JPH0626917A - 坪量測定装置 - Google Patents
坪量測定装置Info
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- JPH0626917A JPH0626917A JP18229292A JP18229292A JPH0626917A JP H0626917 A JPH0626917 A JP H0626917A JP 18229292 A JP18229292 A JP 18229292A JP 18229292 A JP18229292 A JP 18229292A JP H0626917 A JPH0626917 A JP H0626917A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｚ方向の変動の影響を受けず，感度低下がな
く，調整工数が不要で高精度な坪量測定装置を提供す
る。 【構成】 β線源から放射され，シ―ト状の被測定体を
透過してくるβ線をβ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坪量測定装置において，前記β
線検出器の後方に配置され前記β線源から発生する制動
Ｘ線を検出するＸ線検出器を設け，前記β線源とβ線検
出器のＺ方向の変位に基づくβ線検出器の出力変動を前
記Ｘ線検出器の出力に基づいて補償する。
く，調整工数が不要で高精度な坪量測定装置を提供す
る。 【構成】 β線源から放射され，シ―ト状の被測定体を
透過してくるβ線をβ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坪量測定装置において，前記β
線検出器の後方に配置され前記β線源から発生する制動
Ｘ線を検出するＸ線検出器を設け，前記β線源とβ線検
出器のＺ方向の変位に基づくβ線検出器の出力変動を前
記Ｘ線検出器の出力に基づいて補償する。
Description
【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β線源とβ線検出器
の位置変動に基づく誤差の補償をはかった坪量計に関す
る。
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β線源とβ線検出器
の位置変動に基づく誤差の補償をはかった坪量計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】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，
更にこの様な弾性散乱や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。
励起作用等によって次第にエネルギ―を失って減衰し，
更にこの様な弾性散乱や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】図１５はこの様な放射線応用測定装置の一
般的構成例を示す説明図である。図１５に示す様にβ線
放射線源（以下，単にβ線源という）１とβ線検出器２
が対向して配置され，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β線源からのβ線の空
間強度分布は図１６に示す様にβ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分布状の強度分布
となる。従ってβ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β線量が変化して出力変動を生じるという問題があ
る。
般的構成例を示す説明図である。図１５に示す様にβ線
放射線源（以下，単にβ線源という）１とβ線検出器２
が対向して配置され，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β線源からのβ線の空
間強度分布は図１６に示す様にβ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分布状の強度分布
