JPH0363511A - 厚さ/密度測定装置 - Google Patents

厚さ/密度測定装置

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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〕 本発明は厚さまたは密度測定装置に係わり、詳細にはフ
ィルムの厚さまたは密度の測定に適した装置に関する。
本発明は特に、もつともこれに限定するものではたいが
、プラスティック処理工業分野で有用であり、ここでは
押しだし成形された7″ラステイツン°イルムの厚さそ
して/ま六′は密度を製造規格範囲内に制御しkげれば
fKらない。本発明はまた繊維のデニール測定にも使用
できる。
〔従来の技術〕
厚さそして/または密度測定装置は当該技術分野に於い
ては種々の型の検出器を測定のために使用するものとし
て知られている。厚さ測定に関しては機械式r−ジ型装
置が知られておりこれは被測定物負や被測定対象に直接
接触し、厚さの読み取り値を提供しこれはその物質そし
て/または対象物製造装置の制御に使用でき希望する辱
さが得られるようにしている。同様に密度測定装置が知
られており、対象物の密度は通常対象物を放射線の中を
通過させて測定する。密度の変化は対象物を通過する放
射線の透過率の変化として現れる。
多くの製造環境に於いて、特にプラスティックフィルム
およびプラスティック落脱が架遺される分野に於いては
原料の使い過ぎ防止および製品品質の制御は、物質の廖
さが正確に測定されるならば非常に強化される。このこ
とは特に測定がオンライン方式で行える場合に顕著であ
る、すなわち測定装置が製造根株に直接取り付けられる
かまたはきわめて近くに設置できて、厚さ情報がグロセ
スのフィードバック制御系で使用でき、希望するフィル
ム製品の製造機の最適パラメータを決定できるような場
合である。そのような環境下では測定装置の出力は厚さ
変動に即座に応答しなげればならず、またその出力は人
手を介することなく電気的にまたは板械的に制御機械に
フィードバックされなければならない。これを実現する
ためには、装置は過酷な製造環境に耐え得るように本質
的に堅固であり、その寸法も測定を一番必要とする箇所
に適合できるように十分小さく、そして計算制御装置と
容易に組み合わせられるように最低限の入出力端子を備
えていなげればならなり0現在製作されている多くの厚
さ測定装置は、線源から放射される放射線および原子の
検出原理を使用している。合衆国特許第4,047,0
29号はその代表であって、ベータ線、エックス線およ
びガンマ蔵を含む種々の線源について言及している。
これらの放射線は物質を通過する際に、物質中の原子や
原子核との相互干渉の結果減衰したり散乱したりする。
相互干渉の量は放射線通過路中に含まれる原子および原
子核の数と、使用される放射線の種類とそれに干渉する
物質との干渉度とに依存して決まる。物質と放射線の種
類とが決まると、干渉量は物質の密度と厚さとによって
決まるがその理由は、密度は放射線が通過する単位体積
に含まれる原子と原子核との数を定め、厚さは通常平ら
な表面に対して直角に入射される放射線が物質を通過す
る長さを定めるためである。
分子検出原理に基づく今日の淫さ測定装置は、物質試料
を透過する個々の分子を検出並びに計数し、未知の試料
に対して観測された計数値を厚さが既知の試料に於ける
計数値と比較する。物質の厚さは、既知および未知の試
料の密度を等しいものと仮定して、典型的には、線形関
係を計数値と物質厚さとの間に適用する。この関係は非
常に広い範囲では線形関係とはならないが、一般的に製
造環境で遭遇するような厚さの範囲では、かなりの精度
を保ちながら線形−係を仮定することが出来る。
現在用いられている、このような放射を検出するための
方法は、シンチレーション計数器またはガス封入式電離
計数器を使用している。電離計数器はガス封入された箱
で構成されており、このガスは放射を受けて電離するよ
うに造られていて、発生した電荷は箱壁とその箱の中央
部に張られた細い1!線との間に印加された高電圧を用
すて集められる。電mされた電子と原子の対は、印加さ
れる電圧に応じて反対極性、壁または電線、に電場の影
響を受けて引き寄せられる。この電荷は集められ、電荷
感応増幅器内で増幅され、電圧閾値と比較されて検出が
有効であるか否かの判断がなされる。製造環境で使用す
る場合の電M箱の欠点は、ガスが箱から漏れ出したり使
用中に′6&壊したり、性能が低下する可能性があるこ
とと、通常効率を良くするためには電離箱は非常に大き
くなり、多くの環境で適用するのが難しくなることであ
る。
さらに、電離箱は非常な高電圧、典型的には1.000
から3.000 eルト、を必要とするためこれはまた
高価となり厚さ測定装置としてのさらに広範な使用を難
しくしている。
シンナレーション検出器もまたこの技術分野に於て厚さ
を測定するものとして知られており、シンチレータと呼
ばれる物質を使用している、このシンチレータは単位量
の放射を吸収すると活性化し、シンチレーション過程を
経て紫外領域の光を発光しながら、不活性化する。この
紫外線は光電子増倍管として知られている非常に高感度
な検出器で検出される。光電子増倍管はシンチレータ物
質に近接して、紫外線がその中を通過するように結合さ
れている。光電子増倍管内の第一次光電陰極からの検出
信号は、直列に並べられた数段のダイノードで増幅され
るが、これらのダイノードでは前段に比べて電子量が順
に増加するように並べられている。増幅された信号が出
力として取り出される。シンチレーション計数器の欠点
はこれもまた致死的な1,000から3,000ボルト
の範囲の高電圧を使用することに加えて、光電子増倍管
特性が使用量および使用年数また高電圧レベルの変動に
依って変化したりドリフトしたりすることである。この
柚の検出器はまた排気されたガラス管を使用しているた
め壊れ易く、その寸法、i量および価格が適正でないの
でこの型の検出器もまた多くの環境下で使用する事は出
来たい。
半導体式粒子検出器もまた知られている。これらはp型
層、n型層および中間にある任意の真性層とで構成され
ている。このダイオードは光および原子核および原子の
放射がダイオード当たった場合に敏感に応答する。この
型の検出器で発生される信号は、放射が検出器内の敏感
な領域でエネルギーを失う際に放出された電荷を集積し
たものから成り立っている。この電荷はp型およびn型
物質で集積され高性能電荷増幅器で増幅される。
概してこれらの型の検出装置の出力信号は非常に小さい
。その出力信号の小ささは、シリコン材中の熱効果また
は不純物および欠陥に起因する雑音の方が信号より強い
ぐらいである。このためこのような検出器は一般的に極
低温で運転され、通常液体窒素を冷媒とし十分な性能に
達するようにしている。この種の検出器は研究機関では
使用できるが、製造環境で実際的に使用することはでき
ない。
〔発明の目的と要約〕
本発明のひとつの目的は、小型コンパクト、堅固で低価
格な粒子放射検出式厚さ/密度測定装置の提供である。
本発明の他の目的は、低電圧で作動する粒子放射検出式
厚さ/密度測定装置の提供である。
本発明のもうひとつの目的は、分割可能な粒子放射検出
式厚さ/密度測定装置の提供であり、その一方は粒子を
検出しその計数値を記録するのに必要な素子を含む検出
部で構成され、もう一方は別の場所に置かれた厚さ/密
度測定結果を監視するための処理表示部であり両者が簡
単な低電圧ケーブルで接続されている装置の提供である
本発明のさらに別の目的は、線源と検出部との間に固定
の隙間を有しその間に厚さが未知の被測定物質を挿入で
きるように構成された、可搬型低価格粒子放射検出式厚
さ/密度測定装置の提供である。
本発明のさらに別の目的は、複数の簡単で低価格の粒子
放射検出式厚さ測定装置を製造工程で使用しながら押し
だしフィルムの厚さを監視および制御するための制御装
置の提供である。
本発明のさらに別の目的は、基本層または基板に塗られ
た塗料層の厚さを測定するように動作する粒子放射検出
式塗料厚さ測定装置の提供である。
本発明のさらに別の目的は、粒子放射検出式ばたつき補
正装置の提供であり、これは測定中の織物のばたつきに
より生じる物質厚′:!−または密度の測定誤差を補正
するためのものである。
本発明のさらに別の目的は、粒子放射検出式紡顯糸また
は繊維デニール測定装置の提供である。
本発明は新型のシリコンダイオード検出器を特に使用し
ており、これはp型層、n型層およびそれらの間の真性
層を有し、室温でも放射線検出動作が可能である。
PINダイオードと呼ばれるこの素子は、最初レーデお
よび紫外線検出を意図された物であるが、その後この検
出器は例えばベータ疎、X線およびガンマ線の様な原子
核および原子放射にも感応することが発見された。
本発明ではPINダイオードを特定の機械的また回路的
構成として使用し、その粒子検出能力のみが強化される
ようにしている。光遮蔽窓がPINダイオードを光放射
から遮蔽するために使用されており、その出力信号は電
荷感応前置増幅器に接続されている。次に高性能増幅器
が前置増幅器出力に接続されており閾値検出器に供給出
来るような好適な信号を生成し、この閾値検出器出力は
パルス繰り返し数計数器に送られる。パルス繰り返し数
計数器の出力は本発明を使用し厚さが既知の物質に対し
て予め実施されたキャリブレーションの結果得られたパ
ルス繰り返し数情報とともに使用でき、厚さが未知の物
質電線源とPINダイオード検出器との間に挿入した時
に得られたパルス繰り返し数に基づいて厚さ測定を行な
う。
同様のキャリブレーションおよび検出過程は本発明を用
いて密度測定器や、繊維または紡績糸のデニール測定装
置にも適用できる。
本発明で使用されるPINダイオードは好適に電気遮散
で囲まれており、この遮蔽は電荷感応前置増g器の接地
点に好適に接地されており、比較的低レベルであるPI
Nダイオード出力信号へのスプリアス信号の影響を最小
としている。
PINダイオードおよびそれに関連する小型の電子回路
を使用することにより、現在の粒子放射原理に基づいた
厚さ測定装置では到達できない、多くの用途での使用を
可能とした小型でコンパクトな検出器を提供できる。一
般的にこのような検出器は、押しだし成形、吹き出しフ
ィルムおよび吹き出し成形分野や同様に薄膜製造および
フィルム押しだし製造分野でも使用できる。さらに本発
明による測定装置は低電圧回路しか必要としないので、
安全を脅かすものはないし、関連する重f絶Rtカケー
プルや接続器も不用であり、従って今日使用されている
機器への新たな装着の可能性を開くものである。まださ
らに小型でコンパクトな固体素子による構成は高い信頼
性と安定性とを与える一方、従来技術による装置では心
配であったガラス管またはガラス箱′&l損といった損
害の可能性を最小限にする。この構成にすれば、キャリ
ブレーション作業も修理も少なくて済む。最終的にその
コンパクトで固体素子を使用した構成と比較的廉価な部
品を使用していることにより、検出器を今日使用されて
いる厚さ測定装置に比べて低価格で製造することが出来
る。
低価格でコンパクトな構成のため、複数の測定装置をひ
とつの押しだしフィルムに並べて配置し、物質の厚さを
その横幅方向に異なる点で同時に測定することが可能で
ある。今日使用されている装置ではその複雑さと寸法の
ため、今のところこのような使用法は出来ないので、そ
の代わり薄膜の横方向に厚さ測定装置を機械的にスキャ
ンする方法を採用せねばならず、これには機械的スキャ
ン機構に特有の不便さが伴う。並べて配置された複数の
厚さ測定装置の各々を製造設備のそれぞれに対応する箇
所の制御に使用できる、すなわち例えば押しだしダイス
のそれぞれに対応するリップ部に対して要求仕様を満足
する製品が押し出されるように制御するとhった具合い
である。
本発明の以上述べた目的およびその他の目的、長所およ
び特徴は、本発明に関する添付図を参照してなされる以
下の詳細記述からさらに良く理解されるであろう。
〔実施例〕
第1−は、本発明による厚さ/密度測定装置を、一部分
は電子回路図としてまた一部分は模式図で示したもので
ある。厚さ/密度測定装置7は第1図に、検出器本体部
11と処理表示部13と示されてしるように二つの構成
部品で構成されている。
これらの部分は低電圧ケーブル37で接続されており、
その詳細は後に記述する。
検出器本体部11は厚さ/密度測定のための検出電子回
路を有し、一方処理表示部13は処理表示を有しこれは
厚さ/密度測定結果のディジタル表示上して/または厚
さ/密度測定結果を表わす制御で使用できる出力信号を
提供する。
検出器本体部11に戻ると、これは格納容器に窓19を
有し光線が格納容器内に入射するのを防止しながら粒子
は透過させる働きを持つ。窓19として使用できる好適
な物質には、アルミニウム被覆強化ポリエステルフィル
ムがある。格納容器11の内側で窓19の後方には、P
INダイオード21があってこれは光放射および粒子放
射の両方に敏感に感応する。先に述べたように、窓19
は光放射を通さないので、PINダイオード21は例え
ばX線、ベータ線およびガンマ線のような粒子放射のみ
を検知できる。この粒子放射は窓19から離されて設置
された放射*iisかも放出される。被測定物質17は
放射線源15と窓19との間に置かれている。
