JPH04353707A - 放射線応用測定装置 - Google Patents

放射線応用測定装置

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JPH04353707A
JPH04353707A JP12976191A JP12976191A JPH04353707A JP H04353707 A JPH04353707 A JP H04353707A JP 12976191 A JP12976191 A JP 12976191A JP 12976191 A JP12976191 A JP 12976191A JP H04353707 A JPH04353707 A JP H04353707A
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JP
Japan
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radiation
detector
basis weight
measured
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP12976191A
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English (en)
Inventor
Hideaki Yamagishi
秀章 山岸
Makoto Noro
誠 野呂
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,紙,プラスチック等の
シ―ト状物質の坪量をオンラインで計測する為の坪量計
に用いられ,更に詳しくは主として放射線源と検出器の
位置変動に基づく誤差の補正をはかった放射線応用測定
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】放射線(例えばβ線)が物質層を通過す
ると,電離作用や励起作用等によって次第にエネルギ―
を失って減衰し,更にこの様な非弾性散乱を多数回受け
て進行方向が変化する。従って測定体の物理量(例えば
厚さ)が増すに伴い透過するβ線粒子の数は減少する。 この様な原理を応用し,シ―ト状の種々の物質の物理量
を測定する装置が知られている。
【0003】この様な放射線応用測定装置は図12に示
す様に放射線源(以下,単に線源という)1と放射線検
出器(以下,単に検出器という)2を対向させて配置し
,その間に被測定体3を挟んで測定するように構成され
ている。この線源からの放射線の空間強度分布は第13
図に示す様に線源の真上方向が最も強く,正面から遠ざ
かる程弱いガウス状の強度分布となる。従って線源1と
検出器2がX,Y方向またはZ方向に相対的に移動した
場合には,検出器2に入射する放射線量が変化して出力
変動を生じるという問題がある。
【0004】従来,この種の出力変動を除去する装置と
して図14(イ),(ロ),(ハ)に示すようなものが
提案されている。即ち,検出器の放射線を受ける部分2
a(以下,単に受光部という)に放射線の照射方向およ
びX方向に対して直角に吸収板6を配置して,線源1と
受光部2aとの位置関係の変化に起因する出力変動を軽
減したものである。
【0005】図14(イ)は線源1と受光部2aおよび
吸収板6の関係を平面図で示すもので,吸収板6は検出
器の受光部の中央部にX方向に対して直角に,線源は受
光部の中央に配置されている。吸収板6は長さl が受
光部の直径よりも長く,幅Wが線源より広く受光窓の直
径より小さいAl板からなり,受光部2aの前面の中央
部に取付けられて,線源1の放射線ビ―ムの最も強い部
分の一部を遮って受光部2aに入射する放射線量を減少
させている。線源1は通常安全対策として金属箱等で包
まれており,更に線源箱の出口が薄い金属板等で覆われ
ているので,線源1から放射された放射線は直進しにく
く散乱線となる。このため,放射線ビ―ムの強さは線源
1の正面が最も強く正面から遠ざかる程弱くなる。
【0006】図14(ロ)は検出器2がX方向(向かっ
て左側)にX1 ずれた状態を示す側面図で,Rは放射
線の等価線量を示している。この様なずれが発生した場
合,向かって左側は線源から遠ざかるので出力は弱くな
るが,向かって右側は吸収板6に遮られていた放射線の
最も強い部分が受光面を照射する様になるので出力は強
