JP4908852B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、陰極と陽極間に高電圧をかけてX線を照射するX線源から、搬送中の物品にX線を照射して検査を行うX線検査装置に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that performs inspection by irradiating an article being conveyed with an X-ray from an X-ray source that applies a high voltage between a cathode and an anode to irradiate the X-ray.
食品等の物品製造工程において、物品への異物混入有無等を検査するため、X線源からのX線を搬送中の物品に照射し、該物品を透過するX線をX線検出器で受けて、これを画像処理することにより物品の検査を行うX線検査装置が設置されている。このようなX線検査装置で高精度の検出を行うためには、X線源からの出力を高出力にするほど良いが、X線源は、陰極(カソード)と陽極(ターゲット)間に高電圧をかけて、陰極から放出される電子を陽極に衝突させてX線を出力させる際に、陽極が赤色化するほどの高温に加熱される。 In order to inspect the presence or absence of foreign matter in an article in the manufacturing process of foods, etc., X-rays from an X-ray source are irradiated to the article being conveyed, and X-rays transmitted through the article are received by an X-ray detector. An X-ray inspection apparatus for inspecting an article by performing image processing is installed. In order to perform highly accurate detection with such an X-ray inspection apparatus, the higher the output from the X-ray source, the better. However, the X-ray source has a high output between the cathode (cathode) and the anode (target). When a voltage is applied and electrons emitted from the cathode collide with the anode to output X-rays, the anode is heated to a high temperature that turns red.
したがって、X線源に封入される冷却用の絶縁性油の劣化が早く、当然ながら陽極自体の劣化も激しいため、X線源の定期的交換が必要である。特に、冷却等が不十分な場合、X線源の交換時期はきわめて短くなり、高価なX線源を頻繁に取り替えなければならないという問題点がある。かかる問題点に対して、陽極の端部を熱伝導性の電気絶縁体を介してハウジングに連結し、冷却効率を高めることで長寿命化を図るようにしたX線源を備えたX線検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記X線検査装置では、検査を実施している稼働時間中にX線を照射し続けるため、X線源を長寿命化する効果は限られている。そこで、X線照射が不必要な場合(例えば、検査対象となる物品の搬送が途切れた場合)に、X線照射を停止させることが行われているが、X線源に対する通電を完全停止した後、再通電からX線源の出力が安定するまでに相当時間を要し、速やかに検査を再開することができないという問題がある。 However, since the X-ray inspection apparatus continues to irradiate X-rays during the operation time during which the inspection is performed, the effect of extending the life of the X-ray source is limited. Therefore, when X-ray irradiation is unnecessary (for example, when the conveyance of an article to be inspected is interrupted), X-ray irradiation is stopped, but energization to the X-ray source is completely stopped. Thereafter, it takes a considerable time from the re-energization until the output of the X-ray source is stabilized, and there is a problem that the inspection cannot be resumed promptly.
かかる事情に鑑みて、本発明は、陰極と陽極間に高電圧をかけてX線を照射するX線源から、搬送中の物品にX線を照射して検査を行うX線検査装置において、X線源の出力安定性を担保しながら、X線源の長寿命化を図ることができる手段を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention provides an X-ray inspection apparatus that inspects an article being conveyed by irradiating an X-ray from an X-ray source that irradiates the X-ray by applying a high voltage between the cathode and the anode. An object of the present invention is to provide means capable of extending the life of the X-ray source while ensuring the output stability of the X-ray source.
