JP6361086B1 - X-ray diffraction measurement apparatus and X-ray diffraction measurement method - Google Patents

X-ray diffraction measurement apparatus and X-ray diffraction measurement method Download PDF

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Abstract

【課題】 X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させる機構を設けることなく、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させた場合と同様の効果を得るようにする。
【解決手段】 X線出射器10から出射されたX線を貫通孔を通過させて測定対象物OBに照射する構成において、X線出射器10におけるX線発生点の領域を大きくし、測定対象物OBの近傍にX線出射孔51aを配置させる。これにより、X線を微小断面の複数のX線の集合で見たとき、測定対象物OBのX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにX線を出射する。
【選択図】図6
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the same as the case where the housing of an X-ray diffraction measurement apparatus is swung with respect to a measurement object without providing a mechanism for swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. Try to get an effect.
In a configuration in which X-rays emitted from an X-ray emitter 10 pass through a through-hole and irradiate a measurement object OB, an X-ray generation point region in the X-ray emitter 10 is enlarged and the measurement object is measured. An X-ray emission hole 51a is disposed in the vicinity of the object OB. As a result, when the X-rays are viewed as a set of a plurality of X-rays having a minute cross section, the optical paths of the plurality of X-rays until reaching the respective points in the X-ray irradiation position of the measurement object OB are visible parallel light. X-rays are emitted so as to have the same optical path as when the light is condensed by the convex lens.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、測定対象物にX線を照射し、測定対象物で回折したX線により回折環を形成するX線回折測定装置及び該X線回折測定装置を用いたX線回折測定方法に関する。   The present invention relates to an X-ray diffraction measurement apparatus that irradiates a measurement object with X-rays and forms a diffraction ring by X-rays diffracted by the measurement object, and an X-ray diffraction measurement method using the X-ray diffraction measurement apparatus.

従来から、例えば特許文献1に示されるように、測定対象物に所定の入射角度でX線を照射して、測定対象物で回折したX線によりX線回折環(以下、回折環という)を形成し、形成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するX線回折測定装置が知られている。特許文献1に示されている装置は、X線出射器、イメージングプレート等の回折環撮像手段、レーザ検出装置等の回折環読取手段、移動機構と回転機構等のレーザ走査手段及びLED照射器等の回折環消去手段等を1つの筐体内に備え、該筐体がアーム式移動装置に接続されている。この装置によりX線回折測定を行う場合は、アーム式移動装置を測定対象物の近傍に設置した後、アーム式移動装置を操作して測定対象物に対するX線回折測定装置の位置と姿勢を調整する位置姿勢調整工程、測定対象物にX線を照射して発生する回折X線により、回折環をイメージングプレートに撮像する撮像工程、イメージングプレートにレーザ検出装置からのレーザ光を走査しながら照射することで回折環の形状を検出する読取り工程、撮像した回折環をLED光の照射により消去する消去工程、及び検出した回折環の形状から残留応力を計算する計算工程を連続して行う。これにより、測定対象物の残留応力を短時間で測定することができる、また、このX線回折測定装置は運搬することができるので、測定対象物の運搬や切り出しが不可能な場合でもX線回折測定を行うことができる。   Conventionally, for example, as shown in Patent Document 1, an X-ray diffraction ring (hereinafter referred to as a diffraction ring) is formed by X-rays diffracted by a measurement object by irradiating the measurement object with X-rays at a predetermined incident angle. There is known an X-ray diffraction measurement apparatus that forms a diffraction ring, detects the shape of the formed diffraction ring, performs analysis by a cos α method, and measures a residual stress of a measurement object. The apparatus shown in Patent Document 1 includes an X-ray emitter, a diffraction ring imaging means such as an imaging plate, a diffraction ring reading means such as a laser detection device, a laser scanning means such as a moving mechanism and a rotation mechanism, an LED irradiator, and the like The diffraction ring erasing means or the like is provided in one casing, and the casing is connected to the arm type moving device. When X-ray diffraction measurement is performed with this apparatus, the arm type moving device is installed in the vicinity of the measurement object, and then the arm type moving device is operated to adjust the position and posture of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. The position / orientation adjustment step, the imaging step of imaging the diffraction ring on the imaging plate with the diffracted X-rays generated by irradiating the measurement object with X-rays, and irradiating the imaging plate with the laser light from the laser detector Thus, a reading step for detecting the shape of the diffraction ring, an erasing step for erasing the imaged diffraction ring by irradiation with LED light, and a calculation step for calculating the residual stress from the detected shape of the diffraction ring are successively performed. Thereby, the residual stress of the measurement object can be measured in a short time, and since this X-ray diffraction measurement device can be transported, X-rays can be obtained even when the measurement object cannot be transported or cut out. A diffraction measurement can be performed.

このようなX線回折測定装置を用いて測定対象物の残留応力を測定するとき、測定対象物の結晶粒が大きかったりすると明瞭な回折環が検出されない場合がある。具体的には、検出される回折環が不連続になったり、回折環の半径方向のX線強度分布が正規分布状にならない場合がある。このような場合でも、例えば以下の特許文献2に示されているように、X線回折測定装置の筐体を揺動させる機構を設け、揺動の回転中心とX線照射点を一致させて、X線回折測定装置の筐体を揺動させながらX線照射を行って回折環を撮像するようにすると、通常の方法では明瞭な回折環が得られない場合であっても、明瞭な回折環を得ることができる。   When measuring the residual stress of a measurement object using such an X-ray diffraction measurement apparatus, a clear diffraction ring may not be detected if the crystal grains of the measurement object are large. Specifically, the detected diffraction ring may be discontinuous or the X-ray intensity distribution in the radial direction of the diffraction ring may not be a normal distribution. Even in such a case, for example, as shown in Patent Document 2 below, a mechanism for swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus is provided, and the rotation center of the swing is made to coincide with the X-ray irradiation point. When a diffraction ring is imaged by irradiating X-rays while swinging the housing of the X-ray diffraction measurement device, even if a clear diffraction ring cannot be obtained by a normal method, clear diffraction A ring can be obtained.

特許第5967394号公報Japanese Patent No. 5967394 特許第5967500号公報Japanese Patent No. 5967500

しかしながら、X線回折測定装置の筐体を揺動させる機構を設けると装置のコストがアップするという問題や、装置の重量がアップして運搬の負担が増大するという問題がある。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、測定対象物で回折したX線により回折環を形成するX線回折測定装置において、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させる機構を設けることなく、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させた場合と同様の効果を得ることができる、すなわち通常の方法では明瞭な回折環が得られない場合であっても、明瞭な回折環を得ることができるX線回折測定装置を提供することにある。および、先行技術文献の特許文献1で示されるX線回折測定装置からの変更を極力少なくして、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させた場合と同様の効果を得ることができるX線回折測定方法を提供することにある。   However, if a mechanism for swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus is provided, there are problems that the cost of the apparatus is increased, and that the weight of the apparatus is increased and the burden of transportation is increased. The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide an X-ray diffraction measurement apparatus that irradiates a measurement object with X-rays and forms a diffraction ring by X-rays diffracted by the measurement object. An effect similar to that obtained when the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus is swung with respect to the measurement object can be obtained without providing a mechanism for swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. That is, it is an object to provide an X-ray diffraction measurement apparatus capable of obtaining a clear diffractive ring even when a clear diffractive ring cannot be obtained by a normal method. And the same effect as the case where the change from the X-ray diffraction measurement apparatus shown in Patent Document 1 of the prior art document is minimized and the casing of the X-ray diffraction measurement apparatus is swung with respect to the measurement object. Is to provide an X-ray diffraction measurement method.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、対象とする測定対象物に向けてX線を出射するX線出射手段と、X線出射手段から測定対象物に向けてX線が照射された際、測定対象物にて発生した回折X線を、X線出射手段から出射されるX線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、撮像面に回折X線の像である回折環を形成する回折環形成手段とを備えたX線回折測定装置において、X線出射手段は、出射するX線を微小断面の複数のX線の集合で見たとき、測定対象物のX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにX線を出射するようにしたことにある。   In order to achieve the above object, the present invention is characterized by X-ray emission means for emitting X-rays toward a target measurement object, and X-rays are emitted from the X-ray emission means toward the measurement object. In this case, the diffracted X-rays generated at the measurement object are received by the imaging surface perpendicular to the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emitting means, and an image of the diffracted X-rays is captured on the imaging surface. In the X-ray diffractometer having the diffractive ring forming means for forming the diffractive ring, the X-ray emitting means has a measurement object when the emitted X-ray is viewed as a set of a plurality of X-rays having a minute cross section. The X-rays are emitted so that the optical paths of the plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation position are the same optical paths as when the visible parallel light is collected by the convex lens. is there.

これによれば、測定対象物のX線照射箇所におけるそれぞれの点に照射される複数のX線は、ある範囲のあるゆる入射角を有する。これは、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させて、ある範囲のあらゆる入射角でX線を照射する場合と同様とみなすことができる。発明者は、X線をこのようにして測定対象物に照射して回折環を撮像すると、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させて回折環を撮像した場合と同様の効果を得ることができることを、実験により確認した。すなわち、これによれば、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させる機構を設けることなく、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させた場合と同様の効果を得ることができる。なお、断面が円形である可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにX線を出射するようにすれば、X線照射箇所におけるそれぞれの点に照射される複数のX線は、該それぞれの点を含む測定対象物の表面上のあらゆるラインに対してある範囲のあらゆる角度を有する。これは、出射されるX線の光軸に垂直な2方向に対してX線回折測定装置の筐体を揺動させる場合と同様とみなすことができ、先行技術文献の特許文献2で示されるX線回折測定装置のように装置の筐体を1方向に揺動させた場合よりも、明瞭な回折環を得ることができるという効果がある。   According to this, the several X-rays irradiated to each point in the X-ray irradiation location of a measurement object have a certain moderate incident angle. This can be regarded as similar to the case of irradiating X-rays at all incident angles within a certain range by swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. When the inventor irradiates the object to be measured and images the diffraction ring in this way, the case where the diffraction ring is imaged by swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the object to be measured It was confirmed by experiments that the same effect can be obtained. That is, according to this, the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus is swung with respect to the measurement object without providing a mechanism for swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. The same effect as the case can be obtained. If X-rays are emitted so that visible parallel light having a circular cross-section has the same optical path as when it is collected by the convex lens, a plurality of points irradiated to each point at the X-ray irradiation point X-rays have a certain range of all angles with respect to every line on the surface of the measurement object including the respective points. This can be regarded as the same as the case where the casing of the X-ray diffraction measurement apparatus is swung with respect to two directions perpendicular to the optical axis of the emitted X-ray, and is shown in Patent Document 2 of the prior art document. There is an effect that a clear diffraction ring can be obtained as compared with the case where the housing of the apparatus is swung in one direction like the X-ray diffraction measurement apparatus.

また、本発明の他の特徴は、X線出射手段は、測定対象物の近傍に配置させることができるX線出射孔と、X線出射孔の径より径の大きな円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体と、加速した電子線をターゲットに当てることでX線を発生させるX線出射器であって、電子線の断面径または断面長さを調整して、X線が発生する点の径または長さをX線出射孔の径より大きくしたX線出射器とから構成されているようにしたことにある。   Another feature of the present invention is that the X-ray emission means has an X-ray emission hole that can be arranged in the vicinity of the measurement object, and a cylindrical through-hole having a diameter larger than the diameter of the X-ray emission hole. An X-ray emitter that generates an X-ray by applying an X-ray passing object and an accelerated electron beam to a target, wherein the X-ray is generated by adjusting the cross-sectional diameter or length of the electron beam And the X-ray emitter having a diameter or length larger than the diameter of the X-ray emission hole.

これによれば、X線出射手段を簡単な構成で測定対象物のX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにすることができ、装置のコストアップが殆どないようにすることができる。   According to this, when the X-ray emitting means has a simple configuration, a plurality of X-ray optical paths to reach each point in the X-ray irradiation position of the measurement object are obtained when visible parallel light is collected by the convex lens. The optical path can be made similar, and the cost of the apparatus can be hardly increased.

また、本発明の他の特徴は、X線出射手段は、測定対象物の近傍に配置させることができるX線出射孔と、X線出射孔の径より径の大きな円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体と、加速した電子線をターゲットに当てることでX線を発生させるX線出射器と、X線出射器がX線を出射している間、X線出射器に強度が変化する磁界を及ぼすことにより電子線の光路を変化させて、ターゲットに当たる電子線の位置を、X線出射孔の径より径または長さが大きな範囲で変化させるX線発生点変化手段とから構成されているようにしたことにある。これによれば、X線出射器の電子線の断面径または断面長さを変えることなく、X線発生点変化手段を新たに設けるのみで、X線が発生する点の径または長さをX線出射孔の径より大きくした状態と同様の状態にすることができ、これによっても装置のコストアップが殆どないようにすることができる。   Another feature of the present invention is that the X-ray emission means has an X-ray emission hole that can be arranged in the vicinity of the measurement object, and a cylindrical through-hole having a diameter larger than the diameter of the X-ray emission hole. An X-ray passing object, an X-ray emitter that generates X-rays by applying an accelerated electron beam to the target, and the intensity of the X-ray emitter changes while the X-ray emitter emits X-rays. X-ray generation point changing means for changing the optical path of the electron beam by applying a magnetic field to change the position of the electron beam hitting the target in a range in which the diameter or length is larger than the diameter of the X-ray emission hole. There is in doing so. According to this, the diameter or length of the point at which X-rays are generated can be obtained by simply providing X-ray generation point changing means without changing the cross-sectional diameter or length of the electron beam of the X-ray emitter. The state can be made the same as the state where the diameter is larger than the diameter of the line exit hole, and this also makes it possible to hardly increase the cost of the apparatus.

また、本発明の他の特徴は、対象とする測定対象物に向けてX線を出射するX線出射手段であって、X線発生点で発生したX線を出射するX線出射器と、X線出射器から出射されたX線を通過させる円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体とから構成されるX線出射手段と、X線出射手段から測定対象物に向けてX線が照射された際、測定対象物にて発生した回折X線を、X線出射手段から出射されるX線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、撮像面に回折X線の像である回折環を形成する回折環形成手段とを備えたX線回折測定装置を用いたX線回折測定方法において、測定対象物のX線照射箇所となる箇所に、貫通孔の径およびX線発生点の径あるいは長さより小さな径のX線照射孔を有するX線不透過のシートを、X線照射孔が合致するよう載置した後、X線出射手段からX線を出射し、回折環形成手段により回折環を形成するX線回折測定方法としたことにある。   In addition, another feature of the present invention is an X-ray emitting unit that emits X-rays toward an object to be measured, and an X-ray emitter that emits X-rays generated at an X-ray generation point; X-ray emission means composed of an X-ray passing object having a cylindrical through-hole that allows X-rays emitted from the X-ray emitter to pass through, and X-rays from the X-ray emission means toward the measurement object When irradiated, the diffracted X-rays generated at the measurement object are received by an imaging surface perpendicular to the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emitting means, and are diffracted X-rays on the imaging surface. In the X-ray diffraction measurement method using the X-ray diffraction measurement apparatus provided with a diffraction ring forming means for forming a diffraction ring that is an image of the above, the diameter of the through-hole and An X-ray opaque sheet having an X-ray irradiation hole with a diameter smaller than the diameter or length of the X-ray generation point After the hole is placed so as to coincide, it emits X-rays from the X-ray emitting means, in that the X-ray diffraction measurement method of forming a diffraction ring by the diffractive ring-forming means.

