JPH06102031A - 放射線厚さ計 - Google Patents

放射線厚さ計

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JPH06102031A
JPH06102031A JP24843992A JP24843992A JPH06102031A JP H06102031 A JPH06102031 A JP H06102031A JP 24843992 A JP24843992 A JP 24843992A JP 24843992 A JP24843992 A JP 24843992A JP H06102031 A JPH06102031 A JP H06102031A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】放射線厚さ計において、材質補正近似計算を行
う演算装置の適応材質範囲を拡張し、近似演算の精度を
向上し、一台の厚さ計が精度良く取扱える測定可能な材
質と厚さの範囲を拡大する。 【構成】測定対象の材質の吸収係数μi の値を格納して
おく吸収係数メモリ9と、各吸収係数μi のもとで校正
用サンプル試料の実測によって求めたサンプルの厚さを
補正するための補正係数ai ,bi を対にして格納して
おくサンプルデータメモリ7よりなり、この格納場所か
ら測定対象物の材質iに対応した吸収係数μi と補正係
数ai ,bi を選定して厚さの1次近似値t0 を演算す
る厚さ1次近似演算器1および1次近似値t0 に対して
補正演算を実行するサンプル補正乗算器五aならびに加
算器5bへ、それぞれ吸収係数μi および補正係数ai
ならびにbi の値を分配するサンプル種類設定器8から
構成する。更に、サンプル補正加算器の出力に対して線
形1次の補正演算を行う材質補正演算器3と、この材質
補正演算器に補正係数の値H0 を設定する材質補正設定
器4を付加して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、β線γ線等の放射線
の透過強度を検出して、紙,フイルムあるいはアルミ,
銅,鉄等の金属板またはシート等の物の厚さを測定する
放射線厚さ計において、透過強度検出データより物の厚
さを導出する理論式に、実測値に基づいて定められる補
正演算をほどこして、高精度でかつ多種類の材質に対応
を可能とする放射線厚さ計に関する。
【0002】
【従来の技術】極めて薄い厚さdtの物質の層に、単一エ
ネルギーで平行なβ線γ線等の放射線を照射したたと
き、この物質層における放射線の減衰分dNは、当該物質
に固有の吸収係数μに比例することが知られており、こ
の関係は式(1)で与えられる。
【0003】
【数1】dN=−μ・dt (1) よって有限な厚さtの物質層を透過した放射線の強度N
t と厚さtとの関係は、式(1)を積分して得られる式
(2)によって与えられることとなる。
【0004】
【数2】t=−1/μ・lnNt /N0 (2) ここで t ; 厚さ1次近似値(mm) μ ; 物質による吸収係数(mm-1) Nt ; 厚さtのときの透過放射線量 N0 ; 厚さ0のときの透過放射線量 式(2)における吸収係数μの値は、それぞれの材質の
物質に固有であり、また式(2)が厳密に成立するの
は、放射線の計測系において下記の物理的条件が満たさ
れている場合に限られるが、放射線源の性質および測定
系構成上の技術的制約が存在するため、現実の放射線厚
さ計において、この条件を完全に成立させることは一般
に困難である。
【0005】イ 照射される放射線のエネルギーが単一
である。 ロ 照射放射線は平行なビームである。 ハ 透過物質中で放射線の散乱が生じない。 そこで従来の放射線厚さ計では、測定対象物の材質の種
類や測定厚さの範囲を吸収係数の値が大略等しく、また
上記イ〜ハの条件に関与する現象が同等に生起している
と見做すことが出来る範囲に制限し、計測された物質層
透過前後の放射線強度N0,Ntを基に、理論式である式
(2)の演算によって得られる計算値t0 (以下厚さ1
次近似値という)に補正演算を加え、より真値に近い値
を求めることが行われている。次に図2及び3に補正演
算装置の従来例を説明する。
【0006】図2において1次近似値演算器1は、放射
線強度の入力信号N0 ,Nt を基に式(2)の演算をお
こない、厚さの1次近似値t0 を出力する部分であり、
測定対象物として予定された種類の材質を代表する吸収
係数μの値は、吸収係数レジスタ2に記憶されててい
る。材質補正演算器3は、吸収係数の値が吸収係数レジ
スタ2に記憶されている値と異なる種類の測定対象物を
測定する場合に、材質補正係数設定器4で指定された吸
収補正係数H0 によって材質補正の演算を行う部分であ
り、サンプル補正演算部(5a,5b)は、厚さが既知
の校正用試料を実測して得られたデータを基に定めら
