JPH0288952A - 組織を分析する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発面は、圧延されるシートおよび帯状体を、これらを
透過するレントゲン−またはガンマ線ビームを用いて１
組織を分析する方法であって、この場合このビームの、
結晶格子構造体においてなされる回折を分析し、これか
ら組織特性値を算量、シ、この組織特性値を回折係数の
算出の際に組織のない試料に関係づけるようにした方法
および装置に関する。

従来技術 ドイツ連邦共和国特許第２８１７７４２号公報に平均の
異方性値ｒｍを算出する方法が示されている。

この方法は、品質体−これと共に組織の種類が変化する
−が替えられると、測定装置をそれぞれの組織の種類の
試料との比較により新たに較正しなければららない欠点
を有する。さらにこの測定装置によりｒｍ値のほかに、
この回折に依存する別の値が十分正確には算出されない
。

刊行物“Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｚ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏ
ｆＴｅＸｔｕｒｅ　Ａｎａｚｙｓｉｓ″１９６７、出版
社ＤＧＭＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｇｅｓｅｚｚｓｃｈ
ａｆｔ　　に、”Ｃｏｍ−ｐｕｔａｔｉｏｎａｚ　Ｐｒ
ｏｂｚｅｍｓ　　ｉｎ　Ｌｏｗ　Ｒｅ５ｏｚｕ−ｔｉｏ
ｎ　Ｔｅｘｔｕｒｅ　Ａｎａｚｙｓｉｓ”８ｕｎｇｅ　
およびＷａｎｇ著、１６３〜１７３頁Ｋ、著シくワスカ
な測定値により、材料特性値の算出のために必要とされ
る組織係数を定める方法が示されている。第１６５頁の
例えば第１図（Ｂｕｎｇｅ、Ｗａｎｇ）に測定値を得る
ことが示されている。

Ｂｕｎｇｅ　の第１図の説明によれば、個々のレントゲ
ンビームが、検査されるべき近似的には点状の小さい面
に入射される。このレン）ｆンビームを回折させる結晶
平面は入射ビームに対して種々の異なる角度を有する。

そのためポリクロマティックなレントゲンビームが各平
面において１つの別の角度において回折される。個個の
回折されるビームは、Ｂｕｎｇｅの第１図の検出器１〜
３へ入射する。検出器へ入射するビームの回折角度から
およびレントゲン量子ないし波長のエネルギー分布から
れずかな検出器により最も有利な前提の下に、材料特性
値の算出に対して必要とされる組織係数を計算器におい
て、６ｕｎｇｅおよびＷａｎｇにより示された計算法に
より算出できるように十分な情報が得られる。

ＢｕｎｇｅおよびＷａｎｇにより用いられた有利な前提
は、３つおよびそれより多くの検出器をプリズムビーム
の回折円錐の中に取り付けることができることであるが
、この前提は実際には著しく薄いシートの測定の場合に
しか実施できない。厚さがｌｌｌ以下のシートの場合に
だけ回折円錐は、この内部で測定技術的に有利な個所に
５つの検出器に対する場所が設けられる位の大きさであ
る。

８°およびこれより大きい回折角度−この中に複数個の
検出器も配置される−を有する大きい回折角度は、公知
のようにエネルギーのわずかなレントゲンビーム−これ
は厚いシートを十分には透過できない−の場合にしか用
いることができない。厚いシートたとえばｌ　ｙｉ＊を
越えるシート厚さの場合は、さらに５ＱＫＶよりも大き
い作動電圧を有するエネルギーの十分なレントゲンビー
ムを管で発生させる必要がある。このエネルギーの十分
なレントゲンビームの場合は、８°よりも小さい回折角
度で動作させなければならず、そのため著しく小さい回
折円錐しか形成できない。

検査されるべきシートと検出器との間隔を、回折円錐中
に多くの場所を得るため、に、拡大することもできない
。この間隔はすべての場合にできるだけ小さく保つ必要
がある、何故ならば強さは距離の平方で減少しさらに多
くの回折反射は距離が著しく太きいと測定可能の限界を
下回わるおそれがあることによる。

