JP7009230B2 - 非破壊検査装置及び非破壊検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、後方散乱Ｘ線を検出することにより内部構造を破壊することなく検査する非破壊検査装置及び非破壊検査方法に関し、特に、例えば、エスカレータのハンドレール、配管の亀裂、ジョイント部のずれ、または、壁若しくは床面の探傷に関して一方向から内部を検査する技術に関する非破壊検査装置に適用して好適なものである。

従来より、内部構造を非破壊で検査するニーズは大きく、医療及び工業分野において超音波、磁気、レーザ、赤外線、Ｘ線など様々な電磁波を用いたＸ線検査技術が開発されている。これらのうちＸ線を用いた検査（以下「Ｘ線検査」という）は、リアルタイムで高精細な画像を得ることができることから、医療分野では救急対応及び治療支援に用いられている。近年、カテーテル手術及び内視鏡手術の普及に伴い、その利用の場が拡大している。工業分野においても、被写体の状態を保ったまま異常及び劣化を動画または断面像によって観察可能であるため、Ｘ線検査は製品の品質管理において重要な役割を担っている。

例えばエスカレータのメンテナンスにおいても、ハンドレールの故障を未然に防ぐための点検手段としてＸ線検査装置が用いられている。従来のＸ線検査装置では、被写体であるハンドレールに対してＸ線を照射してその内部を通過した透過Ｘ線を計測したり、ハンドレールの内部で吸収された吸収Ｘ線を計測する。そのような検査を実施する際には、ハンドレールをエスカレータ本体から取り外してこれをＸ線源と検出器との間に挟んで検査を実施する必要があるため、検査作業が煩雑となり時間が掛かっていた。

上述のように透過Ｘ線や吸収Ｘ線を計測する以外にも、後方散乱Ｘ線を計測して検出する方法が存在している。このような後方散乱Ｘ線を計測する方法としては、１次元の円形構造に複数のピンホールが形成されているスリットを用いて後方散乱Ｘ線が発生した位置を検出する手法（特許文献１参照）、１次元の円形構造にピンホールが形成されているスリットを用いて後方散乱Ｘ線を受光して得た後方散乱Ｘ線画像に基づいてトンネルのコンクリートの欠陥を検出する手法（特許文献２参照）、及び、１次元の平行スリットを用いて、後方散乱Ｘ線を受光して得た燃料棒の後方散乱Ｘ線画像に基づいて検査する手法（特許文献３参照）が存在している。

特開２００３－１２１３９２号公報 特開２００１－２０８７０５号公報 特開平７－０６３８８１号公報

しかしながら、これら従来の手法を用いて得られる後方散乱Ｘ線画像は、透過Ｘ線を用いて得られる透過Ｘ線画像と比べると分解能が低いばかりでなく、測定値の定量化がなされていないため、検査員の主観による判定で検査が実施されている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、後方散乱Ｘ線を用いて高い分解能で定量的な測定を可能とするとともに、その測定結果に基づく判定を自動化することができる非破壊検査装置及び非破壊検査方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため、本発明においては、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記被写体の位置を基準として前記Ｘ線源の近傍側に設置されており前記Ｘ線源から照射されたＸ線が前記被写体で散乱した後方散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に設置されたソーラースリットと、前記Ｘ線源と前記被写体との間における前記Ｘ線源の前に設置された第１のフィルタと、前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に設置された第２のフィルタと、前記検出器による検出結果に基づく後方散乱Ｘ線画像に関して判定を実施する処理部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明においては、Ｘ線源がＸ線を照射する照射ステップと、前記被写体の位置を基準として前記Ｘ線源の近傍側に検出器を配置する検出器配置ステップと、前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前にソーラースリットを設置するソーラースリット配置ステップと、前記Ｘ線源と前記被写体との間における前記Ｘ線源の前に第１のフィルタを設置する第１のフィルタ配置ステップと、前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に第２のフィルタを設置する第２のフィルタ配置ステップと、前記検出器を用いて、前記Ｘ線源から照射されたＸ線が前記被写体で散乱した後方散乱Ｘ線を検出する検出ステップと、処理部が、前記検出器による検出結果に基づく後方散乱Ｘ線画像に関して判定を実施する処理ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、後方散乱Ｘ線を用いて透過Ｘ線と同様に高分解能で定量的な測定を可能とし、その測定結果に基づく判定の自動化や経時変化による劣化を予測することができる。