これによれば、X線回折測定装置に測定対象物の近傍に配置させることができるX線出射孔を設ける替わりに、測定対象物のX線照射箇所となる箇所に、X線照射孔を有するX線不透過のシートを載置するので、先行技術文献の特許文献1に示されるX線回折測定装置からの変更を極力少なくすることができる。そして、このようにした場合でも、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させた場合と同様の効果を得ることができる。   According to this, instead of providing the X-ray diffraction measurement apparatus with an X-ray emission hole that can be disposed in the vicinity of the measurement object, the X-ray irradiation hole is provided at a position that becomes the X-ray irradiation position of the measurement object. Since the X-ray opaque sheet is placed, the change from the X-ray diffraction measurement apparatus disclosed in Patent Document 1 of the prior art document can be minimized. And even if it does in this way, the effect similar to the case where the housing | casing of a X-ray-diffraction measuring apparatus is rock | fluctuated with respect to a measuring object can be acquired.

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概略図である。1 is an overall schematic diagram showing an X-ray diffraction measurement system including an X-ray diffraction measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の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 measuring apparatus of FIG. 図2のX線回折測定装置におけるX線が通過する部分を拡大して示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which expands and shows the part through which the X-ray passes in the X-ray-diffraction measuring apparatus of FIG. 図1のX線回折測定装置における円形孔付近を出射X線の光軸方向から見た図である。It is the figure which looked at circular hole vicinity in the X-ray-diffraction measuring apparatus of FIG. 1 from the optical axis direction of the emitted X-ray. 図3のプレート部分の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the plate part of FIG. 図1のX線回折測定装置において、X線出射器のX線発生点から測定対象物のX線照射箇所までのX線の光路を、X線の光軸方向を縮小し、該光軸方向の垂直方向を拡大して示した図であり、(a)はX線照射箇所の左端の点におけるX線の光路、(b)はX線照射箇所の右端の点におけるX線の光路である。In the X-ray diffractometer of FIG. 1, the optical axis direction of the X-ray is reduced in the X-ray optical path from the X-ray generation point of the X-ray emitter to the X-ray irradiation point of the measurement object, and the optical axis direction is reduced. FIG. 2A is an enlarged view of the vertical direction of FIG. 2, (a) is an X-ray optical path at the leftmost point of the X-ray irradiation site, and (b) is an X-ray optical path at the rightmost point of the X-ray irradiation site. . 本発明の別の実施形態に係るX線回折測定装置において、X線出射器の内部とX線出射器周囲に配置したX線発生点変化機構を、X線出射器の中心軸方向に見た図である。In the X-ray diffraction measurement apparatus according to another embodiment of the present invention, the X-ray generation point changing mechanism disposed inside and around the X-ray emitter is viewed in the central axis direction of the X-ray emitter. FIG. 測定対象物にX線照射孔を有するX線不透過シートを載置し、X線を照射したときの様子を横方向と縦方向から見た図である。It is the figure which looked at the mode when the X-ray impervious sheet | seat which has an X-ray irradiation hole was mounted in the measurement object, and irradiated the X-ray from the horizontal direction and the vertical direction. 本発明のさらに別の実施形態に係る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 measuring apparatus which concerns on another embodiment of this invention. 従来のX線回折測定装置において、X線出射器のX線発生点から測定対象物のX線照射箇所までのX線の光路を、X線の光軸方向を縮小し、該光軸方向の垂直方向を拡大して示した図である。In a conventional X-ray diffraction measurement apparatus, the optical path of the X-ray from the X-ray generation point of the X-ray emitter to the X-ray irradiation point of the measurement object is reduced, and the optical axis direction of the X-ray is reduced. It is the figure which expanded and showed the perpendicular direction.

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。なお、このX線回折測定システムが、先行技術文献の特許文献1に示されているX線回折測定システムと異なっている点は、LED光源44が取り付けられたユニットの配置、X線出射器10のX線が発生する箇所の領域を大きくしている点、出射されたX線が通過する貫通孔の端にある通路部材の孔の径を大きくしている点、及び固定具18の中心にパイプ部51を取り付け、出射されたX線が貫通孔を通過した後パイプ部51内部を通過して、パイプ部51先端にあるX線出射孔51aから出射される点である。よって、特許文献1に示されているX線回折測定システムで既に説明されている箇所は、簡略的に説明するにとどめる。   A configuration of an X-ray diffraction measurement system including an X-ray diffraction measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that this X-ray diffraction measurement system is different from the X-ray diffraction measurement system shown in Patent Document 1 of the prior art document in that the arrangement of the unit to which the LED light source 44 is attached and the X-ray emitter 10 are different. The area where the X-rays are generated is enlarged, the diameter of the passage member at the end of the through hole through which the emitted X-rays pass is increased, and the center of the fixture 18 The pipe portion 51 is attached, and the emitted X-ray passes through the through hole and then passes through the inside of the pipe portion 51 and is emitted from the X-ray emission hole 51a at the tip of the pipe portion 51. Therefore, the part already demonstrated by the X-ray-diffraction measurement system shown by patent document 1 is only demonstrated briefly.

このX線回折測定システムは、残留応力を測定する測定対象物OBがある場所まで運搬されてセットされるものである。X線回折測定装置はアーム式移動装置により位置と姿勢を調整することができ、測定対象物OBに対するX線回折測定装置の位置と姿勢を変更して、測定対象物OBに対するX線の照射方向及びX線照射点から回折環の撮像面までの距離を、意図した方向と距離に設定することができる。測定対象物OBはX線回折測定が可能であればどのような材質のものでもよいが、本実施形態では鉄製のものとする。なお、測定対象物OBは結晶粒が大きい等の理由により、先行技術文献の特許文献1に示されるX線回折測定装置では明瞭な回折環が撮像されないものである。   This X-ray diffraction measurement system is transported and set to a place where there is a measurement object OB for measuring residual stress. The position and orientation of the X-ray diffraction measuring apparatus can be adjusted by an arm type moving device, and the X-ray diffraction direction of the measuring object OB is changed by changing the position and orientation of the X-ray diffraction measuring apparatus with respect to the measuring object OB. The distance from the X-ray irradiation point to the imaging surface of the diffraction ring can be set to the intended direction and distance. The measurement object OB may be made of any material as long as X-ray diffraction measurement is possible, but in the present embodiment, it is made of iron. Note that the measurement object OB has a large crystal grain, and therefore, a clear diffraction ring cannot be imaged by the X-ray diffraction measurement apparatus disclosed in Patent Document 1 of the prior art document.

図1及び図2に示すように、X線回折測定装置は筐体50内に、X線出射器10、イメージングプレート15を取り付けるテーブル16、テーブル16を回転及び移動させるテーブル駆動機構20及び回折環を検出するレーザ検出装置30等を備えている。そして、X線回折測定システムは、このX線回折測定装置とともに、アーム式移動装置(図示しない)、コンピュータ装置90及び高電圧電源95を備える。筐体50内には、上述した装置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外に示された2点鎖線で囲われた各種回路は、筐体50内の2点鎖線内に納められている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the X-ray diffraction measurement apparatus includes an X-ray emitter 10, a table 16 to which an imaging plate 15 is attached, a table driving mechanism 20 for rotating and moving the table 16, and a diffraction ring. And a laser detection device 30 for detecting. The X-ray diffraction measurement system includes an arm type moving device (not shown), a computer device 90, and a high voltage power supply 95 together with the X-ray diffraction measurement device. Various types of circuits that are connected to the above-described devices to control operation and input detection signals are also built in the case 50. A two-dot chain line shown outside the case 50 in FIG. Various circuits surrounded by are enclosed in a two-dot chain line in the housing 50.

筐体50は、略直方体状に形成されるとともに、底面壁50a、前面壁50b、後面壁50e、上面壁50f、側面壁(図示せず)、及び底面壁50aと前面壁50bの角部を紙面の表側から裏側に向けて切り欠くように設けた切欠き部壁50cと繋ぎ壁50dを有するように形成されている。切欠き部壁50cは底面壁50aに垂直な平板と平行な平板とからなり、繋ぎ壁50dは側面壁と垂直であり底面壁50aと所定の角度を有している。この所定の角度は、例えば30〜45度である。切欠き部壁50cには円形孔50c1があり、回折環撮像時にはこの円形孔50c1の中心を貫いてパイプ部51が切欠き部壁50cと垂直に筐体50の外側に出ている。パイプ部51はX線が出射された際、X線が内部を通過して先端にあるX線出射孔51aから出射するためのものであるが、これについては後ほど詳細に説明する。側面壁の1つには、支持アーム52に接続される接続部(図示せず)が設けられており、接続部は図1及び図2の紙面の垂直周りに回転可能になっている。支持アーム52はアーム式移動装置の先端であり、アーム式移動装置を操作することにより、筐体50(X線回折測定装置)を任意の位置と姿勢にすることができる。   The casing 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a bottom wall 50a, a front wall 50b, a rear wall 50e, a top wall 50f, a side wall (not shown), and corners of the bottom wall 50a and the front wall 50b. It is formed to have a notch wall 50c and a connecting wall 50d provided so as to be cut out from the front side to the back side of the sheet. The notch wall 50c is composed of a flat plate perpendicular to the bottom wall 50a and a parallel plate, and the connecting wall 50d is perpendicular to the side wall and has a predetermined angle with the bottom wall 50a. This predetermined angle is, for example, 30 to 45 degrees. The notch wall 50c has a circular hole 50c1, and at the time of diffractive ring imaging, the pipe part 51 protrudes outside the housing 50 perpendicularly to the notch wall 50c through the center of the circular hole 50c1. When the X-ray is emitted, the pipe portion 51 is for allowing the X-ray to pass through the inside and exit from the X-ray emission hole 51a at the tip, which will be described in detail later. One of the side walls is provided with a connection portion (not shown) connected to the support arm 52, and the connection portion is rotatable about the vertical direction of the paper surface of FIGS. The support arm 52 is a tip of an arm type moving device, and the case 50 (X-ray diffraction measuring device) can be set to an arbitrary position and posture by operating the arm type moving device.

X線出射器10は、筐体50内の上部にて図示左右方向に延設されて筐体50に固定されており、高電圧電源95からの高電圧の供給を受けると、X線を図示下方向に出射する。X線出射器10は、電子線を加速させてターゲットに当てることでX線を発生させるX線管であるが、先行技術文献で示されているX線回折測定装置に使用されるX線出射器より電子線の断面径が大きく、X線が発生する箇所(以下、X線発生点という)の領域が、該X線出射器より大きくなっている。この点は後ほど詳細に説明する。X線制御回路71は、コントローラ91から指令が入力すると、X線出射器10から一定強度のX線が出射されるように、X線出射器10に高電圧電源95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線出射器10は、図示しない冷却装置を備えていて、X線制御回路71は、この冷却装置に供給される駆動信号も制御する。   The X-ray emitter 10 extends in the left-right direction in the figure at the upper part in the case 50 and is fixed to the case 50. When a high voltage is supplied from the high-voltage power source 95, the X-ray emitter 10 is shown in the figure. The light is emitted downward. The X-ray emitter 10 is an X-ray tube that generates X-rays by accelerating an electron beam and hitting it on a target. The X-ray emitter used in the X-ray diffraction measurement apparatus shown in the prior art document is used. The cross-sectional diameter of the electron beam is larger than that of the device, and the region where X-rays are generated (hereinafter referred to as X-ray generation point) is larger than that of the X-ray emitter. This point will be described in detail later. When a command is input from the controller 91, the X-ray control circuit 71 outputs a driving current supplied to the X-ray emitter 10 from the high voltage power supply 95 so that X-rays with a constant intensity are emitted from the X-ray emitter 10. Control drive voltage. In addition, the X-ray emitter 10 includes a cooling device (not shown), and the X-ray control circuit 71 also controls a drive signal supplied to the cooling device.

テーブル駆動機構20は、筐体50に固定され、X線出射器10の下方にて移動ステージ21を備えている。移動ステージ21は、テーブル駆動機構20における対向する1対の板状のガイド25,25により挟まれていて、テーブル駆動機構20に固定されたフィードモータ22、スクリューロッド23及び軸受部24により、出射X線の光軸が含まれる筐体50の側面壁に平行な平面内であって、出射X線の光軸に垂直な方向に移動する。フィードモータ22内には、エンコーダ22aが組み込まれており、エンコーダ22aはフィードモータ22が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を位置検出回路72及びフィードモータ制御回路73へ出力する。   The table driving mechanism 20 is fixed to the housing 50 and includes a moving stage 21 below the X-ray emitter 10. The moving stage 21 is sandwiched between a pair of opposed plate-like guides 25, 25 in the table driving mechanism 20, and is output by a feed motor 22, a screw rod 23, and a bearing portion 24 fixed to the table driving mechanism 20. It moves in a plane parallel to the side wall of the housing 50 including the X-ray optical axis and in a direction perpendicular to the optical axis of the outgoing X-ray. An encoder 22a is incorporated in the feed motor 22, and the encoder 22a outputs a pulse train signal that alternately switches between a high level and a low level each time the feed motor 22 rotates by a predetermined minute rotation angle. And output to the feed motor control circuit 73.

位置検出回路72及びフィードモータ制御回路73は、コントローラ91からの指令により作動する。X線回折測定装置への電源投入直後において、フィードモータ制御回路73は、移動ステージ21をフィードモータ22側へ移動させるようフィードモータ22に駆動信号を出力し、位置検出回路72は、移動ステージ21が移動限界位置に達して、エンコーダ22aからパルス列信号が入力されなくなると、駆動信号停止を意味する信号をフィードモータ制御回路73に出力し、カウント値を「0」に設定する。フィードモータ制御回路73は、これにより駆動信号の出力を停止する。この移動限界位置が移動ステージ21の原点位置となり、位置検出回路72は、以後、移動ステージ21が移動するごとにエンコーダ22aからのパルス列信号をカウントし、移動方向によりカウント値を加算または減算して移動限界位置からの移動距離xを位置信号として出力する。フィードモータ制御回路73は、コントローラ91から移動ステージ21の移動先位置を入力すると、位置検出回路72から入力する位置信号が入力した移動先位置に等しくなるまで、フィードモータ22を正転又は逆転駆動する。なお、移動ステージ21の移動限界位置は、移動ステージ21がフィードモータ22側へ移動したとき、円形孔50c1から筐体50の外側に出ているパイプ部51が円形孔50c1の一部と繋がっている長尺孔50c2の縁に当たる寸前で停止するよう、ストッパ等で設定されている。この点は後ほど詳細に説明する。また、フィードモータ制御回路73は、コントローラ91から移動ステージ21の移動速度を入力すると、エンコーダ22aから入力したパルス列信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ21の移動速度を計算し、計算した移動速度が入力した移動速度になるようにフィードモータ22を駆動する。   The position detection circuit 72 and the feed motor control circuit 73 operate according to commands from the controller 91. Immediately after turning on the power to the X-ray diffraction measurement apparatus, the feed motor control circuit 73 outputs a drive signal to the feed motor 22 so as to move the moving stage 21 to the feed motor 22 side, and the position detection circuit 72 When the pulse reaches the movement limit position and the pulse train signal is no longer input from the encoder 22a, a signal indicating stop of the drive signal is output to the feed motor control circuit 73, and the count value is set to “0”. Thus, the feed motor control circuit 73 stops outputting the drive signal. This movement limit position becomes the origin position of the moving stage 21, and the position detection circuit 72 thereafter counts the pulse train signal from the encoder 22a every time the moving stage 21 moves, and adds or subtracts the count value depending on the moving direction. The movement distance x from the movement limit position is output as a position signal. When the feed motor control circuit 73 inputs the destination position of the moving stage 21 from the controller 91, the feed motor 22 is driven forward or backward until the position signal input from the position detection circuit 72 becomes equal to the input destination position. To do. The moving limit position of the moving stage 21 is such that when the moving stage 21 moves to the feed motor 22 side, the pipe portion 51 that protrudes from the circular hole 50c1 to the outside of the housing 50 is connected to a part of the circular hole 50c1. It is set with a stopper or the like so as to stop immediately before hitting the edge of the elongated hole 50c2. This point will be described in detail later. Further, when the moving speed of the moving stage 21 is input from the controller 91, the feed motor control circuit 73 calculates the moving speed of the moving stage 21 using the number of pulses per unit time of the pulse train signal input from the encoder 22a. The feed motor 22 is driven so that the calculated movement speed becomes the input movement speed.

