JP4530523B2

JP4530523B2 - Ｘ線異物検出装置

Info

Publication number: JP4530523B2
Application number: JP2000361414A
Authority: JP
Inventors: 俊阿部; 智保大槻
Original assignee: アンリツ産機システム株式会社
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: JP2002168806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの各品種の被検査物に対し、Ｘ線を曝射したときのＸ線の透過量から被検査物中の異物を検出するＸ線異物検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線異物検出装置は、搬送ライン上を順次搬送されてくる例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの各品種の被検査物にＸ線を曝射し、この曝射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出する装置である。
【０００３】
この種のＸ線異物検出装置において、被検査物を透過してくるＸ線は、Ｘ線を光に変換するシンチレータと、光を電気信号に変換するフォトダイオードから構成されるラインセンサによって検出される。ラインセンサは、被検査物の搬送方向と直交する方向にライン状に整列して複数のフォトダイオードが配置され、このフォトダイオード上にシンチレータが設けられたアレイ状に構成されたものである。
【０００４】
ところで、上記ラインセンサにおけるフォトダイオードは、受光量に応じて電流を出力するが、Ｘ線の照射によりダメージを受け、受光していない状態でも電流（暗電流）を出力する特性を有している。この電流は、Ｘ線の照射時間により増大する傾向を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、フォトダイオードにおける暗電流が増大しても、ソフト的に暗電流が無いものと見なしてオフセットすることにより使用することも可能であったが、暗電流が一定量を越えると使用できないという問題があった。
【０００６】
ところで、被検査物にＸ線を曝射するＸ線発生器にも当然寿命があるが、この種のＸ線異物検出装置では、Ｘ線発生器から出射されるＸ線がラインセンサの受光面に合わせてスリットにより絞り込んだ状態で被検査物に曝射されるので、正確なＸ線量を測定することができなかった。そこで、従来は、ラインセンサの感度が鈍った場合、Ｘ線発生器またはラインセンサの一方を交換し、そのときの画像を見てＸ線発生器またはラインセンサのどちらが寿命であるかを判断していた。このため、寿命かどうか判らない状態でラインセンサを交換していることがあり得た。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ラインセンサの寿命を事前に知ることができるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るＸ線異物検出装置は、Ｘ線発生器９から被検査物２にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるＸ線をＸ線検出器１０で検出し、該Ｘ線検出器の検出に基づく前記Ｘ線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検査するＸ線異物検出装置１において、
前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を光に変換するシンチレータ２２と、該シンチレータにより変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード２１とを有するアレイ状のラインセンサ２３からなり、
前記シンチレータの一部に照射されるＸ線を遮蔽するように前記Ｘ線発生器と前記シンチレータとの間のＸ線が通る軌跡上に配設されたマスク部材２４と、
前記Ｘ線発生器がＸ線を放射していない状態での前記フォトダイオードの暗電流と、前記マスク部材でＸ線が遮蔽された前記シンチレータの下部に位置する前記フォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が予め設定された値を越えたときに前記ラインセンサを寿命と判定する制御手段１３とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係るＸ線異物検出装置は、Ｘ線発生器９から被検査物２にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるＸ線をＸ線検出器１０で検出し、該Ｘ線検出器の検出に基づく前記Ｘ線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検査するＸ線異物検出装置１において、
前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を光に変換するシンチレータ２２と、該シンチレータにより変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード２１とを有するアレイ状のラインセンサ２３からなり、
前記フォトダイオードの一部がＸ線の照射されないダミーのフォトダイオード２１Ｃで構成され、