PINダイオード21の出力は電荷感応型前置増幅器2
3に接続されており、この出力は第一高域フィルタ25
に接続されている。高域フィルタ25の出力は順に低雑
音演算増幅器27の入力に送られ、その出力は次に第二
の高域フィルタ29に送られる。高域フィルタ29の出
力はPINダイオード21で検出された電荷に対応する
電圧パルスを表わしている。高域フィルタ29の出力は
比較器31の入力に接続され、この比較器はもう一方の
入力に抵抗回路網33から与えられる閾値を有する。二
つの高域フィルタは低周波雑音成分を除去する一方、比
較器31の閾値は正当な検出パルスとはならない雑多な
雑音が装置の読み取りに影響を与えないように設定され
ている。高域フィルタ29の出力が比較器31で設定さ
れている閾値′を越えるとパルス出力がなされ、これは
光絶縁ライン駆動回路35に供給される。光絶縁回路3
5の出力は次に検出器本体部11の端子部に接続され、
ディジタル式処理表示部13内の別の処理電子回路に接
続可能とする。
ディジタル式処理表示部13の説明にはいる前に検出器
本体部11に具備されている残りの回路について説明す
る。検出器本体部11内の種々の電子部品に作動電力を
供給するための電源装置が内部に組み込まれている。P
INダイオードは検出器本体に含まれるその他の電子部
品とは、必要とする電圧が異なるので複数の一次巻線4
1および43と複数の二次巻線45,47および49と
を有する変圧器39形状の多電圧電源装置が具備されて
いる。二次巻線はそれぞれダイオードとキャパシタとで
構成された回路に接続されていて検出器本体部11内部
の種々の回路部品に必要な作動直流電圧を供給している
。一次巻線41の一方の端は検出器本体部11の入力端
子部36にディジタル式処理表示部13から供給される
未調整入力電圧を受電する。この未調整供給電圧はパル
ス幅変調器53で制御されているトランジスタスイッチ
ング素子42でスイッチングされて込る。パルス幅変調
器53はまた直流電圧入力をダイオードキャパシタ回路
を通して一次基準巻線43から受電しており、パルス幅
変調器53、回路網51およびスイッチング素子42と
同様に一次巻線との接続によって調整済み電圧を二次端
子46,48および50に供給する。
本発明の重要な特徴のひとつとして、検出器本体部11
を非常に小型に造ることが出来ことおよび検出器本体へ
の電源装置が低い直流電圧、概ね±30ボルト以下、で
動作することが挙げられ、その結果高電圧そして/また
は巨大で複雑な装置を設置できないような多くの環境下
に検出器本体を適用することが可能となる。
ディジタル式処理表示部13は、検出器本体部11への
低電圧電源装置を具備し、交流電力入力67を受電する
電源回路57経由で給電する。もちろん直流電力入力も
可能である。ディジタル式処理表示部13はさらにタイ
マ59も有しこれは時間幅を規定して、この時間幅の間
だけディジタル式パルス計数器61が検出器本体部11
内の光絶縁回路35の出力であるパルスの計数を行える
よう・にしている。パルス計数器61の出力は順にマイ
クロプロセッサ63のデートに送られるが、このマイク
ロプロセッサはプログラムおよびデータを記憶するため
のROMおよびRAMメモリ回路を有する。複数の入力
スイッチまたはキーおよび入力設定素子を含む手動操作
人カバネル71もまたマイクロプロセッサ63に入力情
報を供給するために具備されてbる。マイクロプロセッ
サはまた出力信号として端子69に厚さまたは密度測定
結果を表わすディジタル信号を供給し、ディジタル式処
理表示部13内に用意されているディジタル表示器65
にこれまた厚さまたは密度測定結果を表わす出力信号を
供給する。
検出器本体部11を処理表示部13から分離することに
よって、先に述べたように検出器本体部の寸法をかなり
小さくできる。さらにもし必要であれば、複数の検出器
本体部11を多重切り替え手法を用しひとつの共通処理
表示部13に接続することによりさらに価格を下げるこ
とが出来る。
この時点で注意しておかなければならないのは、本発明
による第一の実施例は後で詳しく述べるようにマイクロ
プロセッサ63のプログラムによって厚さ測定用または
密度測定用またはデニール測定用に使用できるというこ
とである。
マイクロプロセッサ63はディジタル式パルス計数器6
1から入力された計数値に基づいて厚さ、密度またはデ
ニールを測定するためのアルゴリズムを含んでいる。最
初に必要なのはマイクロプロセッサ63を既知の厚さ、
密度またはデニールに対応する基準データおよび、その
既知の厚さ、密度またはデニールに対して測定された計
数値とでキャリブレーションし、後の測定結果をこのキ
ャリブレーション基準値と関係付けられるようにする事
である。キャリブレーション方法とフィルムの厚さが未
知の場合の測定につhて最初に記述する。
第2図はマイクロプロセツ?63のプログラムを70−
図形式で示したものであって、最初にキャリブレーショ
ンを実行し続いて厚さ測定を行えるものである。第2図
に示されている操作は二個試料キャリブレーション技法
に基づいたものである。処理の第一ステップ1(47)
に於て、キャリブレーション操作と測定操作のいずれが
要求されているかの判断を行なうために第1図の前面パ
ネル入力素子71上のスイッチを読み込む。ステップ1
03に於てマイクロプロセッサはどのタイプの処理が要
求されているかの判断を行なう。前面パネル入力素子7
1でキャリブレーションが選択されているとマイクロプ
ロセッサはステップ105に進みここではディジタル表
示器65に運転員に対する表示を行い、基準試料を放射
線源15と窓19との間の測定路に挿入するよう促す。
さらに、マイクロプロセッサは前面パネル入力素子71
上の厚さ設定素子、例えばディジタルスイッチ、を読み
取りこの試料の実際の厚さToを表わす信号を得る。ス
テップ1(47)に続いてマイクロプロセッサはステッ
プ109に進み、ステップ109に於て厚さが既知の試
料に対する計数値C1を測定する。これに続いてマイク
ロプロセッサはディジタル表示器65に表示を行い、第
二試料を放射線源15と窓19との間に置くように運転
員に促す。
さらにマイクロプロセッサは前面パネル入力素子71に
入力された第二試料の厚さT2を受信する。
その後マイクロプロセッサはステップ115に進み第二
試料の計数値C2を測定し、この後ステップ117に進
んで下記の式に基づして傾きの値Mを計算する: M−(Ts+−Tx)/(C2C1)     (1)
これに続いてマイクロプロセッサはステップ119に進
みここでは切片の値Bを次のように計算する、B−T1
−(MXCl)        (2)傾きyおよび切
片Bは次にステップ121で記憶され、後はど未知の厚
さの試料の厚さを計算する際に使用される。
ステップ103に戻ってもしも実際の測定が要求されて
いる場合には、マイクロプロセッサはステップ103か
ら123へ進み、ここで未知の厚さの試料に対する計数
値Cuを測定する。その後下記の式を用りて実際の厚さ
Tuを算出する、Tu−(Mxcu) + B    
     (3)ここでyおよびBは先のキャリブレー
ションステップで得られた値である。これは厚さ測定値
を示しておりこの値は次にステップ127でディジタル
表示器65に表示されるかまたはディジタル式処理表示
部13の線路69に接続されている制御装置に出力され
る。
第6図は別の厚さキャリブレーションおよび測定プログ
ラムを示しており、これはマイクロプロセツ?63で使
用可能なものである。この処理手順に於て、装置のキャ
リブレーションに単一のキャリフレージョン試料が用い
られている。第一ステップ2Q1に於て前面パネル入力
素子71が読み込まれるがこれは、キャリブレーション
、測定または物質種類入力処理のいずれの処理を実行す
るかの判断を行なうためである。入力素子T1の全面パ
ネルスイッチがキャリブレーション処理要求を示してい
ると、ステップ203はキヤリプレークヨンテプルーチ
ンの検索と実行を指示する。
従ってマイクロプロセッサはステップ205に進みディ
ジタル表示器65上に運転員に対する表示を行い、キャ
リブレーション試料を放射線源15と窓19との間に挿
入するように促す。さらに物質試料の厚さTsがステッ
プ207に於て前面パネル入力素子71上に人力されこ
のステップに引き絞込てマイクロプロセッサはステップ
209に進み計数値0日を測定する。次に測定された計
数値C,と挿入された試料厚さTsとをステップ203
で記録し、ステップ2(47)に戻る。第6図に示すキ
ャリブレーション技法では物質種類の入力、例えばポリ
エステル、ナイロン、アクリル、等モまた人力素子T1
で行なわれなげればならない。物質種類入力が前面パネ
ル入力素子71上に表示されるとマイクロプロセッサ6
3はこれをステップ203で検知しステップ223に飛
んでディジタル表示器65上に運転員に対する表示を行
い、キャリブレーションで使用した物質の種類を前面パ
ネル入力素子71経由で入力するように促す。前面パネ
ル入力素子71に設定された物質種類は次にマイクロプ
ロセッサ63によりステップ225で読み込まれステッ
プ227で記憶される。
この段階で実際の物質厚さ測定を実行するために、マイ
クロプロセッサに必要に全てのキャリブレーションデー
タが揃ったことになる。従って前面パネル入力素子71
が実測定に設定されると、マイクロプロセッサで実行さ
れるステップ203は測定処理をステップ213から開
始するように指示し、ここでは放射線源15と窓19と
の間に置かれた未知試料の計数値Cuが測定される。こ
の後ステップ215に於てキャリブレーションルーチン
であらかじめ得られていた値C8およびTaが呼び出さ
れ、これに引き続いてステップ217でy値がマイクロ
プロセッサ内部に記憶されている、計数値C8、設定さ
れた厚さTsおよび挿入された物質種類の相互関係を示
す表に基づいて求められる。
この表は予め記憶されて−るルックアップテーブルであ
り、値Cs、Tsおよび物質種類の穐々の組合せに対応
する撫々のM値を有している。ルックアップからy値を
求めたステップ217に引き続いて、ステップ219で
は下記の式に基づいて厚さの計算が々される、 Tu = (M×(CuC6) ) + TB    
(4)次に厚さの値はステップ221で表示器65上に
表示されるかまたは線路69を経由してさらに別の処理
制御装置に出力される、この処理に続いてマイクロプロ
セッサはプログラムの先頭に戻る。
第2図および第6図で述べたキャリブレーション技法は
それぞれ長所および短所を有する。第2図のキャリブレ
ーション技法は分かりやすく運転員に対して既知の厚さ
の値の入力を要求するのみであるが、キャリブレーショ
ンのために厚さが既知の試料を二つ必要とする。この方
法は装置に非常に良好なキャリブレーション結果を与え
る一方、僅かに厚さの異なる二つの試料を必要とするた
ムこれは困難な場合も多く時には不可能でさえある。
次に第3図の技法であるが、これは実行するのはいくら
かわずられしいがひとつの試料しか必要としないため利
点を有する。第3図に示す技法が立脚している理論は、
ある与えられた環境下で観測される計数値は以下に示す
いくつかの要因で影響されるというものである、これら
の要因とは、線源強度、線源と検出器との距離および配
置、検出器窓に於ける損失、検出器窓の汚れ、電子回路
の感度および閾値設定、それに当然物質組成および厚さ
である。単一のキャリブレーション試料を観測すればあ
る特定の点のある時点でのこれらのパラメータの組合せ
の結果の値が得られる。製造現場での使用を考えると、
実際に関心のある変数はある道理にかなった期間に於け
る未知の物質厚さのみである。道理にかなった期間とは
、放射源の半減期、これは一般に製造期間に比べて非常
に長い、とか電子回路のドリフト期間および窓の汚れの
速度等によって決められる。第3図に示すキャリブレー
ション技法は与えられた厚さのある種類の物質に対して
線源強度、線源および検出器間距離等の条件が決められ
たある環境下に於て一度計数値が確定すると、先の式(
4)のMで表わされる物質厚さの変化と計数値変化の係
数は予め求めることが出来、製造工程での測定に備えて
永久に装置内部に記憶して置くことが出来るという事実
に基づbている。yは公称計数値と被測定物質の種類に
依存するのでhくつかのyの値を予め定めマイクロプロ
セッサ63内に記憶しておくことができて、作動条件に
最も近1xMの値をマイクロプロセッサ63で選択でき
る。物質の81類は前面パネル入力素子71を介して運
転員が選択可能であり、公称計数値も試料計数のキャリ
ブレーション中にマイクロプロセッサ63が好適なy値
を選定できるように採ることが出来る。マイクロプロセ
ッサ63に恒久的に記憶しておくyの初期値を決定する
ために、物質とその厚さの指定範囲に対して先の式(1
)を繰り返し適用する。これらの結果は表形式に配列す
ることが出来、特定のキャリブレーション試料の厚さお
よび物質種類が入力されその計数値が測定された時にこ
れらの条件に最も近いyの値が選択使用できるようにし
ている。
要約すると、第3図に示すキャリブレーション技法は製
造する物質の、厚さを手動計測した単一の試料のみをキ
ャリブレーション試料として使用し、アルゴリズムで使
用するための製品の公称計数値を求め、後で行なう厚さ