れ、サンプル演算レジスタ(6a,6b)に格納されて
いる補正係数による補正演算を行い、より真値に近い値
を求める部分である。
【0007】まず吸収係数の差の補正計算方式について
説明する。ある特定の材質における吸収係数の値をμ0
としたとき、材質が同類である他の材質の吸収係数μの
値は、材質の差異を表す絶対値が1に比べ小さい値とな
る補正係数H0を用いて式(3)によって表現しうる。
【0008】
【数3】μ=μ0 (1+H0 ) (3) 式(3)を式(2)に代入し、近似展開すると式(4)
が得られる。
【0009】
【数4】 t=−1/μ0 (1+H0 )・lnNt /N0 =−1/μ0 ・lnNt /N0 ・(1−H0 ) =t0 ・(1−H0 ) (4) ここにt0 は透過放射線量Nt ,N0 に対応する基準材
質よりなる物質の厚さで、式(2)においてμ=μ0
することによって求められる。即ち基準材質と異なる材
質の物質の測定の場合、基準材質として求められた厚さ
の値に対し、補正係数(1±H0 )を乗じればよい。な
おμ<μ0 の場合+H0 を採り、補正が不要の場合には
0を置けばよい。
【0010】図2の材質補正係数設定器4は、式(4)
における吸収補正係数±H0 の値を外部より指定する設
定器であり、材質補正演算器3は、1次近似値演算器1
の出力値t0 に対し、材質補正係数設定器4で指定され
た値に基づき、式(4)の材質補正の乗算を行い材質補
正近似値xq として出力する部分である。つぎに理論式
からの偏差分の補正装置について概説する。
【0011】上記イ〜ハの条件が完全には満たれていな
い厚さ計の測定試料設定部に、厚さが既知の校正用試料
を配置したとき、式(2)の計算を行う1次近似値演算
器1の出力である1次近似値t0 は、校正用試料の実際
の厚さとは異なる値を与える。したがって厚さ既知の複
数の校正用試料による1次近似値t0 と、試料の実際の
厚さの関係は、図3に例示の如く、前記イ〜ハの条件が
満たされている場合にのみ理論的に成立する式(2)に
相当する直線Aの上には乗らず、図3中において黒点で
示されるように分布する。
【0012】2点以上の厚さが既知の校正用試料によっ
て1次近似値演算器の出力があらかじめ取得されている
場合、再帰分析手法を適用して、厚さ未知の測定対象物
に関する1次近似値から、測定系に於ける理想条件非成
立分を補正したサンプル補正近似値xs を求める式
(5)の定数a及びbを定めることができる。
【0013】
【数5】xs =at0 +b (5) 式(5)に相当する直線は、図3において直線Bで例示
されている。図2においてサンプル補正データレジスタ
は、サンプル乗算レジスタ6a及びサンプル加算レジス
タ6bよりなり、厚さ既知の複数の校正用試料を、厚さ
計で実測することによって定められた式(5)の近似計
算における定数a,bを格納するレジスタである。サン
プル補正演算器は乗算器5aと加算器5bよりなり、サ
ンプル乗算レジスタ6a及び加算レジスタ6bより定数
a,bの値を受取り、式(2)の1次近似値t0 に対し
式(5)の近似演算を行い、サンプル補正近似値xs
して出力する。
【0014】図4は異なる材質ごとに用意された厚さ既
知の複数の校正用試料を、あらかじめ測定して定められ
補正係数を用いて式(5)の補正演算を行っている従来
装置の例である。サンプルデータメモリ7は、マトリッ
クス構造に構成されており、異なる材質の物質ごとに用
意された校正用試料を厚さ計で実測定することにより、
測定対象の種類iごとに対として求められた定数ai ,
i を対として配置記憶している。 測定対象物の材質
の種類が定まったとき、その種類iをサンプル種類設定
器8により指定すると、サンプルデータメモリ7に格納
されている定数の組の中から、指定種類iに対応する定
数ai,i の組が選定され、サンプル補正演算レジスタ
6a,6bに渡される。サンプル補正乗算器5aと加算
器5bは、サンプル乗算レジスタ6a,加算レジスタ6
bよりそれぞれ定数ai i を受取って、式(5)の近
似演算を行い、サンプル補正近似を行った厚さの測定結
果として出力する。
【0015】図4に示す従来装置の例では、基準材質と
異なる材質の物質ごとに、校正用試料による実測データ
を基に補正演算のための式(3)の定数a,bの組を定
めているが、このことは、基準材質と測定対象物の材質
が異るときの吸収係数に関する補正係数H0 を補正演算
式(5)の定数a,bの中に組入れて扱うことに相当す
る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置では、
いずれも1次近似値t0 を演算するに当たっての吸収係
数の値は、当該の厚さ計が測定対象範囲として想定して
いる測定対象物の材質の中から、代表としうる材質につ
いての値を選定し、これを固定して使用している。基準
とした物質と異なる材質の測定対象物については、基準
材質との吸収係数の差は小さいとして取り扱う式(4) の