第１の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。 被写体に対する照射Ｘ線のエネルギー分布について第１のフィルタによるエネルギー限定の一例を示す概念図である。 被写体からの散乱Ｘ線のエネルギー分布について第２のフィルタの例を示す概念図である。 図１に示すソーラースリットのバリエーションの一例を示す概念図である。 第２の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。 第３の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。 第４の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。 第５の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。 第６の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態について詳述する。

（１）本実施の形態
図１は、第１の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。第１の実施の形態によるＸ線検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線源１、検出器２、ソーラースリット３、第１のフィルタ４、第２のフィルタ５及び処理部９を備える。なお、処理部９の詳細については後述する。

検出器２は、検査対象である被写体Ｔの位置を基準としてＸ線源１と同じ側（Ｘ線源１の近傍側）に設置されている。検出器２は、Ｘ線源１から照射されて被写体Ｔで散乱した後方散乱Ｘ線ＸＲ１を検出する。

ソーラースリット３は、検出器２と被写体Ｔとの間における検出器２の前に設置されている。ソーラースリット３は、詳細は後述するが、要求される仕様に応じて様々な構成を採用することができる。

第１のフィルタ４は、Ｘ線源１と被写体Ｔとの間におけるＸ線源１の前に設置されている。第２のフィルタ５は、検出器２と被写体Ｔとの間における検出器２の前に設置されている。

Ｘ線源１から照射されたＸ線は、Ｘ線源１の前に配置された第１のフィルタ４を通過し、被写体Ｔに入射する。被写体Ｔに入射したＸ線は、被写体Ｔの内部で散乱Ｘ線を発生する。この散乱Ｘ線は、ソーラースリット３を構成する隣り合うスリット板同士の隙間を通過し、その一部が検出器２に入射する。この際、各スリット板に平行方向に向かう散乱Ｘ線のみがソーラースリット３を通過する。

Ｘ線源１の前に設置された第１のフィルタ４は、照射Ｘ線のエネルギーを特性Ｘ線が入射しない帯域（後述する図２の帯域Ｗ１に相当）に限定する金属を材質とする。第１のフィルタ４は、Ｘ線源１のターゲットの材質を構成する元素の一つ下の原子番号の元素を材質とする。これにより、ターゲットの材質の元素に吸収端を持つので、ターゲットから発生される特性Ｘ線を除去することができる。

検出器２の前に設置された第２のフィルタ５は、検出器２に入射するＸ線のエネルギーを蛍光Ｘ線が入射しない帯域（後述する図３の帯域Ｗ２に相当）に限定する金属を材質とする。第２のフィルタ５の材質を被写体Ｔの材質を構成する元素の一つ下の原子番号の元素とする。これにより、被写体Ｔの材質の元素に吸収端を持つので、被写体Ｔから発生される蛍光Ｘ線を除去することができる。

検出器２は、各画素を備えており、入射する散乱Ｘ線を各画素に蓄積し、その蓄積状況に応じて検出結果としてこの散乱Ｘ線を表す信号をデータとして処理部９に対して出力する。

処理部９は、検出器２が出力したデータについてクラスタリング処理を実行し、その実行結果に基づく後方散乱Ｘ線で表される被写体Ｔの内部の断面構造を表す画像（以下「後方散乱Ｘ線画像」という）に基づいて予め設定された基準との比較によって異常／正常の判定を実施する。このクラスタリング処理では、ＧＭＭ（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｍｉｘｔｕｒｅ Ｍｏｄｅｌ）またはＥＭ（Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）アルゴリズムが用いられる。

この処理部９は、後方散乱Ｘ線を用いた上記比較によって高い分解能で定量的な測定を可能とするとともに、その測定結果に基づく判定を自動化する一方、このような判定の自動化によって経時変化による被写体Ｔの劣化を予測することができる。

図２は、被写体Ｔに対する照射Ｘ線のエネルギー分布について第１のフィルタ４によるエネルギー限定の一例を示す概念図である。縦軸は、相対光子数［任意単位］であり、横軸は、光子エネルギー［ｋｅＶ］である。なお、図示の例では、管電圧が１１０ｋＶであり、管電流が１ｍＡである。