測定用の好適なM値を選択するという長所がある。熟練
していない運転員にも容易に使用できる単一ステンプキ
ャリブレーション手順がこのように用意される。
第4図は第1図に示す検出器本体部11に部分的な変更
を加えたものである。この実施例に於て、製造機械に容
易に取り付は取り外し可能な検出器本体部が実現できる
。PINダイオード21はエポキシ305または同等の
接着剤で雄ネジ付き導体円筒303の内縁に接着されて
いる。フィルム309状のアルミニウム被覆強化ポリエ
ステルフィルム製入力窓がネジ付き円筒303の一方の
端に用意されていて、O−リングシール313が強化ポ
リエステルフィルム窓とネジ付き円筒303との間に具
備されている。導電性固定キャップ3(47)ネジ付き
円筒303の外壁にねじ込まれており強化ポリエステル
フィルム309を固定すると同時に、ネジ付き円筒が部
分11の開口内に挿入される距離を制限している。強化
ポリエステルフィルム309の導電化(アルミ被覆)層
は導電性固定キャップ3(47)に圧接により電気的に
接続されている。この場合フィルム309のアルミ被&
層は検出器本体部の外側を向いている。キャップ3(4
7)は強化ポリエステル窓309が配置されている位置
に対応するようにその前面に開口302を有する。裏あ
てナツト311がネジ付き軸303に検出器本体部11
の壁の裏側でねじ込まれており、検出器本体全体を固定
している。
PINダイオード21のリード線はネジ付き円筒303
の内空部303′bの板状の裏壁303aに開けられた
少なくともひとつの穴を通されている。リード線は絶縁
されているため裏壁303aと電気的には接続されてい
ない。PINダイオードのリード線はつづいて第1図に
示す検出器本体部の電子回路の残りの部分を含む回路基
板に接続されている。導電性裏ナツト311は固定キャ
ップ3(47)とネジ付き軸303とを好適に導電性を
有する本体5(47)に固定している。本体5(47)
、基ナツト311、固定キャップ3(47)およびネジ
付き軸303はこれら全てでPINダイオード21およ
び検出器装置の回路基板の格納容器を構成している。強
化ポリエステルフィルム309、裏壁303aを含む導
電性ネジ付き円筒303および導電性固定キャップ3(
47)はPINダイオード21を完全に囲む導電遮蔽を
実現している。この遮蔽は検出器本体部11内に含まれ
る回路の接地点502に好適に接地されており、さらに
好適には電荷感応型前置増幅器23(第1図)の接地点
505に接続されている。第4図はそのような接地例の
ひとつを示し電気的な接続503をネジ付き円筒303
と検出器回路基板上の接地端子502との間に用意した
ものである。この接地端子はまた好適に前置増幅器23
の接地導体でもある。本体5(47)を導電性に作るこ
ともできて必要であれば検出器回路基板に接地して導電
性遮蔽が検出器回路全体を覆うように構成することもで
きる。もしも本体5(47)が導電性であり軸303の
接地点に接地されているとすると、ネジ付き軸303の
裏壁303aは不用であるが、PINダイオード単体で
の電気的遮蔽を可能とするために残しておくのが好適で
ある。
第4図を参照して説明したPINダイオード遮敞は第1
図に示す型の構成にも適用できて、第1図のPINダイ
オード21を取り囲む点線で示す遮蔽513の様になる
。これとは別にPINダイオード21の遮蔽を検出器本
体部11格納容器全体を導電性材料で作り導電性層の窓
19、好適にアルミ被覆強化ポリエステルフィルム、を
格納容器の穴を塞ぎアルミ被覆層が導電性格納容器に電
気的に接続するように配置して実現することも出来る。
第4図に示す格納容器設計は、PINダイオードを含む
実際の検出器本体部の取り替えを、格納容器13内部の
全ての部品の取り外しを必要としないで簡単に行えると
いう白文った長所がある。
第1園および第4図に示す、アルミ被檀強化ポリエステ
ル窓19およびフィルム309は2.5から12.5マ
イクロメートルの厚さの強化ポリエステルフィルムで形
成できる。使用目的によってはもつと薄い窓を使用し窓
による吸収や散乱を最小とするのが望ましいものがある
であろう。今回の場合は2.5から12.5マイクロメ
ートルの範囲の薄さが適当である。窓19およびフィル
ム309の各々は例えば薄いアルミやステンレス鋼箔と
いった別の導電性材で作ることもできる。さらに第1図
および第4図に示されるPINダイオードは窓なし構成
のものであって、活性PIN領域を覆う保護層はその製
造者からは提供されておらずこれは放射M感度を最大に
するためである。従って強化ポリエステル窓19または
フィルム309はPINダイオード21の主要保護体を
形成している。第4−の強化ポリエステルフィルム30
9は第1図のアルミ被覆フィルムと同じ構成を有してお
り、これは光線がPINダイオード21に直接入射する
のを防止しこれによって粒子放射検出の信頼性を改善し
ている。
以上述べた本発明の実施例では、ガンマH1xiまたは
ベータ線を照射する放射線源は、別々の支持具に装着す
ることに依って検出器本体部11から固定した距離に置
かれている。検?ltl器本体部11の上にlN源取り
付は用一体形保持具を具備することも可能であり、この
方式では線源とPINダイオードとの間に固定長の隙間
も用意できてその間に厚さを測定する物質を配置できる
。この実施例は第5図および第6図により詳細に示され
ており、それぞれは第1図および第4図の実施例に対応
しているが、延長腕315は本体11に一体接続されそ
こからL字形に延びて放射線源と放射線検出器との間に
隙間を形成している。この一体形構成により検出器装置
全体を簡単な可搬形構造にする事が可能である。さらに
検出装置は低電圧で作動するので第1園の部分13で用
意されているディジタル式処理表示装置に含まれる電子
回路を単一格納器に入れて構成することも可能であり、
このようにすれば異なる使用環境にも容易に運べる。
第7図は本発明の部分修正を示し、ここでは検出器本体
部11′は後方散乱放射検出技術で使用されている。こ
の実施例に於てPINダイオード21は部位11の一方
の端の比較的薄い部分に装着されている。さらに放射線
源15′もまた格納容器の同じ側に装着されており、格
納容器は放射線源15からの放射の全てではなくてもそ
のほとんどが容器の外側に向かって放射され直* px
yダイオード21に向かわない構造に作られている。そ
の結果被測定物質は部位11の一方の端で放射線源15
とPINダイオード21との前面に引き延ばされ線源か
らの後方散乱放射はPINダイオードによって検出され
る。発生する後方散乱の量は、被測定物質の厚さに依存
するので装置の後方散乱に基づく放射計数値に対するキ
ャリブレーションは、さきに第2図および第3図を参照
して説明したキャリブレーション技法を用いて行える。
第7図の実施例に於て、PINダイオードは導電性PI
Nダイオードホルダ26の中に装着されており、これは
その外壁に導電性ネジ溝を有しこのネジは導電性材で形
成された検出器本体部11の一方の端に用意された導電
性のネジ付き内空28と螺合する。
窓19は導電性の表両を有しこれは導電性の検出器本体
部11と組み合わされてPINダイオードがもう一度達
蔽のために導体によって完全に囲まれるようにしている
。PINダイオードのリード線はホルダ26に具備され
た穴をとおり検出器本体部の電子回路を含む回路基板に
取り付けられている。
PINダイオードを囲む遮蔽はこの回路基板に接地され
ておりそしてこれは好適に電荷感応型前置増幅器23の
接地端子505に接地されている。
マイクロプロセッサ63のプログラムで後方散乱方が採
用された際の唯一の違いは、キャリブレーションを実行
する際の係数Mの傾きの符号が正となることのみである
。これは後方散乱モードでは被測定物質の厚さが増すに
つれて計数値も増加するのに反して、透過モードでは被
測定物質の厚さが増すにつれて計数値は減少するという
事実のためである。
第8図および第9図は本発明による厚さ測定装置7を粋
に適切に採用している制御装置を示す。
制御装置はフィルム押しだし装置の唇状ダイス制御に使
用されている。第8図は装置の側面図であってこれは可
塑化された材料をダイス403に供給しプラスティック
材の薄い換を押し出すための押し出し機胴部4(47)
を有する。ダイス403は唇状ダイス405をその出口
の端に有しておりこれはその二つの要部で定められる隙
間を調節できてこれによってダイスを離れる物質の厚さ
を調節する。一般的にはボルト407が手動時の唇状ダ
イスの祖調整に用いられ、装置が唇状ダイスの隙間の微
調整を行なう。多くの例では微調整はボルト407を実
際に加熱してなされ、唇状ダイス隙間の微調整を行なう
。この加熱は制御装置413で制御され、これは典型的
なPID(比例、積分、微分)制御器を有し、これは第
1図に示す厚さ測定装置7の特に端子69に接続されて
いる。唇状ダイスから吐き出されたフィルム411は引
出しローラ409の上に取り出される。厚さを測定する
ために放射線源15がフィルムの一方の側に用意されて
おり、格納容器11および13を含む検出器がフィルム
の反対側に用意されている。これとは別に第7図に示す
ような後方散乱技術も使用できる。どちらの場合も厚さ
測定装置の出力信号はPID制御器413に供給され次
にボルト407の加熱を制御しこれは最終的に唇状ダイ
ス405の隙間を制御する。第9図に示すように相当な
幅を有する薄膜では唇状ダイス405は複数の唇状ダイ
ス部405a・・・・・・405fに分割されており、
その各々がそれぞれのダイスボルト407a・・・・・
・407fで制御されており、各々のダイスボルトの加
熱はそれぞれのPID制御器413a・・・・・−41
3でで制御されている。これらの制御器の各々の入力は
それぞれさきに記述した様に構成された個々の厚さ測定
装置7a・・・・・・7fから入力される。この構成配
置に於て各々の測定装置7はフィルム411の横方向の
広がりの一部分を測定し、自分自身に対応する加熱ボル
ト407を個別に制御するのでフィルムの横幅方向の各
部分は個々に、別々に制御される。
ここまでのところは、本発明を厚さ測定を例として原理
的に説明した。しかしながら同一装置を密度測定に使用
することもまた可能である。密度測定を行なうためには
、三つの条件を考慮せねばなら々い、すなわち線源と検
出器との間に置かれた物質の厚さは一定で無ければなら
ない、または液状の媒体中のように物質が線源と検出器
との間の空間を完全に満たさなければならない、または
厚さが既知であって外部の厚さ測定装置からアルゴリズ
ムに供給されれば測定された厚さと既知の物質特性とか
ら密度計算が出来る。
第10図は第1図に示す装置を密度測定装置として使用
できるように第2図の70−図を部分的に変更したもの
である。ここに示されるようにステップ107は新しb
ステップ107′に変更さルステツゾ113は新しいス
テップ113′に変更され、そしてステップ117,1
19および125は全て新しいステップ117’、11
9’および125′に変更されている。
第2図に描かれていて第10図と共通なステップの全て
を再び説明するのを避けるために、共通なステップは同
一参照番号とした。変更されたステップはプライム符号
(′)を付けて示した。第10図のステップ107 ゛
に於て、第一物質試料の密度Dユが入力され、ステップ
113′では第二物質試料の密度D2が入力される。ス
テップ117’に於て傾きyが次の公式を用いて計算さ
れる。
M=(Da  Dx)/(Cz−Cx)      (
5)ステップ119′で切片が次のように計算されるB
−Dl−(MXCl)           (6)い
ま記憶されたyおよびBのキャリブレーション値を用い
、ステツ7’125’で行なわれる下記の密度計算に従
って密度測定が実行される。
Du−(MXCu)+B          (7)第
11図は密度測定を行なうために第3図に対して必要な
変更を示している。
第11図に示された密度測定のために必要なキャリブレ
ーション技法に於て、入力試料密度がステップ207’
で装置に入力されこの値は試料に対する係数値Csと共
にステップ211°で記憶される。試料物質の種類もま
たステップ227で入力され記憶される。最終的に密度
測定を計算するためにステップ213で計測された係数
値Cuが最初に採取されこれに続いてキャリブレーショ
ン手順中に入力された値CaおよびDaを使用し傾きy
の値を08、Daおよび物質種類に基づく表から導き出
す。ここから密度測定値はステップ213゜215.2
17°、219’および221′で表わされるサブルー
チンを用い次の手順で計算できる。ステップ213に於
て計数値が測定されこれに続いてステップ215′でc
sおよびDaO値が読みだされる。これからyの値が、
内部で記憶されているCs、  Doおよび物質種類に
基づく表から得られる。
ステップ219′で密度Duは次の公式で計算される。
Du=(MX(Cu−Cs))+Da        
(8)密度の値は次にステップ221゛に於て、ディジ
タル表示器65上に表示されるかまたは出力端子69に
送られる。
試料の厚さが既知であるか測定されている場合には密度
を次の式から計算することも出来る。
Du=js/TuX ((M (Cu−Cs ) )+
Da )    (9)ここでDaはキャリブレーショ