一対のガイド25,25の上端は、板状の上壁26によって連結されており、上壁26には貫通孔26aが設けられていて、貫通孔26aの中心位置はX線出射器10の出射口11の中心位置に対向しており、出射X線は、出射口11及び貫通孔26aを介してテーブル駆動機構20内に入射する。後述するイメージングプレート15が回折環撮像位置にある状態(図1乃至図3の状態)において、移動ステージ21の貫通孔26aと対向する位置には、図3に拡大して示すように、貫通孔21aが形成されている。移動ステージ21には、出射口11及び貫通孔26a,21aの中心軸線位置を回転中心とするスピンドルモータ27が組み付けられており、スピンドルモータ27の出力軸27aは円筒状で断面円形の貫通孔27a1を有する。スピンドルモータ27の出力軸27aの反対側には、貫通孔27bが設けられ、貫通孔27bの内周面上には、貫通孔27bの一部の内径を小さくするための円筒状の通路部材28が固定されている。   The upper ends of the pair of guides 25, 25 are connected by a plate-like upper wall 26, and a through hole 26 a is provided in the upper wall 26, and the center position of the through hole 26 a is the emission of the X-ray emitter 10. Opposite the center position of the mouth 11, the outgoing X-rays enter the table drive mechanism 20 through the outgoing opening 11 and the through hole 26a. In a state where an imaging plate 15 to be described later is in the diffraction ring imaging position (the state shown in FIGS. 1 to 3), a through hole is formed at a position facing the through hole 26a of the moving stage 21 as shown in an enlarged view in FIG. 21a is formed. The moving stage 21 is assembled with a spindle motor 27 whose center of rotation is the position of the central axis of the emission port 11 and the through holes 26a, 21a. The output shaft 27a of the spindle motor 27 is cylindrical and has a circular cross section. Have A through hole 27b is provided on the opposite side of the output shaft 27a of the spindle motor 27, and a cylindrical passage member 28 for reducing the inner diameter of a part of the through hole 27b is provided on the inner peripheral surface of the through hole 27b. Is fixed.

また、スピンドルモータ27内にはエンコーダ27cが組み込まれ、エンコーダ27cは、スピンドルモータ27が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を、スピンドルモータ制御回路74及び回転角度検出回路75へ出力する。さらに、エンコーダ27cは、スピンドルモータ27が1回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を、コントローラ91及び回転角度検出回路75に出力する。   An encoder 27c is incorporated in the spindle motor 27. The encoder 27c controls a pulse train signal that alternately switches between a high level and a low level every time the spindle motor 27 rotates by a predetermined minute rotation angle. It outputs to the circuit 74 and the rotation angle detection circuit 75. Furthermore, the encoder 27c outputs an index signal that switches from the low level to the high level for a predetermined short period of time for each rotation of the spindle motor 27 to the controller 91 and the rotation angle detection circuit 75.

スピンドルモータ制御回路74は、コントローラ91から回転速度を入力すると、エンコーダ27cから入力するパルス列信号の単位時間当たりのパルス数から計算される回転速度が、入力した回転速度になるように、駆動信号をスピンドルモータ27に出力する。回転角度検出回路75は、エンコーダ27cから入力するパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値から回転角度θpを計算してコントローラ91に出力する。また、回転角度検出回路75は、エンコーダ27cからインデックス信号を入力すると、カウント値をリセットして「0」にする。これが回転角度0°の位置である。なお、イメージングプレート15の回転角度0°の位置とは、後述するレーザ検出装置30からのレーザ照射によりイメージングプレート15に形成された回折環を読み取る際、インデックス信号を入力した時点でレーザ光が照射されている位置である。この位置はイメージングプレート15の各半径位置においてあるためラインである。   When the rotation speed is input from the controller 91, the spindle motor control circuit 74 outputs a drive signal so that the rotation speed calculated from the number of pulses per unit time of the pulse train signal input from the encoder 27c becomes the input rotation speed. Output to the spindle motor 27. The rotation angle detection circuit 75 counts the number of pulses of the pulse train signal input from the encoder 27c, calculates the rotation angle θp from the count value, and outputs it to the controller 91. In addition, when the index signal is input from the encoder 27c, the rotation angle detection circuit 75 resets the count value to “0”. This is the position at a rotation angle of 0 °. Note that the position of the imaging plate 15 at a rotation angle of 0 ° means that the laser beam is irradiated when an index signal is input when a diffraction ring formed on the imaging plate 15 is read by laser irradiation from a laser detection device 30 described later. It is a position that has been. Since this position is at each radial position of the imaging plate 15, it is a line.

テーブル16は、円形状であり、スピンドルモータ27の出力軸27aの先端部に固定されている。テーブル16は、下面中央部から下方へ突出した突出部17を有し、突出部17の外周面には、ねじ山が形成されている。テーブル16の下面にはイメージングプレート15が取付けられる。イメージングプレート15の中心部には貫通孔15aが設けられていて、この貫通孔15aに突出部17を通し、突出部17の外周面上にナット状の固定具18をねじ込むことにより、イメージングプレート15が、固定具18とテーブル16の間に挟まれて固定される。固定具18は、円筒状の部材で、内周面に、突出部17のねじ山に対応するねじ山が形成されており、中心にパイプ部51が固定されている。突出部17に固定具18をねじ込んだとき、パイプ部51の先端部分は突出部17の貫通孔17aの中に入り、パイプ部51の先端51bはテーブル16の貫通孔16aの近傍になる。   The table 16 has a circular shape and is fixed to the tip of the output shaft 27 a of the spindle motor 27. The table 16 has a protruding portion 17 that protrudes downward from the central portion of the lower surface, and a thread is formed on the outer peripheral surface of the protruding portion 17. An imaging plate 15 is attached to the lower surface of the table 16. A through hole 15 a is provided in the center of the imaging plate 15, and the projection 17 is passed through the through hole 15 a, and a nut-shaped fixture 18 is screwed onto the outer peripheral surface of the projection 17, thereby imaging plate 15. Is fixed between the fixture 18 and the table 16. The fixture 18 is a cylindrical member, and has a thread corresponding to the thread of the protrusion 17 on the inner peripheral surface, and the pipe 51 is fixed at the center. When the fixture 18 is screwed into the projecting portion 17, the tip portion of the pipe portion 51 enters the through hole 17 a of the projecting portion 17, and the tip 51 b of the pipe portion 51 is in the vicinity of the through hole 16 a of the table 16.

X線出射器10の出射口11から出射されたX線は貫通孔26a,21a、通路部材28の孔、貫通孔27b,27a1,16a,17aを通過した後、パイプ部51の先端51bからパイプ部51の内部に入射し、パイプ部51の逆側の先端にあるX線出射孔51aから出射する。なお、パイプ部51の内径は通路部材28の孔の内径と同程度となっており、パイプ部51の先端51bが通路部材28の位置に存在した場合と同じと見なすことができる。出射口11から出射されたX線は広がりながら進むX線であるが、パイプ部51の内部を通過し、微小径であるX線出射孔51aから出射することで、パイプ部51の軸線に平行な平行光となる。   X-rays emitted from the emission port 11 of the X-ray emitter 10 pass through the through holes 26a and 21a, the holes of the passage member 28, and the through holes 27b, 27a1, 16a, and 17a, and then pipe from the tip 51b of the pipe portion 51. The light enters the inside of the portion 51 and exits from the X-ray exit hole 51 a at the tip on the opposite side of the pipe portion 51. The inner diameter of the pipe portion 51 is approximately the same as the inner diameter of the hole of the passage member 28, and can be regarded as the same as when the tip 51 b of the pipe portion 51 is present at the position of the passage member 28. The X-rays emitted from the emission port 11 are X-rays that travel while spreading, but pass through the inside of the pipe part 51 and are emitted from the X-ray emission hole 51a having a small diameter, thereby being parallel to the axis of the pipe part 51. Become parallel light.

後述するように測定対象物OBのX線照射点からイメージングプレート15までの距離が設定距離になるようにしたとき、図2に示すようにX線出射孔51aが測定対象物OBのX線照射点の近傍になるよう、パイプ部51の長さは設定されている。図4は円形孔50c1の付近を出射X線の光軸方向から見た図であるが、X線照射点で発生した回折X線は円形孔50c1から筐体50内に入射し、イメージングプレート15で受光されてイメージングプレート15には回折環が撮像される。また、図4に示されるように、円形孔50c1の一部は長尺孔50c2と繋がっており、移動ステージ21がフィードモータ22側へ移動するとき、パイプ部51は円形孔50c1を通り過ぎた後、長尺孔50c2を移動する。そして、パイプ部51が長尺孔50c2の端の近傍になると、移動ステージ21は移動限界位置に達して停止する。   As will be described later, when the distance from the X-ray irradiation point of the measurement object OB to the imaging plate 15 is set to a set distance, the X-ray emission hole 51a is irradiated with the X-ray of the measurement object OB as shown in FIG. The length of the pipe portion 51 is set so as to be in the vicinity of the point. FIG. 4 is a view of the vicinity of the circular hole 50c1 as seen from the optical axis direction of the emitted X-ray, but the diffracted X-rays generated at the X-ray irradiation point enter the housing 50 from the circular hole 50c1, and the imaging plate 15 And the diffraction ring is imaged on the imaging plate 15. As shown in FIG. 4, a part of the circular hole 50c1 is connected to the elongated hole 50c2, and when the moving stage 21 moves to the feed motor 22 side, the pipe portion 51 passes after passing through the circular hole 50c1. The long hole 50c2 is moved. Then, when the pipe portion 51 is near the end of the elongated hole 50c2, the moving stage 21 reaches the movement limit position and stops.

イメージングプレート15はフィードモータ22の駆動により、移動ステージ21、スピンドルモータ27及びテーブル16と共に、図1乃至図3に示す回折環撮像位置へ移動し、また、後述する撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域、及び回折環を消去する回折環消去領域へ移動する。この移動において、イメージングプレート15の中心軸は、出射X線の光軸とイメージングプレート15における回転角度0°の位置(ライン)とが成す平面内に保たれた状態で、出射X線の光軸に垂直な方向に移動する。なお、以下、出射X線の光軸とイメージングプレート15における回転角度0°の位置(ライン)とが成す平面を基準平面という。   The imaging plate 15 is moved to the diffraction ring imaging position shown in FIGS. 1 to 3 together with the moving stage 21, the spindle motor 27, and the table 16 by driving of the feed motor 22, and the diffraction ring for reading the imaged diffraction ring described later. Move to the reading area and the diffractive ring erasing area to erase the diffractive ring. In this movement, the central axis of the imaging plate 15 is maintained in a plane formed by the optical axis of the outgoing X-ray and the position (line) at a rotation angle of 0 ° in the imaging plate 15, and the optical axis of the outgoing X-ray. Move in a direction perpendicular to. Hereinafter, the plane formed by the optical axis of the emitted X-ray and the position (line) at the rotation angle 0 ° in the imaging plate 15 is referred to as a reference plane.

レーザ検出装置30は、回折環を撮像したイメージングプレート15にレーザ光を照射し、イメージングプレート15が発光した光の強度を検出する。レーザ検出装置30は、回折環撮像位置にあるイメージングプレート15からフィードモータ22側に離れており、測定対象物OBにて回折したX線がレーザ検出装置30によって遮られないようになっている。レーザ検出装置30は、レーザ光源31、コリメートレンズ32、反射鏡33、ダイクロイックミラー34、及び対物レンズ36等を備えた光ヘッドであり、光ディスクの記録再生に用いられるものと同様な構成である。 レーザ駆動回路77は、コントローラ91から指令が入力すると、フォトディテクタ42から入力する信号の強度が所定の強度になるようレーザ光源31に駆動信号を出力し。レーザ光源31からは一定強度のレーザ光が出射される。フォトディテクタ42は後述するダイクロイックミラー34で微量が反射し、集光レンズ41を介して受光したレーザ光の強度に相当する強度の信号を出力するが、ダイクロイックミラー34での反射の割合は一定であるので、出射したレーザ光の強度に相当する強度の信号を出力すると見なせる。コリメートレンズ32はレーザ光を平行光にし、反射鏡33はレーザ光を、ダイクロイックミラー34に向けて反射し、ダイクロイックミラー34は、入射したレーザ光の大半(例えば、95%)をそのまま透過させる。対物レンズ36は、レーザ光をイメージングプレート15の表面に集光させる。対物レンズ36には、フォーカスアクチュエータ37が組み付けられており。後述するフォーカスサーボにより、レーザ光の焦点は常にイメージングプレート15の表面に合致する。   The laser detection device 30 irradiates the imaging plate 15 that images the diffraction ring with laser light, and detects the intensity of the light emitted from the imaging plate 15. The laser detection device 30 is separated from the imaging plate 15 located at the diffraction ring imaging position toward the feed motor 22, so that X-rays diffracted by the measurement object OB are not blocked by the laser detection device 30. The laser detection device 30 is an optical head including a laser light source 31, a collimating lens 32, a reflecting mirror 33, a dichroic mirror 34, an objective lens 36, and the like, and has the same configuration as that used for recording and reproduction of an optical disc. When a command is input from the controller 91, the laser drive circuit 77 outputs a drive signal to the laser light source 31 so that the intensity of the signal input from the photodetector 42 becomes a predetermined intensity. Laser light with a constant intensity is emitted from the laser light source 31. The photodetector 42 reflects a small amount by a dichroic mirror 34 to be described later, and outputs a signal having an intensity corresponding to the intensity of the laser beam received through the condenser lens 41, but the ratio of reflection at the dichroic mirror 34 is constant. Therefore, it can be considered that a signal having an intensity corresponding to the intensity of the emitted laser light is output. The collimating lens 32 collimates the laser light, the reflecting mirror 33 reflects the laser light toward the dichroic mirror 34, and the dichroic mirror 34 transmits most of the incident laser light (for example, 95%) as it is. The objective lens 36 focuses the laser light on the surface of the imaging plate 15. A focus actuator 37 is assembled to the objective lens 36. The focus of the laser light always matches the surface of the imaging plate 15 by a focus servo described later.

集光されたレーザ光が、イメージングプレート15の回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光(Photo−Stimulated Luminesence)現象が生じ、回折環撮像時における回折X線の強度に応じた光が発生する。この輝尽発光により発生した光はレーザ光の波長よりも波長が短く、レーザ光の反射光と共に対物レンズ36を通過するが、ダイクロイックミラー34にて大部分が反射し、レーザ光の反射光は大部分が透過する。ダイクロイックミラー34で反射した光は、集光レンズ38、シリンドリカルレンズ39を介してフォトディテクタ40に入射する。フォトディテクタ40は、4つの同一正方形状の受光素子からなる4分割受光素子からなり、4つの受光信号(a,b,c,d)を増幅回路78に出力する。なお、シリンドリカルレンズ39は非点収差を生じさせるためにある。   When the focused laser beam is applied to the portion of the imaging plate 15 where the diffractive ring is imaged, a photo-stimulated luminescence phenomenon occurs, corresponding to the intensity of the diffracted X-ray at the time of diffractive ring imaging. Light is generated. The light generated by the stimulated light emission has a wavelength shorter than that of the laser light and passes through the objective lens 36 together with the reflected light of the laser light, but most of the light is reflected by the dichroic mirror 34, and the reflected light of the laser light is Most are transparent. The light reflected by the dichroic mirror 34 enters the photodetector 40 via the condenser lens 38 and the cylindrical lens 39. The photodetector 40 includes a four-part light receiving element including four light receiving elements having the same square shape, and outputs four light receiving signals (a, b, c, d) to the amplifier circuit 78. The cylindrical lens 39 is used to cause astigmatism.

