファイル測定を実施した。ライン・プロファイルの測定は、図７に示すように、一つの口金１１のスリット部について各４個所について評価を実施した。
（ｄ） 得られたライン・プロファイルの測定結果を図８に示す。図８に示す例において評価した口金１１としては、原料の押出実験を行いながら（５００ｍ毎の抜き取り）抜き取り評価を行い、バージン（０ｍ）、５００ｍ、１０００ｍ、１５００ｍ、２０００ｍ、２５００ｍの６水準の評価を行った。図８において、Ａ部、Ｂ部、Ｃ部は上述した図５で示した例に対応し、Ａ部はスリット部で口金の無い部位であり、空気以外にＸ線を吸収するものなく、グレイスケールは０である。Ｂ部は、Ｗ２ Ｃコーティングが施された部位であり、Ｗ２ Ｃは口金基材のステンレス鋼と比較してＸ線吸収係数が大きい材料であるため、高いグレイスケールを示した。Ｃ部は坏土導入孔底部のフラット部であり、グレイスケールはフラットである。
【００２１】
（４）考察
図８のライン・プロファイルの測定結果から以下のことがわかった。
（ａ） 原料の押出長さが長くなるに従って、グレイスケールのプロファイル全体が低下する傾向にある。これは、最表面のＷ２ Ｃコーティング層が摩耗することによって、Ｘ線の吸収が少なくなったためである。
（ｂ） グレイスケールのプロファイル中、Ｂ部のＷ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値は、押出長さが長くなるに従って、大きく減少する。これは、坏土導入孔とスリットの交点で摩耗が著しく進むために、Ｘ線の吸収が少なくなったためである。
（ｃ） 押出長さが長くなると、Ｃ部の坏土導入孔底部のフラット部において変曲点が発生する。これは、使用後の口金では、図９に示すような摩耗状態を示し、坏土導入孔とスリットとの交点で摩耗が著しく進み、Ｗ２ Ｃコーティング層が減少し、Ｄ点の部位を表すものと考えられる。
【００２２】
以上の考察から、以下の解析結果を得ることができる。
（ａ） Ｂ部Ｗ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値の評価
図１０に、原料押出長さとＢ部Ｗ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値の関係を示す。図１０から明らかな様に、原料の押出長さが長くなるにつれてグレイスケールのピーク値は減少することがわかる。これは、Ｗ２ Ｃコーティング層が摩耗する現象を良く表し、ハニカム成形用口金の摩耗状態を把握することが可能である。
（ｂ） Ｃ部グレイスケールのプロファイル中の変曲点の評価
図１１に、透過Ｘ線ライン・プロファイルに見られたＣ部の変曲点寸法と、同一口金を切断後に測定顕微鏡を用いてＤ部の坏土導入孔とスリットの交点の寸法とを比較調査した結果を示す。図１１から明らかな様に、両者は非常に良い一致を示し、透過Ｘ線ライン・プロファイルで得られた変曲点によって、口金摩耗先端を評価可能である。
【００２３】
次に、本発明のＸ線を利用した非破壊検査のうちＸ線断層法を利用した例について説明する。図１２は、本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法のうちＸ線断層法により非破壊検査をするシステムの一例を示す図である。図１２に示す例において、Ｘ線線源２１から、試料２２を回転させることで、試料２２に異なる方向からＸ線を照射する。検出器２３で得られる各方向からの画像データを画像再構成部２４で再構成することで、断層像を視覚化してモニタ２５上に表示する。これにより試料の内部を非破壊で検査する。
【００２４】
以下、Ｘ線断層法による非破壊検査の具体例として、Ｃ．Ｘ線断層法によるセラミックスの欠陥検出の例と、Ｄ．Ｘ線断層法によりセラミックスの気孔分布評価の例を説明する。
【００２５】
Ｃ．Ｘ線断層法によるセラミックスの欠陥検出の例について：
本例の主眼
Ｘ線断層法（以下、Ｘ線ＣＴとの記す）を用いた非破壊手法を用いることによって、これまでの非破壊検査技術（透過Ｘ線、超音波探傷、光を用いた観察等）では検出不可能であったセラミック製品中の不良箇所を検出する。例えば、以下の実施例に用いた自動車用ハニカムセラミック中の内部クラック、セルの抜け、セル変形を非破壊的に評価することは非常に困難だった。これをＸ線ＣＴを用い得ることによって、上記欠陥検出を正確に把握することが可能となった。また、ハニカム成形体中の密度分布評価も可能となり、焼成時の変形に悪影響をおよぼす密度分布の低減にも有効であった。
【００２６】
実施例
（１）評価サンプル：自動車用ハニカムセラミック
（セル厚み：１００μｍ、セル密度：４００セル／ｉｎｃｈ２ ）
使用材料：コージェライト
サンプル形状：直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ
（２）使用設備
Ｘ線ＣＴ：マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム
Ｘ線ＣＴの主な評価条件
・検出器：イメージインテンシファイアー（Ｉ．Ｉ．）
・Ｘ線管電圧：１８０ｋｅＶ