前述したようにＸ線源１の前に設置された第１のフィルタ４は、照射Ｘ線のエネルギーを特性Ｘ線が入射しない帯域Ｗ１に限定する金属を材質とすることから、図示の例では、この帯域Ｗ１において特性Ｘ線ＣＸを透過しないフィルタ特性となっている。

図３は、上述した照射Ｘ線に対して被写体Ｔから発生する散乱Ｘ線のエネルギー分布について第２のフィルタ５によるエネルギー限定の一例を示す。縦軸は、相対光子数［任意単位］であり、横軸は、光子エネルギー［ｋｅＶ］である。なお、図示の例では、管電圧が１１０ｋＶであり、管電流が１ｍＡである。

前述したように検出器２の前に設置された第２のフィルタ５は、検出器２に入射するＸ線のエネルギーを蛍光Ｘ線が入射しない帯域（後述する図３の帯域Ｗ２に相当）に限定する金属を材質とするため、図示の例では、この帯域Ｗ２において蛍光Ｘ線を透過しないフィルタ特性となっている。

図４（Ａ）～図４（Ｅ）は、それぞれ、図１に示すソーラースリット３の構成に関するバリエーションの一例を示す概念図である。なお、ソーラースリット３を通過する後方散乱Ｘ線は、線図が表された平面の手前から奥方向に向かって入射するものとする。以下の説明では、図４（Ａ）～図４（Ｅ）に示す構成の各ソーラースリットを総称する場合に「３」という符号を付してソーラースリット３と称する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、検出器２が、各画素が１次元に少なくとも１行並んでいるライン状の検出器である場合を示し、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）及び図４（Ｅ）は、それぞれ、検出器２が、各画素が２次元に並んでいるエリア状の検出器である場合を示す。なお、エリア状の検出器は、一定の面範囲に亘って後方散乱Ｘ線を検出可能である一方、ライン状の検出器は、それ自身がまたは被写体Ｔがそのラインに垂直な方向に移動されることによってそのラインを一辺として含む一定の面範囲に亘って後方散乱Ｘ線を検出可能となる。

図４（Ａ）に示すソーラースリットでは、複数の遮蔽板３Ａが一方向に互いに平行に配列しており、図示の左右方向に拡散する後方散乱Ｘ線は遮蔽されるが、図示の上下方向に拡散する後方散乱Ｘ線は通過する。しかしながら、検出器２がライン状の検出器であるため、この検出器２に一度に入射する後方散乱Ｘ線の線量は少ない。さらに図示の上下方向に拡散する散乱Ｘ線も遮蔽したい場合には、図４（Ｂ）に示すソーラースリットのように複数の遮蔽板３Ａの手前及び奥側にそれぞれコリメータ３Ｂを設けることで遮蔽することが可能である。

図４（Ｃ）に示すソーラースリットでは、図４（Ａ）に示すソーラースリットと同様に、複数の遮蔽板３Ａが一方向に互いに平行に配列しており、図示の左右方向に拡散する後方散乱Ｘ線は遮蔽されるが、図示の上下方向に拡散する後方散乱Ｘ線は通過する。検出器２がエリア状の検出器であるため、図示の上下方向に拡散された後方散乱Ｘ線は検出器２に入射する。

この場合、図４（Ｄ）に示すソーラースリットのように遮蔽板３Ａの手前及び奥側にそれぞれコリメータ３Ｂを設けると、検出器２がエリア状の検出器である利点を多少享受し難くなるものの、図示の上下方向の後方散乱Ｘ線を遮蔽することができる。

また、図４（Ｅ）に示すソーラースリットのように互いに垂直な２方向に複数の遮蔽板３Ａを並行に配列した格子状とすると、図示の左右方向及び上下方向に拡散する後方散乱Ｘ線を遮蔽することができる。

本実施の形態では、ソーラースリット３の遮蔽板３Ａのピッチと検出器２の画素ピッチで、得られる後方散乱Ｘ線画像の分解能が決まる。後方散乱Ｘ線の空間的な広がりがソーラースリット３で限定され、一方、後方散乱Ｘ線画像上の位置の区切りが検出器２によって限定される。

従って、ソーラースリット３を構成する各遮蔽板３Ａのピッチが検出器２の画素ピッチのｎ倍であると、分解能の低下を抑制することができる。ここで、ｎは整数（１，２，３，・・・）、または、整数を分母とする分数（１／２，１／３，１／４，・・・）である。

