JP4123816B2 - 被検査物の厚さ測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査物にＸ線を照射し、被検査物を透過したＸ線を測定し、透過Ｘ線強度から被検査物の厚さを求める被検査物の厚さ測定方法に関するものである。詳細には、角型リチウムイオン電池ケースの厚さを測定するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の被検査物の厚さの測定方法を図５に示す。図５において、Ｘ線源１１から発生したＸ線は、被検査物１２を透過する。この被検査物１２を透過したＸ線の強度値をラインセンサ１４にて測定する。詳細な説明は省略するが、上記透過Ｘ線強度値と被検査物１２の厚さには一定の相関関係があり、この関係より、被検査物１２の厚さをもとめる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の測定方法では、温度ドリフト等の影響でＸ線源の出力やラインセンサの測定感度は稼動時間により変化するため、同一の厚さの被検査物であっても、被検査物の透過Ｘ線強度値は測定した時刻により変化する。このため、正確に被検査物の厚さを測定する事が出来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は被検査物と同材質で厚さが既知な第１参照物体および基準となる校正板にＸ線源から同時にＸ線を照射し、前記第１参照物体を透過した第１参照強度値と前記校正板を透過した校正板第１強度値とをラインセンサにより同時に測定し、前記被検査物と同材質で厚さが既知な第２参照物体および基準となる前記校正板に前記Ｘ線源から同時にＸ線を照射し、前記第２参照物体を透過した第２参照強度値と前記校正板を透過した校正板第２強度値とを前記ラインセンサにより同時に測定する第１工程と、前記被検査物と前記校正板とに前記Ｘ線源から同時にＸ線を照射し、前記被検査物を透過した被検査強度値と前記校正板を透過した校正板第３強度値とを前記ラインセンサにより同時に測定する第２工程と、前記第１参照強度値を前記校正板第１強度値に基づいて補正し、前記第２参照強度値を前記校正板第２強度値に基づいて補正し、前記被検査強度値を前記校正板第３強度値に基づいて補正した後に、前記補正された強度値を夫々用いて前記第１参照強度値と第２参照強度値と複数の前記参照物体の厚さとの関係式を求め、前記被検査強度値と前記関係式とから前記被検査物の厚さを求めることを特徴とする。
【０００６】
これにより、被検査物の透過Ｘ線強度値を用いて、被検査物の厚さを正確に測定することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に本発明の実施の形態を示す。
【０００８】
図１に本発明の測定方法を実施する装置の概略図を示す。図１において１１はＸ線源である。被検査物１２と校正板１３は図に示す様に、同一平面内で重ならないように配置されている。Ｘ線源１１から発生したＸ線は、被検査物１２と校正板１３を個別に透過し、透過Ｘ線測定手段であるラインセンサ１４で、被検査物１２と校正板１３を個別に透過したＸ線強度値を測定する。ここで被検査物１２は図１の矢印方向にＸ線源１１とラインセンサ１４に対し相対的に移動し、被検査物１２全面の透過Ｘ線強度値を測定する。ラインセンサ１４で測定した透過Ｘ線強度値は演算手段１５に入力される。
【０００９】
図２は、図１の測定装置にて参照物体を透過したＸ線強度値を測定する測定方法を示す概念図である。図２に示すように、Ｘ線源１１とラインセンサ１４の間に厚さが既知の参照物体（第１の参照物体１６、第２の参照物体１７、第３の参照物体１８）を配置する。この第１の参照物体１６、第２の参照物体１７、第３の参照物体１８の厚さＸｓ1，Ｘｓ2，Ｘｓ3は夫々厚さが異なっており、夫々被検査物と同一の材質（例えばＡｌ）である。そして、第１の参照物体１６、第２の参照物体１７、第３の参照物体１８を夫々透過したＸ線強度値をラインセンサ１４で測定する。
【００１０】
次にＸ線源１１の出力とラインセンサ１４測定感度の校正を行うため、図３に示すように、ラインセンサで測定した第１の参照物体、第２の参照物体、第３の参照物体の透過Ｘ線強度値を夫々Ｙｓ1，Ｙｓ2，Ｙｓ3とし、実際の第１の参照物体、第２の参照物体、第３の参照物体の厚さの夫々対応する点をＡ（Ｘｓ1，Ｙｓ1），Ｂ（Ｘｓ2，Ｙｓ2），Ｃ（Ｘｓ3，Ｙｓ3）とし、Ｘ線透過強度Ｙｓと参照物体の実際の厚さＸｓとを軸としたグラフ上にプロットする。一般的に、減衰係数をμ、オフセット値をαとすると、Ｘ線透過強度Ｙｓと参照物体の厚さＸｓには次に示す式（１）の関係が成立する。
【００１１】
【数１】
図３に示すグラフ上において、式（１）で表される曲線１９が、点Ａ，Ｂ，Ｃの付近を通るように、減衰係数をμ、オフセット値をαを決定する。
【００１３】
式（１）を参照物体の厚さＸｓを求める式に変換したものが次の式（２）である。
【００１４】
【数２】
ここで、この式（２）において、参照物体のＸ線透過強度値を被検査物の透過Ｘ線強度値へ置き換えて、図１の厚さ測定装置で、被検査物の厚さを測定し、非検査物の厚みの測定は可能であるが、Ｘ線源やラインセンサの温度ドリフト等の影響で、正確に被検査物の厚さを測定し続ける事はできない。
【００１６】
そこで厚さ測定装置のＸ線源やラインセンサの温度ドリフト等の影響に左右されずに、被検査物の厚さを測定するために、図２の測定装置の校正板１３を用い、次に示す方法で被検査物の厚さを測定する。
【００１７】