・Ｘ線管電流：０．１５ｍＡ
・ＳＩＤ（Ｘ線線源と検出器の距離）：３００ｍｍ
・ＳＯＤ（Ｘ線線源とサンプルの距離）：２００ｍｍ
・撮影倍率（ＳＩＤ／ＳＯＤ）：１．５倍
・スライス厚み：０．５ｍｍ
【００２７】
（３）評価結果
（ａ） 図１２に示すシステム構成で、ハニカムにとって重要である各種欠陥（図１３（ａ）、（ｂ）に示す内部クラック、図１４（ａ）、（ｂ）に示す内部セル抜け、図１５（ａ）、（ｂ）に示す内部セル変形）を有するハニカムを用い、上記条件に従ってＸ線ＣＴによる断層観察を実施した。
（ｂ） 評価の結果、これまでの非破壊検査技術では評価不可能であったいずれの内部欠陥も、Ｘ線ＣＴを用いることで評価可能であった。
（ｃ） また、ハニカム成形体中の断面における密度分布についても評価を実施した。成形体中の密度分布は焼成過程でクラックや変形の発生原因となるため、均一な成形体を得る必要がある。従来、特に長尺サンプルでは、断面内の密度分布評価が正確にできなかったが、Ｘ線ＣＴを用いることで評価可能となった。結果を図１６に示す。なお、密度分布の求め方については、上述したＡ．セラミックスの密度分布評価で詳細に説明したように、セル部のグレイスケールを、予め求めたグレイスケールと嵩比重との関係から変換することで、求めることができる。
【００２８】
Ｄ．Ｘ線断層法によりセラミックスの気孔分布評価の例について：
本例の主眼
Ｘ線ＣＴを用いた非破壊手法を用いることによって、セラミック成形体、焼結体中の気孔分布状況を得る。セラミックは脆性材料であり、大きな気孔が存在するとその気孔を起点として破壊が発生し、強度低下の原因となるため、セラミック焼結体中の気孔を低減させることはセラミック製作時に重要である。従って、セラミック焼結体中の気孔分布状況を内部にわたって正確に評価する必要がある。セラミック成形体に気孔が存在する場合には、後工程の乾燥、脱バインダーおよび焼成工程で破損が発生する場合がある。従って、セラミック成形体の気孔発生状況を正確に把握することは、最終セラミック製品の信頼性を確保する上で重要である。セラミックフィルター等のポーラスセラミック材料の場合には、ある大きさの連続した気孔を得る必要がある。この場合、狙った気孔が正確に形成されているかを正確に判断する必要がある。以上の要望に対し、これまで、気孔評価は実体顕微鏡やＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いた表面観察が一般的であるが、これらの手法では表面観察しかできない。これに対して、Ｘ線ＣＴを用いる方法では、内部の気孔が評価可能となる。
【００２９】
実施例
（１）評価サンプル：窒化ケイ素焼結体（２種類：Ａ／気孔多、Ｂ／気孔小）
サンプル形状：４×３×Ｌ４０ｍｍ（ＪＩＳ Ｒ１６０１曲げ試験片）
（２）使用設備：
・Ｘ線ＣＴ：マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム
・金属顕微鏡法：半導体検査顕微鏡
（３）気孔分布評価条件
（ａ） Ｘ線ＣＴの主な評価条件
・検出器：ラインセンサー
・Ｘ線管電圧：１８０ｋＶｐ
・Ｘ線管電流：０．１５ｍＡ
・ＳＩＤ（Ｘ線線源と検出器の距離）：３００ｍｍ
・ＳＯＤ（Ｘ線線源とサンプルの距離）：１９ｍｍ
・撮影倍率（ＳＩＤ／ＳＯＤ）：１５．８倍
・スライス厚み：０．５ｍｍ
（ｂ） 金属顕微鏡の主な評価条件
・撮影倍率：総合倍率８０倍（対物レンズ１０倍、接眼レンズ８倍）
【００３０】
（４）評価方法
（ａ） 図１７に示すように、Ｘ線ＣＴでは、試験片の４×３の断面を１０断面（評価面積１２０ｍｍ）求め断層観察を実施した。
（ｂ） 金属顕微鏡では、Ｘ線ＣＴ評価に用いた同一サンプルを鏡面研磨後、Ｘ線ＣＴと同一評価面積（１２０ｍｍ）について観察した。
（ｃ） 両者の撮影画像を画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏ−Ｐｌｕｓ）を用いて気孔部を選別し、気孔分布状況の比較を行った。
（ｄ） 気孔径の異なる２種類の窒化ケイ素の評価結果を図１８（ａ）、（ｂ）に示す。両者の結果は非常に良く一致し、Ｘ線ＣＴを用いることによってセラミック表面のみでなく内部評価へも適用可能であることがわかる。また、本発明の技術によって、生産品のセラミック内部の気孔分布状況が観察可能であり、信頼性の向上に有益である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１発明によれば、試料好ましくはセラミックスまたは金属の試料に対しＸ線を照射し、試料内部のＸ線吸収係数の違いに基づくデジタル画像データとしてＸ線透過像を求め、求めたＸ線透過像のデジタル画像データを画像処理しているため、言い換えると、Ｘ線透過像をデジタルデータとして取り扱っているため、高い精度で試料の内部欠陥等を検査することができる。また、本発明の第２発明によれば、試料好ましくはセラミックスの試料に対し異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データから断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データを画像処理しているため、試料の断層面における諸特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例としてＸ線透過法を実施するシステムを示す図である。