請求項1に記載の発明は、陰極と陽極間に高電圧をかけて、X線を照射するX線源を備え、前記X線源からのX線を搬送中の物品に照射し、該物品を透過するX線をX線検出器で受けて、画像処理することで物品の検査を行うX線検査装置であって、
前記物品の搬送状態を検知する物品検知手段と、
該物品検知手段により物品搬入が所定時間以上、検知されなかったときに、前記物品が前記X線検出器のX線検出領域にないことを判断する判断手段と、
該判断手段の判断に基づき、前記X線源に対する通電を完全に停止させることなく印加電流及び/又は印加電圧を低減させる制御部と、
を備えることを特徴とするX線検査装置を提供する。
The invention according to
Article detection means for detecting the conveyance state of the article;
Determining means for determining that the article is not in the X-ray detection region of the X-ray detector when the article detection means does not detect the article delivery for a predetermined time or more ;
A controller that reduces the applied current and / or applied voltage without completely stopping energization of the X-ray source based on the determination of the determination means;
An X-ray inspection apparatus is provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線検査装置であって、
前記制御部は、前記X線源の印加電圧を一定としながら、印加電流のみを低減させることを特徴とするX線検査装置を提供する。
Invention of
The controller provides an X-ray inspection apparatus that reduces only the applied current while keeping the applied voltage of the X-ray source constant.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のX線検査装置であって、
前記印加電圧は、X線を照射可能な電圧範囲において、所定値以上に設定されていることを特徴とするX線検査装置を提供する。
Invention of
The applied voltage is set to a predetermined value or more in a voltage range in which X-rays can be irradiated. An X-ray inspection apparatus is provided.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のX線検査装置であって、
前記制御部は、前記判断手段の判断に基づき、X線源のヒーターの印加を低減させることを特徴とするX線検査装置を提供する。
Invention of
The control unit provides an X-ray inspection apparatus that reduces application of a heater of an X-ray source based on the determination by the determination unit.
本発明の請求項1に記載のX線検査装置によれば、以下の優れた効果を奏する。物品がX線検出領域にないことを判断する判断手段の判断に基づいて、X線源の印加を低減させるので、陽極が不必要に高温加熱される時間が短くなる。これにより、陽極及びこれを冷却する冷却用油の劣化が防止され、X線源を長寿命化することができる。しかも、X線源に対する通電を完全停止する場合に比べて、印加量増大から出力安定までの時間は短くすむため、速やかに検査を再開することができるものである。 According to the X-ray inspection apparatus of the first aspect of the present invention, the following excellent effects can be obtained. Since the application of the X-ray source is reduced based on the determination by the determination means that determines that the article is not in the X-ray detection region, the time during which the anode is heated unnecessarily at a high temperature is shortened. Thereby, deterioration of the anode and the cooling oil for cooling the anode can be prevented, and the life of the X-ray source can be extended. In addition, compared with the case where the energization to the X-ray source is completely stopped, the time from the application amount increase to the output stabilization is shortened, so that the inspection can be restarted promptly.
本発明の請求項2に記載のX線検査装置によれば、請求項1に記載のX線検査装置が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。電圧を制御対象とする場合、異常放電防止のために、低電圧から高電圧になるまで時間をかけて徐々に印加量を増大させる必要があり、その分検査再開までに時間がかかる。これに対し、本請求項のように電流を制御対象とする場合、異常放電が発生しにくいため、電流を高速で増大させても差支えがなく、その結果として、印加量を低減した休止状態と検査状態の切り替えを速やかに行うことができる。したがって、物品がX線検出領域にないことを判断したときは、速やかに休止させ、物品を検知したときは、速やかに検査再開することができるものである。 According to the X-ray inspection apparatus of the second aspect of the present invention, in addition to the effect exhibited by the X-ray inspection apparatus of the first aspect, the following excellent effects are exhibited. When the voltage is a control target, it is necessary to gradually increase the application amount over time until the voltage changes from a low voltage to a high voltage in order to prevent abnormal discharge. On the other hand, when current is controlled as in this claim, abnormal discharge is unlikely to occur, so there is no problem even if the current is increased at a high speed. The inspection state can be quickly switched. Therefore, when it is determined that the article is not in the X-ray detection region, it can be quickly stopped, and when the article is detected, the inspection can be restarted promptly.
本発明の請求項3に記載のX線検査装置によれば、請求項2に記載のX線検査装置が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。X線源を低電圧領域で駆動させる場合において、レスポンスよくX線照射を再開するためには、X線源の陰極を高温に維持しなければならないが、そのためにヒーター(フィラメント)の劣化が早められたり、冷却用油の劣化が早められたりする。これに対し、本請求項のように高電圧領域で駆動させれば、ヒーターによる加熱温度を低くしても差支えないため、冷却用油の劣化を防止することができ、ヒーター自体の長寿命化を図ることもできるものである。 According to the X-ray inspection apparatus of the third aspect of the present invention, in addition to the effects exhibited by the X-ray inspection apparatus of the second aspect, the following excellent effects can be obtained. When the X-ray source is driven in a low voltage region, the X-ray source cathode must be maintained at a high temperature in order to resume the X-ray irradiation with good response. Or deterioration of the cooling oil is accelerated. On the other hand, if it is driven in a high voltage region as in the present claim, the heating temperature by the heater can be lowered, so that deterioration of the cooling oil can be prevented and the life of the heater itself can be extended. Can also be achieved.