となる。従ってβ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β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１７（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β線を受ける部分２ａ
（以下，単に受光部という）にβ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。
して図１７（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β線を受ける部分２ａ
（以下，単に受光部という）にβ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１７（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β線量を減少させ
ている。β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β線源箱の出口が薄い金属板等で覆われ
ているので，β線源１から放射されたβ線は直進しにく
く散乱線となり，β線ビ―ムの強さはβ線源１の正面が
最も強く正面から遠ざかる程弱くなる。
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β線量を減少させ
ている。β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β線源箱の出口が薄い金属板等で覆われ
ているので，β線源１から放射されたβ線は直進しにく
く散乱線となり，β線ビ―ムの強さはβ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１７（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β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β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β線の総量は変化せず，
ずれによる出力変動は発生しない。
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β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β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β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１７（ハ）は検出器２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２ａがβ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β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，β線源１と検出器２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。
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２ａがβ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β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，β線源１と検出器２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
来の坪量測定装置においては，検出器の前面に吸収板を
用いて放射線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坪量測定装
置を実現することを目的とする。
来の坪量測定装置においては，検出器の前面に吸収板を
用いて放射線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坪量測定装
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，請求項１においては，β線源から放射され，
シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量測定
装置において，前記β線検出器の後方に配置され前記β
線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を設
け，前記β線源とβ線検出器のＺ方向の変位に基づくβ
線検出器の出力変動を前記Ｘ線検出器の出力に基づいて
補償したことを特徴とし，
本発明は，請求項１においては，β線源から放射され，
シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量測定
装置において，前記β線検出器の後方に配置され前記β
線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を設
け，前記β線源とβ線検出器のＺ方向の変位に基づくβ
線検出器の出力変動を前記Ｘ線検出器の出力に基づいて
補償したことを特徴とし，
【００１０】請求項２においては，β線源から放射さ
れ，シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量
測定装置において，前記β線検出器の後方に配置され前
記β線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を
設け，坪量の変化に起因して変化するＸ線検出器の出力
変化を補償し，その補償値に基づいて前記β線源とβ線
検出器のＺ方向の変位に起因するβ線検出器の出力変動
を補償したことを特徴とし，
れ，シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量
測定装置において，前記β線検出器の後方に配置され前
記β線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を
設け，坪量の変化に起因して変化するＸ線検出器の出力
変化を補償し，その補償値に基づいて前記β線源とβ線
検出器のＺ方向の変位に起因するβ線検出器の出力変動
を補償したことを特徴とし，
【００１１】請求項３においては，β線源から放射さ
れ，シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量
測定装置において，前記β線検出器の後方に配置され前
記β線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を
設けるとともに，前記Ｘ線検出器は前記β線源に対向す
る面のみに制動Ｘ線が入射する構成とされ，前記β線源
とβ線検出器のＺ方向の変位に基づくβ線検出器の出力
変動を前記Ｘ線検出器の出力に基づいて補償したことを
特徴とするものである。
れ，シ―ト状の被測定体を透過してくるβ線をβ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坪量
測定装置において，前記β線検出器の後方に配置され前
記β線源から発生する制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を
設けるとともに，前記Ｘ線検出器は前記β線源に対向す
る面のみに制動Ｘ線が入射する構成とされ，前記β線源
とβ線検出器のＺ方向の変位に基づくβ線検出器の出力
変動を前記Ｘ線検出器の出力に基づいて補償したことを
特徴とするものである。
【００１２】
【作用】請求項１において，電子線であるβ線はβ線検
出器の比較的に浅い薄い層で吸収され，電磁波であるＸ
線は比較的に深い層まで到達する。従ってβ線検出器の
厚さをβ線が透過しない程度の厚さに形成し，そのβ線
検出器の背後にＸ線検出器を配置しておけばβ線検出器
は主としてβ線の強さに関連した信号を出力し，Ｘ線検
出器はＸ線の強さに関連した信号を出力する。Ｘ線検出
器の出力変化で測定ギャップ（以下単にＺという）を求
め，そのＺに応じてβ線検出器の出力を補償する。
出器の比較的に浅い薄い層で吸収され，電磁波であるＸ
線は比較的に深い層まで到達する。従ってβ線検出器の
厚さをβ線が透過しない程度の厚さに形成し，そのβ線
検出器の背後にＸ線検出器を配置しておけばβ線検出器
は主としてβ線の強さに関連した信号を出力し，Ｘ線検
出器はＸ線の強さに関連した信号を出力する。Ｘ線検出