この理由によりおよび最近はより薄いシートの検査に対
しても１°よりも大きい入射角度が必要とされるため、
Ｂｕｒ＋ｇｅおよびＷａｎｇ　によりその第１図に示さ
れた測定法は稀にしか使用できず、これに対して、測定
結果の評価のための算出法が一般的に適用性がある。

発明の解決すべき問題点 本発明の課題は、厚いシートの場合も回折係数を著しく
正確に算出できて、さらに品質体を交替した場合に新た
な目盛較正のために既知の組織特性値を有する試料セッ
トを必要とせず、さらに測定が運動中のシートまたは帯
状体の場合も実施できるようにした、透過性のレントゲ
ン−またはガンマ線ビームによる測定法および測定装置
を提供することである。

問題点を解決するための手段 この課題は、請求項１の特徴部分に示された方法および
請求項５の特徴部分に示された装置により、解決されて
いる。さらに本発明の方法および装置は、それぞれ請求
項２〜４ないし５〜１３に示されたように実施すること
ができる。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

レントゲン管１１から発生されたレントゲン線ビームは
ビーム縁１２および１３により区画される。ビームはコ
リメータ１４へ入射し、コリメータの孔を部分ビーム１
５〜１９だけが通過させられる。これらの部分ビームは
、検査されるべきシート２０の上の部分面２１〜２５へ
入射する。これらの部分面は実施例においては直径が２
１１Ｉであり、さらにこれらの部分面はこしかしこの２
１１１１とか１０ｃｒｎとかの値は決定的に重要ではな
い、何故ならばこれらの数字はより大きくも小さくも選
定できるからである。シート２０において回折されたビ
ームは、シート２０の下方で、検出器２６〜３ｏへ入射
する。回折されたビームは検出器の平面において、幅の
狭い円形リングだけを形成する。これは測定技術的に重
要である。

シート２０は静止したシートチーグルから形成すること
ができる。しかし、シート２０を運動中に例えば速度１
０〜３Ｑｍ／Ｓｅｃで測定装置の中を通って運動する時
も、シートは測定して評価することができる。

第１図において見やすくするために検出器の大きさは、
円形リングの大きさに比較して、実際よりも著しく小さ
く示されている。円形リング上のわずかな位置が検出器
の取り付けのために適する。同じ回折円錐の中に第２の
検出器を取り付ける場合は、付加的な測定値が得られる
。

各々の検出器の前方にはコリメータが取り付けられてお
り、これは第１図には示されていない。

検出器２６〜３０はこの実施例の場合はケーシング内に
取り付けられている。このケーシングは、閉じたヘリウ
ム冷却循環路により約−１９０℃へ冷却される。

検出器２６は到来したビームを電圧パルスに変換する。

この電圧パルスは前置増幅器３８を介して増幅される。

電圧パルスは４チャンネル分析器３１においてパルス高
さにより分析されて所定の回折反射へ配属される。

各々の検出器２６〜３０に、前置増幅器３８〜４２の１
つおよび多チャンネル分析器３１〜３５の１つが、後置
接続されている。

パルス高さ−ないし多チャンネル分析器３１〜３５から
、個々の検出器により分類された種種異なる回折反射の
強さに関する情報が、計算器３６へ転送される。計算器
は冒頭に述べたＢｕｎｇｅの計算法に相応するようにプ
ログラミングされている。そのため計算器は情報から組
織特性値を算出し、これを出力装置３７において表示す
るかまたは印刷する。円形リング状の回折ビーム上の検
出器２６〜３０の位置と、円形リング状の回折ビームの
位置とは、相互の関係を、恣意に自由には選定できない
。組織変化に関して特徴づけられる強さの変化によシ示
される位置だけが選定される。例えば異方性値ｒの測定
の場合に検出器の個数がΦつの場合、１つの検出器あた
り少くとも５つの回折反射を十分に正確に、多チャンネ
ル−ないしパルス高さ分析器により検出する必要がある
。５つよシも少ない回折反射が検出される場合は、この
ことは検出器の個数を増加することにより補償され。