本発明の請求項4に記載のX線検査装置によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載のX線検査装置が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。ヒーターの不必要な加熱をなくするので、ヒーター自体の劣化防止、及びヒーターの発熱量低下による冷却用油の劣化防止を図ることができ、X線源を長寿命化することができる。 According to the X-ray inspection apparatus of the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects exhibited by the X-ray inspection apparatus of any one of the first to third aspects, the following excellent effects are achieved. Since unnecessary heating of the heater is eliminated, it is possible to prevent the heater itself from deteriorating and to prevent the cooling oil from deteriorating due to a decrease in the amount of heat generated by the heater, thereby extending the life of the X-ray source.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。ここで、図1は、本発明の実施形態となるX線検査装置1の正面図であり、図2は、X線検査装置1に備えられるX線源2の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a front view of an
(X線検査装置1の構成)
X線検査装置1は、X線源2からのX線を搬送中の物品に照射し、物品を透過するX線をX線検出器3で受けて、画像処理することで物品の検査(異物混入有無の検査)を行うものであり、図1に示されるように、物品の搬送面Rの上方及び下方に、X線源2及びX線検出器3を備え、これらをX線が外部に漏洩しないように遮断する筐体4に設けてなる。筐体4の側方正面(図1中の手前側)には、筐体4の内部を清掃・点検できるように、支持軸41aを回転中心として水平方向に観音開きする二枚の本体扉41,41が設けられる。筐体4には、本体扉41,41の少なくとも一方が閉鎖されていないときに、X線源2からのX線照射を停止するインターロックスイッチ42が、各本体扉41に対応して設けられる。
(Configuration of X-ray inspection apparatus 1)
The
筐体4には、物品がX線検査装置1の内部を通過するための入口4a及び出口4bが、側方の左面及び右面に形成されており、入口4aから出口4bまで物品を搬送するための搬送手段5がセットされる。搬送手段5は、上流工程から連続的に搬入される物品を載せて、X線検出器3によるX線検出領域を通過させる搬送面Rを有するベルトコンベアであって、清掃・点検の際には、キャスター51・・51によりX線検出領域から引き出し可能とされている。入口4a及び出口4bの内側には、複数枚のX線漏洩防止カーテン43・・43が、筐体4に固定されるカーテン支持体44に着脱可能に取り付けられる。
The
入口4a付近には、物品の搬送状態、特に物品が上流工程から入口4aに搬入されたことを検知する物品検知手段としての光電センサ6が設けられる。さらに、X線検査装置1は、光電センサ6から出力される検知信号を受けて物品がX線検出領域内にないことを判断する判断手段7(図2)、及び、物品がX線検出領域内にないとする判断手段7の判断に基づき通常モード(検査状態)からX線源2の印加を低減させるパワーセーブモード(休止状態)へ切り替える制御部8を備える。なお、判断手段7は、光電センサ6の検知信号を受けて所定時間が経過した後、新たな検知信号を受信できない状態が継続しているとき、すなわち、上流工程からの物品搬入が所定時間以上、途切れたときに「物品がX線検出領域内にない」と判断する。
In the vicinity of the
X線源2は、図2に示されるように、真空ガラス管20内に設けられる陽極21(ターゲット)と陰極22(カソード)、陰極22をX線放出可能な温度まで補助的に加熱するヒーターとしてのフィラメント23、上記両極間に高電圧を印加するための定電圧電流回路24と直流電源回路25、及びフィラメント23に給電するためのフィラメント回路26を、絶縁性の冷却用油27とともに、X線透過窓281を備えるケース28に封入してなる。陽極21及び陰極22間に高電圧を印加することで、加熱された陰極22から放出される電子が陽極21に衝突して、X線がX線透過窓281から出力されるが、この際のX線への変換効率はきわめて低く、陽極21が赤色化するほどの高温に達するため、上述したように、物品がX線検出領域内にないと判断したときに、X線源に対する印加を低減するほか、ケース28には効率的に熱を逃がすための一助として、冷却フィン29が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
定電圧電流回路24は、判断手段7の判断に基づく制御部8の制御により、X線源2の印加電圧を一定としながら、印加電流のみを増減させることができる回路であって、物品がX線検出領域内にあるか否かに応じて、通常モード(印加電圧50kV〜100kV、印加電流1mA〜5mA)と、パワーセーブモード(印加電圧50kV〜100kV、印加電流0.1mA〜0.2mA)との間で相互切り替えを行うことができるように構成されている。したがって、X線検査装置1へ搬入される物品が途切れて、物品がX線検出領域内にないと判断されると、X線源2は自動的に印加電流を低減させるパワーセーブモードに切り替えられ、X線が照射されない休止状態となる。また、物品の搬入が再開されて、物品がX線検出領域内にあると判断されると、印加電流を増大させた通常モードに切り替えられ、X線が照射される検査状態に戻る。