【図２】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例における透過Ｘ線イメージの例を示す図である。
【図３】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例における嵩比重とグレイスケールの関係を示すグラフである。
【図４】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例において得られた密度分布の例を示す図である。
【図５】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例における口金の設置位置を説明するための図である。
【図７】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイルの測定位置を説明するための図である。
【図８】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイルの測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例における坏土押出後の口金の状態を示す図である。
【図１０】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるグレイスケールピーク値のと原料の押出長さとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイル変曲点の評価結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の一例としてＸ線断層法を実施するシステムを示す図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部クラックの例を示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部セル抜けの例を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部セル変形の例を示す図である。
【図１６】本発明のＸ線断層法を利用した一実施例として断面における密度分布測定結果を示す図である。
【図１７】本発明のＸ線断層法を利用した他の実施例におけるＸ線ＣＴの断面位置を示す図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した他の実施例における気孔分布評価結果を示すグラフである。
【図１９】従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１、 ２１ Ｘ線線源、２、２２ 試料、３ イメージングプレート、４ データ処理用ＰＣ、５ 画像処理用ＰＣ、１１ ハニカム成形用口金、１２ 坏土導入孔、１３ スリット、１４ 基体、１５ Ｎｉコーティング層、１６ Ｗ２ Ｃコーティング層、２３ 検出器、２４ 画像再構成部、２５ モニタ、５１ Ｘ線線源、５２ 試料、５３ Ｘ線フィルム、５４ Ｘ線透過像
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために使用するＸ線を用いた非破壊検査方法に関し、特にＸ線透過法またはＸ線断層法を用いた非破壊検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、素材、部品、部材を、分解あるいは破壊せずに欠陥の有無とその状態、対象物の性質、状態、内部構造等を調べるために、非破壊検査が行われている。非破壊検査として、従来、素材、部品、部材の内部検査のために、Ｘ線、γ線等の放射線を使用し、放射線の透過・散乱を利用する方法、超音波を利用し、超音波の伝播・反射透過を利用する方法が知られている。一般的に、超音波を利用した方法は単純形状の物体のみ対応できるのに対し、放射線を利用した方法は複雑形状も含む全形状の物体に対応できるとして知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１９はＸ線透過法を利用した従来の非破壊検査方法の一例を示す図である。図１９に示す例において、Ｘ線透過法を利用した非破壊検査では、Ｘ線線源５１から試料５２にＸ線を照射し、試料５２の内部のＸ線吸収係数の違いをフィルム５３上にＸ線透過像５４として視覚化し、フィルム５３上のＸ線透過像５４を目視で観察して、試料５２の内部の例えば欠陥等を検査していた。しかし、上述した従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法では、フィルム５３を用いたアナログ方式で欠陥等を視覚化して検査しているため、高い精度で欠陥を検査することができなかった。
