JP6376698B2

JP6376698B2 - Ｘ線検査装置およびｘ線検査装置の調整方法

Info

Publication number: JP6376698B2
Application number: JP2015008231A
Authority: JP
Inventors: 木下　修; 修木下
Original assignee: JED CO., LTD
Current assignee: JED CO., LTD
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2035-01-20
Also published as: JP2016133397A

Description

本発明は、工業製品等の内部を非破壊で検査するためのＸ線検査装置およびかかるＸ線検査装置の調整方法に関する。

Ｘ線を発生させるＸ線発生器（Ｘ線管）には、開放管型のＸ線発生器と、密閉管型のＸ線発生器とがある。開放管型のＸ線発生器は、管内を真空にするための真空排気装置を管外に備えている。これに対して、密閉管型のＸ線発生器では、管内が常時真空状態に保たれているため、密閉管型のＸ線発生器は、管内を真空にするための真空排気装置を備えていない。開放管型のＸ線発生器が出射するＸ線の出射角は、密閉管型のＸ線発生器が出射するＸ線の出射角よりも大きくなっている。一方で、密閉管型のＸ線発生器が出射するＸ線の強度は、開放管型のＸ線発生器が出射するＸ線の強度よりも強くなっている。

従来、工業製品等の内部を非破壊で検査するためのＸ線ＣＴ装置として、開放管型のＸ線発生器を備えるＸ線ＣＴ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のＸ線ＣＴ装置は、測定対象物が搭載されるＸＹテーブルと、測定対象物を透過したＸ線を検出する二次元のＸ線検出器とを備えている。このＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線発生器は、固定配置されている。ＸＹテーブルは、Ｘ線発生器の上方に配置されている。Ｘ線検出器は、ＸＹテーブルの斜め上方に配置されるとともに、Ｘ線発生器の焦点を曲率中心とする円弧状のアームに保持されている。このＸ線検出器は、円弧状に形成されるアームに沿って移動可能となっている。アームには、回転機構が連結されており、アームは、Ｘ線発生器の焦点を通過する上下方向に平行な方向を回転の軸として回転可能になっている。そのため、このＸ線ＣＴ装置では、測定対象物に斜め方向からＸ線を照射して測定対象物の透視画像を各方向から取得することで測定対象物のＣＴ画像を得る斜めＣＴを行うことが可能である。

特開２０１２−４２３４０号公報

上述のように、開放管型のＸ線発生器が真空排気装置を備えているのに対して、密閉管型のＸ線発生器は真空排気装置を備えていないため、開放管型のＸ線発生器の取扱いと比較して、密閉管型のＸ線発生器の取扱いは容易である。また、密閉管型のＸ線発生器が出射するＸ線の強度は、開放管型のＸ線発生器が出射するＸ線の強度よりも強いため、密閉管型のＸ線発生器を用いれば、より適切なＣＴ画像を取得することが可能になる。以上の理由から、本願発明者は、密閉管型のＸ線発生器を用いて斜めＣＴを行うことを検討している。

ここで、上述のように、開放管型のＸ線発生器が出射するＸ線の出射角は大きいため、開放管型のＸ線発生器を備えるＸ線ＣＴ装置では、特許文献１に記載のＸ線ＣＴ装置のようにＸ線発生器が固定配置されていても、斜めＣＴを行うことが可能である。これに対して、密閉管型のＸ線発生器が出射するＸ線の出射角は小さいため、固定配置された密閉管型のＸ線発生器を用いて斜めＣＴを行うことは困難である。そこで、本願発明者は、測定対象物に対するＸ線の照射角度が変わるように密閉管型のＸ線発生器を回動させることで、斜めＣＴを行うことを検討している。

しかしながら、密閉管型のＸ線発生器を回動させる場合、Ｘ線発生器の回動の軸方向から見たときにＸ線発生器の焦点とＸ線発生器の回動中心とがずれていると、密閉管型のＸ線発生器を回動させたときに、Ｘ線発生器とＸ線検出器と測定対象物との幾何学的な関係がずれてしまい、適切なＣＴ画像を取得することが困難である。

そこで、本発明の課題は、回動させて使用される密閉管型のＸ線発生器を備えるＸ線検査装置において、Ｘ線発生器の回動の軸方向から見たときのＸ線発生器の焦点とＸ線発生器の回動中心とを容易に一致させることが可能なＸ線検査装置を提供することにある。また、本発明の課題は、かかるＸ線検査装置の調整方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のＸ線検査装置は、管内が常時真空状態に保たれている密閉管型のＸ線発生器と、Ｘ線発生器との間に被検査体を挟むように配置される二次元のＸ線検出器と、Ｘ線発生器が搭載されるとともに互いに直交するＸ方向およびＹ方向の２方向へＸ線発生器を移動させるＸＹ移動機構と、ＸＹ移動機構が搭載される回動テーブルを有しＸ方向とＹ方向とに直交するＺ方向を回動の軸方向としてＸ線発生器およびＸＹ移動機構を回動させる回動機構とを備えることを特徴とする。