The constant voltage
なお、X線源2は、印加電圧が上記通常モードの印加電圧範囲よりも低電圧(例えば45kV)に設定されていてもX線照射可能であるが、X線源2を低電圧領域で駆動させる場合にレスポンスよくX線照射を再開するためには、陰極22を高温に維持しなければならず、フィラメント23の加熱による、フィラメント23自体の熱劣化や冷却用油27の劣化が懸念される。そこで、上記のように、X線源2の通常モードにおける印加電圧を、X線照射可能な電圧範囲における所定値以上に設定することで、フィラメント23による加熱温度を低く抑えている。
The
(X線検査装置1の作動)
X線検査装置1は、光電センサ6により物品の搬入が検知され、判断手段7によりX線検出領域に物品があると判断されているときは、例えば、図3のA領域に示されるように印加電圧50kV及び印加電流1mAをX線源2に印加する通常モードを維持する。これにより、X線検査装置1は、X線源2から搬送中の物品にX線を照射し、物品を透過するX線をX線検出器3で受けて画像処理することで異物混入検査を行うことができる検査状態となる。
(Operation of X-ray inspection apparatus 1)
When the
また、X線検査装置1は、光電センサ6により物品の搬入が所定時間以上、検知されず、判断手段7によりX線検出領域に物品がないと判断されたときは、例えば、図3のB領域に示されるようにX線源2への印加電圧を50kVに保ったままで印加電流のみを0.1mAに低減するパワーセーブモードに切り替わる。これにより、X線検査装置1は、X線源2から搬送中の物品へのX線照射を停止し、物品の検査をしない休止状態となる。そして、再び光電センサ6により物品の搬入が検知されたときは、図3のC領域に示されるように、印加電流1mAの通常モードに戻して検査を再開する。
Further, the
(X線検査装置1の特徴点)
上記X線検査装置1は、上記のとおり構成されるため、以下のような特徴点を有する。第一に、物品がX線検出領域にないことを判断する判断手段7の判断に基づいて、X線源2への印加を低減させるので、陽極21が不必要に高温加熱される時間が短くなる。これにより、陽極21及びこれを冷却する冷却用油27の劣化が防止され、X線源2を長寿命化することができる。しかも、X線源2に対する通電を完全に停止する場合に比べて、印加量増大から出力安定までの時間が短くなるので、短時間で検査可能な状態に復帰することができる。本実施形態のように、上流工程から連続的に搬入される物品にX線を順次照射して、複数物品を連続的に検査する場合には、物品の搬入再開を検知した後、速やかに検査を再開することができる。
(Features of X-ray inspection apparatus 1)
Since the
第二に、印加電流を制御対象とするので、異常放電が発生しにくく、検査再開時に電流を高速で増大させても差支えがなく、その結果として、印加量を低減したパワーセーブモードと通常モードの切り替えを速やかに行うことができる。また、上流工程から連続的に搬入される物品に途切れが生じたときは、速やかにX線の照射を休止させて、X線源の加熱時間を確実に短縮化することができる一方、物品搬送が再開されたときも、速やかにX線照射可能な検査状態に復帰することができるので、特に、連続的に搬入されてくる物品を順次検査する連続検査に適している。なお、X線源2の出力Sは、V2×I×K(S:出力 V:印加電圧 I:印加電流 K:定数)で表されるため、印加電圧Vを低減させても良いが、電圧を制御対象とする場合、異常放電防止のために、低電圧から高電圧になるまで時間をかけて徐々に印加量を増大させる必要があり、その分検査再開までに時間がかかる。また、電圧は、その二乗値が作用し、出力変動に与える影響が大きいため、印加量増大から出力安定まで時間がかかる。
Second, because the applied current is controlled, abnormal discharge is unlikely to occur, and there is no problem even if the current is increased at high speed when the inspection is resumed. As a result, the power save mode and the normal mode with reduced applied amount Can be switched promptly. In addition, when there is a break in the articles that are continuously carried in from the upstream process, the X-ray irradiation can be stopped immediately and the heating time of the X-ray source can be shortened reliably. Since the inspection state capable of X-ray irradiation can be promptly restored even when the operation is resumed, it is particularly suitable for continuous inspection for sequentially inspecting articles that are continuously carried in. Since the output S of the
第三に、X線源2は、X線を照射可能な印加電圧の範囲において、所定値以上の高電圧領域で駆動されるため、フィラメント23による加熱温度を低くすることができ、その結果として、フィラメント23自体の劣化防止のみならず、冷却用油27の劣化防止を図ることもできる。
Third, since the
(上記実施形態の変形例)
上記実施形態では、制御部8は、X線源2の印加を低減させるために、印加電圧を一定に維持したままで印加電流のみを低減させることとしたが、X線源2の加熱劣化防止及び速やかな検査再開が可能な休止状態を実現できる方法として、印加電圧のみを低減させたり、印加電圧及び印加電流の両方を低減させたりする手段を採用しても良い。