【０００４】
また、従来、人体等の断層像を撮るためにＸ線断層法が知られている。そのようなＸ線断層法では、人体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによって断層像を視覚化し、人体の断層像を目視で観察して、病巣等を求めていた。しかし、上述した従来のＸ線断層法を利用した非破壊検査方法は、実際に試みられた対象が人体等に限られていた。そして、産業用への応用は余り一般的ではなかった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、Ｘ線透過法により高い精度で内部欠陥等を検査できる方法、および、Ｘ線断層法をセラミックスや金属に応用することで従来手に入れることのできなかったセラミックスや金属の断層面における内部欠陥等を検査できる方法、を含むＸ線を利用した非破壊検査方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法の第１発明は、Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データにおけるグレイスケールに基づいて、セラミックハニカム構造体の内部欠陥を判別することで、セラミックハニカム構造体の内部欠陥をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法の第２発明は、Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、予め求めたグレイスケールとセル断面の密度との関係に基づき、求めた断層像のデジタル画像データからセル断面の密度分布を求めることで、セラミックハニカム構造体におけるセル断面の密度をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のＸ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線を用いた非破壊検査方法では、セラミックハニカム構造体の試料に対し異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データから断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データを画像処理することで、試料の断層面における諸特性を測定できることを見い出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法のうちＸ線透過法により非破壊検査をするシステムの一例を示す図である。図１に示す例において、Ｘ線線源１から試料２にＸ線を照射し、透過Ｘ線分布をデジタル撮影用フィルムとしてのイメージングプレート３上に得る。得られた透過Ｘ線分布は、イメージングプレート３によりデータ処理用ＰＣ４を補助的に使用することでデジタル値に変換され、デジタル画像データとして求められる。求められたデジタル画像データは画像処理用ＰＣ５において画像処理され、試料の内部を非破壊で検査する。画像処理により非破壊で求める試料の内部の諸特性としては、後述するように、セラミックスの密度やハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗が例示できる。
【００１０】
図１に示すＸ線透過法の例では、撮影媒体としてこれまでのＸ線フィルムに替わり、イメージングプレート（ＩＰ）３を用いる点が特徴となる。イメージングプレート３上に照射された試料２の透過Ｘ線分布は、データ処理用ＰＣ４を利用してＡ／Ｄ変換され、一例として各画素が１０ビット（１０２４階調）を有するデジタル画像データに変換される。さらに、詳細な画像解析を行うため、得られたデジタル画像データを一例としてＴＩＦ形式に変換し、市販の画像解析ソフト（一例として、Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ）を用いて画像処理を実施する。
【００１１】
以下、Ｘ線透過法による非破壊検査の具体例として、Ａ．セラミックスの密度分布評価の例と、Ｂ．ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価の例を説明する。
【００１２】
Ａ．セラミックスの密度分布評価について：
本例の主眼
Ｘ線を用いた非破壊手法を用いることによって、平板セラミック成形体、焼結体の全体の密度分布を得る。従来行っていたアルキメデス法による密度測定では、サンプルから小試験片を切り出し評価するため、全体の密度分布を評価するには非常に時間が掛かる。また、サンプルサイズが大き過ぎると詳細な分布状況が得られないし、サンプルサイズが小さ過ぎると重量測定の際に測定誤差が大きくなる問題がある。例えば、以下の実施例に用いたＳｉＣ成形体から作成するＳｉＳｉＣ材料ではＳｉＣの成形体に金属Ｓｉを含浸させるが、成形体に密度分布が存在すると金属Ｓｉの含浸状態が部分的に異なり最終製品の材料特性が不均一になる。また、成形体密度分布が大きすぎる場合には、金属Ｓｉ含浸時に破損する問題もある。他のセラミック成形体についても大きな密度分布が存在する場合には、焼結過程で破損する問題がある。さらに、焼結体の密度分布については、残留応力の発生原因となり、材料の強度低下原因となる可能性がある。