これにより装置が一層複雑にかつ高価になる。

シートの厚さが４餌までの場合は、１つの検出器につき
５つの回折反射を評価できることが示された。

有利な位置を、例えば検出器の移動により見出すことも
できる。しかし当業者が最も有利な位置を算出すれば好
適である、何故ならば結晶格子における回折とその強さ
は周知の法則に従がうからである。

測定結果の評価の場合に考慮すべきことは、等方性の組
織のないとされたジ−トモビームの回折を生ぜさせるこ
とである。測定値は、帯状の回折された反射の強さと、
組織のない試料の相応の強さとの商である。

そのため結晶格子により生ぜさせられた回折は計算器３
５のプログラムにおいて、前もって部分面２１〜２５の
位置に対して組織がないと見なされたシートの回折の強
さが求められる時にだけ、求められる。この目的で、検
査されるべきシートに代えて、組織のない試料が測定装
置の中へ、各部分面の位置へ挿入される。測定された値
は計算器により周知の法則により別のシート厚さへも換
算される。組織のない試料は、鉄粉の満たされるプラス
チックから成る平らな定結果は次の目的で補正される、
即ち純粋なプラスチックの分散の強さおよび吸収を考慮
するために、試料は鉄粉の充てんが無くても測定される
ように補正される。

組織の試料における測定は、最初に製造された測定装置
の最初の作動開始の場合にだけ必要とされる。それ以後
の同様の構成の測定装置が製作される時は、最初の装置
の、組織のない試料に関する測定値を用いることができ
る。組織のない試料は、以後の測定の場合も測定装置の
調整のために有利に用いることができる。

この方法と装置は、鋼鉄シートの組織の測定ｒ値、磁気
特性およびＥモジュールを算出することができる。

複数個のコリメータにより発生される複数個のビームを
有する１つのビーム源に代えて、ただ一つのコリメータ
と一つのビームを有するビーム源を、ビーム源またはそ
のコリメータがストッパにより固定される位置において
旋回可能にされている時は、使用することもできる。回
折されるビームの分析は、この場合、時間的に相次いで
旋回運動に応じてだけ行なうことができる。

レン）ｆンビームに代工てガンマ線ビームを用いる場合
は、例えば異方値の測定の場合は、５回も部分面を場合
により異なる回折角度の下に照射する必要がある。何故
ならばモノクロームのビーム源が用いられ、さらに検出
器ごとに１つの回折反射しか得られないからである。異
なるビームエネルギを有する複数個のガンマ線ビーム源
の使用拡、照射されるべき部分面の個数をさらに低減さ
せる。