増幅回路78は、入力した4つの受光信号(a,b,c,d)を増幅してフォーカスエラー信号生成回路79及びSUM信号生成回路80へ出力する。フォーカスエラー信号生成回路79は、非点収差法におけるフォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路81へ出力する。フォーカスサーボ回路81は、コントローラ91により指令が入力すると作動開始し、入力したフォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路82に出力する。ドライブ回路82は、入力したフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ37を駆動して、対物レンズ36をレーザ光の光軸方向に変位させ、これにより、レーザ光の焦点は常にイメージングプレート15の表面に合致する。   The amplification circuit 78 amplifies the four received light signals (a, b, c, d) and outputs them to the focus error signal generation circuit 79 and the SUM signal generation circuit 80. The focus error signal generation circuit 79 generates a focus error signal in the astigmatism method and outputs the focus error signal to the focus servo circuit 81. The focus servo circuit 81 starts to operate when a command is input from the controller 91, generates a focus servo signal based on the input focus error signal, and outputs the focus servo signal to the drive circuit 82. The drive circuit 82 drives the focus actuator 37 in accordance with the input focus servo signal to displace the objective lens 36 in the direction of the optical axis of the laser beam, so that the focal point of the laser beam is always on the surface of the imaging plate 15. Match.

SUM信号生成回路80は、入力した4つの受光信号を合算してSUM信号を生成し、A/D変換回路83に出力する。SUM信号の強度は、イメージングプレート15にて反射し、ダイクロイックミラー34で反射した微量のレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート15にて反射するレーザ光の強度はほぼ一定であるので、SUM信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、SUM信号の強度は、撮像された回折環における回折X線の強度に相当する。A/D変換回路83は、コントローラ91から指令が入力すると、入力するSUM信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラ91に出力する。   The SUM signal generation circuit 80 adds the four received light reception signals to generate a SUM signal and outputs it to the A / D conversion circuit 83. The intensity of the SUM signal is equivalent to the intensity of a small amount of laser light reflected by the imaging plate 15 and reflected by the dichroic mirror 34 and the intensity of light generated by the stimulated emission. Since the intensity of the reflected laser beam is substantially constant, the intensity of the SUM signal corresponds to the intensity of the light generated by the stimulated emission. That is, the intensity of the SUM signal corresponds to the intensity of diffracted X-rays in the imaged diffraction ring. When a command is input from the controller 91, the A / D conversion circuit 83 converts the instantaneous value of the input SUM signal into digital data and outputs it to the controller 91.

また、対物レンズ36に隣接して、LED光源43が設けられている。LED光源43は、LED駆動回路84によって制御されて、可視光を発して、イメージングプレート15に撮像された回折環を消去する。LED駆動回路84は、コントローラ91から指令を入力すると、LED光源43に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。   Further, an LED light source 43 is provided adjacent to the objective lens 36. The LED light source 43 is controlled by the LED drive circuit 84 to emit visible light and erase the diffraction ring imaged on the imaging plate 15. When the LED drive circuit 84 receives a command from the controller 91, the LED drive circuit 84 supplies the LED light source 43 with a drive signal for generating visible light having a predetermined intensity.

また、X線回折測定装置は、LED光源44を有する。LED光源44は、図2、図3及び図5に示すように、移動ステージ21とテーブル駆動機構20の上壁26の下面との間に配置されたプレート45の一端部下面に固定されている。プレート45は、移動ステージ21内に固定されたモータ46の出力軸46aに固着されており、モータ46の回転により、上壁26の下面に平行な面内を回転する。移動ステージ21にはストッパ部材47a,47bが設けられており、ストッパ部材47aは、プレート45を図5のD1方向に回転させたとき、LED光源44が上壁26の貫通孔26a及び移動ステージ21の貫通孔21aに対向する位置(A位置)で静止するように、プレート45の回転を規制する。一方、ストッパ部材47bは、プレート45を図5のD2方向に回転させたとき、プレート45が上壁26の貫通孔26aと移動ステージ21の貫通孔21aとの間を遮断しない位置(B位置)で静止するように、プレート45の回転を規制する。言い換えれば、A位置は、プレート45が図2及び図3に示す状態にある位置であり、LED光源44から出射されるLED光がスピンドルモータ27の貫通孔27a1に設けた通路部材28の通路に入射する位置である。B位置は、X線出射器10から出射されるX線がプレート45によって遮られない位置である。LED光源44は、コントローラ91によって作動制御されるLED駆動回路85からの駆動信号によりLED光を出射する。LED光は拡散する可視光であるが、プレート45がA位置にあるとき、その一部は、出射X線と同様の経路でX線出射孔51aから出射するので、出射X線と同様、貫通孔27a1及びパイプ部51の軸線に平行な平行光になる。   The X-ray diffraction measurement apparatus has an LED light source 44. As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the LED light source 44 is fixed to the lower surface of one end portion of the plate 45 disposed between the moving stage 21 and the lower surface of the upper wall 26 of the table driving mechanism 20. . The plate 45 is fixed to an output shaft 46 a of a motor 46 fixed in the moving stage 21, and rotates in a plane parallel to the lower surface of the upper wall 26 by the rotation of the motor 46. The moving stage 21 is provided with stopper members 47a and 47b. When the plate 45 is rotated in the direction D1 in FIG. 5, the LED light source 44 causes the through hole 26a in the upper wall 26 and the moving stage 21 to move. The rotation of the plate 45 is regulated so that it stops at a position (position A) facing the through hole 21a. On the other hand, the stopper member 47b is a position (B position) where the plate 45 does not block between the through hole 26a of the upper wall 26 and the through hole 21a of the moving stage 21 when the plate 45 is rotated in the direction D2 in FIG. The rotation of the plate 45 is restricted so as to be stationary. In other words, the A position is a position where the plate 45 is in the state shown in FIGS. 2 and 3, and the LED light emitted from the LED light source 44 enters the passage of the passage member 28 provided in the through hole 27 a 1 of the spindle motor 27. This is the incident position. The B position is a position where X-rays emitted from the X-ray emitter 10 are not blocked by the plate 45. The LED light source 44 emits LED light according to a drive signal from an LED drive circuit 85 that is controlled by the controller 91. LED light is visible light that diffuses, but when the plate 45 is at position A, a part of the light is emitted from the X-ray emission hole 51a through the same path as that of the emission X-ray. It becomes parallel light parallel to the axis of the hole 27a1 and the pipe part 51.

モータ46はエンコーダ46bを備えており、エンコーダ46bはモータ46が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を回転制御回路86に出力する。回転制御回路86は、コントローラ91から回転方向と回転開始の指令が入力されると、モータ46に駆動信号を出力し、モータ46を指示方向に回転させる。そして、エンコーダ46bからパルス列信号の入力が停止すると、駆動信号の出力を停止する。これにより、プレート45を、上述したA位置及びB位置までそれぞれ回転させることができる。   The motor 46 includes an encoder 46b. The encoder 46b outputs a pulse train signal that alternately switches between a high level and a low level to the rotation control circuit 86 every time the motor 46 rotates by a predetermined minute rotation angle. When a rotation direction and a rotation start command are input from the controller 91, the rotation control circuit 86 outputs a drive signal to the motor 46 to rotate the motor 46 in the indicated direction. When the input of the pulse train signal from the encoder 46b is stopped, the output of the drive signal is stopped. Thereby, the plate 45 can be rotated to the A position and the B position, respectively.

筐体50の切欠き部壁50cには結像レンズ48が設けられ、筐体50内部には撮像器49が設けられている。撮像器49は、CCD受光器又はCMOS受光器で構成され、各撮像素子ごとの受光強度に相当する強度の信号をセンサ信号取出回路87に出力する。結像レンズ48及び撮像器49は、イメージングプレート15に対して設定された位置にある測定対象物OBにおけるLED光の照射点を中心とした領域の画像を撮像するデジタルカメラとして機能する。イメージングプレート15に対して設定された位置とは、測定対象物OBにおけるX線及びLED光の照射点からイメージングプレート15までの垂直距離が、予め決められた設定距離となる位置である。この場合の結像レンズ48及び撮像器49による被写界深度は、前記照射点を中心とした前後の範囲で設定されている。センサ信号取出回路87は、撮像器49の各撮像素子ごとの信号強度データを、各撮像素子の位置(すなわち画素位置)が分かるデータと共にコントローラ91に出力する。   An imaging lens 48 is provided on the notch wall 50 c of the housing 50, and an imager 49 is provided inside the housing 50. The image pickup device 49 is constituted by a CCD light receiver or a CMOS light receiver, and outputs a signal having an intensity corresponding to the light reception intensity of each image pickup device to the sensor signal extraction circuit 87. The imaging lens 48 and the imager 49 function as a digital camera that captures an image of a region around the irradiation point of the LED light on the measurement object OB located at a position set with respect to the imaging plate 15. The position set with respect to the imaging plate 15 is a position where the vertical distance from the irradiation point of the X-ray and LED light on the measurement object OB to the imaging plate 15 becomes a predetermined setting distance. In this case, the depth of field by the imaging lens 48 and the imager 49 is set in a range before and after the irradiation point. The sensor signal extraction circuit 87 outputs the signal intensity data for each image pickup device of the image pickup device 49 to the controller 91 together with data for knowing the position (that is, pixel position) of each image pickup device.

また、結像レンズ48の光軸は、基準平面(X線出射器10から出射されるX線の光軸とイメージングプレート15の回転基準位置のラインを含む平面)に含まれるとともに、この光軸と測定対象物OBに照射されるX線及びLED光の光軸が交わる点は、イメージングプレート15から設定された距離にある測定対象物OBにおけるX線及びLED光の照射点であるように調整されている。さらに、X線及びLED光の測定対象物OBに対する入射角度が設定値であるとき、結像レンズ48の光軸と測定対象物OBのX線及びLED光の照射点における法線方向とが成す角度は前記入射角度に等しい角度であるようにされている。したがって、測定対象物OBにおけるX線及びLED光の照射点からイメージングプレート15までの距離が設定された距離にあり、X線及びLED光が測定対象物OBに設定された入射角度で照射された場合には、結像レンズ48に入射する散乱光の光軸と反射光の光軸はいずれも結像レンズ48の光軸と一致するため、撮像器49におけるLED光の照射点と測定対象物OBで反射したLED光の受光点は同じ位置に生じる。測定対象物OBに照射されるLED光は平行光であるので、照射点において、LED光は散乱光と、略平行光のまま反射する反射光を発生させるが、散乱光のうち結像レンズ48に入射した光は撮像器49の位置で結像して照射点となり、結像レンズ48に入射した反射光は結像レンズ48により集光されて撮像器49で受光され受光点なる。よって、LED光の照射点からイメージングプレート15までの距離が設定された距離であり、LED光が測定対象物OBに設定された入射角度で照射されたとき、撮像器49が出力する信号強度データから作成される撮影画像では、照射点の画像と受光点の画像は同じ位置になる。   The optical axis of the imaging lens 48 is included in the reference plane (the plane including the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray emitter 10 and the rotation reference position line of the imaging plate 15). The point at which the optical axes of X-rays and LED light irradiated to the measurement object OB intersect with each other is adjusted to be the X-ray and LED light irradiation points on the measurement object OB at a set distance from the imaging plate 15 Has been. Furthermore, when the incident angle of the X-ray and LED light with respect to the measurement object OB is a set value, the optical axis of the imaging lens 48 and the normal direction at the irradiation point of the X-ray and LED light of the measurement object OB are formed. The angle is made equal to the incident angle. Therefore, the distance from the X-ray and LED light irradiation point on the measurement object OB to the imaging plate 15 is set, and the X-ray and LED light are irradiated at the incident angle set on the measurement object OB. In this case, since both the optical axis of the scattered light and the optical axis of the reflected light incident on the imaging lens 48 coincide with the optical axis of the imaging lens 48, the irradiation point of the LED light in the image pickup device 49 and the measurement object The light receiving point of the LED light reflected by the OB is generated at the same position. Since the LED light applied to the measurement object OB is parallel light, the LED light generates scattered light and reflected light that is reflected substantially as parallel light at the irradiation point. The incident light forms an image at the position of the image pickup device 49 to become an irradiation point, and the reflected light incident on the image forming lens 48 is collected by the image forming lens 48 and received by the image pickup device 49 to become a light receiving point. Therefore, the signal intensity data output from the imager 49 when the LED light is irradiated at the incident angle set to the measurement object OB is the distance set from the irradiation point of the LED light to the imaging plate 15. In the captured image created from the above, the image of the irradiation point and the image of the light receiving point are in the same position.

コンピュータ装置90は、コントローラ91、入力装置92及び表示装置93からなる。コントローラ91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各種プログラムを実行してX線回折測定装置の作動を制御する。入力装置92は、コントローラ91に接続されて、作業者により、各種パラメータ、作業指示などの入力のために利用される。表示装置93は、表示画面上に撮像器49から入力する信号強度データにより作成された撮影画像を表示するとともに、結像レンズ48の光軸が撮像器49と交差する箇所に相当する箇所に十字のマークを表示する。この十字マークのクロス点は、LED光(出射X線)の照射点からイメージングプレート15までの距離が設定された距離であり、LED光(出射X線)が測定対象物OBに設定された入射角度で照射されたとき、照射点の画像および受光点の画像が生じる位置である。また、十字マークの縦方向を測定対象物OBの表面に投影させた方向が、撮像された回折環から計算される残留垂直応力の測定方向である。さらに、表示装置93は、X線回折測定システムの各種の設定状況、作動状況及び測定結果などを表示する。高電圧電源95は、X線出射器10にX線出射のための高電圧及び電流を供給する。   The computer device 90 includes a controller 91, an input device 92, and a display device 93. The controller 91 is an electronic control unit mainly including a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, a large capacity storage device, and the like, and executes various programs stored in the large capacity storage device to perform an X-ray diffraction measurement device. Control the operation of The input device 92 is connected to the controller 91 and is used by an operator to input various parameters, work instructions, and the like. The display device 93 displays on the display screen a photographed image created based on the signal intensity data input from the imager 49, and a cross at a position corresponding to a position where the optical axis of the imaging lens 48 intersects the imager 49. The mark is displayed. The cross point of the cross mark is a distance in which the distance from the irradiation point of the LED light (exit X-ray) to the imaging plate 15 is set, and the LED light (exit X-ray) is incident on the measurement object OB. This is a position where an image of an irradiation point and an image of a light receiving point are generated when irradiation is performed at an angle. The direction in which the vertical direction of the cross mark is projected on the surface of the measurement object OB is the measurement direction of the residual normal stress calculated from the imaged diffraction ring. Further, the display device 93 displays various setting states, operating states, measurement results, and the like of the X-ray diffraction measurement system. The high voltage power supply 95 supplies the X-ray emitter 10 with a high voltage and current for X-ray emission.

上述したように、X線出射器10におけるX線発生点の領域は、先行技術文献に示されているX線回折測定装置のものより大きく、通路部材28の貫通孔の内径は、該X線回折測定装置のものより大きめであり、出射X線は貫通孔27b,27a1,16a,17aを通過した後、パイプ部51の内部を通過して微小径のX線出射孔51aより出射している。これにより、出射X線を微小断面の複数のX線の集合で見たとき、測定対象物OBのX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路は、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になる。これを視覚的に示したものが図6である。   As described above, the region of the X-ray generation point in the X-ray emitter 10 is larger than that of the X-ray diffraction measuring device shown in the prior art document, and the inner diameter of the through hole of the passage member 28 is the X-ray. It is larger than that of the diffraction measuring apparatus, and the emitted X-rays pass through the through holes 27b, 27a1, 16a, 17a, and then pass through the inside of the pipe portion 51 and are emitted from the minute X-ray emitting hole 51a. . Thereby, when the emitted X-ray is viewed as a set of a plurality of X-rays having a minute cross section, the optical paths of the plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation position of the measurement object OB are visible parallel light. Becomes the same optical path as when the light is condensed by the convex lens. FIG. 6 shows this visually.