近似計算、又は放射線の吸収現象の理論モデルからのづ
れの補正に関する式(5) の近似補正方法を適用して対応
してきた。このため近似可能な範囲を超える測定対象に
ついては、誤差が大きくなり一台の厚さ計で取り扱える
材質と厚さの範囲には限界があった。本発明は上記従来
技術の限界に鑑みてなされたものであって、その目的は
一台の厚さ計が精度良く取扱える測定可能な材質と厚さ
の範囲を拡大しようとするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、放射線厚さ計は、検出器より
の放射線の透過強度に相当する測定信号を演算処理して
測定対象物の厚さを近似演算する厚さ1次近似値演算器
(1)と、測定対象物の材質の種類に対応した吸収係数
(μi )を記憶しておく吸収係数メモリ(9)と、材質
の種類毎に用意した厚さ既知の複数の校正用試料の測定
によって求めた補正係数(ai ,bi )を記憶しておく
サンプルデータメモリ(7)と、測定対象物の材質の種
類(i)を設定するサンプル種類設定器(8)と、設定
器(8)により設定された材質の種類(i)に応じた吸
収係数(μi )を吸収係数メモリ(9)から読みだして
厚さ1次近似値演算器(1)に入力する吸収係数レジス
タ(2)と、設定器(8)により設定された材質の種類
(i)に応じた補正係数(ai ,b i )を前記サンプル
データメモリ(7)から読みだして格納しておくサンプ
ル演算レジスタ(6a,6b)と、厚さ一次演算器
(1)の演算出力をサンプル演算レジスタ(6a,6
b)に読みだされた材質の種類(i)に応じた補正係数
(ai ,bi )によって補正する補正演算器(5a,5
b)と、補正演算器(5a,5b)の補正演算出力を、
指定材質の吸収係数の値と実際の測定対象物の吸収係数
の値の間に差が有る場合の吸収補正係数(H0 )により
補正して前記測定対象物の厚さを求める材質補正演算器
(3)と、を備えるものとする。
【0018】
【作用】上記構成の演算処理部を備えた厚さ計におい
て、測定対象物の材質を指定すると、サンプル種類設定
器8は、指定された測定対象物の種類iに対応した吸収
係数μi とサンプル補正係数ai ,bi を、吸収係数メ
モリ9と、サンプルデータメモリ7より選択して、それ
ぞれ厚さ1次近似値演算器1およびサンプル補正乗算器
5aとサンプル補正加算器5bの各演算用レジスタ2お
よび6a6bへ出力する。
【0019】厚さ1次近似値演算器1は、検出器からの
出力信号値と吸収係数レジスタ2中の吸収係数μi の値
によって式(2)の演算処理を行い、厚さ1次近似値t
0 として出力する。このように測定対象物それぞれの材
質に最も適した吸収係数の値が選択される結果、代表材
質にかかわる吸収係数の値を共用する従来方式に比べ、
広い範囲の材質の測定物に対し、より高い精度で厚さ1
次近似値t0 が得られることとなる。
【0020】サンプル補正乗算器5aとサンプル補正加
算器5bは、厚さ1次近似値演算器1の出力を入力と
し、サンプル乗算レジスタ6aおよびサンプル加算レジ
スタ6b中の補正係数ai ,bi によって式(5)の演
算処理を行い、サンプル補正近似値xs として出力す
る。この補正においても、材質の差異に対応した補正係
数が選定されるので、広い範囲の材質への対応が可能で
あるばかりでなく、サンプル補正近似値xs の精度も高
いものとなる。
【0021】測定対象物の吸収係数の値が、サンプル種
類設定器8の指定によって吸収係数メモリ9に格納され
ているデータから選定された吸収係数の値と異なってお
り、その差の割合である吸収補正係数の値H0 が既知の
場合、材質補正演算器3が、材質補正係数設定器4で設
定された吸収補正係数の値H0 によって式(4)の補正
演算を行う。この補正が必要な場合であても、前記の方
法により前段の近似計算値が、従来の装置におけるより
高精度で得られているので、吸収補正係数の値H0 は従
来装置においては数%の値の指定を要していたのに対
し、1%未満の補正値として無理のない値の指定でこと
足りることとなる。
【0022】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示すものである。
この図において吸収係数メモリ9には測定対象物の材質
の種類に対応した吸収係数の値が格納されている。サン
プルデータメモリ7には、あらかじめそれぞれの材質i
毎に、厚さ既知の複数の校正用標準試料を実測し、再帰
分析手法を適用して求められた式(3)の係数a,bに
相当するサンプル補正データの対ai およびbi が、材
質の種類に対応して格納されている。
【0023】サンプル種類設定器8で測定対象物の材質
iを指定すると、サンプル種類設定器8は、指定された
材質に対応する吸収係数μi の値とサンプル補正データ
対の値ai ,bi を、それぞれ吸収係数メモリ9及びサ