【００１３】
実施例
（１）評価サンプル：ＳｉＣプレス成形体
成形方法：一軸プレス成形
成形圧力：５００ｋｇｆ／ｃｍ２ （４９ＭＰａ）
成形体形状：２００×２００×ｔ１０ｍｍ
（２）使用設備
・Ｘ線発生装置：最大管電圧３２０ｋＶｐ
・デジタル画像処理装置
・撮影媒体：イメージングプレート（ＩＰ）
・画像解析ソフト：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ 版）
・Ｘ線照射条件：
管電圧：５０ｋｖｐ
管電流：０．５ｍＡ
照射時間：２０秒
【００１４】
（３）評価方法
（ａ） サンプルの厚み方向にＸ線を照射し、サンプルの透過Ｘ線分布をＩＰ上に得る。
（ｂ） ＩＰの出力をデータ処理用ＰＣを用いてデジタル画像データに変換する。透過Ｘ線イメージを図２に示す。
（ｃ） 得られたデジタル画像データをもとにビットマップ解析を行い、透過Ｘ線分布のマトリックスデータ（グレイスケール）を得る。
（ｄ） 評価サンプルの各部位から５ｍｍ角のサンプルを１０個切り出し、アルキメデス法による嵩比重測定を実施する。
（ｅ） 各サンプルのアルキメデス法による嵩比重測定結果と該当する透過Ｘ線試験で得られたグレイスケールとの関係式を得る。アルキメデス法による嵩比重測定結果とグレイスケールとの対応の一例を以下の表１に示すとともに、図３にグラフとしても示す。
（ｆ） 得られた関係式を用い、グレイスケールから密度値に変換する。
（ｇ） 透過Ｘ線分布を密度分布に変換する。変換して得られたセラミック平板成形体の密度分布を図４に示す。
【００１５】
【表１】
（４）考察
上述した結果から、セラミック成形体にＸ線を照射し、サンプル透過後の透過Ｘ線デジタルデータ（グレイスケール）の分布から、密度分布への変換が可能であり試験片全体の密度分布状況の把握が可能となることがわかる。従来から行われているサンプルから小試験片を切り出し評価するアルキメデス法では、代表的な部位から試験片を切り出す部分的な評価であり、全体の評価は困難であった。全体の密度分布を評価するためにサンプル全体に渡り小試験片を切り出し評価するには、膨大な時間が必要であり、また、サンプルサイズを小さくするにも限界があり、不連続な密度結果しか得られない。本発明のＸ線を用いた非破壊手法によって、全体の密度分布が正確かつ簡便に評価可能となった。
【００１７】
Ｂ．ハニカム成形用口金のコーティング層の摩耗評価について：
本例の主眼
Ｘ線を用いた非破壊手法を用いることによって、金型等のコーティング層（耐摩耗特性向上、耐酸化等を目的とした異種材料コーティング層）の摩耗状況（量）を得る。例えば、セラミック材料の成形用金型の場合、金型表面の摩耗が激しく、耐摩耗特性に優れたニッケル、タングステンカーバイト等のコーティング層を金型表面に形成する。通常、量産現場では、コーティング層が摩耗した時点で再コーティングを行うことで、金型自体は再利用される。しかし、部分的に摩耗が進行した場合には、金型使用中にベース金属まで摩耗が進行し、場合によっては再コーティング（再利用）が不可能である。金型の表面部であれば、外観観察によってある程度摩耗状況の把握が可能であるが、定量的な判断は困難であり、また外観観察が不可能な場合には摩耗状況の把握が不可能である。本例の透過Ｘ線を用いた手法では、対象となる金型等にＸ線を照射し、金型透過後の透過Ｘ線分布のデジタルデータを用いることによって、摩耗状況の把握（定量化）が可能となった。
【００１８】
実施例
（１）評価サンプル：ハニカム成形用口金
（２）使用設備
・Ｘ線発生装置：マイクロフォーカスＸ線（最大管電圧２２５ｋＶ）
・デジタル画像処理装置
・撮影媒体：イメージングプレート（ＩＰ）
・画像解析ソフト：Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（Ｗｉｎｄｏｗｓ 版）
・Ｘ線照射条件：
管電圧：１９５ｋｖｐ
管電流：０．１ｍＡ
撮影倍率：２０倍
照射時間：６０秒
【００１９】
（３）評価方法
（ａ） 坏土が通過する面にコーティング層を設けたハニカム成形用口金を準備した。図５はハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。ハニカム成形用口金１１は、坏土を供給する坏土導入孔１２と、それに連通するスリット１３とからなり、ステンレス鋼（Ｃ−４５０）からなる基体１４の坏土が通過する面に、Ｎｉコーティング層１５を形成し、その上にＷ２ Ｃコーティング層１６を形成して構成されている。後の説明の都合上、スリット１３の溝幅の半分をＡ、Ｗ２ Ｃコーティング層１６の厚さをＢ、坏土導入孔１２のスリット１３におけるＷ２ Ｃコーティング層１６までの孔径をＣとする。