図6は、X線出射器10におけるX線発生点から測定対象物OBのX線照射箇所までを、X線の光軸方向を縮小し、この垂直方向を拡大して示すとともに、X線照射箇所の一部の点までのX線の光路を示した図である。(a)はX線照射箇所の左端の点におけるX線の光路、(b)はX線照射箇所の右端の点におけるX線の光路であるが、X線照射箇所の左端の点から右端の点までのすべての点において、X線の光路はこれらと同様の図になる。なお、図6は見やすくするため、貫通孔27b,27a1,16a,17aは同一径の円柱状とし、パイプ部51の先端51bはこの円柱状の貫通孔の端に固定された部材に固定されているようにしてある。X線出射器10は加速した電子線EがターゲットTaに当たることでX線が発生するが、電子線Eの径を大きくしてあるため、X線発生点の領域が大きい。このため、X線出射孔51aから出射されて測定対象物OBに照射されるX線は、X線照射箇所のそれぞれの点においてX線発生点におけるX線の発生箇所により入射角度が異なり、図6に示されたX線の光路のように、ある範囲の入射角度のX線が照射される。また、図6は平面図であり、X線発生点を出射X線の光軸方向から見ると円形であるので、図6を立体的に見ると、X線照射箇所におけるそれぞれの点に照射されるX線は、該それぞれの点を含む測定対象物の表面上のあらゆるラインに対して、図6に示されたX線の光路のようにある範囲の角度を有する。   FIG. 6 shows an X-ray optical axis direction reduced from the X-ray generation point in the X-ray emitter 10 to the X-ray irradiation position of the measurement object OB, and the vertical direction is enlarged, and X-ray irradiation is shown. It is the figure which showed the optical path of the X-ray to the one part point of a location. (A) is an X-ray optical path at the left end point of the X-ray irradiation location, and (b) is an X-ray optical path at the right end point of the X-ray irradiation location, but from the left end point to the right end of the X-ray irradiation location. At all points up to the point, the optical path of the X-rays is the same diagram as these. In addition, in order to make FIG. 6 easy to see, the through holes 27b, 27a1, 16a, and 17a are columnar with the same diameter, and the tip 51b of the pipe portion 51 is fixed to a member fixed to the end of the columnar through hole. It ’s like that. The X-ray emitter 10 generates X-rays when the accelerated electron beam E hits the target Ta. However, since the diameter of the electron beam E is increased, the area of the X-ray generation point is large. For this reason, the X-rays emitted from the X-ray emission holes 51a and applied to the measurement object OB have different incident angles depending on the X-ray generation location at each X-ray irradiation location. Like the X-ray optical path shown in FIG. 6, X-rays with a certain range of incident angles are irradiated. Further, FIG. 6 is a plan view, and the X-ray generation point is circular when viewed from the optical axis direction of the outgoing X-ray. Therefore, when viewed three-dimensionally, each point at the X-ray irradiation point is irradiated. The X-rays have a certain range of angles with respect to every line on the surface of the measurement object including the respective points, like the X-ray optical path shown in FIG.

図10は、先行技術文献におけるX線回折測定装置において、X線出射器10におけるX線発生点から測定対象物OBのX線照射箇所までを、X線の光軸方向を縮小し、この垂直方向を拡大して示すとともに、X線照射箇所の一部の点までのX線の光路を示した図である。先行技術文献におけるX線回折測定装置では装置と測定対象物OBが固定されていれば、測定対象物OBに照射されるX線の角度は一定である。そして、図6と図10を比較すると、本発明はターゲットTaにおけるX線発生点の領域を大きくし、X線出射孔51aを測定対象物OBの測定箇所の近傍に配置することにより、ある範囲の角度を有するX線を測定対象物OBに照射するようにしていることがわかる。   FIG. 10 shows an X-ray diffraction measurement apparatus in the prior art document, in which the optical axis direction of the X-ray is reduced from the X-ray generation point in the X-ray emitter 10 to the X-ray irradiation point of the measurement object OB. It is the figure which expanded and showed the direction, and showed the optical path of the X-ray to some points of an X-ray irradiation location. In the X-ray diffraction measurement apparatus in the prior art document, if the apparatus and the measurement object OB are fixed, the angle of the X-ray irradiated to the measurement object OB is constant. Then, comparing FIG. 6 with FIG. 10, the present invention increases the region of the X-ray generation point in the target Ta, and arranges the X-ray emission hole 51 a in the vicinity of the measurement location of the measurement object OB. It can be seen that the measurement object OB is irradiated with X-rays having an angle of.

発明者は、実験した結果、このようにしてX線を測定対象物OBに照射して回折環を撮像すると、結晶粒が大きい等の理由で通常の方法では明瞭な回折環が検出されない場合でも、明瞭な回折環が撮像することができることを確認した。これは、このようにしてX線を測定対象物OBに照射することは、X線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して揺動させて回折環を撮像するのと同様の効果があることを示すものであると考えることができる。なお、先行技術文献の特許文献2に示されるX線回折測定装置のように装置の筐体を1方向にのみ揺動させる場合は、X線の入射角度が変化するのみであるので、本実施形態のようにX線を測定対象物OBに照射することは、出射するX線の光軸の垂直方向である2方向に装置の筐体を揺動させた場合と同様と考えることができる。   As a result of the experiment, the inventor irradiates the measurement object OB with X-rays in this manner and images the diffraction ring, even if a clear diffraction ring is not detected by a normal method because the crystal grains are large. It was confirmed that a clear diffractive ring could be imaged. This is because irradiating the measurement object OB with X-rays in this way has the same effect as imaging the diffraction ring by swinging the housing of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object. It can be thought of as indicating something. In the case where the housing of the apparatus is swung only in one direction as in the X-ray diffraction measurement apparatus shown in Patent Document 2 of the prior art document, since the incident angle of X-rays only changes, this embodiment It can be considered that irradiating the measurement object OB with the X-ray as in the embodiment is the same as when the housing of the apparatus is swung in two directions that are perpendicular to the optical axis of the emitted X-ray.

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、測定対象物OBをX線回折測定する方法について説明する。ただし、この方法は先行技術文献の特許文献1に示されている方法と同じであり、特許文献1で既に詳細に説明されているので、簡単に説明するにとどめる。作業者はX線回折測定システムを測定対象物OBの近傍にセットした後、アーム式移動装置を操作してX線回折測定装置(筐体50)を測定対象物OBの近くまで移動させ、電源を投入してX線回折測定システムを作動させる。この後、X線回折測定は位置姿勢調整工程、回折環撮像工程、回折環読取り工程、回折環消去工程及び計算工程の順に作業、操作又は処理が行われる。   Next, a method for X-ray diffraction measurement of the measurement object OB using the X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement apparatus configured as described above will be described. However, this method is the same as the method disclosed in Patent Document 1 of the prior art document, and since it has already been described in detail in Patent Document 1, only a brief description will be given. After setting the X-ray diffraction measurement system in the vicinity of the measurement object OB, the operator operates the arm type moving device to move the X-ray diffraction measurement apparatus (housing 50) to the vicinity of the measurement object OB, To activate the X-ray diffraction measurement system. Thereafter, the X-ray diffraction measurement is performed in the order of the position / orientation adjustment process, the diffraction ring imaging process, the diffraction ring reading process, the diffraction ring elimination process, and the calculation process.

位置姿勢調整工程は、測定対象物OBに対するX線回折測定装置(筐体50)の位置と姿勢を調整する工程である。作業者は、まず、アーム式移動装置を操作してX線回折測定装置(筐体50)の位置と姿勢を調整することで、おおよそでX線(LED光)の照射点が測定対象物OBの測定箇所になり、測定対象物OBの測定箇所の法線が基準平面と平行になるようにする。   The position and orientation adjustment step is a step of adjusting the position and orientation of the X-ray diffraction measurement apparatus (housing 50) with respect to the measurement object OB. First, the operator operates the arm type moving device to adjust the position and posture of the X-ray diffraction measurement device (housing 50), so that the irradiation point of the X-ray (LED light) is approximately the measurement object OB. So that the normal of the measurement point of the measurement object OB is parallel to the reference plane.

次に作業者は、入力装置92から位置姿勢の調整を行うことを入力する。この入力により、コントローラ91は、各回路に指令を出力し、イメージングプレート15を回折環撮像位置(図1乃至図3の状態)に移動させ、モータ46を駆動させてプレート45をA位置まで回転させ、LED光源44を点灯させる。これにより平行光であるLED光がX線出射孔51aから外部へ出射され、測定対象物OBの測定箇所付近に照射される。さらに、コントローラ91は、撮像器49による撮像信号をセンサ信号取出回路87からコントローラ91に出力させ、この撮像信号から作成した撮影画像を表示装置93に表示させる。   Next, the operator inputs to adjust the position and orientation from the input device 92. With this input, the controller 91 outputs a command to each circuit, moves the imaging plate 15 to the diffraction ring imaging position (the state shown in FIGS. 1 to 3), and drives the motor 46 to rotate the plate 45 to the A position. The LED light source 44 is turned on. Thereby, LED light which is parallel light is emitted to the outside from the X-ray emission hole 51a, and is irradiated near the measurement location of the measurement object OB. Further, the controller 91 causes the image pickup signal from the image pickup device 49 to be output from the sensor signal extraction circuit 87 to the controller 91 and causes the display device 93 to display a captured image created from this image pickup signal.

作業者は、表示装置93に表示される画像を見ながら、アーム式移動装置を操作して、X線回折測定装置(筐体50)の位置と姿勢を調整し、LED光の照射点が測定対象物OBの測定箇所になり、十字マークの縦方向が残留垂直応力の測定方向になるとともに、LED光の照射点および受光点が画面上における十字マークのクロス点と合致するようにする。これにより、X線照射点からイメージングプレート15までの距離Lは設定値となり、X線が設定された入射角で入射する。このとき、パイプ部51の先端にあるX線出射孔51aは測定対象物OBの近傍になる。調整が完了すると、作業者は入力装置92から位置姿勢の調整終了を入力する。これにより、コントローラ91は、各回路に指令を出力し、LED光源44を消灯させ、撮像信号の出力を停止させ、モータ46を駆動させてプレート45をB位置まで回転させる。これにより、X線出射器10から出射されるX線が、移動ステージ21の貫通孔21aに入射され得る状態となる。   While viewing the image displayed on the display device 93, the operator operates the arm type moving device to adjust the position and posture of the X-ray diffraction measurement device (housing 50), and the irradiation point of the LED light is measured. It becomes a measurement location of the object OB, and the vertical direction of the cross mark becomes the measurement direction of the residual vertical stress, and the irradiation point and the light receiving point of the LED light coincide with the cross point of the cross mark on the screen. Thereby, the distance L from the X-ray irradiation point to the imaging plate 15 becomes a set value, and the X-ray is incident at the set incident angle. At this time, the X-ray emission hole 51a at the tip of the pipe portion 51 is in the vicinity of the measurement object OB. When the adjustment is completed, the operator inputs the end of the position / orientation adjustment from the input device 92. Thus, the controller 91 outputs a command to each circuit, turns off the LED light source 44, stops outputting the imaging signal, drives the motor 46, and rotates the plate 45 to the B position. As a result, the X-rays emitted from the X-ray emitter 10 can enter the through hole 21 a of the moving stage 21.

次の回折環撮像工程において、作業者は入力装置92から測定対象物OBの材質(本実施形態では、鉄)を入力し、測定開始を入力する。これにより、コントローラ91は、スピンドルモータ制御回路74を制御して、イメージングプレート15を低速回転させ、エンコーダ27cからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート15の回転を停止させる。これにより、回折環の読取り時において回転角度0°となる状態で、イメージングプレート15に回折環が撮像されるようになる。次に、コントローラ91は、X線制御回路71を制御してX線出射器10にX線の出射を開始させる。これにより、測定対象物OBのX線照射点で発生した回折X線により、イメージングプレート15に回折環が撮像されていく。そして、所定時間の経過後に、X線制御回路71を制御してX線出射器10にX線の出射を停止させる。   In the next diffraction ring imaging step, the operator inputs the material of the measurement object OB (in this embodiment, iron) from the input device 92 and inputs the start of measurement. Accordingly, the controller 91 controls the spindle motor control circuit 74 to rotate the imaging plate 15 at a low speed, and stops the rotation of the imaging plate 15 when the index signal is input from the encoder 27c. Thereby, the diffraction ring is imaged on the imaging plate 15 in a state where the rotation angle is 0 ° at the time of reading the diffraction ring. Next, the controller 91 controls the X-ray control circuit 71 to cause the X-ray emitter 10 to start emitting X-rays. Thereby, the diffraction ring is imaged on the imaging plate 15 by the diffracted X-rays generated at the X-ray irradiation point of the measurement object OB. Then, after a predetermined time has elapsed, the X-ray control circuit 71 is controlled to cause the X-ray emitter 10 to stop emitting X-rays.

次にコントローラ91は、回折環読取り工程を実行する。コントローラ91は、フィードモータ制御回路73を制御して、イメージングプレート15を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させる。読取り開始位置とは、レーザ光の照射位置が回折環基準半径Roの円に対して若干だけ内側になるような位置である。回折環基準半径Roとは、測定対象物OBの残留応力が「0」であるときに、イメージングプレート15上に形成される回折環の半径であり、測定対象物OBの材質におけるX線の回折角2Θm(Θmはブラッグ角)及びX線照射点からイメージングプレート15までの距離LからRo=L・tan(2Θm)の計算式で計算される。そして、X線の回折角2Θmは測定対象物OBの材質で決まり、距離Lは設定値に調整されているので、測定対象物OBの材質ごとに予め回折角2Θmを記憶しておけば、測定対象物OBの材質を入力することで回折環基準半径Roは計算できる。なお、パイプ部51が長尺孔50c2の端の近傍になる位置が、移動ステージ21の移動限界位置であるため、レーザ光の照射位置はイメージングプレート15の最内周位置まで行くことはないが、測定対象物OBの材質がどのようなものであってもレーザ光の照射位置は回折環基準半径Roの円より内側の位置になるよう、レーザ検出装置30の位置は設定されている。   Next, the controller 91 executes a diffraction ring reading process. The controller 91 controls the feed motor control circuit 73 to move the imaging plate 15 to the reading start position in the diffraction ring reading region. The reading start position is a position where the irradiation position of the laser beam is slightly inside the circle with the diffraction ring reference radius Ro. The diffraction ring reference radius Ro is the radius of the diffraction ring formed on the imaging plate 15 when the residual stress of the measurement object OB is “0”, and the X-ray rotation in the material of the measurement object OB. It is calculated by a calculation formula of Ro = L · tan (2Θm) from the folding angle 2Θm (Θm is a Bragg angle) and the distance L from the X-ray irradiation point to the imaging plate 15. The X-ray diffraction angle 2Θm is determined by the material of the measurement object OB, and the distance L is adjusted to a set value. Therefore, if the diffraction angle 2Θm is stored in advance for each material of the measurement object OB, the measurement is performed. The diffraction ring reference radius Ro can be calculated by inputting the material of the object OB. Since the position where the pipe portion 51 is near the end of the elongated hole 50c2 is the movement limit position of the moving stage 21, the irradiation position of the laser beam does not go to the innermost peripheral position of the imaging plate 15. The position of the laser detection device 30 is set so that the irradiation position of the laser beam is located inside the circle having the diffraction ring reference radius Ro regardless of the material of the measurement object OB.