以上説明したように本実施の形態では、被写体Ｔと検出器２との間で合って検出器２の前にソーラースリット３を設置することにより、検出器２に入射する後方散乱Ｘ線の方向を限定し、後方散乱Ｘ線のボケを抑制することで、分解能を向上させている。

また、上述のように本実施の形態では、Ｘ線源１の前に金属を材質とする第１のフィルタ４を設置して被写体Ｔに入射する照射Ｘ線のエネルギーを限定して特性Ｘ線が入射しないようにすることで、被写体Ｔを構成する元素に対して最もコントラストの高い後方散乱Ｘ線を生じさせることができる。

また、上述のように本実施の形態では、検出器２の前に金属を材質とする第２のフィルタ５を設置して検出器２に入射する後方散乱Ｘ線のエネルギーを限定して蛍光Ｘ線が入射しないようにすることで、この検出器２に、最も高いコントラストが得られる後方散乱Ｘ線を検出させることができる。

これらは、それぞれ、後方散乱Ｘ線がコンプトン散乱により発生していること、かつ、その発生量は照射Ｘ線のエネルギーと、被写体Ｔを構成する元素と、発生した後方散乱Ｘ線を検出する方向（散乱角度）と、に依存することに基づいている。

より具体的に説明すると、本実施の形態における被写体Ｔの一例としてエレベータのハンドレールに適用した場合には、このハンドレールを高速かつ高い精度で点検可能となるばかりでなく、点検結果に関する判定の自動化が可能となる。また、本実施の形態では、ハンドレールに対してＸ線源１と同じ側（Ｘ線源１の近傍側）に検出器２を設置することにより、Ｘ線源１と検出器２との配置調整が容易となるため、検出器２としてライン状の検出器を採用することができるようになり、空間分解能が向上すると共に、データの読み出しが高速化できる。また、上述した実施の形態によれば、ハンドレールをフレームから取り外して検査装置本体に挟み込ませる必要がなくなるため、検査の作業効率が向上するとともにメンテナンス作業時間を短縮することができる。また、上述のようにＸ線検査装置は、ハンドレールを挟み込む形態でなくなるため、全体として検査装置本体を小型化及び軽量化を図ることができるばかりでなく、このように検査装置本体が小型化、軽量化されることで操作性が向上して検査の作業効率をさらに高め、メンテナンスの作業時間を短縮することができる。

以上のように本実施の形態によれば、後方散乱Ｘ線を用いて高い分解能で定量的な測定を可能とするとともに、その測定結果に基づく判定を自動化することができるとともに、このような判定の自動化によって経時変化による被写体Ｔの劣化を予測することができる。

（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態によるＸ線検査装置は、第１の実施の形態によるＸ線検査装置とほぼ同様の構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の相違点を中心として説明する。

図５は、第２の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。第２の実施の形態では、被写体Ｔから戻った後方散乱Ｘ線の検出器としてスポット検出器２Ａを使用する一方、Ｘ線源１から出力される照射Ｘ線ＸＲを、前述の第１のフィルタ４を用いる代わりにピンホール７を用いて絞って被写体Ｔに照射する。

スポット検出器２Ａは、被写体Ｔで発生した後方散乱Ｘ線を検出する各画素が一点に集中的に配置するように構成されている。スポット検出器２Ａは、被写体Ｔに向かう方向に垂直な２軸方向にＸ線源１とともに相対的に移動されて被写体Ｔを走査することにより、後方散乱Ｘ線ＸＲ１，ＸＲ２のうち部分的に散乱Ｘ線ＸＲ１のみを検出する機能を有する。

すなわち、被写体Ｔで散乱した後方散乱Ｘ線ＸＲ１，ＸＲ２のうち散乱Ｘ線ＸＲ２は、スポット検出器２Ａに入射しないため、検出されない。一方、被写体Ｔで散乱した後方散乱Ｘ線ＸＲ１，ＸＲ２のうち散乱Ｘ線ＸＲ１のみがスポット検出器２Ａに入射して検出される。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を発揮するとともに、ピンホール７で一方向に絞った照射Ｘ線ＸＲを、一方向のみに絞り込まれた後方散乱Ｘ線ＸＲ１としてスポット検出器２Ａを用いて検出することで、第１の実施の形態のように被写体Ｔとスポット検出器２Ａとの間であってスポット検出器２Ａの前に前述のソーラースリット３を設置しなくても、高解像度の後方散乱Ｘ線ＸＲ１を計測することができる。