くなる。従って受光部が受ける放射線の総量は変化せず
,ずれによる出力変動は発生しない。
【0007】図14(ハ)は検出器がZ方向(図では上
方向)にz1 ずれた状態を示す側面図で,この例では
受光面が線源に近付くので吸収板6で覆われていない部
分は出力が増加する様に作用し,同時に放射線の強い部
分がより広く吸収板6で覆われることになるので放射線
の総量は変化せず,ずれによる出力変動は発生しない。 上記構成によれば,線源と検出器の関係がX,Z方向に
移動しても放射線量の総量をほぼ同一にすることが可能
である。なお,Y方向のずれに対しては図示した吸収板
では対応できない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来の放射線応用測定装置においては,検出器の前面に吸
収板を用いて放射感度を調整している為検出器の感度が
1/2〜1/5に低下してしまうという問題があった。 また,吸収板を用いた場合,その配置場所は被測定体の
性質に合わせて試行錯誤しながら決定する必要があった
。本発明は上記従来技術の課題に鑑みて成されたもので
,感度低下がなく,調整工数が不要で高精度な放射線応
用測定装置を実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は,放射線源から放射され,シ―ト状の被測定体
を透過してくる放射線を半導体放射線検出器により検出
し,前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用測定装
置において,前記被測定体を透過した放射線の強度分布
を測定する複数の放射線検出器と,該放射線検出器の出
力に基づく放射線強度の分布状態を記憶する第1記憶装
置と,前記記憶された測定信号の値と基準信号の値から
放射線分布のパラメ―タを抽出演算する第1演算装置と
,放射線源と検出器の距離を一定にしておき,坪量が既
知の複数のシ―トを測定した時の基準信号との差のデ―
タと,坪量を一定とし,放射線源と検出器の距離を変化
させた時の基準信号との差のデ―タを記憶した第2記憶
装置と,前記第1,第2演算装置からの出力を入力し前
記被測定体の坪量および放射線源と検出器の位置変動量
を演算する第2演算装置を備えたことを特徴とするもの
である。
【0010】
【作用】測定された放射線の強度分布信号は測定時点に
おける坪量および放射線源と検出器の距離の信号を含ん
でおり,第1記憶装置は複数の検出器に対応したすべて
の放射線強度分布の信号を記憶する。第1演算装置は前
記測定信号値と基準信号の値を比較してその差を演算す
るとともに,あらかじめ定められたパラメ―タを抽出し
てその結果を第2演算演算装置に出力する。第2演算器
は第1演算装置からの出力と第2記憶装置からのデ―タ
を基に坪量変化およびZ値の変化に関する2種類のパラ
メ―タを組合せて,測定結果から得られたパラメ―タと
一致する組み合わせを演算して坪量を算出する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図である
。図において111,112 〜11n は複数(例え
ば50〜100個)の半導体放射線検出器であり,12
は各検出器から出力される電気信号を記憶する第1記憶
装置である。13は基準値(坪量とZ値が一定)とその
基準値に対して,Z値を一定として坪量を変化させた場
合の基準値との差および坪量を一定としてZ値を変化さ
せた場合の基準値との差の信号を記憶しておく第2記憶
装置である。14は第1記憶装置が記憶している記憶情
報を基に所定のパラメ―タ(ピ―ク値や半値幅または2
5%値等あらかじめ定められた値)を演算する第1演算
装置である。15は第2演算装置であり,第1演算装置
からの出力と,第2記憶装置に記憶されたあらかじめ定
められた位置でのデ―タを基に坪量変化およびZ値の変
化に関する2種類のパラメ―タを組合せて,測定結果か
ら得られたパラメ―タと一致する組み合わせを演算して
坪量を算出する。
【0012】前記第2記憶装置13には例えばZ=10
mm,坪量=100g/m2 を基準値とする基準デ―
タ,Z値を一定にして坪量を変化させ,その坪量変化に
応じて変化する基準値との差を演算した多数のデ―タと
,坪量を一定としてZ値を変化させた場合にそのZ値の
変化に応じて変化する基準値との差を演算した多数のデ
―タが予め測定され基準分布デ―タとして記憶されてい
る。図2は本発明を実現するための検出部の構成を示す