ンで使用する試料の密度であり、証は#S11図のステ
ップ213・・・・・・221’に述べた方法で計算さ
れた傾きの係数であり、Tuは検出器の前にある試料の
厚さでありそしてTsは密度標準の厚さである。
これもまた述べておかねばならないのは、本発明による
装置が物質の欠陥または欠落検出装置としても使用でき
るということであるがこれは欠陥および欠落は密度値の
変化として認識できるからである。
以上の記述から明らかなように、本発明は広範な環境で
使用できるコンパクトtg厚さ/密度測定装置を提供し
ており、特に高電圧モして/または複雑で巨大な装置が
使用できない環境でも使用できるものである。測定装置
はコンパクトで容易に運搬でき可搬装置として構成でき
る。
ここまでのところ記述は対象物または物質の厚さまたは
密度を測定するための本発明による実施例に付いてなさ
れてきた。本発明は基板に塗布されたコーティングの厚
さ測定にもまた使用できる。
コーティングに適用する場合には例えばコーティングを
均一にするために、基板に塗布されたコーティング層の
厚さを測定することが望まれる。
多くの場合コーテイング材の密度は基板の密度と異たっ
ているため、さきに述べた厚さ測定装置を単純に使用し
て、−台をコーティングがなされる上流に置き、もう−
台をその下流に置いて、コーティング厚さを表わす信号
を引算(すなわち下流物質厚さ一上流物質厚さ−コーテ
ィング厚さ)で求めることは出来ない。物質の密度が異
なるために測定誤差を生じてしまう。そのようなコーテ
ィング装置では基板物質もコーテイング物質も種々の厚
さを取り得て、それらは全て測定を必要とするものであ
る。
第12蝕および第13図は本発明のひとつの実111I
A例を示し、第1図に示す粒子放射検出装置を用いてコ
ーティング厚さを正確に求めるためのものである。
第12図に於て、基板または裏打ち物質層6(47)は
供給ロール603から引き出され第一の粒子放射厚さ検
出器605を通過するが、これは線源607から基板6
(47)を通過する粒子放射を検出する。検出器605
を通過後基板層6(47)はコーティング塗布器609
を通かしここでコーティング層610が基板層6(47
)に塗布される。コーティング塗布器609は良く知ら
れている、例えばノズル、ローラ、ブレード等のbずれ
であっても良い。またこれは物質層610を基板6(4
7)の上に薄く重ね合わせるラミネータでも艮い。コー
ティング塗布器609の下流には第二の粒子放射式厚さ
検出器611があって、これは線源613から二つの層
6(47),610を通過する放射量を検出する。
異なる密度の物質内での放射線吸収効果が非線形である
ため放射廁検出器605の厚さ出力を単純に放射液検出
器611の厚さ出方から差し引いてコーティング層61
0の厚さに相当する値を求めることは出来ない。コーテ
ィング610に於ける放射線減衰量は基板6(47)と
は異なり一般的にはこれよりも小さい。第13図は基板
層6(47)および組み合わせ層6(47)および61
0を通過する放射線の指数減衰曲庫を示す。
指数減衰法則R、、、、−uX は各々の層に個別にあ
てはまり、ここでRは相対放射強度、Uは各々の層に於
ける減衰係数そしてIは放射線が物質中を通過する距離
である。
もしも検出器605が検出器611に接近して配置され
同じ基板厚さが両者で検出され、検出器605で記憶さ
れて検出器611に送られるのであれば、コーティング
厚さは次のように求められる。
検出器605で検出される放射強度は次の式で与えられ
る、 RB w e−us”s           (10
)ここでu8は基板の減衰係数であり、Xaは基板の厚
さである。検出器611で検出される放射強度は次の式
で与えられる、 Rctm e−ua”s e−uc”c       
 (11)ここでRCは検出器611で測定される放射
強度であり、u(Bおよびxoはそれぞれコーティング
の減衰係数および厚さである。減衰係数u6は測定可能
であったり、コーティング層610に使用される特定物
質については既知である。求める必要があるのはXOs
 コーティング層610の厚さである。式(10)を式
(11)に代入すると次のようになる: RcW R6e−uc”c            (
12)対数を取ると、 ’1n(R(H/Rs ) = uQXQ      
  (1ろ)これより: Xa = −1/ uc  In(Rc/Rs )  
   (14,)Rsは検出器605で検出された計数
値、uCは既知、そしてRcは検出器611で検出され
た計数値であるので式(14)はコーティング厚さX。
について解くことが出来悉。
1814図はマイクロプルセッサ63のフロー図であり
、これは検出器605および611から計数値出力を受
信し、コーティング層610の厚さを決定するように働
く。それぞれの検出器605および611の計数値出力
は好適に単一のマイクロ−7’oセツサ13に多重送信
される。ステップ703で計数値Rcが検出器605か
ら得られ、ステップ706で記憶され、引き続いてステ
ップ709で計数値Rcが検出器611から得られ記憶
される。ステップ713に於て、値Rsと、さきに記憶
されたコーテイング物質に対応する値ucが呼び出され
てステップT15で式(14)の計算に使用され続いて
ステップ717でコーティング層の計算された厚さxo
の値が記憶され表示さ力る。
先の第12図での議論に於て、検出器/線源の対、6 
Q 5/607および611/613は整合が取れてい
ると仮定した、すなわち、同一の粒子放射検出および計
数特性を有するものと仮定した。
もしも検出器/線源の対、605/607および611
/613の整合が取れていない場合は、それらの相対計
数特性を測定し、補正計数を検出器605または611
の計数出力のどちらか一方に加える。この補正は第14
図の計数値Rc、Rcが測定されるステップ703また
はステップ709で実行される。一般的にこの補正は次
のようになされる、すなわち測定隙間になにも入れない
状態で両方の検出器で計数値を測定し、計数値の差を求
めひとつの検出器の計数値のもう一方の検出器の計数値
に対する割合を求めこの差の割合を、実際の物質測定中
に検出された計数値に対して適用する。
織物状の物質を厚さ検出器に通して物質の厚さ測定を行
なう場合、しばしば「ばたつき、」が生じることがある
、これは織物状の物質が測定検出器に対して相対的に上
下動する事をいう。透過モード放射厚さ測定に於いては
、織物状の物質は放射線源と放射検出器との間の隙間(
例えば第1図、第5図、第6図および第8図の隙間)に
置かれている。測定中の物質は放射線源からの放射の一
部を散乱するので、検出器部での放射計数値は物質が隙
間の間で上下動をすると変化する。たとえ物質の厚さま
たは密度が一定であっても、織物の動揺のため放射計数
値が変化するので検出された厚さまたは密度の値は変化
する。織物の「ばたつき」は従って、好ましくない測定
誤差の原因となる。
仮に織物の「ばたつき」を原因とする測定誤差が隙間内
の物質の位置の関数として、一定の厚さまたは密度を有
する試料物質に付いてプロットされたとすると、その関
係は単調であり通常試料が線源に近く検出器から離れて
いる場合には低い計数値(またはより厚いまたは濃い密
度の状態)を示し;試料が線源から遠く離れ検出器に近
い場合には高い放射計数値(または薄い状態または薄い
密度)を示す。厚さまたは密度放射計数値変化の実際量
は色々な要因、例えば放射量、隙間の大きさ、検出領域
等々に依存する。しかしながら、与えられる条件が固定
すれば「ばたつき」誤差は再現性があり第15図に示す
ようになる。図に示すように測定誤差はほぼリニアな関
係にある。仮に表示された物質厚さまたは密度の読みが
(1)で、隙間中の物質位置が(X)で、第15図の厚
さ/密度グラフの傾きが(m)で、そして切片が(b)
で表わされるとすると、次のようになる、■−T+e−
mx + b         (15)ここで(1)
は表示された厚さ/密度測定値、(T)は物質の真のJ
!#さ/密度、そして(e)は誤差(ニーで−8)であ
る。
本発明のひとつの特徴に、粒子放射検出装置内を移動す
る織物の厚さまたは密度測定時に生じるばたつき誤差補
正装置の提供がある。
第16図は本発明のひとつの実施例を示し、ここでは二
つの放射検出器803,805が移動する織物状物ff
8(47)の対向する側に配置されており、その厚さま
たは密度はそれぞれの線源80T。
809から送出される放射によって測定される。
検出器803,805は互いに十分接近して配置されて
おり、織物状物質が各々の検出器/線源の隙間の間で同
一の真の厚さまたは密度を有すると仮定できるようにし
ている。
検出器803,805を織物状物質8(47)0対向す
る側に置くことに依って、検出器805は織物が隙間の
間で動すた場合に検出器803と同様な厚さまたは密度
検出誤差を有することになる。
検出器805で生じる誤差の実際量は検出器803で生
じる誤差とは異なるであろうが、これらの誤差は共に傾
きと切片の値が違う線形関係に従う。
本発明ではコンパクト低電圧そして比較的廉価なPIN
ダイオード型放射検出器を採用しているので検出器80
3,805を第16図に示すように互いに比較的接近し
て固定配置する事が出来る。
検出器803,805を第16図に示すように配置する
事により、未知のばたつき誤差を測定された厚さまたは
密度から補正して取り除き隙間内のどの場所に於いても
、真の物質厚さまたは密度を得るように出来る。仮に第
一および第二検出器803.805で指示される誤差を
それぞれjlおよびe2とすれば、 61 = mlX + bl−T−工1       
 (16)そして; 62 ” I2 X + b2− T−工x     
   (17)となる。真の厚さまたは密度(T)は検
出器803゜805が接近して配置されてbるので各々
の検出器対803/807,805/809に対して同
一のはずである。
式(16)および(17)を組み合わせて(1)、隙間
内での位置に付いて解くと次のようになる:e1■mz
X+b1−(m23c+b2 )+12−工1    
 (18)C1)に付いて解くと: !−((Ig−工1)+(b2 ”l))/ (I4 
I2)   C19)となる。
ここでCX)が解ったので誤差は式(16)または(1
7)のいずれかから次のように(式16)使用した場合
)表わされる: el−mlX + bl(16) したがって、 T−工x −ex            (20)こ
れは真の厚さまたは密度の測定値(T)を与えている。
最も簡単々場合として、仮に各々の線源および検出器対
のそれぞれの線形関係の傾きと切片が互いにもう一方の
線源/検出器の対と鏡像関係にあるとすると(各々の線
源/検出器の対の特性が同一の場合生じ得る)、測定さ
れた厚さまたは密度の真値、隙間の中心での測定値と定
義する、は二つの測定された厚さまたは密度の値の平均
値として与えられる、すなわち、 T−(工1+工2)/2 である。
第7図はマイクロプロセッサ63のフロー図であり、上
述の手順にしたがって測定された厚さまたは密度誤差の
補正を行なうためのものである。
ステップ、10(47)に於て装置は値m1.m2゜b
lおよびb2を得るように較正される。検出器が二つ含
まれているので各々を較正してml。
m2.blおよびb2を得る必要がある。各々の検出器
に対する較正は、試料物質電線源・検出器との隙間の二
つの異なる位置(x)に置き、二つの位置の各々の場所
で厚さまたは密度測定を行なう。この結果第15図に示
す測定された厚さ/密度対隙間内位置を示すグラブ上の
二点が定まる。
この線形グラフから検出器803の傾きmlと切片bl
とが求められ、同様に検出器805に対するrn2.b
2も求まる。その後ステップ1003に於て、ひとつの
線源/検出器(例えば807゜803)に対して厚さま
たは密度測定工1が、第2図のステップ123−127
(厚さ測定)または第10−のステップ123−127
(密度測定)を参照して先に述べた方法で実施される。
次にステップ1005に於てもう一方の線源/検出器対
(809,805)に対する厚さまたは密度測定工2が
同じ手順で実施される。ステップ1007に於てマイク
ロプロセッサは線源/検出器の対807.803および
809,805とが完全に整合しているか否かの判定を
行なう。この情報はマイクロプロセッサに対して前面パ
ネル入力素子71から運転員により外部入力されるが、
例えばスイッチで(例えば”1″は整合1−ている、′
0”は整合していないという具合いに)入力される。
もしも線源/検出器の対が整合していると、マイクa 
7’ aセンサはステップ1009に進みここで真の厚
さまたは密度の値を厚さまたは密度測定値の平均(工1
+工2)/2として決定し、この値はステップ1(47
)7で記憶され表示される。
もしも線源/検出器の対が整合していない場合は、マイ
クロプロセッサはステップ1(47)1に進み、そこで
(x)の値を式(19)を使用して求め、次にステップ
1(47)3に進み誤差値(el)が計算される(式(
16))。この後真の厚さまたは密度の値(T)がステ
ップ1(47)5で式(20)を計算することで求めら
れ、この値はステップ1(47)7で記憶され表示され
る。
今までは本発明によるPINダイオード粒子放射検出器
(第1図)を対象物または物質の厚さまたは密度測定に