（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態によるＸ線検査装置は、上述した各実施の形態によるＸ線検査装置とほぼ同様の構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の相違点を中心として説明する。

図６は、第３の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。第３の実施の形態では、上述した各実施の形態とは異なり、後方散乱Ｘ線の検出器２Ｂとして、後方散乱Ｘ線を線状に検出するライン状の検出器、または、後方散乱Ｘ線を面状に検出するエリア状の検出器を使用する。

Ｘ線源１は、上述した各実施の形態とは異なって第１のフィルタ４やピンホール７を通過させず、直接、発散光のＸ線ＸＲを被写体Ｔに照射する。被写体Ｔで散乱した後方散乱Ｘ線のうち、後方散乱Ｘ線ＸＲ２は、ソーラースリット３で遮蔽されるため、検出器２Ｂに入射せず検出されない一方、散乱Ｘ線ＸＲ１のみが検出器２Ｂに入射して検出される。

この際、被写体Ｔに入射するＸ線ＸＲの進行方向に対してソーラースリット３の方向が例えば４５度である場合、他の角度の後方散乱Ｘ線が入射し難いので、検出器２Ｂが出力するデータの定量化された測定値を得るためには望ましい。

まず、検出器２Ｂがライン状の検出器である場合、図示の線図が表された平面及び被写体Ｔに向かう方向に垂直な平面における一方向に沿って各画素が配列している。被写体ＴがＸ線源１及び検出器２Ｂに対して相対的に上記垂直な平面に沿って移動することで、処理部９によって被写体Ｔに関する２次元の後方散乱Ｘ線画像が取得される。

本実施の形態を被写体Ｔの一例としてエスカレータのハンドレールに適用する場合、例えば、これらＸ線源１及び検出器２Ｂの相対的な移動方向がハンドレールの長手方向になるように設置する。すなわち、通常エスカレータのハンドレールは自走させることができるため、ライン状の検出器である検出器２Ｂの各画素の配列方向がハンドレールの幅方向に平行になるように（上記自走方向に垂直になるように）した状態とすれば、処理部９は、自走するハンドレールの内部状態を表す後方散乱Ｘ線画像を自動的に取得することができる。

一方、検出器２Ｂがエリア状の検出器である場合、上記垂直な平面に沿って各画素が２次元に配列している。この場合、ハンドレールを移動しなくても、検出器２Ｂを用いてハンドレールについて計測し、処理部９がそのハンドレールについて２次元の後方散乱Ｘ線画像を取得することができる。

このように本実施の形態をエスカレータのハンドレールの非破壊検査に適用した場合、ハンドレールの長手方向に検出器２Ｂを相対的に移動させると、ハンドレールの後方散乱Ｘ線画像を連続して取得することが可能となる。

処理部９は、ハンドレール（被写体Ｔ）の同様な深さの内部に関して得られた後方散乱Ｘ線画像の各画素の測定値を加算平均することでＳ／Ｎ比を向上することができる。特にエスカレータのハンドレールは自走させることができるため、エリア状の検出器である検出器２Ｂを用いると、Ｓ／Ｎ比が高い後方散乱Ｘ線画像を取得することができる。

（４）第４の実施の形態
第４の実施の形態によるＸ線検査装置は、上述した各実施の形態によるＸ線検査装置とほぼ同様の構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の相違点を中心として説明する。

図７は、第４の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。第４の実施の形態では、ソーラースリット３と検出器２ＡＡとの組、及び、ソーラースリット３と検出器２ＡＢとの組のように、複数の組を設置する形態とし、被写体Ｔに入射するＸ線ＸＲの入射方向に対してソーラースリット３の方向が線対象になるように設置する。

図示の例では、２個の検出器２ＡＡ，２ＡＢを用いる場合を示している。２個の検出器２ＡＡ，２ＡＢとして、それぞれ、第３の実施の形態において言及したライン状の検出器またはエリア状の検出器を採用する。

Ｘ線源１は、第３の実施の形態と同様に直接、発散光のＸ線ＸＲを被写体Ｔに照射する。被写体Ｔで散乱した後方散乱Ｘ線のうち、ソーラースリット３を通過する散乱Ｘ線ＸＲ１のみが検出器２ＡＡ，２ＡＢに入射して検出される。即ち、一方の散乱Ｘ線ＸＲ１が検出器２ＡＡで検出される一方、他方の散乱Ｘ線ＸＲ１が検出器２ＡＢで検出される。