本発明では、互いに直交するＸ方向およびＹ方向の２方向へＸ線発生器を移動させるＸＹ移動機構にＸ線発生器が搭載され、Ｘ線発生器を回動させる回動機構の回動テーブルにＸＹ移動機構が搭載されている。そのため、本発明では、回動機構によってＸ線発生器を回動させたときにＸ線検出器で取得される被検査体のＸ線画像の位置を確認しながら、ＸＹ移動機構によってＸ方向およびＹ方向におけるＸ線発生器の位置を調整することで、Ｘ線発生器の回動の軸方向から見たときのＸ線発生器の焦点とＸ線発生器の回動中心とを容易に一致させることが可能になる。

本発明のＸ線検査装置は、以下の調整方法で調整されることが好ましい。すなわち、本発明では、回動機構によってＸ線発生器を回動させたときにＸ線検出器で取得される被検査体のＸ線画像の位置が動かなくなるように、ＸＹ移動機構によってＸ方向および／またはＹ方向へＸ線発生器を移動させて、Ｚ方向から見たときのＸ線発生器の焦点と回動テーブルの回動中心とを一致させる調整方法によって、Ｘ線検査装置が調整されることが好ましい。このように構成すると、Ｘ線発生器の回動の軸方向から見たときのＸ線発生器の焦点とＸ線発生器の回動中心とをより容易に一致させることが可能になる。

以上のように、本発明では、回動させて使用される密閉管型のＸ線発生器を備えるＸ線検査装置において、Ｘ線発生器の回動の軸方向から見たときのＸ線発生器の焦点とＸ線発生器の回動中心とを容易に一致させることが可能になる。

本発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置の概略構成を説明するための側面図である。図１に示すＸ線検査装置において、Ｚ方向から見たときに回動テーブルの回動中心とＸ線発生器の焦点とが一致している状態で回動テーブルを回動させたときの被検査体のＸ線画像の位置を説明するための平面図である。図１に示すＸ線検査装置において、Ｚ方向から見たときに回動テーブルの回動中心とＸ線発生器の焦点とがずれている状態で回動テーブルを回動させたときの被検査体のＸ線画像の位置を説明するための平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置１の概略構成を説明するための側面図である。図２は、図１に示すＸ線検査装置１において、Ｚ方向から見たときに回動テーブル７の回動中心Ｃ１とＸ線発生器３の焦点Ｆとが一致している状態で回動テーブル７を回動させたときの被検査体２のＸ線画像の位置を説明するための平面図である。図３は、図１に示すＸ線検査装置１において、Ｚ方向から見たときに回動テーブル７の回動中心Ｃ１とＸ線発生器３の焦点Ｆとがずれている状態で回動テーブル７を回動させたときの被検査体２のＸ線画像の位置を説明するための平面図である。

本形態のＸ線検査装置１は、工業製品等の被検査体２の内部を非破壊で検査するための装置である。このＸ線検査装置１は、被検査体２にＸ線を照射するＸ線発生器３と、被検査体２のＸ線画像を取得するための二次元のＸ線検出器４とを備えている。また、Ｘ線検査装置１は、被検査体２が搭載されるテーブル５と、Ｘ線発生器３が搭載されるとともに互いに直交するＸ方向およびＹ方向の２方向へＸ線発生器３を移動させるＸＹ移動機構６と、ＸＹ移動機構６が搭載される回動テーブル７を有しＸ方向とＹ方向とに直交するＺ方向を回動の軸方向としてＸ線発生器３およびＸＹ移動機構６を回動させる回動機構８とを備えている。

Ｘ線発生器３は、管内が常時真空状態に保たれている密閉管型のＸ線発生器である。Ｘ方向とＹ方向とから構成される平面をＸＹ平面とすると、Ｘ線発生器３は、Ｘ線の光軸がＸＹ平面と平行になるように配置されている。ＸＹ移動機構６は、たとえば、Ｘ線発生器３をＸ方向へ移動させるためのネジ部材と、Ｘ線発生器３をＹ方向へ移動させるためのネジ部材と、２本のネジ部材のそれぞれに係合するナット部材と、２本のネジ部材のそれぞれを回転させるモータ等の駆動源とを備えている。回動テーブル７は、たとえば、円板状に形成されている。回動機構８は、たとえば、回動テーブル７を回動させるモータ等の駆動源と、駆動源の動力を回動テーブル７に伝達する動力伝達機構とを備えている。なお、ＸＹ移動機構６は、駆動源を有しない手動式のものであっても良い。また、Ｘ線発生器３は、Ｘ線の光軸がＸＹ平面に対して傾くように配置されても良い。