器の出力変化で測定ギャップ（以下単にＺという）を求
め，そのＺに応じてβ線検出器の出力を補償する。
【００１３】請求項２において，β線がβ線検出器に入
射すると制動Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器にはこのβ線
検出器で発生したＸ線も入射するのでＸ線検出器の出力
も変動しＺ方向の距離検出の誤差要因となる。ここでは
Ｘ線検出器の出力をβ線検出器の出力と関連させて補償
し，その補償値に基づいてβ線源とβ線検出器のＺの変
位に起因するβ線検出器の出力変動を補償しているの
で，より正確な補償が可能である。
射すると制動Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器にはこのβ線
検出器で発生したＸ線も入射するのでＸ線検出器の出力
も変動しＺ方向の距離検出の誤差要因となる。ここでは
Ｘ線検出器の出力をβ線検出器の出力と関連させて補償
し，その補償値に基づいてβ線源とβ線検出器のＺの変
位に起因するβ線検出器の出力変動を補償しているの
で，より正確な補償が可能である。
【００１４】請求項３において，β線がβ線検出器に入
射すると制動Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器にはそのＸ線
も入射するのでＺ方向の変動検出の誤差要因となる。こ
こではβ線源に対向する面のみに制動Ｘ線が入射する構
成としているので前記誤差要因を少なくした正確なＺの
測定が可能である。
射すると制動Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器にはそのＸ線
も入射するのでＺ方向の変動検出の誤差要因となる。こ
こではβ線源に対向する面のみに制動Ｘ線が入射する構
成としているので前記誤差要因を少なくした正確なＺの
測定が可能である。
【００１５】
【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１０はβ線源であり ，このβ線源１０か
らはβ線とＸ線の２種類が出射する。１１はβ線源を収
納する容器で，図では省略するがβ線のシャッタ機能も
有している。１２は容器１１の開口部に配置されβ線，
Ｘ線の出射径を規制するコリメータである。１３はβ線
源１０の間に所定の測定ギャップ（Ｚ）を隔てて配置さ
れたβ線検出器であり，この測定ギャップ中を被測定体
であるシートが走行する。
る。図において１０はβ線源であり ，このβ線源１０か
らはβ線とＸ線の２種類が出射する。１１はβ線源を収
納する容器で，図では省略するがβ線のシャッタ機能も
有している。１２は容器１１の開口部に配置されβ線，
Ｘ線の出射径を規制するコリメータである。１３はβ線
源１０の間に所定の測定ギャップ（Ｚ）を隔てて配置さ
れたβ線検出器であり，この測定ギャップ中を被測定体
であるシートが走行する。
【００１６】β線検出器１３は例えばＳｉダイオードが
用いられβ線が透過しない程度の厚さに形成されてい
る。１４はβ線検出器の背後に設けられた例えばＣｄＴ
ｅからなるＸ線検出器であり，β線検出器１３と共に容
器（図では省略）に収納されている。２０，２１は各検
出器からの電気信号を増幅する前置増幅器。２６は前置
増幅器２０の出力を入力して内蔵するＺ検量線データか
らＺ量を算出し，前置増幅器２１の出力を入力して内蔵
する坪量検量線データから坪量の算出を行うとともに，
算出したＺ量をもとに補償演算を行って真の坪量出力演
算を行う演算装置である。
用いられβ線が透過しない程度の厚さに形成されてい
る。１４はβ線検出器の背後に設けられた例えばＣｄＴ
ｅからなるＸ線検出器であり，β線検出器１３と共に容
器（図では省略）に収納されている。２０，２１は各検
出器からの電気信号を増幅する前置増幅器。２６は前置
増幅器２０の出力を入力して内蔵するＺ検量線データか
らＺ量を算出し，前置増幅器２１の出力を入力して内蔵
する坪量検量線データから坪量の算出を行うとともに，
算出したＺ量をもとに補償演算を行って真の坪量出力演
算を行う演算装置である。
【００１７】ここで，本発明の前提となるβ線およびＸ
線について説明する。β線とＸ線はいずれも物質を透過
するとき，その物質の坪量に従って強度がほぼ指数関数
的に減少することが知られている。即ち試料（ここでは