このような構成とすると、第１の実施の形態とほぼ同様な効果を発揮するとともに、同時に検出される後方散乱Ｘ線の散乱量が２倍になるため、第３の実施の形態において前述のように加算平均することでＳ／Ｎ比を向上することができる。その際、被写体Ｔに入射するＸ線の方向に対するソーラースリット２のスリットの形成方向が平行に近いほど、後方散乱Ｘ線ＸＲ１の散乱方向が揃うため、検出器２ＡＡ，２ＡＢがそれぞれ出力するデータに基づく定量値を得るためには望ましい。

（５）第５の実施の形態
第５の実施の形態によるＸ線検査装置は、上述した各実施の形態によるＸ線検査装置とほぼ同様の構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の相違点を中心として説明する。

図８は、第５の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。なお、図８では、構成の説明を簡素化するため、処理部９及びソーラースリット３の図示が省略されているが、実際には、上述した各実施の形態と同様に処理部９は検出器２などに接続されており、図示しないが、検出器２と被写体Ｔとの間における検出器２の前には、上述した各実施の形態と同様な構成のソーラースリット３が配置されている。なお、前述した各フィルタについても適宜図示を省略している。

第５の実施の形態では、Ｘ線源１と不図示のソーラースリット３と検出器２との組が複数設置されており、被写体ＴへのＸ線の入射方向に関して、ソーラースリット３が被写体Ｔを中心として放射状に配置される。

本実施の形態では、被写体Ｔを固定しつつ、Ｘ線源１とソーラースリット３と検出器２との組を被写体Ｔを中心として回転させる。これにより、検出器２は、上述した放射状に配置される各位置から、Ｘ線源１から照射Ｘ線ＸＲが入射される被写体Ｔを中心として多方向に発生する後方散乱Ｘ線を計測することができる。なお、Ｘ線源１と不図示のソーラースリット３と検出器２との組を固定し、被写体Ｔを回転させるようにしても良いことは云うまでもない。

不図示の処理部９は、検出器２によって出力されるデータを前述したように演算処理することにより、被写体Ｔに関する後方散乱Ｘ線画像を取得し、これに基づいて上記各実施の形態と同様に判定を実施することができる。

本実施の形態によれば、前述した各実施の形態と同様の効果を発揮することができるとともに、被写体Ｔについてより他方向からより詳細な内部構造に関する検査を実施することができる。

（６）第６の実施の形態
第６の実施の形態によるＸ線検査装置は、上述した各実施の形態によるＸ線検査装置とほぼ同様の構成及び動作については説明を省略し、以下、両者の相違点を中心として説明する。

図９は、第６の実施の形態によるＸ線検査装置の構成例を示す概念図である。なお、図９では、構成の説明を簡素化するため、処理部９及びソーラースリット３の図示が省略されているが、実際には、上述した第５の実施の形態と同様に処理部９は検出器２などに接続されており、図示しないが、検出器２と被写体Ｔとの間における検出器２の前には、上述した各実施の形態と同様な構成のソーラースリット３が配置されている。なお、前述した各フィルタについても適宜図示を省略している。

第６の実施の形態では、不図示のソーラースリット３と検出器２との組を組とし、Ｘ線源１と被写体Ｔとの相対的な配置関係を固定した状態で、被写体Ｔを中心としてこれら不図示のソーラースリット３と検出器２との組を回転させる。これにより、検出器２は、上述した放射状に配置される各位置から、Ｘ線源１から照射Ｘ線ＸＲが入射される被写体Ｔを中心として多方向に発生する後方散乱Ｘ線を計測することができる。

不図示の処理部９は、検出器２によって出力されるデータを前述したように演算処理することにより、被写体Ｔに関する後方散乱Ｘ線画像を取得し、これに基づいて上記各実施の形態と同様に判定を実施することができる。また、様々な方向から得られた後方散乱Ｘ線画像を３次元再構成演算処理することにより、被写体Ｔの断面像を得ることができる。

本実施の形態によれば、前述した各実施の形態と同様の効果を発揮することができるとともに、被写体Ｔについてより他方向からより詳細な内部構造に関する検査を実施することができる。