次に、コントローラ91は、スピンドルモータ制御回路74を制御して、スピンドルモータ27を所定の回転速度で回転させ、レーザ駆動回路77を制御してレーザ検出装置30からレーザ光をイメージングプレート15に照射させ、フォーカスサーボ回路81を制御してフォーカスサーボを開始させる。さらに、回転角度検出回路75を制御して、スピンドルモータ27(イメージングプレート15)の回転角度θpの出力を開始させ、A/D変換回路83を制御して、SUM信号の瞬時値Iのデータ出力を開始させ、フィードモータ制御回路73を制御してフィードモータ22を回転させ、イメージングプレート15を読取り開始位置から図1及び図2の右下方向へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置は、相対的にイメージングプレート15上を螺旋状に回転し始める。その後、コントローラ91は、イメージングプレート15が所定の小さな角度だけ回転するごとに、A/D変換回路83が出力するSUM信号の瞬時値Iのデータと、回転角度検出回路75が出力する回転角度θpのデータと位置検出回路72が出力する移動距離xのデータとを入力し、それぞれのデータを対応させて記憶する。なお、移動距離xはレーザ光照射位置の径方向距離r(半径値r)に変換したうえで記憶する。これにより、螺旋状に回転するレーザ光の照射位置に対応して、SUM信号の瞬時値I、回転角度θp及び半径値rを表すデータが所定回転角度ごとに順次記憶されていく。   Next, the controller 91 controls the spindle motor control circuit 74 to rotate the spindle motor 27 at a predetermined rotation speed, and controls the laser drive circuit 77 to irradiate the imaging plate 15 with laser light from the laser detection device 30. The focus servo circuit 81 is controlled to start focus servo. Further, the rotation angle detection circuit 75 is controlled to start the output of the rotation angle θp of the spindle motor 27 (imaging plate 15), and the A / D conversion circuit 83 is controlled to output the data of the instantaneous value I of the SUM signal. , And the feed motor control circuit 73 is controlled to rotate the feed motor 22 to move the imaging plate 15 from the reading start position in the lower right direction in FIGS. 1 and 2 at a constant speed. Thereby, the irradiation position of the laser beam starts to rotate relatively spirally on the imaging plate 15. Thereafter, every time the imaging plate 15 rotates by a predetermined small angle, the controller 91 outputs the data of the instantaneous value I of the SUM signal output from the A / D conversion circuit 83 and the rotation angle θp output from the rotation angle detection circuit 75. And the data of the movement distance x output from the position detection circuit 72 are input and stored in correspondence with each other. The moving distance x is stored after being converted into a radial distance r (radius value r) of the laser beam irradiation position. Accordingly, data representing the instantaneous value I, the rotation angle θp, and the radius value r of the SUM signal is sequentially stored for each predetermined rotation angle corresponding to the irradiation position of the laser beam that rotates in a spiral.

SUM信号の瞬時値I、回転角度θp及び半径値rを表すデータの所定回転角度ごとの記憶動作と並行して、コントローラ91は、回転角度θpごとに半径値rに対するSUM信号の瞬時値Iの曲線を作成し、曲線のピークに対応した半径値rαとSUM信号強度値Iαを記憶する。これは回折環の回転角度αごとに半径方向における回折X線の強度分布を求め、回折X線の強度がピークとなる箇所の半径値rαと回折X線の強度に相当する強度Iαを求める処理である。そして、すべての回転角度θp(回転角度α)において半径値rαと強度Iαを取得し、検出するSUM信号の瞬時値Iが強度Iαに対して充分小さくなった時点で、データの記憶を終了する。これにより、回折環における回折X線の強度に相当する強度の分布が瞬時値I、回転角度θp及び半径値rのデータ群で、および回折環の形状が回転角度αごとの半径値rαで検出されたことになる。その後、コントローラ91は、各回路に指令を出力し、フォーカスサーボを停止させ、レーザ光の照射を停止させ、A/D変換回路83と回転角度検出回路75の作動を停止させ、フィードモータ22の作動を停止させる。なおイメージングプレート15の回転は、継続されている。   In parallel with the storing operation for each predetermined rotation angle of the data representing the instantaneous value I, the rotation angle θp, and the radius value r of the SUM signal, the controller 91 sets the instantaneous value I of the SUM signal with respect to the radius value r for each rotation angle θp. A curve is created, and a radius value rα and a SUM signal intensity value Iα corresponding to the peak of the curve are stored. This is a process of obtaining the intensity distribution of the diffracted X-rays in the radial direction for each rotation angle α of the diffraction ring, and obtaining the radius value rα at the location where the intensity of the diffracted X-rays peaks and the intensity Iα corresponding to the intensity of the diffracted X-rays. It is. Then, the radius value rα and the intensity Iα are acquired at all the rotation angles θp (rotation angle α), and when the instantaneous value I of the SUM signal to be detected becomes sufficiently smaller than the intensity Iα, the data storage is finished. . As a result, the intensity distribution corresponding to the intensity of the diffracted X-rays in the diffraction ring is detected by the data group of the instantaneous value I, the rotation angle θp and the radius value r, and the shape of the diffraction ring is detected by the radius value rα for each rotation angle α. It will be done. Thereafter, the controller 91 outputs a command to each circuit, stops the focus servo, stops the irradiation of the laser beam, stops the operation of the A / D conversion circuit 83 and the rotation angle detection circuit 75, and Stop operation. The rotation of the imaging plate 15 is continued.

次にコントローラ91は、回折環消去工程を実行する。コントローラ91は、フィードモータ制御回路73を制御してイメージングプレート15を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート15の消去開始位置とは、LED光源43から出力されるLED光の中心が回折環基準半径Roの円に対して前記読取り開始位置の場合よりもさらに内側になる位置である。次に、コントローラ91は、LED駆動回路84を制御してLED光源43によるLED光をイメージングプレート15に対して照射させ、フィードモータ制御回路73を制御して、イメージングプレート15が前記消去開始位置から消去終了位置まで図1及び図2の右下方向に一定速度で移動するよう、フィードモータ22を回転させる。消去終了位置とは、LED光の中心が回折環基準半径Roよりも前記消去開始位置と同じ程度の距離だけ外側となる位置である。これにより、LED光がイメージングプレート15上に螺旋状に照射され、撮像された回折環が消去される。   Next, the controller 91 executes a diffraction ring elimination process. The controller 91 controls the feed motor control circuit 73 to move the imaging plate 15 to the erase start position in the diffraction ring erase region. The erasure start position of the imaging plate 15 is a position where the center of the LED light output from the LED light source 43 is further inside than the reading start position with respect to the circle having the diffraction ring reference radius Ro. Next, the controller 91 controls the LED drive circuit 84 to irradiate the imaging plate 15 with the LED light from the LED light source 43 and controls the feed motor control circuit 73 so that the imaging plate 15 is moved from the erasing start position. The feed motor 22 is rotated so as to move at a constant speed in the lower right direction in FIGS. 1 and 2 to the erase end position. The erase end position is a position where the center of the LED light is outside the diffraction ring reference radius Ro by the same distance as the erase start position. Thereby, LED light is irradiated spirally on the imaging plate 15, and the imaged diffraction ring is erased.

イメージングプレート15が消去終了位置になると、コントローラ91は、フィードモータ制御回路73を制御してイメージングプレート15の移動を停止させ、LED駆動回路84を制御してLED光の照射を停止させ、位置検出回路72の作動を停止させ、スピンドルモータ制御回路74を制御してスピンドルモータ27(イメージングプレート15)の回転を停止させる。   When the imaging plate 15 reaches the erasing end position, the controller 91 controls the feed motor control circuit 73 to stop the movement of the imaging plate 15 and controls the LED drive circuit 84 to stop the irradiation of the LED light to detect the position. The operation of the circuit 72 is stopped, and the spindle motor control circuit 74 is controlled to stop the rotation of the spindle motor 27 (imaging plate 15).

次にコントローラ91は計算工程を実行する。これは、回折環の形状である回転角度αごとの半径値rαのデータ、X線照射点からイメージングプレート15までの距離L、X線入射角ψの設定値及び測定対象物OBの材質(本実施形態では鉄)において既知の値である回折角、ヤング率、ポアソン比等の定数を用いて、cosα法を用いた演算により残留応力を計算する演算処理である。この計算は公知技術を用いたものであり、例えば特開2005−241308号公報の〔0026〕〜〔0044〕に詳細に説明されているので説明は省略する。計算が終了するとコントローラ91は残留応力の値を表示装置93に表示する。   Next, the controller 91 executes a calculation process. This is the data of the radius value rα for each rotation angle α which is the shape of the diffraction ring, the distance L from the X-ray irradiation point to the imaging plate 15, the set value of the X-ray incident angle ψ, and the material of the measurement object OB (this In this embodiment, the residual stress is calculated by calculation using the cos α method using constants such as diffraction angle, Young's modulus, Poisson's ratio, etc., which are known values. This calculation uses a known technique, and is described in detail in, for example, [0026] to [0044] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-241308. When the calculation is completed, the controller 91 displays the residual stress value on the display device 93.

なお、残留応力以外に、X線照射点からイメージングプレート15までの距離L、及びX線の入射角ψ等の測定条件を表示するようにしてもよい。また、回折環の形状曲線(回転角度αごとの半径値rαから得られる曲線)、回折環の強度分布画像(瞬時値Iを明度に換算し、瞬時値Iに対応する明度、回転角度θp及び半径値rのデータ群から作成される画像)等を表示するようにしてもよい。作業者は表示された結果を見ることで、測定対象物OBの疲労度等の特性を評価することができる。 In addition to the residual stress, the measurement conditions such as the distance L from the X-ray irradiation point to the imaging plate 15 and the X-ray incident angle ψ may be displayed. The shape curve of the diffraction rings (curve obtained from the radius value r alpha of each rotation angle alpha), the intensity distribution image (instantaneous value I of the diffraction ring in terms of brightness, corresponding to the instantaneous value I brightness, rotation angle θp And an image created from the data group of the radius value r) or the like. The operator can evaluate the characteristics such as the fatigue level of the measurement object OB by looking at the displayed result.

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、対象とする測定対象物OBに向けてX線を出射するX線出射器10等からなるX線出射手段と、X線出射手段から測定対象物OBに向けてX線が照射された際、測定対象物OBにて発生した回折X線を、X線出射手段から出射されるX線の光軸に対して垂直に交差するイメージングプレート15にて受光し、イメージングプレート15に回折X線の像である回折環を形成する回折環形成手段とを備えたX線回折測定装置において、X線出射手段は、出射するX線を微小断面の複数のX線の集合で見たとき、測定対象物OBのX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにX線を出射するようにしている。   As can be understood from the above description, in the above-described embodiment, measurement is performed from an X-ray emitting means including the X-ray emitter 10 that emits X-rays toward the target measurement object OB, and the X-ray emitting means. When the X-ray is irradiated toward the object OB, the imaging plate 15 that intersects the diffracted X-ray generated at the measurement object OB perpendicularly to the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray emitting means. The X-ray diffractometer includes a diffractive ring forming means for forming a diffractive ring that is an image of a diffracted X-ray on the imaging plate 15. When viewed with a set of a plurality of X-rays, the optical paths of the plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation position of the measurement object OB are the same as when visible parallel light is collected by the convex lens. X-rays are emitted so as to be an optical path I have to so that.

これによれば、測定対象物のX線照射箇所におけるそれぞれの点に照射される複数のX線は、ある範囲のあらゆる入射角を有し、X線回折測定装置の筐体50を測定対象物OBに対して揺動させて、ある範囲のあらゆる入射角でX線を照射する場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、これによれば、X線回折測定装置の筐体50を測定対象物OBに対して揺動させる機構を設けることなく、X線回折測定装置の筐体50を測定対象物OBに対して揺動させた場合と同様の効果を得ることができる。なお、X線照射箇所におけるそれぞれの点に照射される複数のX線は、断面が円形である可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるので、X線照射箇所におけるそれぞれの点に照射される複数のX線は、該それぞれの点を含む測定対象物の表面上のあらゆるラインに対して、ある範囲のあらゆる角度を有する。これは、出射されるX線の光軸に垂直な2方向に対してX線回折測定装置の筐体50を揺動させる場合と同様とみなすことができ、X線回折測定装置の筐体を1方向に揺動させた場合よりも、明瞭な回折環を得ることができるという効果がある。   According to this, the plurality of X-rays irradiated to the respective points in the X-ray irradiation position of the measurement object have all incident angles within a certain range, and the casing 50 of the X-ray diffraction measurement apparatus is measured with the measurement object. It is possible to obtain the same effect as in the case of irradiating X-rays at any incident angle within a certain range by swinging with respect to OB. That is, according to this, the housing 50 of the X-ray diffraction measurement apparatus is moved relative to the measurement object OB without providing a mechanism for swinging the housing 50 of the X-ray diffraction measurement apparatus with respect to the measurement object OB. It is possible to obtain the same effect as in the case of swinging. In addition, since several X-rays irradiated to each point in X-ray irradiation location become the optical path similar to when visible parallel light with a circular cross section is condensed by a convex lens, each in X-ray irradiation location The plurality of X-rays irradiated to the points of the angle have any angle within a certain range with respect to every line on the surface of the measurement object including the points. This can be regarded as similar to the case where the casing 50 of the X-ray diffraction measurement device is swung with respect to two directions perpendicular to the optical axis of the emitted X-ray. There is an effect that a clear diffractive ring can be obtained as compared with the case of swinging in one direction.

また、上記実施形態においては、X線出射手段は、測定対象物OBの近傍に配置させることができるX線出射孔51aと、X線出射孔51aの径より径の大きな円柱状の貫通孔を有するスピンドルモータ27及びパイプ部51と、加速した電子線EをターゲットTaに当てることでX線を発生させるX線出射器10であって、電子線Eの断面径を調整して、X線が発生する点の径をX線出射孔51aの径より大きくしたX線出射器10とから構成されているようにしている。   In the above embodiment, the X-ray emission means includes an X-ray emission hole 51a that can be disposed in the vicinity of the measurement object OB and a cylindrical through-hole having a diameter larger than the diameter of the X-ray emission hole 51a. A spindle motor 27 and a pipe portion 51, and an X-ray emitter 10 that generates X-rays by applying an accelerated electron beam E to a target Ta. The X-ray is adjusted by adjusting the cross-sectional diameter of the electron beam E. An X-ray emitter 10 having a diameter of a generated point larger than a diameter of the X-ray emission hole 51a is configured.

これによれば、X線出射手段を簡単な構成で測定対象物OBのX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにすることができ、装置のコストアップが殆どないようにすることができる。   According to this, when the X-ray emitting means has a simple configuration and the optical paths of a plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation position of the measurement object OB, when visible parallel light is collected by the convex lens The optical path can be made similar to that of the apparatus, and the cost of the apparatus can be hardly increased.

(変形例)
上記実施形態においては、X線出射器10内においてターゲットTaに当てる加速した電子線Eの断面径を大きくすることで、X線発生点の径をX線出射孔51aの径より大きくしたが、ターゲットTaに当てる加速した電子線Eの位置を高速で変化させ、X線発生点の領域の径をX線出射孔51aの径より大きくしてもよい。この場合、電子線Eの位置を変化させるには、X線出射器10の中心軸の垂直方向に互いに方向が直角な2つの磁界を作用させ、この磁界の強度と磁極の方向を変化させるようにするとよい。図7はX線出射器10の内部とX線出射器10の周囲をX線出射器10の中心軸方向に見た図であるが、X線出射器10に2つの磁界を作用させるには、図7に示すように、永久磁石61,65を磁性体64,68と対向させ、磁界の強度と磁極の方向を変化させるには、永久磁石61,65をモータ63,67により回転させればよい。永久磁石61,65から磁性体64,68に向かう方向は互いに直角であるとともに、X線出射器10の中心軸に直交する方向である。また、電子線Eの光軸はX線出射器10の中心軸に略一致しているので、永久磁石61,65と磁性体64,68により発生する磁界の方向は、X線出射器10内の電子線Eの光軸に略垂直である。
(Modification)
In the above embodiment, by increasing the cross-sectional diameter of the accelerated electron beam E applied to the target Ta in the X-ray emitter 10, the diameter of the X-ray generation point is made larger than the diameter of the X-ray emission hole 51a. The position of the accelerated electron beam E hitting the target Ta may be changed at a high speed so that the diameter of the X-ray generation point region is larger than the diameter of the X-ray emission hole 51a. In this case, in order to change the position of the electron beam E, two magnetic fields perpendicular to each other are applied to the direction perpendicular to the central axis of the X-ray emitter 10, and the strength of the magnetic field and the direction of the magnetic pole are changed. It is good to. FIG. 7 is a view of the inside of the X-ray emitter 10 and the periphery of the X-ray emitter 10 in the direction of the central axis of the X-ray emitter 10. In order to apply two magnetic fields to the X-ray emitter 10. As shown in FIG. 7, in order to make the permanent magnets 61 and 65 face the magnetic bodies 64 and 68 and change the strength of the magnetic field and the direction of the magnetic poles, the permanent magnets 61 and 65 can be rotated by the motors 63 and 67. That's fine. The directions from the permanent magnets 61 and 65 toward the magnetic bodies 64 and 68 are perpendicular to each other and perpendicular to the central axis of the X-ray emitter 10. In addition, since the optical axis of the electron beam E is substantially coincident with the central axis of the X-ray emitter 10, the direction of the magnetic field generated by the permanent magnets 61 and 65 and the magnetic bodies 64 and 68 is set in the X-ray emitter 10. It is substantially perpendicular to the optical axis of the electron beam E.