斜視図である。図において,20は放射線検出器30が
配置された上ヘッド,21はβ線源1が配置された下ヘ
ッドであり,これらのヘッドは平行な2本のア―ム(図
示せず)上に対向して配置されている。Xは紙の流れ方
向,Yはヘッドの走行方向,Zはヘッドの相対位置変化
を示している。
【0013】図3は本発明で使用する半導体検出器30
の一例を示す斜視図(a),断面図(b)である。これ
らの図において31は複数の矩形状に仕切られた電気的
絶縁材であり,その仕切られたそれぞれの枠体の中に同
一感度の1個の放射線検出素子32が配置されている。 枠の一辺は例えば1mm,枠幅は例えば50μm程度で
ある。この様な検出器は例えば特開昭56−15377
9号公報により公知である。上記検出器によれば2次元
的に放射線の分布を測定することができる。図4は図3
に示す放射線検出器30を紙を挟んで放射線源と対向し
て配置した場合の放射線源の空間強度分布を示す図であ
る。放射線検出器2の中央部の円33はある定められた
値以上のエネルギ―強度の範囲を示している。図4にお
いて円33の中心に近い検出素子は高い電気信号を出力
し,外周の素子は低い電気信号を出力する。
【0014】図5,図6は本発明の前提となる紙の坪量
とZ値のずれによる放射線強度の関係を実験により求め
た結果を示す図である。図5はZ値を一定として紙の坪
量を105→210→315→420→525(g/m
2 )と変化させた時の放射線の強度分布,図6は坪量
210(g/m2 )の紙を用いてZ値を変化させたと
きの放射線の強度分布を示している。そしてこれらの図
を比較すると,坪量を変化させた場合とZ値を変化させ
た場合では変化の仕方が異なってることが分る。即ち,
坪量が変化した場合は放射線の最大強度は低下するが裾
野(例えば全β線量の95%で示す位置)の位置変化は
ほとんど0である。また,Z値が変化した場合は放射線
の最大強度も低下するが裾野の放射線強度も変化する。 本発明はこの変化の仕方の違いを利用する。
【0015】図7,図8は予め測定した基準分布デ―タ
(例えばZ=10mm,坪量=100g/m2 )と測
定対象の紙(例えばZ=12mm,坪量=105g/m
2 )を測定した放射線強度分布のデ―タを坪量の変化
とZ値の変化に分離して示すものである。
【0016】図9,図10は基準分布デ―タと測定対象
の紙の坪量とZの差を分離した状態で示すもので,坪量
変化による強度分布の減衰量は一様なので図9に示すよ
うなものとなる。また,Z値が変化した場合は中央部の
減衰量に対して裾野は強度分布が増大する様に変化する
ので図10に示すようなものとなる(なお,Z値が変化
しても検出器に到達する全β線の総量はほぼ同様なので
斜線で示すA+Aの面積とBの面積はほぼ同様となる(
なお,第2記憶装置には例えば黒丸で示すあらかじめ定
められた複数点のデ―タが記憶されている)。図11は
基準分布デ―タと測定対象の紙のデ―タの差を坪量とZ
を含めた(即ち,図11は図9と図10が混合されてい
る)状態を示す図である。本発明では図9および図10
に示す2つの差デ―タを図1に示す第2記憶装置13に
記憶しておき,第1演算装置で抽出したあらかじめ定め
られた位置のデ―タとを例えば次式により演算して坪量
の算出を行う。 βSTD−M (Ri)=βBW(Ri)+βZ (R
i)ここで,STD;基準分布デ―タ M    ;測定デ―タ BW  ;坪量の差 Z    ;Z値 Riは検出器の一点を表わしているが,βSTD−M 
は全点につき同一な結果となるようなβBW(坪量変化
の信号),βZ (Z位置変化)を求める。
【0017】ここで,図5に示す坪量の変化に基づく放
射線分布強度の半値幅について着目すると,半値幅Hは
いずれの坪量においてもほぼ6mmで変化がない。これ
に対しZ値が変化した場合はZ値が6.5mmの場合は
半値幅Iは4.5mm,Z値が13.5の場合は半値幅
Jは5.8mm,Z値が20.3の場合は半値幅Kは6
.8mmと変化する。図1に示す第2演算器は基準状態
における半値幅と測定した測定対象における半値幅の差
を求め,第2記憶装置が記憶している半値幅の時のにお
ける坪量とZ値の変化に基づく放射線分布に最も近いも
のを選んで測定時の被測定体の坪量を同定する。なお,
Z値の測定に用いるデ―タとしては半値幅に限ることな
く25%になる幅を用いても良く,半値幅(50%)と
25%の両方の幅を用いても良い。更に全到達β線量(