シート状被測定体）を透過した後の強度Ｉは次式により
表わすことができる。 Ｉ＝Ｉ0×ｅｘｐ（−μm×Ｂ） 但しＩ0 ： 試料入射前の強度 Ｂ ： 試料の坪量（ｇ／ｍ2） μm ： 質量減衰係数（ｍ2／ｇ）…β線に対して 質量減弱係数（ｍ2／ｇ）…Ｘ線に対して
線について説明する。β線とＸ線はいずれも物質を透過
するとき，その物質の坪量に従って強度がほぼ指数関数
的に減少することが知られている。即ち試料（ここでは
シート状被測定体）を透過した後の強度Ｉは次式により
表わすことができる。 Ｉ＝Ｉ0×ｅｘｐ（−μm×Ｂ） 但しＩ0 ： 試料入射前の強度 Ｂ ： 試料の坪量（ｇ／ｍ2） μm ： 質量減衰係数（ｍ2／ｇ）…β線に対して 質量減弱係数（ｍ2／ｇ）…Ｘ線に対して
【００１８】上式のμmの値は，β線では試料の物質に
よらずほぼ一定であり，また，Ｘ線に対してもＸ線のエ
ネルギーＥ（ＭｅＶ）が０．５≦Ｅ≦０．５の範囲（コ
ンプトン効果が支配的な領域）では，試料によらずほぼ
一定となることが知られている。シート状被測定体が紙
の場合のμmの概略値は下表のとおりである。 上表の値から分かるようにＸ線の紙を透過するときの減
弱率は，β線の減衰率に比較してはるかに小さなものと
なっている。一例として，エネルギー：１（ＭｅＶ），
紙の坪量：２００（ｇ／ｍ2）の場合に対する透過率Ｉ
／Ｉ0を求めると，β線はＩ／Ｉ0＝ｅｘｐ（−２×１０
-3×２００）なので，およそ０．６７，Ｘ線はＩ／Ｉ0
＝ｅｘｐ（−７×１０-6×２００）なので，およそ０．
９９９となる。
よらずほぼ一定であり，また，Ｘ線に対してもＸ線のエ
ネルギーＥ（ＭｅＶ）が０．５≦Ｅ≦０．５の範囲（コ
ンプトン効果が支配的な領域）では，試料によらずほぼ
一定となることが知られている。シート状被測定体が紙
の場合のμmの概略値は下表のとおりである。 上表の値から分かるようにＸ線の紙を透過するときの減
弱率は，β線の減衰率に比較してはるかに小さなものと
なっている。一例として，エネルギー：１（ＭｅＶ），
紙の坪量：２００（ｇ／ｍ2）の場合に対する透過率Ｉ
／Ｉ0を求めると，β線はＩ／Ｉ0＝ｅｘｐ（−２×１０
-3×２００）なので，およそ０．６７，Ｘ線はＩ／Ｉ0
＝ｅｘｐ（−７×１０-6×２００）なので，およそ０．
９９９となる。
【００１９】ここで，図１に示す線源１０と検出器１３
のＺが大きくなる（離れる）方向に変化した場合につい
て検討する。Ｚが大きくなると線源１０から検出器１３
を見込む立体角が少なくなり，その結果，検出器からの
出力も減少する。図２は本発明の基礎データを求めるた
めの実験装置を示す構成図で図１と同一要素には同一記
号を付している。
のＺが大きくなる（離れる）方向に変化した場合につい
て検討する。Ｚが大きくなると線源１０から検出器１３
を見込む立体角が少なくなり，その結果，検出器からの
出力も減少する。図２は本発明の基礎データを求めるた
めの実験装置を示す構成図で図１と同一要素には同一記
号を付している。
【００２０】図２においてβ線源は85Ｋrを用いてお
り，直径(d)および高さ(h)が６ｍｍ程度の容器に閉じ込
められている。このβ線は容器の内壁で反射して上方に
設けられた出射窓（図示せず）から出射するが，電子線
であるβ線は物質により急速に進行方向を変える時，そ
の運動エネルギー変化をＸ線として放出する（このＸ線
は制動Ｘ線とよばれており，図３はβ線源から出射する
制動Ｘ線の分布の測定例を示している）。
り，直径(d)および高さ(h)が６ｍｍ程度の容器に閉じ込
められている。このβ線は容器の内壁で反射して上方に
設けられた出射窓（図示せず）から出射するが，電子線
であるβ線は物質により急速に進行方向を変える時，そ
の運動エネルギー変化をＸ線として放出する（このＸ線
は制動Ｘ線とよばれており，図３はβ線源から出射する
制動Ｘ線の分布の測定例を示している）。
【００２１】従ってβ線源からは常にＸ線も放射されて
いる。コリメータ１２（ステンレス鋼を使用）の板厚は
６．５ｍｍ程度であり，線源の真上に位置する所に直径
６ｍｍ程度の貫通孔(d1）が形成されている。β線検出
器１３は一辺２０ｍｍ，厚さは０．５ｍｍ程度の正方形
に形成されている。Ｘ線検出器１４は一辺が２ｍｍ程度
の立方体であり，一辺が２０ｍｍ程度の正方形で，厚さ
２ｍｍのＰｂの板に直径２ｍｍ程度の貫通孔１７を形成