永久磁石61,65は固定具62,66に取り付けられ、固定具62,66はモータ63,67の出力軸に連結されており、モータ63,67を回転させると永久磁石61,65の磁極の方向は変化する。これにより、永久磁石61,65と磁性体64,68により発生する磁界の強度と方向は変化するが、永久磁石61,65はX線出射器10に対して小さいのでモータ63,67を回転させても永久磁石61,65から磁性体64,68に向かう方向は大きく変化せず、永久磁石61,65の磁極の方向のみが変化すると見なすことができる。よって、モータ63,67を回転させると永久磁石61,65と磁性体64,68により発生する磁界の変化は、永久磁石61,65の中心と磁性体64,68の中心を結ぶラインの方向における、磁界の向きの変化と磁界強度の変化と見なすことができる。以下、永久磁石61,65、固定具62,66、モータ63,67及び磁性体64,68をX線発生点変化機構という。   The permanent magnets 61 and 65 are attached to the fixtures 62 and 66. The fixtures 62 and 66 are connected to the output shafts of the motors 63 and 67. When the motors 63 and 67 are rotated, the magnetic poles of the permanent magnets 61 and 65 are rotated. The direction changes. As a result, the strength and direction of the magnetic field generated by the permanent magnets 61 and 65 and the magnetic bodies 64 and 68 change. However, since the permanent magnets 61 and 65 are smaller than the X-ray emitter 10, the motors 63 and 67 are rotated. However, the direction from the permanent magnets 61 and 65 toward the magnetic bodies 64 and 68 does not change greatly, and it can be considered that only the direction of the magnetic poles of the permanent magnets 61 and 65 changes. Therefore, when the motors 63 and 67 are rotated, the change in the magnetic field generated by the permanent magnets 61 and 65 and the magnetic bodies 64 and 68 is in the direction of the line connecting the centers of the permanent magnets 61 and 65 and the centers of the magnetic bodies 64 and 68. It can be regarded as a change in the direction of the magnetic field and a change in the magnetic field strength. Hereinafter, the permanent magnets 61 and 65, the fixtures 62 and 66, the motors 63 and 67, and the magnetic bodies 64 and 68 are referred to as an X-ray generation point changing mechanism.

永久磁石61と磁性体64による磁界を変化させたときに発生するローレンツ力は、図7の縦方向に発生するため、電子線Eは図7の縦方向に変化する。また、永久磁石65と磁性体68による磁界を変化させたときに発生するローレンツ力は、図7の横方向に発生するため、電子線Eは図7の横方向に変化する。そして、永久磁石61,65を一定速度で回転させると、磁界の強度は正弦波状に変化するため、電子線EがターゲットTaに当たる位置は時間軸で見ると縦方向、横方向とも正弦波状に変化する。電子線EがターゲットTaに当たる位置が縦方向、横方向とも同じ速さで正弦波状に変化し、位相が90度ずれるように変化させると、電子線EがターゲットTaに当たる位置は平面で見ると円周を描くように変化する。そして、永久磁石61,65の片方の回転速度を片方の整数倍にすると、電子線EがターゲットTaに当たる位置、すなわちX線発生点は図7に示すように正弦波状に、すなわちジグザグ状に変化する。図7は上方向にジグザグ状に変化するように描かれているが、上限位置に達した後は下方向にジグザグ状に変化する。図7は永久磁石65の回転速度を永久磁石61の回転速度の8倍にした場合であり、ジグザグの回数を増やしたい場合は、回転速度の倍数をさらに大きくすればよい。X線発生点をジグザグ状に変化させると、X線発生領域内のそれぞれの領域におけるX線発生点の存在割合は均等に近くなり、より明瞭な回折環を得ることができる。   Since the Lorentz force generated when the magnetic field generated by the permanent magnet 61 and the magnetic body 64 is changed is generated in the vertical direction of FIG. 7, the electron beam E changes in the vertical direction of FIG. Further, since the Lorentz force generated when the magnetic field generated by the permanent magnet 65 and the magnetic body 68 is changed is generated in the horizontal direction of FIG. 7, the electron beam E changes in the horizontal direction of FIG. When the permanent magnets 61 and 65 are rotated at a constant speed, the intensity of the magnetic field changes in a sine wave shape, so that the position where the electron beam E hits the target Ta changes in a sine wave shape in both the vertical and horizontal directions when viewed on the time axis. To do. When the position where the electron beam E hits the target Ta changes in a sine wave shape at the same speed in both the vertical and horizontal directions and the phase is changed by 90 degrees, the position where the electron beam E hits the target Ta is a circle when viewed in a plane. It changes to draw a lap. When the rotational speed of one of the permanent magnets 61 and 65 is set to an integral multiple of one, the position where the electron beam E hits the target Ta, that is, the X-ray generation point, changes sinusoidally, that is, zigzag as shown in FIG. To do. Although FIG. 7 is drawn so as to change in a zigzag shape upward, it changes in a zigzag shape downward after reaching the upper limit position. FIG. 7 shows a case where the rotational speed of the permanent magnet 65 is set to 8 times the rotational speed of the permanent magnet 61. To increase the number of zigzags, the multiple of the rotational speed may be further increased. When the X-ray generation points are changed in a zigzag shape, the existence ratio of the X-ray generation points in the respective regions in the X-ray generation region becomes nearly equal, and a clearer diffraction ring can be obtained.

上記変形例におけるX線回折測定装置を含むX線回折測定システムの図1に相当する全体概略図は、図1にモータ63,67を設定した回転速度で回転させる回転制御回路を追加したものであり、これ以外は上記実施形態の説明をそのまま適用することができる。この変形例によれば、X線出射器10は先行技術文献に示される従来のものを変えることなく、X線発生点変化機構を新たに設けるのみで、X線が発生する点の径をX線出射孔51aの径より大きくした状態と同様の状態にすることができ、これによっても装置のコストアップが殆どないようにすることができる。   An overall schematic diagram corresponding to FIG. 1 of the X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement apparatus in the above modification is obtained by adding a rotation control circuit for rotating the motors 63 and 67 to the rotational speed set in FIG. Except for this, the description of the above embodiment can be applied as it is. According to this modification, the X-ray emitter 10 does not change the conventional one shown in the prior art document, and the X-ray generation point changing mechanism is newly provided, and the diameter of the point at which X-rays are generated is set to X. The state can be made the same as the state where the diameter is larger than the diameter of the line exit hole 51a, and this also makes it possible to hardly increase the cost of the apparatus.

なお、上記変形例のX線発生点変化機構は永久磁石61,65と磁性体64,68を対向させ、永久磁石61,65を回転させる機構にしたが、磁界の強度と磁極の向きを変化させることができれば、X線発生点変化機構は別の機構にしてもよい。例えば2つの電磁石に供給する電流を交流にして交流の強度と周波数を適切なものにすれば、図7と同様にX線発生点をジグザグ状に変化させることができる。また、この場合、2つの電磁石に供給する交流の周波数を等しくするとともに位相を90度ずらし、交流の強度を変化させれば、X線発生点を螺旋状に変化させることができる。   The X-ray generation point changing mechanism of the above modification is a mechanism for rotating the permanent magnets 61 and 65 by causing the permanent magnets 61 and 65 and the magnetic bodies 64 and 68 to face each other. However, the magnetic field strength and the magnetic pole direction are changed. If possible, the X-ray generation point changing mechanism may be another mechanism. For example, if the current supplied to the two electromagnets is AC and the AC intensity and frequency are appropriate, the X-ray generation point can be changed in a zigzag manner as in FIG. In this case, the X-ray generation point can be changed in a spiral shape by equalizing the frequency of the AC supplied to the two electromagnets and shifting the phase by 90 degrees to change the AC intensity.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態およ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。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

上記実施形態においては、イメージングプレート15をテーブル16に固定する固定具18にパイプ部51を取り付け、X線出射孔51aをパイプ部51の先端に設けることで、X線回折測定の際、測定対象物OBの近傍にX線出射孔51aが配置されるようにした。しかし、測定対象物OBの近傍または表面に径の小さな孔を配置することができればよいので、X線回折測定装置の固定具18にパイプ部51を取り付ける替わりに、作業者が測定対象物OBの測定箇所にX線照射孔を有するX線不透過シートを、該X線照射孔が合致するよう載置するようにしてもよい。すなわち、X線回折測定装置を、X線出射器10内においてターゲットTaに当てる電子線Eの断面径を大きくし、通路部材28と固定具18の貫通孔を大きくする以外は従来技術の特許文献1に示されるX線回折測定装置と同様のものにし、図8に示すように、測定対象物OBの測定箇所にX線照射孔Apを有するX線不透過シートShを載置して、上記実施形態のようにX線回折測定を行うようにしてもよい。この場合、X線照射孔Apが測定箇所と合致するようにX線不透過シートShを載置し、上記実施形態の位置姿勢調整工程では、X線照射孔ApとLED光照射点が合致するよう、X線回折測定装置の筐体50の位置と姿勢を調整するようにすればよい。これによれば、先行技術文献の特許文献1で示されるX線回折測定装置からの変更を極力少なくすることができる。   In the above embodiment, the pipe part 51 is attached to the fixture 18 that fixes the imaging plate 15 to the table 16, and the X-ray emission hole 51 a is provided at the tip of the pipe part 51. An X-ray emission hole 51a is arranged in the vicinity of the object OB. However, since it is sufficient that a small-diameter hole can be arranged in the vicinity of or on the surface of the measurement object OB, instead of attaching the pipe portion 51 to the fixture 18 of the X-ray diffraction measurement apparatus, the operator can remove the measurement object OB. An X-ray impermeable sheet having an X-ray irradiation hole at the measurement location may be placed so that the X-ray irradiation hole matches. That is, in the X-ray diffraction measurement apparatus, the cross-sectional diameter of the electron beam E applied to the target Ta in the X-ray emitter 10 is increased, and the through holes of the passage member 28 and the fixture 18 are increased. The X-ray diffraction measuring apparatus shown in FIG. 1 is used, and as shown in FIG. 8, an X-ray impermeable sheet Sh having an X-ray irradiation hole Ap is placed at the measurement location of the measurement object OB. X-ray diffraction measurement may be performed as in the embodiment. In this case, the X-ray impermeable sheet Sh is placed so that the X-ray irradiation hole Ap matches the measurement location, and in the position and orientation adjustment process of the above embodiment, the X-ray irradiation hole Ap and the LED light irradiation point match. In this way, the position and orientation of the housing 50 of the X-ray diffraction measurement apparatus may be adjusted. According to this, the change from the X-ray-diffraction measuring apparatus shown by patent document 1 of a prior art document can be minimized.

また、上記実施形態および変形例では、X線出射器10は断面径の大きな電子線EをターゲットTaに当てるようにした、又はターゲットTaに当たる位置がジグザグ状に変化する電子線Eであるようにした。すなわち、X線発生点又はX線発生領域を出射X線の光軸方向から見ると円形又は正方形状であるようにした。しかし、測定対象物OBに照射されるX線の入射角がある範囲のあらゆる角度になっていれば、効果の度合は減るが上記実施形態と同等の効果を得ることができるので、効果の度合が減ってもよい場合は、ターゲットTaに当たる電子線Eを断面が図6の縦方向に長い直線状にし、X線発生点を出射X線の光軸方向から見ると図6の横方向に長い直線状であるようにしてもよい。また、上記変形例においては、X線発生点変化機構は永久磁石61、固定具62、モータ63及び磁性体64のみにし、X線発生点は図7の縦方向のみに変化するようにしてもよい。よって、特許請求の範囲における可視の平行光なる語句は、断面が円形のものから直線状のものまですべてのものを指す。   Moreover, in the said embodiment and modification, the X-ray emitter 10 hits the target Ta with the electron beam E with a large cross-sectional diameter, or the position which hits the target Ta is the electron beam E which changes in zigzag shape. did. That is, the X-ray generation point or the X-ray generation region is circular or square when viewed from the optical axis direction of the emitted X-ray. However, if the incident angle of the X-rays irradiated to the measurement object OB is any angle within a certain range, the degree of the effect is reduced, but the same effect as the above embodiment can be obtained. 6 can be reduced, the electron beam E hitting the target Ta is made a straight line whose cross section is long in the vertical direction of FIG. 6, and the X-ray generation point is long in the horizontal direction of FIG. 6 when viewed from the optical axis direction of the emitted X-ray. You may make it be linear. In the above modification, the X-ray generation point changing mechanism is only the permanent magnet 61, the fixture 62, the motor 63, and the magnetic body 64, and the X-ray generation point is changed only in the vertical direction of FIG. Good. Thus, the term visible parallel light in the claims refers to everything from a circular cross section to a straight cross section.

また、上記実施形態および変形例では、X線出射器10におけるX線発生点を大きくするかX線発生点の領域を大きくし、X線を通路部材28の貫通孔及び貫通孔27b,27a1,16a,17aを通過させた後、パイプ部51を介して通路部材28の貫通孔より径の小さなX線出射孔51aより出射させることで、測定対象物OBのX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにした。しかしながら、X線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路を、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路にできるならば、X線照射手段をどのような構成にしてもよい。例えば、パイプ部51をなくし、X線集光レンズを固定具18の貫通孔に設けることで、X線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路を上記のようにするようにしてもよい。ただし、この場合は上記実施形態のように、X線と光軸が同一のLED光を照射するとLED光は拡散するので、円形孔50c1にX線は透過するがLED光は大半を遮断するシートを貼り、出射X線の光軸と交わる箇所に微小な孔を開けるといった対応を行う必要がある。   Moreover, in the said embodiment and modification, the X-ray generation | occurrence | production point in the X-ray emitter 10 is enlarged or the area | region of an X-ray generation | occurrence | production point is enlarged, X-rays are penetrated through the passage member 28 and through-holes 27b, 27a1, After passing through 16a and 17a, the light is emitted from the X-ray emission hole 51a having a diameter smaller than that of the through hole of the passage member 28 through the pipe portion 51. The optical paths of a plurality of X-rays to reach the same optical path as when visible parallel light is collected by a convex lens. However, if the optical path of a plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation location can be made the same optical path as when visible parallel light is collected by the convex lens, what kind of X-ray irradiation means is used? It may be configured. For example, by eliminating the pipe portion 51 and providing the X-ray condenser lens in the through hole of the fixture 18, the optical paths of a plurality of X-rays until reaching each point in the X-ray irradiation location are set as described above. It may be. However, in this case, as in the above embodiment, when the LED light having the same optical axis as that of the X-ray is irradiated, the LED light diffuses, so that the X-ray is transmitted through the circular hole 50c1, but the LED light is mostly blocked. It is necessary to take measures such that a minute hole is formed at a location where the optical axis of the emitted X-ray is crossed.