強度分布への体積に相当)の50%になる幅を用いても
よく,適当な%における幅を用いても良く,半値幅が5
0%になる幅と全到達β線量の50%になる幅の組み合
わせでもあっても良く,要はZ値のずれを正確に演算で
きるものであればよい。
【0018】なお,上述においてはZ位置変化およびそ
の変化に基づく坪量変化信号を求めたが,例えば図4に
円33で示すような各検出素子の出力のうち,ある出力
値以上の素子の出力を合計すれば検出器の出力はX,Y
方向のずれにも影響されない正確な坪量測定が可能とな
る。
【0019】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に,本発明の放射線応用測定装置によれば,感度低下が
なく,調整工数が不要で高精度な放射線応用測定装置を
実現することができる。更に本発明ではZ方向のずれの
他,第1演算に中心位置のすれを演算させることにより
X,Y方向のずれの検出も可能なことから,他の物理量
測定の為に搭載されている水分計等の走行特性の補償信
号として用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放射線応用測定装置の一実施例を示す
構成図である。
【図2】検出部の構成を示す斜視図である。
【図3】検出器の詳細を示す図である。
【図4】図3に示す放射線検出器30を紙を挟んで放射
線源と対向して配置した場合の放射線源の空間強度分布
を示す図である。
【図5】紙の坪量の変化と放射線強度の関係を示す図で
ある。
【図6】Z値のずれと放射線強度の関係を示す図である
【図7】紙の坪量の変化と放射線強度の関係を示す図で
ある。
【図8】Z値のずれと放射線強度の関係を示す図である
【図9】基準となる坪量の放射線分布デ―タと測定対象
の紙の坪量の変化に基づくデ―タの差を示す図である。
【図10】基準となるZ値の放射線分布デ―タと測定対
象の紙のZ値の変化に基づくデ―タの差を示す図である
【図11】坪量とZ値を含む基準分布デ―タと測定対象
の紙のデ―タの差を示す図である。
【図12】従来例の説明図である。
【図13】放射線の強度分布を示す図である。
【図14】従来の位置ずれ補正装置を示す説明図である
【符号の説明】
1  放射線源 111 〜11n   放射線検出素子12  第1記
憶装置 13  第2記憶装置 14  第1演算装置 16  第2演算装置 20  上ヘッド 21  下ヘッド 30  放射線検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  放射線源から放射され,シ―ト状の被
    測定体を透過してくる放射線を半導体放射線検出器によ
    り検出し,前記被測定体の坪量の測定を行う放射線応用
    測定装置において,前記被測定体を透過した放射線の強
    度分布を測定する複数の放射線検出器と,該放射線検出
    器の出力に基づく放射線強度の分布状態を記憶する第1
    記憶装置と,前記記憶された測定信号の値と基準信号の
    値から放射線分布のパラメ―タを抽出演算する第1演算
    装置と,放射線源と検出器の距離を一定にしておき,坪
    量が既知の複数のシ―トを測定した時の基準信号との差
    のデ―タと,坪量を一定とし,放射線源と検出器の距離
    を変化させた時の基準信号との差のデ―タを記憶した第
    2記憶装置と,前記第1,第2演算装置からの出力を入
    力し前記被測定体の坪量および放射線源と検出器の位置
    変動量を演算する第2演算装置を備えたことを特徴とす
    る放射線応用測定装置。
JP12976191A 1991-05-31 1991-05-31 放射線応用測定装置 Pending JPH04353707A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007500846A (ja) * 2003-07-28 2007-01-18 エイビービー インコーポレイテッド ウェブの修正を伴ったベータ線の使用によるウェブの坪量などの特徴を測定するためのシステムおよび方法
JP2008267861A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Yokogawa Electric Corp シート物理量測定装置

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