前記Ｘ線発生器がＸ線を放射していない状態での前記フォトダイオードの暗電流と、前記ダミーのフォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が予め設定された値を越えたときに前記ラインセンサを寿命と判定する制御手段１３とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係るＸ線異物検出装置は、請求項１又は２のＸ線異物検出装置において、
前記制御手段１３は、前記ラインセンサ２３が寿命と判定されたときに、前記ラインセンサが寿命で交換が必要な旨の表示及び又は前記ラインセンサが寿命である旨のアラーム音又はアラーム表示の出力を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明のＸ線異物検出装置１は、Ｘ線発生器９がＸ線を放射していない状態で、Ｘ線が照射される位置のフォトダイオード２１Ａの暗電流と、Ｘ線が全く照射されない位置のフォトダイオード２１Ｂ（２１Ｃ）の暗電流とを比較し、その差が設定値以上となったときにラインセンサ２３が寿命であると判定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるＸ線異物検出装置の全体構成を示すブロック図、図２は同Ｘ線異物検出装置の外観を示す斜視図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送ラインの一部に設けられ、所定間隔をおいて順次搬送されてくる被検査物２中（表面も含む）に混入される異物の有無の検出するものである。図２に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部３と異物検出部４とが装置本体１ａ内部に設けられ、設定入力部５と表示器６からなる操作パネル７が装置本体１ａの前面上部に設けられている。
【００１４】
図２に示すように、搬送部３は、例えば装置本体１ａに対して水平に配置されたベルトコンベアで構成され、例えば生肉、魚、加工食品、医薬などの各品種の被検査物２を搬送している。搬送部３は、駆動モータ８の駆動により予め設定された所定の搬送速度で図１の矢印方向に搬入口３ａから搬入された被検査物２を搬出口３ｂへ搬出している。
【００１５】
図１および図２に示すように、異物検出部４は、搬送される被検査物２を搬送路途中において異物を検出するもので、ベルトコンベア３の上方に所定高さ離れて設けられるＸ線発生器９と、ベルトコンベア３内にＸ線発生器９と対向して設けられるＸ線検出器１０を備えて構成される。
【００１６】
設定入力部５は、被検査物２の異物検査に関する各種設定や指示を与えるための複数のキーを備えている。特に図示はしないが、例えば装置運転の開始を指示するときに操作されるスタートキー、装置運転の停止を指示するときに操作されるストップキー、表示器６に表示される画像を固定表示するモードと、表示器６に表示される画像を被検査物２の動きに合わせてスクロール表示するモードのいずれかに選択的に画面を切り替えるときに操作される画面切替キーなどを備えている。
【００１７】
Ｘ線発生器９は、金属製の箱体１１内部に設けられる円筒状のＸ線管１２を不図示の絶縁油により浸漬した構成であり、Ｘ線管１２の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管１２は、その長手方向が被検査物２の搬送方向（図１の矢印方向）と直交するように設けられている。Ｘ線管１２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、長手方向に沿った不図示のスリットを介して、略円錐状のＸ線を略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。
【００１８】
Ｘ線検出器１０は、被検査物２に対してＸ線が曝射されたときに、被検査物２を透過してくるＸ線を検出し、この検出したＸ線の透過量に応じた電気信号を出力している。
【００１９】
ここで、図３は本発明によるＸ線異物検出装置１のラインセンサ（Ｘ線検出器１０）の寿命判定に関わる構成の一例を示す図である。この図３において、Ｘ線検出器１０は、例えばベルトコンベア３上を搬送される被検査物２の搬送方向（図１における矢印方向）と直交する方向にライン状に整列して配置された複数（例えば数百個）のフォトダイオード２１と、フォトダイオード２１上に設けられたシンチレータ２２とを備えてアレイ状に一体形成されたラインセンサ２３で構成される。
【００２０】
そして、複数整列されたフォトダイオード２１の一部（図３の例では右端部の１箇所のフォトダイオード２１Ｂ）の上方に位置するシンチレータ２２の表面には、例えば鉛等のＸ線を通さない材料からなるマスク部材２４が被覆形成されている。すなわち、マスク部材２４で被覆された部分はＸ線が照射されてもフォトダイオード２１Ｂ上のシンチレータ２２にＸ線が導かれない構成となっている。これにより、フォトダイオード２１は、Ｘ線発生器９から放射されたＸ線が照射されるフォトダイオード２１Ａと、Ｘ線発生器９から放射されたＸ線が照射されず遮蔽されるフォトダイオード２１Ｂの２つの部分で構成される。
【００２１】
上記構成によるラインセンサ２３では、被検査物２に対してＸ線発生器９からＸ線が曝射されると、被検査物２を透過してくるＸ線をシンチレータ２２で受けて光に変換する。さらにシンチレータ２２で変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオード２１Ａによって受光される。そして、各フォトダイオード２１Ａは、受光した光を電気信号に変換して出力する。このときの電気信号は、図１に示す制御手段１３に入力される。なお、マスク部材２４で覆われたシンチレータ２２及びフォトダイオード２１Ｂの部分にはＸ線が曝射されないため、フォトダイオード２１Ｂからは暗電流が図１に示す制御手段１３の比較判定手段１３ａに入力される。