テーブル５には、たとえば、テーブル５をＸ方向およびＹ方向へ移動させるＸＹ移動機構と、テーブル５を回転させる回転機構とが連結されている。あるいは、テーブル５には、ＸＹ移動機構または回転機構のいずれか一方が連結されている。Ｘ線検出器４は、Ｙ方向において、Ｘ線発生器３との間に被検査体２を挟むように配置されている。また、Ｘ線検出器４は、その受光面がＸ線発生器３側を向くように配置されている。Ｘ線検出器４には、たとえば、Ｘ線検出器４をＹ方向へ移動させるとともに、Ｚ方向を回動の軸方向としてかつ回動テーブル７の回動中心Ｃ１を回動中心にしてＸ線検出器４を回動させる検出器移動機構が連結されている。あるいは、Ｘ線検出器４には、Ｘ線検出器４をＸ方向およびＹ方向へ移動させる検出器移動機構が連結されている。

図２に示すように、Ｘ線検査装置１において、Ｚ方向から見たときに回動テーブル７の回動中心（すなわち、Ｘ線発生器３の回動中心）Ｃ１とＸ線発生器３の焦点Ｆとが一致していれば、回動テーブル７を回動させても焦点Ｆの位置がずれないため、回動テーブル７を回動させたときにＸ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置は一定の位置Ｐとなる。すなわち、Ｚ方向から見たときに回動中心Ｃ１と焦点Ｆとが一致していれば、回動テーブル７を回動させたときにＸ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置は動かない。一方で、図３に示すように、Ｚ方向から見たときに回動中心Ｃ１と焦点Ｆとがずれていると、回動テーブル７を回動させたときに焦点Ｆの位置がずれるため、回動テーブル７を回動させたときにＸ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置が、たとえば、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で動く。

そこで、本形態では、回動機構８によってＸ線発生器３を回動させたときにＸ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置が動かなくなるように、ＸＹ移動機構６によってＸ方向および／またはＹ方向へＸ線発生器３を移動させて、Ｚ方向から見たときの回動中心Ｃ１と焦点Ｆとを一致させている。具体的には、回動機構８によってＸ線発生器３を回動させたときの被検査体２のＸ線画像の位置を確認しながら、Ｘ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置が動かなくなるまでＸＹ移動機構６によってＸ方向および／またはＹ方向へＸ線発生器３を移動させて、Ｚ方向から見たときの回動中心Ｃ１と焦点Ｆとを一致させている。

以上のように、本形態では、ＸＹ移動機構６にＸ線発生器３が搭載され、回動機構８の回動テーブル７にＸＹ移動機構６が搭載されている。また、本形態では、回動機構８によってＸ線発生器３を回動させたときにＸ線検出器４で取得される被検査体２のＸ線画像の位置が動かなくなるように、ＸＹ移動機構６によってＸ方向および／またはＹ方向へＸ線発生器３を移動させて、Ｘ線発生器３の回動の軸方向であるＺ方向から見たときの回動中心Ｃ１と焦点Ｆとを一致させている。そのため、本形態では、Ｚ方向から見たときの回動中心Ｃ１と焦点Ｆとを容易に一致させることが可能になる。

したがって、本形態では、被検査体２に対するＸ線の照射角度が変わるように密閉管型のＸ線発生器３を回動させた後にＸ線発生器３を停止させて、斜めＣＴを行う場合であっても、比較的容易な調整でＸ線検査装置１を調整して、適切なＣＴ画像を取得することが可能になる。また、本形態では、被検査体２に対するＸ線の照射角度が変わるようにＸ線発生器３を回動させるとともにＸ線発生器３の回動と連動するようにＸ線検出器４をＸ方向へ移動させるいわゆる並進ＣＴを行う場合やその他のＣＴを行う場合であっても、比較的容易な調整でＸ線検査装置１を調整して、適切なＣＴ画像を取得することが可能になる。

１Ｘ線検査装置
２被検査体
３Ｘ線発生器
４Ｘ線検出器
６ＸＹ移動機構
７回動テーブル
８回動機構
Ｃ１回動テーブルの回動中心
ＦＸ線発生器の焦点

Claims

管内が常時真空状態に保たれている密閉管型のＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器との間に被検査体を挟むように配置される二次元のＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器が搭載されるとともに互いに直交するＸ方向およびＹ方向の２方向へ前記Ｘ線発生器を移動させるＸＹ移動機構と、前記ＸＹ移動機構が搭載される回動テーブルを有しＸ方向とＹ方向とに直交するＺ方向を回動の軸方向として前記Ｘ線発生器および前記ＸＹ移動機構を回動させる回動機構とを備えることを特徴とするＸ線検査装置。
請求項１に記載のＸ線検査装置の調整方法であって、
前記回動機構によって前記Ｘ線発生器を回動させたときに前記Ｘ線検出器で取得される前記被検査体のＸ線画像の位置が動かなくなるように、前記ＸＹ移動機構によってＸ方向および／またはＹ方向へ前記Ｘ線発生器を移動させて、Ｚ方向から見たときの前記Ｘ線発生器の焦点と前記回動テーブルの回動中心とを一致させることを特徴とするＸ線検査装置の調整方法。