付いて述べてきた。本発明のPINダイオード粒子放射
検出器を紡績糸および同様の繊維のデニール測定に使用
することも可能である。
紡績糸および繊維状物質および例えばレーヨン、ナイロ
ン、絹、綿糸等々の製造工程に於て物質の単位長さ当り
の重さを知ることが要求される。単位長さ当りの重さの
測定単位がデニールである。
1デニールは#績糸またはII!維450メートル当り
50ミリグラムに等しい。繊維のデニール値を知ること
は繊維の強度の評価、繊維製造条件の制御、繊維径の評
価そしてより一般的に、製造される繊維の品質管理にと
って重要である。
従来光学的センサーがデニール測定に使用されてきたが
、その信頼性は低くその主な理由は、デニールが一定に
保たれていても紡績糸または繊維の断面が大きく変化す
るためである。これは一般的に多数の細い繊維束で構成
されている繊維の圧縮具合いは、かかっている張力に依
って変化するが、単位長さ当りの重さは、個々の細論繊
維がかなり引き延ばされない限り影響を受けないためで
ある。これは第18ム図および第18B図に示されてお
り、試料の繊維は同じ数の細い繊維束で構成されている
。第18ム図の断面が第18B図に比べてかなり大きい
ことは明かである。束径が大きく変化しても第18A図
および第18B図の繊維束に対するデニールは同一であ
ろう。
キャパシタンス技術もまたデニール測定に使用すること
が試みられたが、温度やキャパシタンス!ロープの機械
的公差を原因とするドリフトを受は易い傾向がある。
第1図に示すPINダイオード放射検出器は、信頼性を
持って紡績糸または繊維束のデニール測定に使用できる
第19図および第20図は、それぞれ側断面図および上
向図であって、放射線源9(Itおよびそれに関連する
PINダイオード検出器903を使用して紡績糸または
繊維905のデニール測定を行なっている状態を示す。
検出器803は第1図に示す電子回路を有する。線源9
(47)からの放射は繊維束905のデニール測定に使
用できるが、それは放射は放射線路にある物質の前質量
と相互作用するのであって、繊維束905が固く束ねら
れてbるか否かには影響されたいためである。
束ねられた繊維が第19図の断面の外側にはみ出してい
たい限り、放射線計数値は放射線ビーム中にあるIII
t維の全質量に応答しその値を示す。すなわち、粒子線
は測定される繊維または繊維束の断面な越えて広がる十
分な高(h)さを有して旨なければならず、粒子検出器
はビーム高さ(h)の全てを検出するのに十分大きな検
出領域を有していなげればならない。ビームは決められ
た高さ(第19図のh)と長さ(第20図の1)を有し
てbるの℃、ビーム中に存在する繊維束905の質量は
単位長さ当りの繊維束質量に直接比例する、したがって
これは直接デニールの単位に変換出来る。
第21図はデニール測定用のマイクロプロセッサ63の
フロー図である。これは第2図の厚さ測定70−ズに似
ているが、デニール測定用に若干の変更を加えている。
とりわけステップ107”および113″に於て、第一
および第二紡績糸または繊維試料が装置のキャリブレー
ションに使用される。それ以外は第21図のキャリブレ
ーション過程は第2図と同様である。
同様に、ステップ123,125”および127に於げ
る、実デニール測定はステップ125#で、デニール値
(DNu )が計算される点を除いて第2図のステツ7
’123.125および127と同様である。
以上述べた測定装置の全ての実施例に置いて、厚さ、密
度またはデニールの測定に係わらず、測定された値は表
示されるかそして/または別の処理装置で制御信号とし
て使用されることに注意されたい。
ここまで本発明の種々の実施例を添付図を参照したから
記述してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱する
こと無く、本発明に多くの修正変更を行えることは明か
である。したがって本発明は以上の記述に依って限定さ
れるものではなく、添付の発明の範囲のみに依って限定
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第一の実施例を電子回路図と模式図
とで示す図; 第2図は、第1図に示す実施例で使用するキャリブレー
ションおよび未知の厚さ測定方法のためのマイクロプロ
セッサゾログラムを示すフロー図;第6図は、もうひと
つのキャリブレーションおよび未知の厚さ測定方法のた
めのマイクロプロセッサプログラムを示すフロー図: 第4図は、第1図に示す実施例の部分修正であり粒子放
射検出器の異なる装着方法を示す図;第5図は、第1図
に示す実施例の別の部分修正を示す図; 第6図は、第4図に示す実施例の部分修正を示す図; 第7図は、後方散乱放射技術を使用した第1幽に示す実
施例の別の部分修正を示す図;第8図は、本発明を使用
した押しだしダイスの制御装置を示す図; 第9図は、押しだしフィルムの厚さ制御を行なう制御装
置で使用される薄さ測定検出器の配列を示す図; 第10図は、第1図に示す実施例で使用するキャリブレ
ーションおよび未知の密度測定方法のためのマイクロプ
ロセッサプログラムを示すフロー図; 第11図は、また別のキャリブレーションおよび未知の
密度測定方法のためのマイクロプロセツサブログラムを
示すフロー図; 第12図は、基本層または基板に塗布されたコーティン
グ厚さを測定するために二台の厚さ測定装置を使用する
装置を示す図; 第13図は、第12図に示す装置の動作説明を行なうた
めのグラフを示す図; 第14図は、コーティング厚さ測定のためのマイクロプ
ロセッサプログラムの70−図;第15図は、織物厚さ
測定時に生じるばたつき誤差を説明するためのグラフを
示す図;第16図は、織物物質の厚さまたは密度の測定
を行なうと同時にばたつき誤差をも補正する装置を示す
図: 第17図は、織物のばたつきによる誤差が補正された織
物物質の厚さまたは密度の測定を行なうためのマイクロ
プロセッサプログラムの70−図;第18A図および第
18B図は、異なる張力下における繊維束の断面図; 第19図は、繊維または紡績糸のデニール測定装置の横
断側面図; 第20図は、第19図に示す装置の上面図:そして 第21図は、デニール測定用マイクロプロセッサプログ
ラムの70−図。 〔符号の説明〕 7・・・厚さ/密度測定装置、11・・・検出器本体部
、13・・・処理表示部、15・・・放射線源、17・
・・被測定物質、19・・・窓、26・・・PINダイ
オードホルダ、28・・・ネジ付き内空、37・・・低
電圧ケーブル、39・・・変圧器、3(47)・・・導
伝性固定キャップ、302・・・開口、303・−・ネ
ジ付き円筒、309・・・ポリエステルフィルム、31
5・・・延長腕、4(47)・・・押し出し機胴部、4
03・・・ダイス、405・・・唇状ダイス、407・
・・調整ボルト、409・・・引き出しローラ、411
・・・フィルム、413・・・制御装置、5(47)・
・・検出器本体、505・・・接地端子、6(47)・
・・裏打ち物質層、603・・・供給ロール、605・
・・粒子放射厚さ検出器、607・・・放射線源、60
9・・・コーティング塗布器、610・・・コーティン
グ層、611・・・放射線検出器、613・・・放射線
源、803゜805・・・放射線検出器、807,80
9・・・放射線源 図面の淳書く内容に変更なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)厚さ/密度測定装置に於て: 粒子放射線源と; 前記放射線源から離れて配置され、PINダイオードを
    有する粒子放射線検出器と; 前記ダイオードに光の入射は防止するが、前記放射線源
    からの粒子放射のダイオードへの入力は防止せず、さら
    に低抵抗導伝物質を前記線源と前記検出器との間の粒子
    が通過する道筋に具備する装置と; 前記ダイオードに接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器の出力に接続された第一高域フィルタと
    ; 前記第一高域フィルタの出力に接続された演算増幅器と
    ; 前記増幅器の出力に接続された第二高域フィルタと; 前記第二高域フィルタ出力を受信し前記第二高域フィル
    タ出力レベルが予め定められた閾値を超えたときに信号
    を出力する比較器と;それに前記比較器の出力に応答し
    前記粒子放射源と粒子放射検出器との間に置かれた物質
    の、厚さおよび密度の少なくともひとつを表わす信号を
    発生する装置とで構成されていることを特徴とする前記
    厚さ/密度測定装置。(2)請求項第1項記載の厚さ/
    密度測定装置に於て、前記厚さまたは密度信号を発生す
    る装置が、前記比較器出力に接続されたパルス繰り返し
    数計数器と、該パルス繰り返し数計数器の出力に応答し
    て前記信号を発生するための装置とで構成されているこ
    とを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (3)請求項第2項記載の厚さ/密度測定装置に於て、
    前記信号発生装置がパルス繰り返し数計数値を前記信号
    に変換するためのマイクロプロセッサを有することを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (4)請求項第1項記載の厚さ/密度測定装置に於て、
    さらに前記比較器出力を前記信号発生装置に接続するた
    めの光絶縁器を有することを特徴とする前記厚さ/密度
    測定装置。(5)請求項第1項記載の厚さ/密度測定装
    置に於て、さらに前記ダイオード、前置増幅器、増幅器
    および比較器に動作電源を供給するための電源装置を有
    し、該電源装置が第一の値の第一の未調整直流電圧出力
    装置と、前記未調整直流電圧から複数の調整済み直流電
    圧を出力するための装置とで構成されていることを特徴
    とする前記厚さ/密度測定装置。(6)請求項第5項記
    載の厚さ/密度測定装置に於て、前記複数の調整済み直
    流電圧を出力する装置が前記未調整直流電圧をその一次
    巻線に受電し、前記調整済み直流電圧を複数の二次巻線
    に供給する変圧器と、前記一次巻線を流れる電流をスイ
    ッチングするための装置と、該スイッチング装置に動作
    するパルス幅変調器と、それに該パルス幅変調器を前記
    変圧器の二次巻線に結合するための装置とで構成されて
    いることを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (7)検出器ユニット、該検出器ユニットから離れて置
    かれた処理ユニットおよび前記検出ユニットと処理ユニ
    ットとの通信リンクとで構成された厚さ/密度測定装置
    に於て: 前記検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有し、該窓が低抵
    抗導電性物質層を含む格納容器と;該格納容器内の前記
    窓近くにあつて、粒子放射を受信するための平板なPI
    Nダイオードと;該PINダイオード出力に接続された
    電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された高域フィルタと; 該フィルタ出力に接続され、前記フィルタ出力を予め定
    められた閾値と比較するための比較器と;該比較器出力
    を前記検出器ユニットのひとつの出力端子に結合するた
    めの装置とで構成されており、 前記処理ユニットが: 前記比較器出力を受信し、前記比較器出力を物質の厚さ
    および密度の少なくともひとつを表わす測定信号に変換
    するための装置とで構成されていることを特徴とする前
    記厚さ/密度測定装置。 (8)請求項第7項記載の厚さ/密度測定装置に於て、
    前記通信リンクが前記検出器ユニットと前記処理ユニッ
    トとの間のワイヤリング接続であることを特徴とする前
    記厚さ/密度測定装置。 (9)請求項第7項記載の厚さ/密度測定装置に於て、
    前記処理ユニットがさらに、前記測定信号を表示するた
    めの装置を有することを特徴とする前記厚さ/密度測定
    装置。 (10)請求項第7項記載の厚さ/密度測定装置に於て
    、前記受信し変換するための装置が、前記比較器出力に
    接続されたパルス繰り返し数計数器と、該パルス繰り返
    し数計数器出力に応答し前記測定信号を発生するための
    装置とで構成されていることを特徴とする前記厚さ/密
    度測定装置。 (11)請求項第10項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記測定信号発生装置がパルス繰り返し数を前記測
    定信号に変換するためのマイクロプロセツサを有するこ
    とを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (12)請求項第10項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記比較器出力を前記処理ユニットに接続す
    るための光絶縁器を有することを特徴とする前記厚さ/