したＰｂコリメータ１６を介して固定されている。以下
の実験データはβ線検出器１３とコリメータ１２の表面
までの測定ギャップＺが１０ｍｍの場合を基準として上
下に２ｍｍ変動した場合を示している。
いる。コリメータ１２（ステンレス鋼を使用）の板厚は
６．５ｍｍ程度であり，線源の真上に位置する所に直径
６ｍｍ程度の貫通孔(d1）が形成されている。β線検出
器１３は一辺２０ｍｍ，厚さは０．５ｍｍ程度の正方形
に形成されている。Ｘ線検出器１４は一辺が２ｍｍ程度
の立方体であり，一辺が２０ｍｍ程度の正方形で，厚さ
２ｍｍのＰｂの板に直径２ｍｍ程度の貫通孔１７を形成
したＰｂコリメータ１６を介して固定されている。以下
の実験データはβ線検出器１３とコリメータ１２の表面
までの測定ギャップＺが１０ｍｍの場合を基準として上
下に２ｍｍ変動した場合を示している。
【００２２】図４は上記の装置を用い試料を用いず空気
層のみでβ線検出器と線源のＺ変化による出力変化を測
定した結果を示すものである。縦軸は出力の強度（任意
単位），横軸はコリメータ１２表面からβ線検出器１３
までのＺを示している。図によればＺが大きくなるほど
β線検出器１３の出力が低下しているのがわかる。図５
は坪量５３．４（ｇ／ｍ2）の試料（ポリエステル；Ｐ
ＥＴ…以下ＰＥＴという）をコリメータ１２と検出器１
３の間に挿入した場合のβ線検出器とβ線源のＺ変化に
よる出力変化を測定した結果を示すもので，出力は空気
層のみの場合と同様の傾き（変化率）を示していること
がわかる。このことはＺの変化が分かれば坪量の補償が
可能であることをあらわしている。
層のみでβ線検出器と線源のＺ変化による出力変化を測
定した結果を示すものである。縦軸は出力の強度（任意
単位），横軸はコリメータ１２表面からβ線検出器１３
までのＺを示している。図によればＺが大きくなるほど
β線検出器１３の出力が低下しているのがわかる。図５
は坪量５３．４（ｇ／ｍ2）の試料（ポリエステル；Ｐ
ＥＴ…以下ＰＥＴという）をコリメータ１２と検出器１
３の間に挿入した場合のβ線検出器とβ線源のＺ変化に
よる出力変化を測定した結果を示すもので，出力は空気
層のみの場合と同様の傾き（変化率）を示していること
がわかる。このことはＺの変化が分かれば坪量の補償が
可能であることをあらわしている。
【００２３】図６はβ線源１０とＸ線検出器１４のＺ変
化によるＸ線検出器１４の出力変化を示すものでＸ線検
出器１４の出力はＺにほぼ比例して変化していることが
分かる。従って，β線検出器１３により坪量に応じた出
力を検出し，Ｘ線検出器１４によりＺを検出し，β線検
出器１３の出力をＸ線検出器１４の出力により補償する
ことにより感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な
坪量計を実現することができる。
化によるＸ線検出器１４の出力変化を示すものでＸ線検
出器１４の出力はＺにほぼ比例して変化していることが
分かる。従って，β線検出器１３により坪量に応じた出
力を検出し，Ｘ線検出器１４によりＺを検出し，β線検
出器１３の出力をＸ線検出器１４の出力により補償する
ことにより感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な
坪量計を実現することができる。
【００２４】ところで，上記実施例においてはＸ線検出
器１４の出力はβ線源１０とのＺのみに依存することを
前提としてβ線検出器の出力を補償した。しかしながら
制動Ｘ線はβ線が物質により急速に進行方向を変える時
に発生することから，測定対象のシートを透過したβ線
がβ線検出器１３に入射した時も発生する。ここで発生
する制動Ｘ線はシート（ＰＥＴ）の坪量に依存するの
で，Ｘ線検出器１４の出力はβ線源とのＺの他に坪量に
も依存する。この坪量変化によるＸ線検出器の出力変化
は実験結果によれば２％程度であり，測定対象の坪量が
ほぼ一定の場合は無視することも可能である。
器１４の出力はβ線源１０とのＺのみに依存することを
前提としてβ線検出器の出力を補償した。しかしながら
制動Ｘ線はβ線が物質により急速に進行方向を変える時
に発生することから，測定対象のシートを透過したβ線
がβ線検出器１３に入射した時も発生する。ここで発生
する制動Ｘ線はシート（ＰＥＴ）の坪量に依存するの
で，Ｘ線検出器１４の出力はβ線源とのＺの他に坪量に