このビーム源の変形によっても本発明は実施可能ではあ
るが、しかし装置はより複雑になりさらにいくらか障害
を受けやすくなる。

本発明の最も有利な実施例は詳述したようにレントゲン
管を含み、そのレントゲン管のビームはコリメータによ
り部分ビームへ分割される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定装置の原理図、第２図は測定値処
理に関連するブロック図を示す。 １１・・・レントゲン線ビーム、１２．１３・・・レン
トゲン線ビームの区画面、１４・・・コリメータ、１５
　．１６　．１ ２０・・・シート、 ・・・部分面、２６ 出器、３１，３ ンネル分析器、 ７．１８．１９・・・部分ビーム、 ２１．２２．２３．２４．２５ ２７．２８．２９．３０・・・検 ２．３３．３４．３５・・・、多チャ ３６・・・計算器、３７・・・表示装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延されるシート（２０）および帯状体を、これら
   を透過するレントゲン−またはガンマ線ビームを用いて
   、組織を分析する方法であつて、この場合このビームの
   、結晶格子構造体において生ぜしめられる回折を分析し
   、これから組織特性値を算出し、この組織特性値を組織
   係数の算出の際に組織のない試料に関係づけるようにし
   た方法において、レントゲン−またはガンマ線ビームを
   同時にまたは時間的に相次いで異なる角度の下に、検査
   されるべきシート（２０）または帯状体の複数個の部分
   面（２１、２２）へ照射するようにし、さらに同時にま
   たは時間的に相続いて各部分面（２１、２２）において
   ビーム分析するようにし、さらに該複数個の部分面（２
   １、２２）から得られた測定の以後の処理および組織へ
   の対応づけに際しての生成処理の場合に、該測定値が公
   知のように、部分面が異なる角度の下に照射された唯一
   つの部分面から得られるかのように処理することを特徴
   とする組織を分析する方法。 ２、各々の部分面（２１、２２）に対するビームを、ビ
   ーム源（１１）のビームをコリメータを通過させて得る
   ようにした請求項１記載の方法。 ３、レントゲン線ビームによる照射の場合は３〜８個の
   部分面が、およびガンマ線ビーム１５による照射の場合
   は１５〜４０個の部分面が照射されるようにした請求項
   ２記載の方法。 ４、長手方向に運動するシート（２０）および帯状体を
   測定して分析するようにした請求項１から３までのいず
   れか１項記載一の方法。 ５、圧延される金属シートおよび帯状体における組織係
   数を検出して評定する装置において、該装置はビーム源
   を備え、さらに該ビーム源から間隔をおいてビーム束の
   範囲内に固定される、１−または複数チャンネルの分析
   器を備え、およびこれに接続されるコンピュータの形式
   の評価装置を備え、さらにビーム源と検出器との間に設
   けられる、検査されるべき帯状体またはシートに対する
   貫通部を備えている装置において、ビーム源（１１）の
   出口窓の直前にコリメータ装置（１４）を設け、さらに
   各コリメータ貫通部の部分ビーム（１５、１６）に対し
   て１−または多チャンネル分析器（３１、３２）の後置
   接続される検出器（２６、２７）を設けたことを特徴と
   する、組織を分析する装置。 ６、ビーム源がレントゲン管（１１）であるようにした
   請求項５記載の装置。 ７、ビーム源がガンマ線照射器であるようにした請求項
   ５記載の装置。 ８、各々の円形リング状の回折ビームの領域において、
   １−または多チャンネル分析器の接続された検出器を１
   つよりも多く設けた請求項５から７までのいずれか１項
   記載の装置。 ９、各々の検出器（２６、２７）を個別の結晶から構成
   し、さらに複数個の検出器を冷却される１つの検出器装
   置へまとめるようにした請求項５から８までのいずれか
   １項記載の装置。 １０、検出器（２６、２７）の位置を次のように設定す
   るようにし、即ち形成される理想的な位置の極の大部分
   が各々の帯状体およびシートに相応するようにおおわれ
   るようにして、該帯状体およびシートが組織変化に関し
   て際立つた強さの変化を有するようにした請求項６から
   ９までのいずれか１項記載の装置。 １１、装置が、２０以上の厚さを有する鋼鉄シート（２
   ０）の測定の場合は、８０〜１６０ＫＶのレントゲン管
   を含むようにした請求項６から１０までのいずれか１項
   記載の装置。 １２、検出器（２６、２７）の位置に対して、組織特性
   のない試料による測定値が求められており、さらに基準
   として計算器（３６）のプログラムの中へ組み込まれて
   いる請求項５から１１までのいずれか１項記載の装置。 １３、厚さが２ｍｍ以上の鋼鉄シートにおけるｒ値の算
   出のために、装置は４〜８個の測定面（２１、２２）な
   いし検出器（２６、２７）を含み、さらに各検出ごとに
   評価可能な３〜７個の回折反射を設けるようにした請求
   項５から１２までのいずれか１項記載の装置。