【００２２】
図３において、制御手段１３の比較判定手段１３ａには、Ｘ線発生器９がＸ線を放射していないときの各フォトダイオード２１Ａからの暗電流とフォトダイオード２１Ｂからの暗電流が入力される。この比較判定手段１３ａでは、フォトダイオード２１Ａ，２１Ｂ両者の暗電流を比較し、その差が予め設定された値を越えたときにラインセンサ２３が寿命であると判定して判定信号を出力している。そして、比較判定手段１３ａによりラインセンサ２３が寿命と判定されると、制御手段１３の制御により表示器６に対してラインセンサ２３が寿命で交換が必要な旨を表示（例えば「ラインセンサが寿命です。交換して下さい。」）したり、アラーム音を出力してラインセンサ２３が寿命である事をユーザーに知らせたりする。
【００２３】
また、制御手段１３には、設定入力部５の所定のキー入力により、装置運転の開始・停止を制御したり、表示器６に表示されるＸ線曝射時の被検査物２の画像を固定表示する固定表示モードと、前記画像を被検査物２の動きに合わせてスクロール表示するスクロール表示モードのいずれかに選択的に画面を切り替えるべく表示器６の画面切替を制御している。
【００２４】
そして、制御手段１３では、被検査物２を透過したＸ線の透過量に応じた電気信号と、予め設定された異物混入判別用のＸ線透過量のしきい値を比較し、その比較結果に基づいて被検査物２中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入されているか否かを判別し、この判別結果から被検査物２の良否を判定し、被検査物２が良品又は不良品であるかを示す選別信号を外部出力している。また、被検査物２の検査データや検査結果データ、表示データなどに基づいて例えばＸ線曝射時の被検査物２の画像、良否判定判定表示や検査結果表示などが表示器６に表示される。
【００２５】
上記のように構成されるＸ線異物検出装置１では、まず、被検査物２の異物検査を行うに前に、装置１の主電源が投入されると、自動的にラインセンサ２３の寿命判定処理が実行される。すなわち、装置１の主電源投入時にはＸ線発生器９からのＸ線の放射を停止しておき、このＸ線が放射されていない状態でフォトダイオード２１Ａ，２１Ｂの暗電流が制御手段１３の比較判定手段１３ａに入力される。比較判定手段１３ａでは、全てのフォトダイオード２１Ａからの暗電流と、フォトダイオード２１Ｂからの暗電流とを比較し、その差が予め設定された値を越えたときにラインセンサ２３が寿命であると判定する。そして、ラインセンサ２３が寿命と判定されると、制御手段１３の制御のもとにラインセンサ２３の交換が必要な旨が表示器６にコメント表示される他、アラーム音によって報知される。ここで、ラインセンサ２３が寿命と判定された場合には、ラインセンサ２３を新しいものと交換する。
【００２６】
その後、Ｘ線発生器９が駆動され、被検査物２がベルトコンベア３の搬入口３ａより搬入されると、その搬送過程において被検査物２にＸ線発生器８からＸ線が曝射される。このＸ線の曝射に伴って被検査物２を透過してくるＸ線はＸ線検出器９によって検出される。そして、制御手段１３は、Ｘ線検出器９によって検出されたＸ線の透過量に応じた電気信号に基づいて被検査物２中に異物が混入している否かを判別し、この判別結果から良品又は不良品を示す選別信号を外部出力する。そして、上記検査を終えた被検査物２は、制御手段１３から出力される選別信号に応じて良品と不良品とに選別される。
【００２７】
このように、本例のＸ線異物検出装置１では、Ｘ線が照射される位置のフォトダイオード２１Ａの暗電流と、Ｘ線が全く照射されない位置のフォトダイオード２１Ｂの暗電流とを比較し、その差が設定値以上となったときにラインセンサ２３が寿命であると判定している。
【００２８】
したがって、本例のＸ線異物検出装置１によれば、ラインセンサ２３の寿命を定量的に事前に予測することが可能となり、故障前にラインセンサ２３を交換することができる。しかも、上記ラインセンサ２３の寿命判定は主電源投入時に実行されるので、被検査物２の異物検査を始める前にラインセンサ２３の状態を知り、異物検査前にラインセンサ２３の交換を適宜行うことができる。また、ラインセンサ２３が寿命と判定された場合には、ラインセンサ２３が寿命で交換が必要な旨の表示やラインセンサ２３が寿命である旨のアラーム音が出力されるので、ラインセンサ２３の交換時期をユーザーに知らせて即座に対処するように促すことができる。
【００２９】
また、上記ラインセンサ２３の寿命判定にあたって、各フォトダイオード２１Ａ，２１Ｂは温度によって出力値も変化するが、各フォトダイオード２１Ａ，２１Ｂはアレイ状に一体的に構成され、同じ環境条件下で暗電流の比較が行われるので、ラインセンサ２３の寿命をより正確に予測することができる。
【００３０】
ところで、上述した実施の形態では、シンチレータ２２上に直接マスク部材２４を設ける構成としているが、Ｘ線発生器９とシンチレータ２２との間のＸ線が通る軌跡上（例えばＸ線発生器９が設けられる箱体１１のスリット側）に設けることも可能である。
【００３１】