    密度測定装置。 (13)請求項第7項記載の厚さ/密度測定装置に於て
    、さらに前記ダイオード、前置増幅器、増幅器および比
    較器に動作電源を供給するための電源装置を有し、該電
    源装置が前記処理ユニットの中に配置されて第一の値の
    第一の未調整直流電圧を出力する装置と、前記検出器ユ
    ニット内部に配置されて前記未調整直流電圧から複数の
    調整済み直流電圧を出力するための装置とで構成されて
    おり、前記通信リンクが前記装置同志を接続し、前記第
    一の未調整直流電圧を前記複数の調整済み直流電圧供給
    装置に供給することを特徴とする前記厚さ/密度測定装
    置。 (14)請求項第13項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記複数の調整済み直流電圧を出力する装置が前記
    未調整直流電圧をその一次巻線に受電し、前記調整済み
    直流電圧を複数の二次巻線に供給する変圧器と、前記一
    次巻線を流れる電流をスイッチングするための装置と、
    該スイッチング装置に動作するパルス幅変調器と、それ
    に該パルス幅変調器を前記変圧器の二次巻線に結合する
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記厚
    さ/密度測定装置。 (15)厚さ/密度測定装置に於て: PINダイオードを有し、粒子放射を受信するための粒
    子放射検出器と; ダイオードを光から遮断するが粒子放射は透過させ、さ
    らに低抵抗導電性物質層を前記PINダイオードへの粒
    子通過路中に有する装置と; 前記PINダイオード出力に接続された電荷感応型前置
    増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された増幅器と;該増幅器出
    力に接続され、前記増幅器出力を予め定められた閾値と
    比較するための比較器と;前記比較器出力に応答しパル
    ス繰り返し数信号を発生する装置と;それに 前記パルス繰り返し数信号を、前記粒子放射線源から前
    記検出器に到達する放射量の影響を受ける位置に配置さ
    れた測定物質の厚さまたは密度測定値の少なくともひと
    つに変換するための装置とで構成されていることを特徴
    とする前記厚さ/密度測定装置。 (16)請求項第15項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記検出器から離れて配置された放射線源を
    有することを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (17)請求項第16項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記検出器が格納容器内に装着され、前記線源が前
    記格納容器から延びる腕上でかつ前記検出器に対向する
    位置に装着され、これによつて被測定物質を安置する隙
    間が前記線源と前記検出器との間に形成されることを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (18)請求項第16項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記検出器で検出される粒子放射が前記被測
    定物質で後方散乱されたものとなるように、前記放射線
    源を前記検出器に対して装着するための装置を有するこ
    とを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (19)請求項第16項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記検出器が格納容器の内側で、粒子放射線は透過
    させるが光線は遮断する窓の後方に装着されることを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (20)請求項第19項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記窓が薄膜フィルムの窓であることを特徴とする
    前記厚さ/密度測定装置。 (21)請求項第20項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記窓がアルミニウム被覆強化ポリエステルフイル
    ムで形成されることを特徴とする前記厚さ/密度測定装
    置。 (22)請求項第16項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記前置増幅器と増幅器との間に接続された
    第一の高域フィルタを有することを特徴とする前記厚さ
    /密度測定装置。 (23)請求項第22項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記増幅器と比較器との間に接続された第二
    の高域フィルタを有することを特徴とする前記厚さ/密
    度測定装置。 (24)請求項第15項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記比較器と前記パルス繰り返し数信号発生
    器との間に接続された光絶縁器をゆうすることを特徴と
    する前記厚さ/密度測定装置。 (25)請求項第15項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記装置が厚さ測定に使用でき、さらに前記装置を
    厚さ測定装置としてキャリブレーションするための装置
    を有し、該キャリブレーション装置はキャリブレーショ
    ン物質試料の厚さの真値(Ts)を入力するための装置
    、前記試料物質の試料パルス計数値(Cs)を決定する
    装置、(Cs)および(Ts)を記憶するための装置、
    被測定物質の種類を入力するための装置、前記入力され
    た物質種類を記憶するための装置、それに試料パルス計
    数値(Cs)と、入力された実際の厚さ値(Ts)と入
    力された物質種類の種々の組合せに対する複数の傾き値
    (M)を記憶するための装置とで構成されることを特徴
    とする前記厚さ/密度測定装置。 (26)請求項第25項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記変換装置が厚さ値を下記の式、 Tu=(Mx(Cu−Cs))+Ts ここでTuは未知の厚さ値、Cuはパルス繰り返し数信
    号、Tsはキャリブレーションに使用された物質試料の
    実際の厚さ、Csは前記物質試料のパルス計数値、そし
    てMは入力されたTs値、求められたCs値および入力
    された物質種類に関連する前記複数の傾き値から選択さ
    れた値であるような、前記式にしたがつて前記変換装置
    が厚さ値を計算する装置を有することを特徴とする前記
    厚さ/密度測定装置。 (27)請求項第15項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記PINダイオードが前記遮光装置と自分自身の
    上の粒子放射に感応する領域との間に保護層を有さない
    ことを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (28)その厚さが一対の唇状ダイスで定まる隙間を通
    して定められるフィルムを押しだし、前記唇状ダイスが
    その長さ方向に複数の唇状ダイス部に分割されている押
    しだしフィルム厚さ制御装置に於て、各々粒子放射源を
    有し各々の唇状だいす部の厚さを測定するための装置と
    ;前記線源から離れて配置され、PINダイオードを有
    する粒子放射検出器と;前記PINダイオードを光線か
    ら防ぎ、一方粒子放射は透過させる装置と、前記ダイオ
    ード出力に接続された電荷感応型前置増幅器と;該電荷
    感応型前置増幅器出力に結合された増幅器と;該増幅器
    出力に結合され前記増幅器の出力が予め設定された閾値
    を超えると信号を出力する比較器と;該比較器の出力に
    応答して、前記線源から前記検出器へ到達する放射線の
    影響を受ける位置に置かれた物質の厚さを表わす信号を
    出力するための前記厚さ測定装置と; 前記唇状部の各々の隙間を個別に制御するための装置と
    ;それに 厚さ測定装置の出力を測定装置によつて測定されるフィ
    ルム部分を製造するそれぞれの唇状ダイスに関連付ける
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記制
    御装置。 (29)請求項第28項記載の制御装置に於て、前記制
    御器が各々の唇状ダイス部に対して、それぞれの厚さ測
    定装置殼の出力信号で駆動される加熱ボルトを有するこ
    とを特徴とする前記制御装置。 (30)物質厚さ制御装置であつて; 物質を連続的に少なくともひとつの希望する厚さに形成
    するための装置と; 該形成装置を制御し前記物質を少なくともひとつの希望
    するで製造させる制御装置と; 前記形成された物質の厚さを測定し、前記形成装置の下
    流側に配置された少なくともひとつの厚さ測定装置とで
    構成された前記物質厚さ制御装置に於て、前記測定装置
    が; 粒子放射線源と;該線源から離れて配置され、PINダ
    イオードを有する粒子放射検出器と;前記PINダイオ
    ードを光線から防ぎ、一方粒子放射は透過させる装置と
    、前記ダイオード出力に接続された電荷感応型前置増幅
    器と;該電荷感応型前置増幅器出力に結合された増幅器
    と;該増幅器出力に結合され前記増幅器の出力が予め設
    定された閾値を超えると信号を出力する比較器と;該比
    較器の出力に応答して、前記線源から前記検出器へ到達
    する放射線の影響を受ける位置に置かれた物質の厚さを
    表わす信号を出力するための装置とで構成され; 前記制御装置が前記形成装置を少なくともひとつの前記
    測定装置から供給される厚さ信号に応じて制御されるこ
    とを特徴とする前記物質厚さ制御装置。 (31)請求項第30項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、前記物質が押しだし成形物質であり、前記形成装置が
    押しだし機であることを特徴とする前記物質厚さ制御装
    置。 (32)請求項第30項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、前記押しだし成形物質が押しだしフィルムであること
    を特徴とする前記物質厚さ制御装置。 (33)請求項第31項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、前記形成装置が押しだしダイスであることを特徴とす
    る前記物質厚さ制御装置。 (34)請求項第30項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、各々の測定装置に対する前記遮光装置が遮光低抵抗導
    電性物質で形成されていることを特徴とする前記物質厚
    さ制御装置。 (35)請求項第30項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、前記制御器がPID制御器で構成されていることを特
    徴とする前記物質厚さ制御装置。 (36)請求項第30項記載の物質厚さ制御装置に於て
    、さらに複数の前記測定装置を、形成される物質に対し
    て互いに離して配置し、前記制御器は前記複数の離れて
    配置された測定装置からの厚さ信号に応答することを特
    徴とする前記物質厚さ制御装置。 (37)厚さ/密度測定装置に於て: PINダイオードを有し粒子放射を受信する粒子放射検
    出器と; 前記ダイオードへの粒子放射線は透過させる前記ダイオ
    ード遮光装置と; 該遮光装置を有し、前記PINダイオード)取り囲む電
    気遮蔽装置と; 前記PINダイオードの出力に接続され、前記PlNダ
    イオードで検出された放射線を示す信号を出力するため
    の装置と;それに 前記出力信号に応答し、前記PlNダイオードと線源と
    の間に設置された対象物の厚さまたは密度の少なくとも
    一方を表わす測定信号出力装置とで構成されていること
    を特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (38)請求項第37項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記遮光装置が導電性フィルム層を有することを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (39)請求項第38項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記フィルム層がアルミニウム被覆強化ポリエステ