（ｂ） 図６（ａ）に示すように、Ｘ線線源１とイメージングプレート３との間に口金１１を設置した。この際、図６（ｂ）に示すように、口金１１は原料の入口側である坏土導入孔１２側をＸ線の線源１側に、原料の出口側であるスリット１３側をイメージングプレート３側になるよう設置した。さらに、図６（ｂ）に示すように、撮影の際には一つのスリット１３の部分を拡大撮影し、Ｘ線の光軸中心と口金１１のスリット１３の中心とが一致するように、口金１１の設置位置を微調整した。
【００２０】
（ｃ） イメージングプレート３上に得られた透過Ｘ線撮影像のデジタル画像に対し、画像解析ソフトを用いて口金スリット部のライン・プロファイル測定を実施した。ライン・プロファイルの測定は、図７に示すように、一つの口金１１のスリット部について各４個所について評価を実施した。
（ｄ） 得られたライン・プロファイルの測定結果を図８に示す。図８に示す例において評価した口金１１としては、原料の押出実験を行いながら（５００ｍ毎の抜き取り）抜き取り評価を行い、バージン（０ｍ）、５００ｍ、１０００ｍ、１５００ｍ、２０００ｍ、２５００ｍの６水準の評価を行った。図８において、Ａ部、Ｂ部、Ｃ部は上述した図５で示した例に対応し、Ａ部はスリット部で口金の無い部位であり、空気以外にＸ線を吸収するものなく、グレイスケールは０である。Ｂ部は、Ｗ２ Ｃコーティングが施された部位であり、Ｗ２ Ｃは口金基材のステンレス鋼と比較してＸ線吸収係数が大きい材料であるため、高いグレイスケールを示した。Ｃ部は坏土導入孔底部のフラット部であり、グレイスケールはフラットである。
【００２１】
（４）考察
図８のライン・プロファイルの測定結果から以下のことがわかった。
（ａ） 原料の押出長さが長くなるに従って、グレイスケールのプロファイル全体が低下する傾向にある。これは、最表面のＷ２ Ｃコーティング層が摩耗することによって、Ｘ線の吸収が少なくなったためである。
（ｂ） グレイスケールのプロファイル中、Ｂ部のＷ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値は、押出長さが長くなるに従って、大きく減少する。これは、坏土導入孔とスリットの交点で摩耗が著しく進むために、Ｘ線の吸収が少なくなったためである。
（ｃ） 押出長さが長くなると、Ｃ部の坏土導入孔底部のフラット部において変曲点が発生する。これは、使用後の口金では、図９に示すような摩耗状態を示し、坏土導入孔とスリットとの交点で摩耗が著しく進み、Ｗ２ Ｃコーティング層が減少し、Ｄ点の部位を表すものと考えられる。
【００２２】
以上の考察から、以下の解析結果を得ることができる。
（ａ） Ｂ部Ｗ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値の評価
図１０に、原料押出長さとＢ部Ｗ２ Ｃコーティング層に見られるグレイスケールのピーク値の関係を示す。図１０から明らかな様に、原料の押出長さが長くなるにつれてグレイスケールのピーク値は減少することがわかる。これは、Ｗ２ Ｃコーティング層が摩耗する現象を良く表し、ハニカム成形用口金の摩耗状態を把握することが可能である。
（ｂ） Ｃ部グレイスケールのプロファイル中の変曲点の評価
図１１に、透過Ｘ線ライン・プロファイルに見られたＣ部の変曲点寸法と、同一口金を切断後に測定顕微鏡を用いてＤ部の坏土導入孔とスリットの交点の寸法とを比較調査した結果を示す。図１１から明らかな様に、両者は非常に良い一致を示し、透過Ｘ線ライン・プロファイルで得られた変曲点によって、口金摩耗先端を評価可能である。
【００２３】
次に、本発明のＸ線を利用した非破壊検査のうちＸ線断層法を利用した例について説明する。図１２は、本発明のＸ線を利用した非破壊検査方法のうちＸ線断層法により非破壊検査をするシステムの一例を示す図である。図１２に示す例において、Ｘ線線源２１から、試料２２を回転させることで、試料２２に異なる方向からＸ線を照射する。検出器２３で得られる各方向からの画像データを画像再構成部２４で再構成することで、断層像を視覚化してモニタ２５上に表示する。これにより試料の内部を非破壊で検査する。
【００２４】
以下、Ｘ線断層法による非破壊検査の具体例として、Ｃ．Ｘ線断層法によるセラミックスの欠陥検出の例と、Ｄ．Ｘ線断層法によりセラミックスの気孔分布評価の例を説明する。
【００２５】
Ｃ．Ｘ線断層法によるセラミックスの欠陥検出の例について：
本例の主眼
Ｘ線断層法（以下、Ｘ線ＣＴとの記す）を用いた非破壊手法を用いることによって、これまでの非破壊検査技術（透過Ｘ線、超音波探傷、光を用いた観察等）では検出不可能であったセラミック製品中の不良箇所を検出する。例えば、以下の実施例に用いた自動車用ハニカムセラミック中の内部クラック、セルの抜け、セル変形を非破壊的に評価することは非常に困難だった。これをＸ線ＣＴを用い得ることによって、上記欠陥検出を正確に把握することが可能となった。また、ハニカム成形体中の密度分布評価も可能となり、焼成時の変形に悪影響をおよぼす密度分布の低減にも有効であった。
【００２６】
実施例
（１）評価サンプル：自動車用ハニカムセラミック
（セル厚み：１００μｍ、セル密度：４００セル／ｉｎｃｈ２ ）
使用材料：コージェライト
サンプル形状：直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ
（２）使用設備
Ｘ線ＣＴ：マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム
Ｘ線ＣＴの主な評価条件
・検出器：イメージインテンシファイアー（Ｉ．Ｉ．）
・Ｘ線管電圧：１８０ｋｅＶ
・Ｘ線管電流：０．１５ｍＡ
・ＳＩＤ（Ｘ線線源と検出器の距離）：３００ｍｍ
・ＳＯＤ（Ｘ線線源とサンプルの距離）：２００ｍｍ
・撮影倍率（ＳＩＤ／ＳＯＤ）：１．５倍
・スライス厚み：０．５ｍｍ
【００２７】
（３）評価結果
（ａ） 図１２に示すシステム構成で、ハニカムにとって重要である各種欠陥（図１３（ａ）、（ｂ）に示す内部クラック、図１４（ａ）、（ｂ）に示す内部セル抜け、図１５（ａ）、（ｂ）に示す内部セル変形）を有するハニカムを用い、上記条件に従ってＸ線ＣＴによる断層観察を実施した。
（ｂ） 評価の結果、これまでの非破壊検査技術では評価不可能であったいずれの内部欠陥も、Ｘ線ＣＴを用いることで評価可能であった。
（ｃ） また、ハニカム成形体中の断面における密度分布についても評価を実施した。成形体中の密度分布は焼成過程でクラックや変形の発生原因となるため、均一な成形体を得る必要がある。従来、特に長尺サンプルでは、断面内の密度分布評価が正確にできなかったが、Ｘ線ＣＴを用いることで評価可能となった。結果を図１６に示す。なお、密度分布の求め方については、上述したＡ．セラミックスの密度分布評価で詳細に説明したように、セル部のグレイスケールを、予め求めたグレイスケールと嵩比重との関係から変換することで、求めることができる。
【００２８】
Ｄ．Ｘ線断層法によりセラミックスの気孔分布評価の例について：
本例の主眼
Ｘ線ＣＴを用いた非破壊手法を用いることによって、セラミック成形体、焼結体中の気孔分布状況を得る。セラミックは脆性材料であり、大きな気孔が存在するとその気孔を起点として破壊が発生し、強度低下の原因となるため、セラミック焼結体中の気孔を低減させることはセラミック製作時に重要である。従って、セラミック焼結体中の気孔分布状況を内部にわたって正確に評価する必要がある。セラミック成形体に気孔が存在する場合には、後工程の乾燥、脱バインダーおよび焼成工程で破損が発生する場合がある。従って、セラミック成形体の気孔発生状況を正確に把握することは、最終セラミック製品の信頼性を確保する上で重要である。セラミックフィルター等のポーラスセラミック材料の場合には、ある大きさの連続した気孔を得る必要がある。この場合、狙った気孔が正確に形成されているかを正確に判断する必要がある。以上の要望に対し、これまで、気孔評価は実体顕微鏡やＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いた表面観察が一般的であるが、これらの手法では表面観察しかできない。これに対して、Ｘ線ＣＴを用いる方法では、内部の気孔が評価可能となる。
【００２９】
実施例
（１）評価サンプル：窒化ケイ素焼結体（２種類：Ａ／気孔多、Ｂ／気孔小）
サンプル形状：４×３×Ｌ４０ｍｍ（ＪＩＳ Ｒ１６０１曲げ試験片）
（２）使用設備：
・Ｘ線ＣＴ：マイクロフォーカスＸ線ＣＴシステム
・金属顕微鏡法：半導体検査顕微鏡
（３）気孔分布評価条件
（ａ） Ｘ線ＣＴの主な評価条件
・検出器：ラインセンサー
・Ｘ線管電圧：１８０ｋＶｐ
・Ｘ線管電流：０．１５ｍＡ
・ＳＩＤ（Ｘ線線源と検出器の距離）：３００ｍｍ
・ＳＯＤ（Ｘ線線源とサンプルの距離）：１９ｍｍ
・撮影倍率（ＳＩＤ／ＳＯＤ）：１５．８倍
・スライス厚み：０．５ｍｍ
（ｂ） 金属顕微鏡の主な評価条件
・撮影倍率：総合倍率８０倍（対物レンズ１０倍、接眼レンズ８倍）
【００３０】
（４）評価方法
（ａ） 図１７に示すように、Ｘ線ＣＴでは、試験片の４×３の断面を１０断面（評価面積１２０ｍｍ）求め断層観察を実施した。
（ｂ） 金属顕微鏡では、Ｘ線ＣＴ評価に用いた同一サンプルを鏡面研磨後、Ｘ線ＣＴと同一評価面積（１２０ｍｍ）について観察した。
（ｃ） 両者の撮影画像を画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏ−Ｐｌｕｓ）を用いて気孔部を選別し、気孔分布状況の比較を行った。
（ｄ） 気孔径の異なる２種類の窒化ケイ素の評価結果を図１８（ａ）、（ｂ）に示す。両者の結果は非常に良く一致し、Ｘ線ＣＴを用いることによってセラミック表面のみでなく内部評価へも適用可能であることがわかる。また、本発明の技術によって、生産品のセラミック内部の気孔分布状況が観察可能であり、信頼性の向上に有益である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の第１発明によれば、試料好ましくはセラミックスまたは金属の試料に対しＸ線を照射し、試料内部のＸ線吸収係数の違いに基づくデジタル画像データとしてＸ線透過像を求め、求めたＸ線透過像のデジタル画像データを画像処理しているため、言い換えると、Ｘ線透過像をデジタルデータとして取り扱っているため、高い精度で試料の内部欠陥等を検査することができる。また、本発明の第２発明によれば、試料好ましくはセラミックスの試料に対し異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データから断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データを画像処理しているため、試料の断層面における諸特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例としてＸ線透過法を実施するシステムを示す図である。