また、図４に示すように、フォトダイオード２１の不使用領域（Ｘ線が照射されない領域）にダミーのフォトダイオード２１Ｃを一体形成し、このダミーのフォトダイオード２１Ｃと使用領域におけるフォトダイオード２１Ａの暗電流を比較し、その差が設定値以上となったときにラインセンサ２３が寿命であると判定するように構成してもよい。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では、ラインセンサ２３の寿命判定を電源投入時に自動的に行う構成として説明したが、設定入力部５の所定のキー操作によりラインセンサ２３の寿命判定を自動的に行うため保守モードを設けることもできる。この場合、保守モードが選択されると、制御手段１３がＸ線発生器９からのＸ線の照射を一時的に停止制御し、Ｘ線が照射される位置のフォトダイオード２１Ａの暗電流と、Ｘ線が全く照射されない位置のフォトダイオード２１Ｂ（又は２１Ｃ）の暗電流とを比較し、その差が設定値以上となったときにラインセンサ２３が寿命であると判定される。この構成によれば、ユーザーが必要に応じて適宜ラインセンサ２３の状態を把握することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、Ｘ線が照射される位置のフォトダイオードの暗電流と、Ｘ線が全く照射されない位置のフォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が設定値以上となったときにラインセンサが寿命と判定する構成なので、ラインセンサの寿命を定量的に事前に予測することが可能となり、故障前にラインセンサを交換することができる。
【００３４】
また、ラインセンサの寿命判定にあたって、各フォトダイオードは温度によって出力値も変化するが、各フォトダイオードはアレイ状に一体的に構成され、同じ環境条件下で暗電流の比較が行われるので、ラインセンサの寿命をより正確に予測することができる。
【００３５】
さらに、ラインセンサが寿命と判定された場合には、ラインセンサが寿命で交換が必要な旨の表示やラインセンサが寿命である旨のアラーム音が出力されるので、ラインセンサの交換時期をユーザーに知らせて即座に対処するように促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線異物検出装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明によるＸ線異物検出装置の外観を示す斜視図
【図３】本発明によるＸ線異物検出装置１のラインセンサの寿命判定に関わる構成の一例を示す図
【図４】本発明によるＸ線異物検出装置１のラインセンサの寿命判定に関わる構成の他の例を示す図
【符号の説明】
１…Ｘ線異物検出装置、２…被検査物、９…Ｘ線発生器、１０…Ｘ線検出器、１３…制御手段、２１，２１Ａ，２１Ｂ…フォトダイオード、２１Ｃ…ダミーのフォトダイオード、２２…シンチレータ、２３…ラインセンサ、２４…マスク部材。

Claims

Ｘ線発生器（９）から被検査物（２）にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるＸ線をＸ線検出器（１０）で検出し、該Ｘ線検出器の検出に基づく前記Ｘ線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検査するＸ線異物検出装置（１）において、
前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を光に変換するシンチレータ（２２）と、該シンチレータにより変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード（２１）とを有するアレイ状のラインセンサ（２３）からなり、
前記シンチレータの一部に照射されるＸ線を遮蔽するように前記Ｘ線発生器と前記シンチレータとの間のＸ線が通る軌跡上に配設されたマスク部材（２４）と、
前記Ｘ線発生器がＸ線を放射していない状態での前記フォトダイオードの暗電流と、前記マスク部材でＸ線が遮蔽された前記シンチレータの下部に位置する前記フォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が予め設定された値を越えたときに前記ラインセンサを寿命と判定する制御手段（１３）とを備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
Ｘ線発生器（９）から被検査物（２）にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴って前記被検査物を透過してくるＸ線をＸ線検出器（１０）で検出し、該Ｘ線検出器の検出に基づく前記Ｘ線の透過量から前記被検査物中の異物の有無を検査するＸ線異物検出装置（１）において、
前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を光に変換するシンチレータ（２２）と、該シンチレータにより変換された光を電気信号に変換するフォトダイオード（２１）とを有するアレイ状のラインセンサ（２３）からなり、
前記フォトダイオードの一部がＸ線の照射されないダミーのフォトダイオード（２１Ｃ）で構成され、
前記Ｘ線発生器がＸ線を放射していない状態での前記フォトダイオードの暗電流と、前記ダミーのフォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が予め設定された値を越えたときに前記ラインセンサを寿命と判定する制御手段（１３）とを備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
前記制御手段（１３）は、前記ラインセンサ（２３）が寿命と判定されたときに、前記ラインセンサが寿命で交換が必要な旨の表示及び又は前記ラインセンサが寿命である旨のアラーム音又はアラーム表示の出力を制御する請求項１又は２記載のＸ線異物検出装置。