    ルフイルム層であることを特徴とする前記厚さ/密度測
    定装置。 (40)請求項第38項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記フィルム層がアルミニウム薄膜層であることを
    特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (41)請求項第38項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記フィルム層がステンレス鋼箔であることを特徴
    とする前記厚さ/密度測定装置。 (42)請求項第37項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記PINダイオードが自分自身から延びる電気的
    リード線を有し、前記電気的遮蔽装置が前記PINダイ
    オードを取り囲みそこを前記電気的リード線を通す少な
    くともひとつの穴を有する導電性囲いを有することを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (43)請求項第37項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記PlNダイオードで検出された放射線を
    表わす信号出力装置が電気遮蔽装置を有することを特徴
    とする前記厚さ/密度測定装置。 (44)請求項第37項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記PINダイオードで検出された放射線を表わす
    信号出力装置が、接地導体を有し前記PINダイオード
    の出力に接続された電子回路を有し、前記装置がさらに
    前記電気的遮蔽を前記接地導体に接続するための装置を
    有することを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (45)請求項第44項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記電子回路が前記PINダイオードの出力に接続
    された前置増幅器を有し該前置増幅器は接地された電気
    的リード線を有し前記電気的遮蔽が前記接地電線に接続
    されていることを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (46)請求項第1項記載の厚さ/密度測定装置に於て
    、さらに前記ダイオード、前置増幅器、増幅器および比
    較器に動作電源を供給するための電源装置を有し、該電
    源装置が第一の値の第一の未調整直流電圧出力装置と、
    前記未調整直流電圧から複数の調整済み直流電圧を出力
    するための装置とで構成されていることを特徴とする前
    記厚さ/密度測定装置。 (47)請求項第46項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記複数の調整済み直流電圧を出力する装置が前記
    未調整直流電圧をその一次巻線に受電し、前記調整済み
    直流電圧を複数の二次巻線に供給する変圧器と、前記一
    次巻線を流れる電流をスイッチングするための装置と、
    該スイッチング装置に動作するパルス幅変調器と、それ
    に該パルス幅変調器を前記変圧器の二次巻線に結合する
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記厚
    さ/密度測定装置。 (48)請求項第47項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、さらに前記ダイオード、前置増幅器、増幅器および
    比較器に動作電源を供給するための電源装置を有し、該
    電源装置が前記処理ユニットの中に配置されて第一の値
    の第一の未調整直流電圧を出力する装置と、前記検出器
    ユニット内部に配置されて前記未調整直流電圧から複数
    の調整済み直流電圧を出力するための装置とで構成され
    ており、前記通信リンクが前記装置同志を接続し、前記
    第一の未調整直流電圧を前記複数の調整済み直流電圧供
    給装置に供給することを特徴とする前記厚さ/密度測定
    装置。 (49)請求項第48項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記複数の調整済み直流電圧を出力する装置が前記
    未調整直流電圧をその一次巻線に受電し、前記調整済み
    直流電圧を複数の二次巻線に供給する変圧器と、前記一
    次巻線を流れる電流をスイッチングするための装置と、
    該スイッチング装置に動作するパルス幅変調器と、それ
    に該パルス幅変調器を前記変圧器の二次巻線に結合する
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記厚
    さ/密度測定装置。 (50)検出器ユニット、該検出器ユニットから離れて
    置かれた処理ユニットおよび前記検出ユニットと処理ユ
    ニットとの通信リンクとで構成された厚さ/密度測定装
    置に於て:前記検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るためのPINダイオードと; 該PINダイオード出力に接続され、前記PINダイオ
    ードで検出された放射線を表わす信号を出力する電子回
    路と;それに 該電子回路に電力を供給する低電圧直流電源とで構成さ
    れており、 前記処理ユニットが: 前記出力信号を受信し、それを対象物の厚さおよび密度
    の少なくともひとつを表わす測定信号に変換するための
    装置とで構成されていることを特徴とする前記厚さ/密
    度測定装置。 (51)請求項第50項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記通信リンクが一対の電線であり、前記処理ユニ
    ットがさらに第一の値の直流電圧を前記電線ついに供給
    し、前記低電圧直流電源が前記第一の値の直流電圧を前
    記電線対から受電し、少なくともひとつの第二の値の直
    流電圧を前記電子回路装置に供給することを特徴とする
    前記厚さ/密度測定装置。 (52)請求項第50項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記第一の値の直流電圧が未調整直流電圧であり、
    前記低電圧電源が前記未調整電圧から複数の調整済み直
    流電圧を発生させる装置を有することを特徴とする前記
    厚さ/密度測定装置。 (53)請求項第52項記載の厚さ/密度測定装置に於
    て、前記複数の調整済み直流電圧を出力する装置が前記
    未調整直流電圧をその一次巻線に受電し、前記調整済み
    直流電圧を複数の二次巻線に供給する変圧器と、前記一
    次巻線を流れる電流をスイッチングするための装置と、
    該スイッチング装置に動作するパルス幅変調器と、それ
    に該パルス幅変調器を前記変圧器の二次巻線に結合する
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記厚
    さ/密度測定装置。 (54)裏材層の上に供給された少なくともひとつの物
    質層の厚さを測定するための装置に於て:裏材層を供給
    するための装置と; 粒子線源から前記裏材層を透過する粒子放射を検出し第
    一出力とする第一の粒子放射検出器と;少なくともひと
    つの物質層を前記裏材物質層の上に供給しコーティング
    された裏材層を形成するための装置と; 粒子線源から前記コーティングされた裏材層を透過する
    粒子放射を検出し第二出力とする第二の粒子放射検出器
    と;それに 前記第一および第二出力に応答し、前記裏材層に供給さ
    れた前記少なくともひとつの物質の厚さを表わす信号を
    出力する装置とで構成されていることを特徴とする前記
    物質層の厚さを測定するための装置。 (55)請求項第54項記載の厚さ測定装置に於て、前
    記裏材供給装置が裏材物質層を連続した膜が移動するよ
    うに供給し、前記第一および第二検出器は前記膜の移動
    路に添つて並べられ前記コーティング供給装置は前記第
    一および第二粒子放射検出器の間に置かれていることを
    特徴とする前記物質層の厚さを測定するための装置。 (56)請求項第30項記載の装置に於て、前記第一検
    出器は第一計数値を測定し、前記第二検出器は第二計数
    値を測定し、前記出力信号装置は前記第一および第二計
    数値および前記少なくともひとつの物質層に関する定数
    値とから前記コーティングの厚さを示す値を計算するこ
    とを特徴とする前記物質層の厚さを測定するための装置
    。 (57)請求項第56項記載の装置に於て、前記コーテ
    ィングの厚さを示す値を計算するための装置が、次の式
    、 Xc=−1/UcIn(Rc/Rs) ここでRsは前記第一の検出器で検出された計数値、R
    cは第二の検出器で検出された計数値そしてUcは前記
    定数、以上の計算を行なうための装置を有することを特
    徴とする前記物質層の厚さを測定するための装置。 (58)請求項第54項記載の装置に於て、前記第一お
    よび第二粒子放射検出器が: PINダイオード粒子放射線検出器と; 前記ダイオードに光の入射は防止するが、前記放射線源
    からの粒子放射のダイオードへの入力は防止せず、さら
    に低抵抗導伝物質を前記PINダイオードへ粒子が通過
    する道筋に具備する装置と;前記PINダイオードに接
    続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器の出力に接続された第一高域フィルタと
    ; 前記第一高域フィルタの出力に接続された演算増幅器と
    ; 前記増幅器の出力に接続された第二高域フィルタと; 前記第二高域フィルタ出力を受信し前記第二高域フィル
    タ出力レベルが予め定められた閾値を超えたときに信号
    を出力する比較器と;それに前記比較器の出力に応答し
    前記粒子放射源と前記PINダイオードとの間に置かれ
    た物質の、厚さおよび密度の少なくともひとつを表わす
    信号を発生する装置とで構成されていることを特徴とす
    る前記厚さ測定装置。(59)請求項第54項記載の装
    置に於て、少なくともひとつの前記第一および第二粒子
    放射検出器が:検出器ユニット、該検出器ユニットから
    離れて置かれた処理ユニットおよび前記検出ユニットと
    処理ユニットとの通信リンクとで構成されており:前記
    検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るための平板なPINダイオードと;該PINダイオー
    ド出力に接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された演算増幅器と;該演算
    増幅器出力に結合された高域フィルタと;該フィルタ出
    力に接続され、前記フィルタ出力を予め定められた閾値
    と比較するための比較器と;それに 該比較器出力を前記検出器ユニットのひとつの出力端子
    に結合するための装置とで構成されており、 前記処理ユニットが: 前記比較器出力を受信し、前記比較器出力を物質の厚さ
    および密度の少なくともひとつを表わす測定信号に変換
    するための装置とで構成されていることを特徴とする前
    記厚さ測定装置。 (60)請求項第54項記載の装置に於て、少なくとも
    ひとつの前記第一および第二粒子放射検出器が:PIN
    ダイオード粒子放射検出器と; 前記PINダイオードを光から遮断するが粒子放射は透
    過させ、さらに低抵抗導電性物質層を前記PINダイオ
    ードへの粒子通過路中に有する装置と;前記PINダイ
    オード出力に接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された増幅器と;該増幅器出
    力に接続され、前記増幅器出力を予め定められた閾値と
    比較するための比較器と;前記比較器出力に応答しパル
    ス繰り返し数信号を発生する装置と;それに 前記パルス繰り返し数信号を、前記粒子放射線源から前
    記検出器に到達する放射量の影響を受ける位置に配置さ
    れた測定物質の厚さまたは密度測定値の少なくともひと
    つに変換するための装置とで構成されていることを特徴
    とする前記厚さ測定装置。 (61)請求項第54項記載の装置に於て、少なくとも
    ひとつの前記第一および第二粒子放射検出器が:PIN
    ダイオード粒子放射検出器と; 前記PINダイオードを光から遮断するが粒子放射は透