【図２】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例における透過Ｘ線イメージの例を示す図である。
【図３】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例における嵩比重とグレイスケールの関係を示すグラフである。
【図４】本発明のＸ線透過法を利用した一実施例において得られた密度分布の例を示す図である。
【図５】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるハニカム成形用口金の部分断面を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例における口金の設置位置を説明するための図である。
【図７】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイルの測定位置を説明するための図である。
【図８】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイルの測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例における坏土押出後の口金の状態を示す図である。
【図１０】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるグレイスケールピーク値のと原料の押出長さとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明のＸ線透過法を利用した他の実施例におけるライン・プロファイル変曲点の評価結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の一例としてＸ線断層法を実施するシステムを示す図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部クラックの例を示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部セル抜けの例を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した一実施例における内部セル変形の例を示す図である。
【図１６】本発明のＸ線断層法を利用した一実施例として断面における密度分布測定結果を示す図である。
【図１７】本発明のＸ線断層法を利用した他の実施例におけるＸ線ＣＴの断面位置を示す図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のＸ線断層法を利用した他の実施例における気孔分布評価結果を示すグラフである。
【図１９】従来のＸ線透過法を利用した非破壊検査方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
１、 ２１ Ｘ線線源、２、２２ 試料、３ イメージングプレート、４ データ処理用ＰＣ、５ 画像処理用ＰＣ、１１ ハニカム成形用口金、１２ 坏土導入孔、１３ スリット、１４ 基体、１５ Ｎｉコーティング層、１６ Ｗ２ Ｃコーティング層、２３ 検出器、２４ 画像再構成部、２５ モニタ、５１ Ｘ線線源、５２ 試料、５３ Ｘ線フィルム、５４ Ｘ線透過像
Claims (2)
- Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、求めた断層像のデジタル画像データにおけるグレイスケールに基づいて、セラミックハニカム構造体の内部欠陥を判別することで、セラミックハニカム構造体の内部欠陥をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするＸ線を用いた非破壊検査方法。
- Ｘ線と検出器との間に被検査体であるサンプルを配置したＸ線断層法により試料の内部を非破壊で検査するＸ線を用いた非破壊検査方法であって、セラミックハニカム構造体に異なる方向からＸ線を照射し、各方向から得られた画像データを再構成することによってデジタル画像データからなる断層像を求め、予め求めたグレイスケールとセル断面の密度との関係に基づき、求めた断層像のデジタル画像データからセル断面の密度分布を求めることで、セラミックハニカム構造体におけるセル断面の密度をＸ線断層法により非破壊で求めることを特徴とするＸ線を用いた非破壊検査方法。
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