また、上記実施形態および変形例では、X線回折測定装置はアーム式移動装置に取り付けられ、アーム式移動装置を操作することにより、測定対象物OBに対してX線回折測定装置(筐体50)の位置と姿勢を調整するものとした。しかし、本発明は、X線回折測定装置がスタンド等に固定され、測定対象物OBを位置と姿勢が調整可能なステージに載置し、該ステージを操作することにより、X線回折測定装置(筐体50)に対して測定対象物OBの位置と姿勢をする場合であっても、適用することができる。この場合は、該ステージに揺動機構を設けることを不要にして、該ステージを揺動させた場合と同様の効果を得ることができるという効果が得られる。   Moreover, in the said embodiment and modification, an X-ray-diffraction measuring apparatus is attached to an arm type moving apparatus, and an X-ray-diffraction measuring apparatus (housing 50) with respect to the measuring object OB by operating an arm type moving apparatus. ) Position and posture. However, according to the present invention, the X-ray diffraction measurement apparatus is fixed to a stand or the like, the measurement object OB is placed on a stage whose position and posture can be adjusted, and the stage is operated, whereby the X-ray diffraction measurement apparatus ( The present invention can be applied even when the position and orientation of the measurement object OB are set with respect to the housing 50). In this case, it is unnecessary to provide a swing mechanism on the stage, and an effect similar to that obtained when the stage is swung can be obtained.

また、上記実施形態および変形例では、X線回折測定装置をイメージングプレート15に回折環を撮像し、レーザ検出装置30からレーザ光照射しながら走査して照射位置と光の強度検出を行うことで回折環を読取る装置とした。しかし、回折環を撮像し回折環を読取ることができるならば、どのような方式の装置でも本発明は適用することができる。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を備え、X線出射器10からのX線照射の際、X線CCDの各画素が出力する電気信号により回折X線の強度分布を検出する装置でもよい。また、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の代わりに、微小サイズのX線CCDを位置を検出しながら走査し、X線CCDの各画素が出力する電気信号とX線CCDの走査位置から、回折X線の強度分布を検出する装置でもよい。また、X線CCDに替えてシンチレータから出た蛍光を、光電子増倍管(PMT)で検出するシンチレーションカウンタを用いる装置でもよい。   In the embodiment and the modification, the X-ray diffraction measurement device images the diffraction ring on the imaging plate 15 and scans while irradiating the laser beam from the laser detection device 30 to detect the irradiation position and light intensity. An apparatus for reading a diffraction ring was obtained. However, the present invention can be applied to any type of apparatus as long as the diffraction ring can be imaged and the diffraction ring can be read. For example, an X-ray CCD having a plane as wide as the imaging plate 15 is provided, and when X-ray irradiation from the X-ray emitter 10 is performed, the intensity distribution of diffracted X-rays is generated by an electrical signal output from each pixel of the X-ray CCD. It may be a device for detecting. Further, instead of the X-ray CCD having the same plane as the imaging plate 15, the X-ray CCD having a small size is scanned while detecting the position, and the electric signal output from each pixel of the X-ray CCD and the X-ray CCD. An apparatus that detects the intensity distribution of the diffracted X-rays from the scanning position may be used. In addition, an apparatus using a scintillation counter that detects fluorescence emitted from the scintillator by a photomultiplier tube (PMT) instead of the X-ray CCD may be used.

なお、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を備える装置とした場合、上記実施形態のX線回折測定装置にあるテーブル駆動機構20は不要になるので、図9に示すように、テーブル16に取り付けたX線CCD54をX線出射器10の近くに配置することができる。これにより、X線出射器10の出射口11とパイプ部51のX線出射孔51aとの間の距離を短くすることができるので、X線出射器10のX線発生点の径を従来よりやや大きくする程度で本発明は実現することができる。なお、この場合はX線と光軸が同一のLED光を照射し、カメラ撮影する構造にすることは困難であるので、図9に示すようにレーザ光源55,56から出射されたレーザ光が同一箇所に照射されるようX線回折測定装置の位置を調整することで、X線照射点から回折環撮像面(X線CCD54)までの距離を設定値にするとよい。また、測定対象物OBに対するX線入射角は、読み取った回折環から特許5967491号公報に示された方法を用いて計算することで算出するとよい。   In the case where the apparatus is provided with an X-ray CCD having a plane as wide as the imaging plate 15, the table drive mechanism 20 in the X-ray diffraction measurement apparatus of the above embodiment is not necessary, and as shown in FIG. The X-ray CCD 54 attached to the table 16 can be disposed near the X-ray emitter 10. Thereby, since the distance between the exit port 11 of the X-ray emitter 10 and the X-ray exit hole 51a of the pipe portion 51 can be shortened, the diameter of the X-ray generation point of the X-ray emitter 10 can be made smaller than before. The present invention can be realized with a slightly larger size. In this case, since it is difficult to irradiate LED light having the same optical axis as that of the X-ray and to take a camera image, the laser light emitted from the laser light sources 55 and 56 as shown in FIG. The distance from the X-ray irradiation point to the diffraction ring imaging surface (X-ray CCD 54) may be set to a set value by adjusting the position of the X-ray diffraction measurement device so that the same spot is irradiated. In addition, the X-ray incident angle with respect to the measurement object OB may be calculated by calculating from the read diffraction ring using the method disclosed in Japanese Patent No. 5967491.

また、上記実施形態および変形例では、コントローラ91に残留垂直応力を演算して求めるプログラムがインストールされているとした。しかし、測定効率を重要視しなければ、X線回折測定装置はX線回折像を検出するまでにし、残留応力の計算は別の装置で行うようにしてもよい。この場合、別の装置にX線回折像のデータを入力する方法としては、記録媒体を介する方法、ネット回線等を使用して転送する方法等、様々な方法が考えられる。また、さらに時間がかかってもよければ演算プログラムを使用せず、残留応力の計算の一部またはすべてを手計算により行ってもよい。   In the embodiment and the modification, the controller 91 is installed with a program for calculating the residual normal stress. However, if the measurement efficiency is not important, the X-ray diffraction measurement apparatus may detect the X-ray diffraction image until the residual stress is calculated by another apparatus. In this case, as a method for inputting X-ray diffraction image data to another apparatus, various methods such as a method using a recording medium and a method using a net line or the like can be considered. Further, if it may take more time, a part or all of the residual stress calculation may be performed manually without using an arithmetic program.

また、上記実施形態および変形例では、X線回折測定装置を回折環を形成(撮像)し回折環を読取ることができる装置としたが、測定効率を重要視しなければ、X線回折測定装置は回折環の形成のみを行う装置にし、回折環が形成されたイメージングプレート15をテーブル16から取り外して別の装置にセットし、回折環の読取り、回折環の消去及び残留応力の計算を別の装置で行うようにしてもよい。なお、上述したようにX線CCDやシンチレーションカウンタを用いれば、回折環の形成と読取りを同時に行うことができるので、X線CCDやシンチレーションカウンタを用いた場合、特許請求の範囲における回折環の形成は、回折環の形成と読取りを指すものとする。   Moreover, in the said embodiment and modification, although the X-ray-diffraction measuring apparatus was set as the apparatus which can form a diffraction ring (imaging) and can read a diffraction ring, if measurement efficiency is not regarded as important, X-ray-diffraction measuring apparatus Is a device that only forms a diffraction ring, removes the imaging plate 15 on which the diffraction ring is formed from the table 16 and sets it in another device, reads the diffraction ring, erases the diffraction ring, and calculates residual stress. You may make it carry out with an apparatus. As described above, if an X-ray CCD or scintillation counter is used, the formation and reading of a diffraction ring can be performed simultaneously. Therefore, when an X-ray CCD or scintillation counter is used, the formation of a diffraction ring in the scope of claims is performed. Refers to the formation and reading of a diffractive ring.

10…X線出射器、15…イメージングプレート、15a,16a,17a,18a,21a,26a,27a1,27b…貫通孔、16…テーブル、17…突出部、18…固定具、20…テーブル駆動機構、21…移動ステージ、22…フィードモータ、23…スクリューロッド、27…スピンドルモータ、28…通路部材、30…レーザ検出装置、31…レーザ光源、36…対物レンズ、44…LED光源、45…プレート、46…モータ、47a,47b…ストッパ部材、48…結像レンズ、49…撮像器、50…筐体、50a…底面壁、50c…切欠き部壁、50c1…円形孔、50c2…長尺孔、50d…繋ぎ壁、51…パイプ部、51a…X線出射孔、52…支持アーム、55,56…レーザ光源、61…永久磁石、62…固定具、63…モータ、64…磁性体、65…永久磁石、66…固定具、67…モータ、68…磁性体、90…コンピュータ装置、91…コントローラ、92…入力装置、93…表示装置、95…高電圧電源 、OB…測定対象物、E…電子線、Ta…ターゲット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray emitter, 15 ... Imaging plate, 15a, 16a, 17a, 18a, 21a, 26a, 27a1, 27b ... Through-hole, 16 ... Table, 17 ... Projection part, 18 ... Fixing tool, 20 ... Table drive mechanism , 21 ... Moving stage, 22 ... Feed motor, 23 ... Screw rod, 27 ... Spindle motor, 28 ... Passage member, 30 ... Laser detector, 31 ... Laser light source, 36 ... Objective lens, 44 ... LED light source, 45 ... Plate , 46: Motor, 47a, 47b ... Stopper member, 48 ... Imaging lens, 49 ... Imager, 50 ... Housing, 50a ... Bottom wall, 50c ... Notch wall, 50c1 ... Circular hole, 50c2 ... Long hole 50d: Connecting wall, 51: Pipe portion, 51a: X-ray emission hole, 52: Support arm, 55, 56: Laser light source, 61: Permanent magnet, 62: Fixed 63 ... Motor, 64 ... Magnetic material, 65 ... Permanent magnet, 66 ... Fixing tool, 67 ... Motor, 68 ... Magnetic material, 90 ... Computer device, 91 ... Controller, 92 ... Input device, 93 ... Display device, 95 ... High voltage power supply, OB ... Measurement object, E ... Electron beam, Ta ... Target

Claims (4)

対象とする測定対象物に向けてX線を出射するX線出射手段と、
前記X線出射手段から前記測定対象物に向けてX線が照射された際、前記測定対象物にて発生した回折X線を、前記X線出射手段から出射されるX線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、前記撮像面に前記回折X線の像である回折環を形成する回折環形成手段とを備えたX線回折測定装置において、
前記X線出射手段は、出射するX線を微小断面の複数のX線の集合で見たとき、前記測定対象物のX線照射箇所におけるそれぞれの点に達するまでの複数のX線の光路が、可視の平行光が凸レンズにより集光したときと同様の光路になるようにX線を出射することを特徴とするX線回折測定装置。
X-ray emitting means for emitting X-rays toward the measurement target object;
When X-rays are irradiated from the X-ray emitting means toward the measurement object, diffracted X-rays generated at the measurement object are made to the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emission means. In an X-ray diffraction measurement apparatus comprising: a diffraction ring forming means that receives light on imaging surfaces that intersect perpendicularly and forms a diffraction ring that is an image of the diffraction X-rays on the imaging surface;
The X-ray emission means has a plurality of X-ray optical paths to reach each point in the X-ray irradiation position of the measurement object when the emitted X-ray is viewed as a set of a plurality of X-rays having a minute cross section. An X-ray diffraction measurement apparatus that emits X-rays so that visible parallel light has an optical path similar to that when it is collected by a convex lens.
請求項1に記載のX線回折測定装置において、前記X線出射手段は、
前記測定対象物の近傍に配置させることができるX線出射孔と、
前記X線出射孔の径より径の大きな円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体と、
加速した電子線をターゲットに当てることでX線を発生させるX線出射器であって、前記電子線の断面径または断面長さを調整して、X線が発生する点の径または長さを前記X線出射孔の径より大きくしたX線出射器とから構成されていることを特徴とするX線回折測定装置。
The X-ray diffraction measurement apparatus according to claim 1, wherein the X-ray emitting means is
An X-ray exit hole that can be disposed in the vicinity of the measurement object;
An X-ray passing object having a cylindrical through-hole having a diameter larger than the diameter of the X-ray exit hole;
An X-ray emitter that generates X-rays by applying an accelerated electron beam to a target, and adjusts the cross-sectional diameter or cross-sectional length of the electron beam so that the diameter or length of the point at which X-rays are generated An X-ray diffraction measurement apparatus comprising: an X-ray emitter having a diameter larger than that of the X-ray emission hole.
請求項1に記載のX線回折測定装置において、前記X線出射手段は、
前記測定対象物の近傍に配置させることができるX線出射孔と、
前記X線出射孔の径より径の大きな円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体と、
加速した電子線をターゲットに当てることでX線を発生させるX線出射器と、
前記X線出射器がX線を出射している間、前記X線出射器に強度が変化する磁界を及ぼすことにより前記電子線の光路を変化させて、前記ターゲットに当たる電子線の位置を、前記X線出射孔の径より径または長さが大きな範囲で変化させるX線発生点変化手段とから構成されていることを特徴とするX線回折測定装置。
The X-ray diffraction measurement apparatus according to claim 1, wherein the X-ray emitting means is
An X-ray exit hole that can be disposed in the vicinity of the measurement object;
An X-ray passing object having a cylindrical through-hole having a diameter larger than the diameter of the X-ray exit hole;
An X-ray emitter that generates X-rays by hitting an accelerated electron beam against the target;
While the X-ray emitter emits X-rays, the position of the electron beam hitting the target is changed by changing the optical path of the electron beam by applying a magnetic field whose intensity changes to the X-ray emitter. An X-ray diffraction measurement apparatus comprising: X-ray generation point changing means for changing the diameter or length within a range larger than the diameter of the X-ray exit hole.
対象とする測定対象物に向けてX線を出射するX線出射手段であって、X線発生点で発生したX線を出射するX線出射器と、前記X線出射器から出射されたX線を通過させる円柱状の貫通孔を有するX線通過用物体とから構成されるX線出射手段と、
前記X線出射手段から前記測定対象物に向けてX線が照射された際、前記測定対象物にて発生した回折X線を、前記X線出射手段から出射されるX線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、前記撮像面に前記回折X線の像である回折環を形成する回折環形成手段とを備えたX線回折測定装置を用いたX線回折測定方法において、
前記測定対象物のX線照射箇所となる箇所に、前記貫通孔の径および前記X線発生点の径あるいは長さより小さな径のX線照射孔を有するX線不透過のシートを、前記X線照射孔が合致するよう載置した後、前記X線出射手段からX線を出射し、前記回折環形成手段により回折環を形成することを特徴とするX線回折測定方法。
X-ray emitting means for emitting X-rays toward an object to be measured, an X-ray emitter for emitting X-rays generated at an X-ray generation point, and an X-ray emitted from the X-ray emitter An X-ray emitting means composed of an X-ray passing object having a cylindrical through-hole through which a line passes;
When X-rays are irradiated from the X-ray emitting means toward the measurement object, diffracted X-rays generated at the measurement object are made to the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emission means. An X-ray diffraction measurement method using an X-ray diffraction measurement apparatus that includes a diffraction ring forming unit that receives light on imaging surfaces that intersect perpendicularly and forms a diffraction ring that is an image of the diffraction X-rays on the imaging surface. In
An X-ray-opaque sheet having an X-ray irradiation hole having a diameter smaller than the diameter of the through-hole and the diameter or length of the X-ray generation point at a position to be an X-ray irradiation position of the measurement object An X-ray diffraction measurement method, comprising: placing the irradiation holes so as to coincide with each other; and then emitting X-rays from the X-ray emitting unit and forming a diffraction ring by the diffraction ring forming unit.
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