    過させる装置と; 前記遮光装置を有し前記PINダイオードを囲む電気遮
    蔽を構成する装置と; 前記PINダイオード出力に接続され、前記PINダイ
    オードで検出された放射線を表わす信号出力装置と;そ
    れに 前記出力信号に応答し物質の厚さを表わす信号を出力す
    るための装置とで構成されていることを特徴とする前記
    厚さ測定装置。 (62)請求項第54項記載の装置に於て、少なくとも
    ひとつの前記第一および第二粒子放射検出器が:検出器
    ユニット、該検出器ユニットから離れて置かれた処理ユ
    ニットおよび前記検出ユニットと処理ユニットとの通信
    リンクとで構成され:前記検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るためのPINダイオードと; 該PINダイオード出力に接続され、前記PINダイオ
    ードで検出された放射線を表わす信号を出力する電子回
    路と;それに 該電子回路に電力を供給する低電圧直流電源とで構成さ
    れており、 前記処理ユニツトが: 前記出力信号を受信し、それを物質のの厚さを表わす測
    定信号に変換するための装置とで構成されていることを
    特徴とする前記厚さ測定装置。 (63)厚さ/密度測定装置に於て: 第一の粒子放射線源と; 該第一線源と第一検出器との間に存在する隙間に挿入さ
    れた物質を透過する粒子放射線を検出し、前記物質の厚
    さまたは密度を表わす第一信号を出力する前記第一検出
    器と; 前記隙間を挾んで前記第一粒子放射線源と反対側に配置
    された第二の放射線源と; 前記隙間に挿入された前記物質を透過する粒子放射線を
    検出し、前記隙間を挾んで前記第一粒子放射線源と反対
    側に配置され、前記物質の厚さまたは密度を表わす第二
    信号を出力する第二検出器と;それに 前記第一および第二出力信号に応答し前記物質の厚さま
    たは密度を表わす値を出力する装置とで構成されている
    ことを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (64)請求項第63項記載の装置に於て、前記物質の
    厚さまたは密度を表わす値を出力する装置が各各の前記
    検出器出力に基づいた厚さまたは密度を表わすそれぞれ
    の値を求める装置と、それぞれの厚さまたは密度を表わ
    す値の平均値を求める装置とで構成されていることを特
    徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (65)請求項第63項記載の装置に於て、前記厚さま
    たは密度を求める装置が前記第一および第二検出器の出
    力から厚さまたは密度誤差値を計算する装置と、該誤差
    値に基づき前記検出器の少なくともひとつの出力から補
    正された厚さまたは密度値を求める装置とで構成されて
    いることを特徴とする前記厚さ/密度測定装置。 (66)請求項第63項記載の装置に於て、前記第一お
    よび第二粒子放射検出器の少なくともひとつが:PIN
    ダイオード粒子放射線検出器と; 前記ダイオードに光の入射は防止するが、前記放射線源
    からの粒子放射のダイオードへの入力は防止せず、さら
    に低抵抗導伝物質を前記PINダイオードへ粒子が通過
    する道筋に具備する装置と;前記PINダイオードに接
    続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器の出力に接続された第一高域フィルタと
    ; 前記第一高域フィルタの出力に接続された演算増幅器と
    ; 前記増幅器の出力に接続された第二高域フィルタと; 前記第二高域フィルタ出力を受信し前記第二高域フィル
    タ出力レベルが予め定められた閾値を超えたときに信号
    を出力する比較器と;それに前記比較器の出力に応答し
    前記粒子放射源と前記PINダイオードとの間に置かれ
    た物質の、厚さおよび密度の少なくともひとつを表わす
    信号を発生する装置とで構成されていることを特徴とす
    る前記厚さ測定装置。(67)請求項第63項記載の装
    置に於て、少なくともひとつの前記第一および第二粒子
    放射検出器が:検出器ユニット、該検出器ユニットから
    離れて置かれた処理ユニットおよび前記検出ユニットと
    処理ユニットとの通信リンクとで構成されており:前記
    検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るための平板なPINダイオードと;該PINダイオー
    ド出力に接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された演算増幅器と;該増幅
    器出力に結合された高域フィルタと;該フィルタ出力に
    接続され、前記フィルタ出力を予め定められた閾値と比
    較するための比較器と;それに 該比較器出力を前記検出器ユニットのひとつの出力端子
    に結合するための装置とで構成されており、 前記処理ユニットが: 前記比較器出力を受信し、前記比較器出力を物質の厚さ
    および密度の少なくともひとつを表わす測定信号に変換
    するための装置とで構成されていることを特徴とする前
    記厚さ測定装置。 (68)請求項第63項記載の装置に於て、前記第一お
    よび第二粒子放射検出器の少なくともひとつが:PIN
    ダイオード粒子放射線検出器と; 前記PINダイオードに光が当たることは防止するが、
    前記放射線源からの粒子放射のPINダイオードへの入
    力は防止せず、さらに低抵抗導伝物質を前記PINダイ
    オードへ粒子が通過する道筋に具備する装置と; 前記PINダイオードに接続された電荷感応型前置増幅
    器と; 前記前置増幅器の出力に接続された演算増幅器と; 前記増幅器出力に結合され前記増幅器出力レベルが予め
    定められた閾値を超えたときに信号を出力する比較器と
    ; 前記比較器の出力に応答しパルス繰り返し数信号を出力
    する装置と; 前記パルス繰り返し数信号を前記PINダイオードへ達
    する放射線量に影響される様に置かれた物質の、厚さお
    よび密度の少なくともひとつを表わす信号を発生する装
    置とで構成されていることを特徴とする前記厚さ/密度
    測定装置。 (69)請求項第63項記載の装置に於て、少なくとも
    ひとつの前記第一および第二粒子放射検出器が:PIN
    ダイオード粒子放射検出器と; 前記PINダイオードを光から遮断するが粒子放射は透
    過させる装置と; 前記遮光装置を有し前記PINダイオードを囲む電気遮
    蔽を構成する装置と; 前記PINダイオード出力に接続され、前記PINダイ
    オードで検出された放射線を表わす信号出力装置と;そ
    れに 前記出力信号に応答し物質の厚さを表わす信号を出力す
    るための装置とで構成されていることを特徴とする前記
    厚さ/密度測定装置。 (70)請求項第63項記載の装置に於て、少なくとも
    ひとつの前記第一および第二粒子放射検出器が:検出器
    ユニット、該検出器ユニットから離れて置かれた処理ユ
    ニットおよび前記検出ユニットと処理ユニットとの通信
    リンクとで構成され:前記検出器ユニットが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るためのPINダイオードと; 該PINダイオードに接続され、前記PINダイオード
    で検出された放射線を表わす信号を出力する電子回路と
    ;それに 該電子回路に電力を供給する低電圧直流電源とで構成さ
    れており、 前記処理ユニットが: 前記出力信号を受信し、それを物質の厚さを表わす測定
    信号に変換するための装置とで構成されていることを特
    徴とする前記厚さおよび密度測定装置。 (71)繊維または繊維束のデニール測定装置に於て:
    被測定繊維または繊維束の全断面を十分に覆えるビーム
    高hを有する粒子線を照射する粒子放射線源と; 前記線源から離れて配置され前記ビーム高hを受けるの
    に十分な検出領域を有し、前記線源との間に測定用隙間
    を定める粒子放射線検出器と;該粒子放射線検出器に結
    合されその出力を受けて前記測定隙間に置かれた繊維ま
    たは繊維束のデニールを表わす信号を出力する装置とで
    構成されていることを特徴とする前記デニール測定装置
    。 (72)請求項第71項記載の前記デニール測定装置に
    於て、前記粒子放射検出器が: 粒子放射線を検出するPINダイオードと;前記PIN
    ダイオードに光の入射は防止するが、前記放射線源から
    の粒子放射のダイオードへの入力は防止せず、さらに低
    抵抗導伝物質を前記PINダイオードへ粒子が通過する
    道筋に具備する装置と; 前記PINダイオードに接続された電荷感応型前置増幅
    器と; 前記前置増幅器の出力に接続された第一高域フィルタと
    ; 前記第一高域フィルタの出力に接続された演算増幅器と
    ; 前記増幅器の出力に接続された第二高域フィルタと; 前記第二高域フィルタ出力を受信し前記第二高域フィル
    タ出力レベルが予め定められれた閾値を超えたときに信
    号を出力する比較器と;それに前記比較器の出力に応答
    しデニールを表わす信号を発生する装置とで構成されて
    いることを特徴とする前記デニール測定装置。 (73)請求項第71項記載の装置に於て、前記粒子放
    射検出器が: 検出器ユニツト、該検出器ユニットから離れて置かれた
    処理ユニットおよび前記検出ユニットと処理ユニットと
    の通信リンクとで構成されており:前記検出器ユニツト
    が: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るための平板なPINダイオードと;該PINダイオー
    ド出力に接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された演算増幅器と;該演算
    増幅器出力に結合された高域フィルタと;該フィルタ出
    力に接続され、前記フィルタ出力を予め定められた閾値
    と比較するための比較器と;それに 該比較器出力を前記検出器ユニットのひとつの出力端子
    に結合するための装置とで構成されており、 前記処理ユニットが: 前記比較器出力を受信し、前記比較器出力を前記繊維物
    質のデニールを表わす測定信号に変換するための装置と
    で構成されていることを特徴とする前記デニール測定装
    置。 (74)請求項第71項記載の装置に於て、前記粒子放
    射検出器が: PINダイオード粒子放射検出器と; 前記PINダイオードを光から遮断するが粒子放射は透
    過させ、さらに低抵抗導電性物質層を前記PINダイオ
    ードへの粒子通過路中に有する装置と;前記PINダイ
    オード出力に接続された電荷感応型前置増幅器と; 前記前置増幅器出力に結合された増幅器と;該増幅器出
    力に接続され、前記増幅器出力が予め定められた閾値を
    超えたときに信号を出力するための比較器と; 前記比較器出力に応答しパルス繰り返し数信号を発生す
    る装置と;それに 前記パルス繰り返し数信号を、デニール値を表わす値に
    変換するための装置とで構成されていることを特徴とす
    る前記厚さ測定装置。 (75)請求項第71項記載の装置に於て、前記粒子放
    射検出器が: PINダイオード粒子放射検出器と; 前記PINダイオードを光から遮断するが粒子放射は透
    過させる装置と; 前記遮光装置を有し前記PINダイオードを囲む電気遮
    蔽を構成する装置と; 前記PINダイオード出力に接続され、前記PINダイ
    オードで検出された放射線を表わす信号出力装置と;そ
    れに 前記出力信号に応答しデニールを表わす信号を出力する
    ための装置とで構成されていることを特徴とする前記デ
    ニール測定装置。 (76)請求項第71項記載の装置に於て、前記放射検
    出器が: 検出器ユニット、該検出器ユニットから離れて置かれた
    処理ユニットおよび前記検出ユニットと処理ユニットと
    の通信リンクとで構成され:前記検出器ユニツトが: 光は遮断し粒子放射は透過させる窓を有する格納容器と
    ; 該格納容器内の前記窓近くにあつて、粒子放射を受信す
    るためのPINダイオードと; 該PINダイオードに接続され、前記PINダイオード
    で検出された放射線を表わす信号を出力する電子回路と
    ;それに 該電子回路に電力を供給する低電圧直流電源とで構成さ
    れており、 前記処理ユニットが: 前記信号を受信し、それをデニールを表わす測定信号に
    変換するための装置とで構成されていることを特徴とす
    る前記デニール測定装置。
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