まず、図２の測定装置で第１から第３の参照物体を透過したＸ線の強度値と校正板１３を透過したＸ線の強度値を測定する。この時の、校正板１３を透過したＸ線の強度値の平均値をＹｃとし、第１から第３の参照物体を透過したＸ線の強度値Ｙｓ＝Ｙｓ1，Ｙｓ2，Ｙｓ3、校正板１３を透過したＸ線の強度値をＹｋとすると、透過したＸ線の強度値から求める参照物体の厚さＺｓは式（２）を変形した次に示す式（３）で求められる。
【００１８】
【数３】
式（３）で求めた第１の参照物体、第２の参照物体、第３の参照物体の厚さをそれぞれＺｓ1，Ｚｓ2，Ｚｓ3とし、実際の第１の参照物体、第２の参照物体、第３の参照物体の厚さＸｓ1，Ｘｓ2，Ｘｓ3との、夫々対応する点をＡ１（Ｘｓ1，Ｚｓ1），Ｂ１（Ｘｓ2，Ｚｓ2），Ｃ１（Ｘｓ3，Ｚｓ3）とし、点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を図４に示すように、Ｘｓと、Ｚｓを軸としたグラフ上にプロットする。
【００２１】
【数４】
図４のグラフ上で、式（４）で示す直線が直線２０に近似する様に係数ａと係数ｂを求める。
【００２３】
次に図１の測定装置で被検査物を透過したＸ線の強度値をＹｗとすると、求める被検査物の厚さＺｗは式（５）で求められる。
【００２４】
【数５】
このようにして、校正板を透過したＸ線の強度値と被検査物を透過したＸ線の強度値とを式（５）に代入し、被検査物の厚さを求めることが出来る。
【００２６】
このように、校正板を透過したＸ線強度値を常に測定し演算することで、厚さ測定装置のＸ線源やラインセンサ（測定手段）の温度ドリフト等の影響に左右されずに、被検査物の厚さを正確に測定する事が可能になる。
【００２７】
本実施例では、想定される被検査物の厚さは１００μｍで材質はＡｌ、校正板の厚さ１００μｍで材質はＡｌ、材質Ａｌの第１の参照物体、第２の参照物体、第３の参照物体各々の厚さを５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍとした。この場合、点Ａは（５０，２００）、点Ｂは（１００，１１０）、点Ｃは（１５０，９０）、となり、減衰係数μは０．００８、オフセット値αは５．６であった。またＹｃは１１０、点Ａ１は（５０，４０．５）、点Ｂ１は（１００，１１７．７）、点Ｃ１は（１５０，１４４．５）、となり、係数ａは１．０４、係数ｂは‐３．１６であった。なお本実施の形態はこれらの数値に限定されるものではない。
【００２８】
なお、本実施の形態では参照物体の個数は３個としたが、個数に限定は無く、少なくとも一つの厚さが異なる参照物体であればよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、説明を明瞭にするため参照物体の透過Ｘ線強度値測定は２回行っているが、参照物体の透過Ｘ線強度値測定は、図１の測定装置で、第１から第３の参照物体と、校正板と、を透過したＸ線の強度値を測定する工程での、１回の測定のであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被検査物と同一の材質で、少なくとも一つの厚さの異なる複数の参照物体を透過した夫々のＸ線の強度値を測定し、夫々の厚さの参照物体を透過したＸ線の強度値と、夫々に対応する参照物体の既知の厚さとの関係を求め、被検査物と校正板を透過した夫々のＸ線の強度値と、前記参照物体の透過Ｘ線強度値との関係から被検査物の厚さを測定するため、温度ドリフト等の影響で、Ｘ線源の出力や、ラインセンサの測定感度が、稼動時間により変化しても、正確に被検査物の厚さを測定する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の測定方法を実施する装置の概略を示す図
【図２】本発明の実施の形態の参照物体を透過したＸ線強度値を測定する概念図
【図３】本発明の実施の形態の参照物体の透過Ｘ線強度値と実際の厚さのグラフ
【図４】本発明の実施の形態の式（３）で求めた参照物体の厚さと既知の厚さのグラフ
【図５】従来の被検査物の厚さの測定方法を示す概略図
【符号の説明】
１１ Ｘ線源
１２ 被検査物
１３ 校正板
１４ ラインセンサ（測定手段）
１６ 第１の参照物体
１７ 第２の参照物体
１８ 第３の参照物体
Claims (1)
- 被検査物と同材質で厚さが既知な第１参照物体および基準となる校正板にＸ線源から同時にＸ線を照射し、前記第１参照物体を透過した第１参照強度値と前記校正板を透過した校正板第１強度値とをラインセンサにより同時に測定し、前記被検査物と同材質で厚さが既知な第２参照物体および基準となる前記校正板に前記Ｘ線源から同時にＸ線を照射し、前記第２参照物体を透過した第２参照強度値と前記校正板を透過した校正板第２強度値とを前記ラインセンサにより同時に測定する第１工程と、
前記被検査物と前記校正板とに前記Ｘ線源から同時にＸ線を照射し、前記被検査物を透過した被検査強度値と前記校正板を透過した校正板第３強度値とを前記ラインセンサにより同時に測定する第２工程と、
前記第１参照強度値を前記校正板第１強度値に基づいて補正し、前記第２参照強度値を前記校正板第２強度値に基づいて補正し、前記被検査強度値を前記校正板第３強度値に基づいて補正した後に、前記補正された強度値を夫々用いて前記第１参照強度値と第２参照強度値と複数の前記参照物体の厚さとの関係式を求め、前記被検査強度値と前記関係式とから前記被検査物の厚さを求めること
を特徴とする被検査物の厚さ測定方法。
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