ンプルデータメモリ7より選びだし、演算実行用の吸収
係数レジスタ2及びサンプル乗算レジスタ6a,サンプ
ル加算レジスタ6bに出力する。
【0024】厚さ1次近似演算器1は、検出器が検出し
た透過放射線量に相当する入力信号値Nt 及びN0 に対
し、吸収係数レジスタ2に記憶されている吸収係数の値
μiを用いて式(2)の演算を行い、厚さ1次近似値t
0 として出力する。サンプル補正乗算器5aおよびサン
プル補正加算器5bは、厚さ1次近似値演算器1の出力
を入力とし、サンプル乗算レジスタ6aおよびサンプル
加算レジスタ6bに選び出された補正係数値の対ai
i を用いて式(5)の補正演算を行い、サンプル補正
近似値xs として出力する。
【0025】測定対象物の吸収係数値が、サンプル種類
設定器8で指定した材質iの吸収係数の値とわずかに異
なる場合、両数値の偏差の割合である式(4)における
0の値を材質補正係数設定器4に設定しておくと、材
質補正演算器3はサンプル補正加算器5bの出力である
サンプル補正近似値xs に対し、式(4)の補正演算を
行って厚さ計の測定値として出力する。補正の必要がな
い場合には、材質補正設定器4には数値0を設定してお
けばよい。
【0026】
【発明の効果】本発明においては、透過放射線量に相当
する入力信号値にもとずく厚さの値の導出計算にあたっ
て、使用する吸収係数およびサンプル補正データの値
を、測定対象の材質に応じて選定されるようにしたの
で、一台の厚さ計で測定可能な材質の種類の範囲を広げ
ることができる。また測定対象物の吸収係数の値が、サ
ンプル種類設定器によって選定して設定した種類の材質
における値と異なる場合であっても、吸収係数の値があ
らかじめ固定されている従来技術の厚さ計に比べ、材質
補正係数の値は一般に小さい値となるので、より精度の
よい補正値が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の放射線厚さ計の実施例を説明するた
めのブロック図
【図2】固定係数値によるサンプル補正と材質補正を行
う従来技術による放射線厚さ計のブロック図
【図3】サンプル補正演算の原理を説明するための線図
【図4】測定対象の材質によって係数値を選択設定して
サンプル補正を行う従来技術による放射線厚さ計のブロ
ック図
【符号の説明】
1 厚さ1次近似値演算器 2 吸収係数レジスタ 3 材質補正演算器 4 材質補正係数設定器 5a サンプル補正乗算器 5b サンプル補正加算器 6a サンプル乗算レジスタ 6b サンプル加算レジスタ 7 サンプルデータメモリ 8 サンプル種類設定器 9 吸収係数メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検出器よりの放射線の透過強度に相当する
    測定信号を演算処理して測定対象物の厚さを近似演算す
    る厚さ1次近似値演算器(1)と、 測定対象物の材質の種類に対応した吸収係数(μi )を
    記憶しておく吸収係数メモリ(9)と、 材質の種類毎に用意した厚さ既知の複数の校正用試料の
    測定によって求めた補正係数(ai ,bi )を記憶して
    おくサンプルデータメモリ(7)と、 測定対象物の材質の種類(i)を設定するサンプル種類
    設定器(8)と、 設定器(8)により設定された材質の種類(i)に応じ
    た吸収係数(μi )を吸収係数メモリ(9)から読みだ
    して厚さ1次近似値演算器(1)に入力する吸収係数レ
    ジスタ(2)と、 設定器(8)により設定された材質の種類(i)に応じ
    た補正係数(ai ,b i )を前記サンプルデータメモリ
    (7)から読みだして格納しておくサンプル演算レジス
    タ(6a,6b)と、 厚さ一次演算器(1)の演算出力をサンプル演算レジス
    タ(6a,6b)に読みだされた材質の種類(i)に応
    じた補正係数(ai ,bi )によって補正する補正演算
    器(5a,5b)と、 補正演算器(5a,5b)の補正演算出力を、指定材質
    の吸収係数の値と実際の測定対象物の吸収係数の値の間
    に差が有る場合の吸収補正係数(H0 )により補正して
    前記測定対象物の厚さを求める材質補正演算器(3)
    と、を備えたことを特徴とする放射線厚さ計。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010038598A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Nippon Kogyo Kensa Kk 金属管の残厚推定方法
JP2010249691A (ja) * 2009-04-16 2010-11-04 Nittetsu Elex Co Ltd 校正曲線の作成方法

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