も依存する。この坪量変化によるＸ線検出器の出力変化
は実験結果によれば２％程度であり，測定対象の坪量が
ほぼ一定の場合は無視することも可能である。
【００２５】次に上記坪量変化に起因するＸ線検出器の
出力変化を補償する請求項２について説明する。図７は
異なる坪量（５３．４（ｇ／ｍ2），１３９．３（ｇ／
ｍ2））の紙を用いてβ線源とＸ線検出器のＺ変化によ
るＸ線検出器の出力変化を測定した結果を示す図であ
る。図によれば坪量が大きくなると出力が低下すること
を示しているが，変化率はほぼ一致していることがわか
る。
出力変化を補償する請求項２について説明する。図７は
異なる坪量（５３．４（ｇ／ｍ2），１３９．３（ｇ／
ｍ2））の紙を用いてβ線源とＸ線検出器のＺ変化によ
るＸ線検出器の出力変化を測定した結果を示す図であ
る。図によれば坪量が大きくなると出力が低下すること
を示しているが，変化率はほぼ一致していることがわか
る。
【００２６】図８は距離Ｚに対する傾き（ｋ）の値を示
すもので，空気層のみ〜坪量１２．２〜４７９．６（ｇ
／ｍ2）までの数種類のシートに対するβ線検出器の出
力のＺ依存率を最小自乗法により求めた図である。ｋは
ほぼ一定の値をとり，β線検出器から発生する制動Ｘ線
の発生確率が一定であることを示している。図９は坪量
変化によって発生するβ線検出器からの制動Ｘ線の変化
を補償した坪量導出の流れ図を示すものである。図中Ｉ
はβ線検出器の出力を示し，この出力Ｉは坪量（ＢＷ）
とＺの影響を受ける。ＣはＸ線検出器の出力であり，こ
の出力はＺとβ線検出器（で発生する制動Ｘ線）の影響
を受ける。
すもので，空気層のみ〜坪量１２．２〜４７９．６（ｇ
／ｍ2）までの数種類のシートに対するβ線検出器の出
力のＺ依存率を最小自乗法により求めた図である。ｋは
ほぼ一定の値をとり，β線検出器から発生する制動Ｘ線
の発生確率が一定であることを示している。図９は坪量
変化によって発生するβ線検出器からの制動Ｘ線の変化
を補償した坪量導出の流れ図を示すものである。図中Ｉ
はβ線検出器の出力を示し，この出力Ｉは坪量（ＢＷ）
とＺの影響を受ける。ＣはＸ線検出器の出力であり，こ
の出力はＺとβ線検出器（で発生する制動Ｘ線）の影響
を受ける。
【００２７】両検出器の出力は演算装置２６に送られて
β線検出器で発生した制動Ｘ線の影響を除去する演算 Ｘsource＝Ｃ−ｋ・Ｉ ｋ；定数（図８で求められる） を行ってＺ検量線データを基にＺを算出し，ある定めら
れたＺ（ここでは１０ｍｍ）の場合のβ検出器の出力 ＩZ=10＝Ｉ＋（１０−Ｚ）・Ａ Ａ；Ｚを変化させた時のβ線検出器の出力変化率（図
４，図５の他数種類の坪量のシートを用いて測定し，そ
れぞれの変化率を平均化して求める） を算出して坪量検量線データを基に坪量を求める。上記
請求項２に関する補償を行うことにより，より正確な坪
量の測定を行うことができる。
β線検出器で発生した制動Ｘ線の影響を除去する演算 Ｘsource＝Ｃ−ｋ・Ｉ ｋ；定数（図８で求められる） を行ってＺ検量線データを基にＺを算出し，ある定めら
れたＺ（ここでは１０ｍｍ）の場合のβ検出器の出力 ＩZ=10＝Ｉ＋（１０−Ｚ）・Ａ Ａ；Ｚを変化させた時のβ線検出器の出力変化率（図
４，図５の他数種類の坪量のシートを用いて測定し，そ
れぞれの変化率を平均化して求める） を算出して坪量検量線データを基に坪量を求める。上記
請求項２に関する補償を行うことにより，より正確な坪
量の測定を行うことができる。
【００２８】図１０〜図１２は空気層，坪量５３．４
（ｇ／ｍ2），坪量１６９．４（ｇ／ｍ2）の試料（ＰＥ
Ｔ）に対するＺ補償の結果を示す図である（点線で結ん
だ□は未補償，実線で結んだ〇は補償後の結果を示して
いる）。距離Ｚが大きくなるとβ線強度Ｉが低下するた
めに未補償の点線では実際よりも大きな坪量を指示し，
実線で示す補償後の結果ではＺの変動によらずほぼ一定
であり，正しい坪量に近い指示をしている。図１１の坪
量５３．４（ｇ／ｍ2）の場合をみると８≦Ｚ≧１２ｍ
ｍの範囲ではＺ変動による坪量の変化（ΔＢＷ／ΔＺ）
が４ｍｍ当たりおよそ３１．９（ｇ／ｍ2）であったも
のが２．４（ｇ／ｍ2）となり，一桁以上改善されてい
ることがわかる。
（ｇ／ｍ2），坪量１６９．４（ｇ／ｍ2）の試料（ＰＥ
Ｔ）に対するＺ補償の結果を示す図である（点線で結ん