（７）その他の実施形態
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、エスカレータのハンドレールを例として説明したが、これに限定されるものではない。被写体Ｔの表面に検査装置を添わせることで検査が可能であることから、上述したエスカレータのハンドレールの他にも、配管の亀裂若しくはジョイント部のずれ、または、壁若しくは床面の探傷へ適用することができる。

本発明は、後方散乱Ｘ線を用いて内部構造を破壊することなく検査を実施する非破壊検査装置及び非破壊検査方法に広く適用することができる。

２、２Ａ，２Ｂ，２ＡＡ，２ＡＢ……検出器、３……ソーラースリット、４……第１のフィルタ、５……第２のフィルタ、９……処理部。

Claims (14)

1. Ｘ線を照射するＸ線源と、
   被写体の位置を基準として前記Ｘ線源の近傍側に設置されており前記Ｘ線源から照射されたＸ線が前記被写体で散乱した後方散乱Ｘ線を検出する検出器と、
   前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に設置されたソーラースリットと、
   前記Ｘ線源と前記被写体との間における前記Ｘ線源の前に設置された第１のフィルタと、
   前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に設置された第２のフィルタと、
   前記検出器による検出結果をクラスタリングした実行結果に基づく後方散乱Ｘ線で表される前記被写体の内部の断面構造を表す後方散乱Ｘ線画像を所定基準と比較することで正常及び異常の判定を実施する処理部と、
   を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
2. 前記第１のフィルタは、
   前記Ｘ線源のターゲットから発生する前記照射Ｘ線のエネルギーを特性Ｘ線が入射しない第１の帯域に限定して該第１の帯域外のエネルギーの特性Ｘ線をフィルタリングする金属を材質とすることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
3. 前記第１のフィルタは、
   前記Ｘ線源のターゲットの材質を構成する元素の一つ下の原子番号の元素を材質とすることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
4. 前記第２のフィルタは、
   前記被写体から発生し前記検出器に入射するＸ線のエネルギーを蛍光Ｘ線が入射しない第２の帯域に限定して該第２の帯域外のエネルギーの蛍光Ｘ線をフィルタリングする金属を材質とすることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
5. 前記第２のフィルタは、
   前記被写体の材質を構成する元素の一つ下の原子番号の元素を材質とすることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
6. 前記ソーラースリットは、
   複数のスリット板が一方向に並列に配列する構造であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
7. 前記ソーラースリットは、
   複数のスリット板が互いに垂直な２方向に並列に配列する格子状の構造であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
8. 前記ソーラースリットを構成しているスリット板のピッチが前記検出器の画素ピッチの倍数であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
9. 前記検出器は、各画素が１次元に配列するライン状の検出器であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
10. 前記検出器は、各画素が２次元に配列するエリア状の検出器であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
11. 前記ソーラースリットの方向が前記被写体へのＸ線の入射方向に対して４５度であることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
12. 前記ソーラースリットと前記検出器との組み合わせが複数設置されており、前記ソーラースリットと前記検出器の複数の組み合わせが、前記被写体へのＸ線の入射方向に対して線対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
13. 前記ソーラースリットと前記検出器との組み合わせが複数設置されており、前記ソーラースリットと前記検出器との複数の組み合わせが、前記被写体へのＸ線の入射方向に対して前記被写体を中心として放射状に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
14. Ｘ線源がＸ線を照射する照射ステップと、
    被写体の位置を基準として前記Ｘ線源の近傍側に検出器を配置する検出器配置ステップ
    と、
    前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前にソーラースリットを設置するーラースリット配置ステップと、
    前記Ｘ線源と前記被写体との間における前記Ｘ線源の前に第１のフィルタを設置する第１のフィルタ配置ステップと、
    前記検出器と前記被写体との間における前記検出器の前に第２のフィルタを設置する第２のフィルタ配置ステップと、
    前記検出器を用いて、前記Ｘ線源から照射されたＸ線が前記被写体で散乱した後方散乱Ｘ線を検出する検出ステップと、
    処理部が、前記検出器による検出結果をクラスタリングした実行結果に基づく後方散乱Ｘ線で表される前記被写体の内部の断面構造を表す後方散乱Ｘ線画像を所定基準と比較することで正常及び異常の判定を実施する処理ステップと、
    を有することを特徴とする非破壊検査方法。

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