(Modification of the above embodiment)
In the above embodiment, the
上記実施形態では、制御部8は、X線検出領域に物品がないときに、X線源2の印加を低減させる制御のみを行うが、X線を照射しない場合は、陰極22を加熱する必要もなくなるため、X線源2の印加低減と合わせてフィラメント23の印加を低減させることとしても良い。これにより、無駄な加熱によるフィラメント23自体の劣化、及びフィラメント23からの熱による冷却用油27の劣化を防止することができ、結果として、X線源2を一層長寿命化させることができる。また、X線検出領域に物品がないときには、X線源2の印加低減と合わせて、搬送手段5を停止させることとしても良い。これにより、上流工程から物品が搬入されて検査が行われる場合にのみ、搬送手段5を運転することになるので、無駄なエネルギー消費が防止される。
In the above embodiment, the
その他、本発明のX線検査装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, the X-ray inspection apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1 X線検査装置
2 X線源
3 X線検出器
5 搬送手段
6 光電センサ(物品検知手段)
7 判断手段
8 制御部
20 真空ガラス管
21 陽極
22 陰極
23 フィラメント(ヒーター)
24 定電圧電流回路
25 直流電源回路
26 フィラメント回路
27 冷却用油
28 ケース
DESCRIPTION OF
7 Judgment means 8
24 Constant
Claims (4)
前記X線源からのX線を搬送中の物品に照射し、該物品を透過するX線をX線検出器で受けて、画像処理することで物品の検査を行うX線検査装置であって、
前記物品の搬送状態を検知する物品検知手段と、
該物品検知手段により物品搬入が所定時間以上、検知されなかったときに、前記物品が前記X線検出器のX線検出領域にないことを判断する判断手段と、
該判断手段の判断に基づき、前記X線源に対する通電を完全に停止させることなく印加電流及び/又は印加電圧を低減させる制御部と、
を備えることを特徴とするX線検査装置。 An X-ray source that irradiates X-rays by applying a high voltage between the cathode and the anode,
An X-ray inspection apparatus that inspects an article by irradiating an article being conveyed with X-rays from the X-ray source, receiving X-rays transmitted through the article with an X-ray detector, and performing image processing. ,
Article detection means for detecting the conveyance state of the article;
Determining means for determining that the article is not in the X-ray detection region of the X-ray detector when the article detection means does not detect the article delivery for a predetermined time or more ;
A controller that reduces the applied current and / or applied voltage without completely stopping energization of the X-ray source based on the determination of the determination means;
An X-ray inspection apparatus comprising:
前記制御部は、前記X線源の印加電圧を一定としながら、印加電流のみを低減させることを特徴とするX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 1,
The X-ray inspection apparatus, wherein the controller reduces only the applied current while keeping the applied voltage of the X-ray source constant.
前記印加電圧は、X線を照射可能な電圧範囲において、所定値以上に設定されていることを特徴とするX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 2,
The X-ray inspection apparatus, wherein the applied voltage is set to a predetermined value or more in a voltage range in which X-rays can be irradiated.
前記制御部は、前記判断手段の判断に基づき、X線源のヒーターの印加を低減させることを特徴とするX線検査装置。
The X-ray inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The X-ray inspection apparatus characterized in that the control unit reduces the application of the heater of the X-ray source based on the determination by the determination means.
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