だ□は未補償，実線で結んだ〇は補償後の結果を示して
いる）。距離Ｚが大きくなるとβ線強度Ｉが低下するた
めに未補償の点線では実際よりも大きな坪量を指示し，
実線で示す補償後の結果ではＺの変動によらずほぼ一定
であり，正しい坪量に近い指示をしている。図１１の坪
量５３．４（ｇ／ｍ2）の場合をみると８≦Ｚ≧１２ｍ
ｍの範囲ではＺ変動による坪量の変化（ΔＢＷ／ΔＺ）
が４ｍｍ当たりおよそ３１．９（ｇ／ｍ2）であったも
のが２．４（ｇ／ｍ2）となり，一桁以上改善されてい
ることがわかる。
【００２９】次に請求項３について説明する。β線検出
器で発生した制動Ｘ線は誤差要因となるためＸ線検出器
への入射は阻止した方が望ましい（但し，β線源に対向
する面からの入射はβ線源から飛来するＸ線が入射する
ので阻止することはできない）。Ｘ線検出器の側面から
飛来する制動Ｘ線の阻止手段としてはＸ線検出器をでき
るだけ薄く形成することが考えられるが，薄くするのも
限界がある。そこで本願では図２に示すようにβ線検出
器とＸ線検出器の間に中心にＸ線検出器の低面とほぼ同
様の面積の貫通孔を有するＰｂからなるＸ線遮断部材を
挿入している。なお，Ｘ線阻止方法としてはβ線源に対
向する面以外をＰｂで覆うようにしてもよい。このよう
にＸ線検出器の側面から飛来する制動Ｘ線の阻止すれば
Ｘ線検出器の設計の自由度を向上させることができる。
器で発生した制動Ｘ線は誤差要因となるためＸ線検出器
への入射は阻止した方が望ましい（但し，β線源に対向
する面からの入射はβ線源から飛来するＸ線が入射する
ので阻止することはできない）。Ｘ線検出器の側面から
飛来する制動Ｘ線の阻止手段としてはＸ線検出器をでき
るだけ薄く形成することが考えられるが，薄くするのも
限界がある。そこで本願では図２に示すようにβ線検出
器とＸ線検出器の間に中心にＸ線検出器の低面とほぼ同
様の面積の貫通孔を有するＰｂからなるＸ線遮断部材を
挿入している。なお，Ｘ線阻止方法としてはβ線源に対
向する面以外をＰｂで覆うようにしてもよい。このよう
にＸ線検出器の側面から飛来する制動Ｘ線の阻止すれば
Ｘ線検出器の設計の自由度を向上させることができる。
【００３０】なお，β線源１０と両検出器１３，１４は
Ｚの変動の他ＸおよびＹ方向の変動に対しても変動す
る。図１３は図２の構成においてＺ＝１０ｍｍとし，β
線源とβ検出器のＸ−Ｙ面内のずれに対するβ線の強度
分布を示し，図１４は同じ条件でＸ線検出器で測定した
Ｘ線の計数率分布を示している。これらの図は，β線と
Ｘ線の物質透過特性が大きく異なることを考慮してコリ
メータを設計し，Ｘ線の空間分布を最適化すれば，Ｘ−
Ｙ面内での相対位置変化に対してもＸ線出力により坪量
信号を補償することが可能なことを示している。
Ｚの変動の他ＸおよびＹ方向の変動に対しても変動す
る。図１３は図２の構成においてＺ＝１０ｍｍとし，β
線源とβ検出器のＸ−Ｙ面内のずれに対するβ線の強度
分布を示し，図１４は同じ条件でＸ線検出器で測定した
Ｘ線の計数率分布を示している。これらの図は，β線と
Ｘ線の物質透過特性が大きく異なることを考慮してコリ
メータを設計し，Ｘ線の空間分布を最適化すれば，Ｘ−
Ｙ面内での相対位置変化に対してもＸ線出力により坪量
信号を補償することが可能なことを示している。
【００３１】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に，本発明の坪量測定装置によれば，吸収板を用いない
ので感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な坪量測
定装置を実現することができる。
に，本発明の坪量測定装置によれば，吸収板を用いない
ので感度低下がなく，調整工数が不要で高精度な坪量測
定装置を実現することができる。
【図１】本発明の坪量測定装置の一実施例を示す構成図
である。
である。
【図２】基礎データを求めるための実験装置を示す構成
図である。
図である。
【図３】β線源から出射する制動Ｘ線の分布の測定例を
示す図である。
示す図である。
【図４】空気層のみでβ線検出器と線源のＺ変化による
出力変化を測定した結果を示す図である。
出力変化を測定した結果を示す図である。
【図５】試料をコリメータと検出器の間に挿入しβ線検
出器と線源のＺ変化による出力変化を測定した結果を示
す図である。
出器と線源のＺ変化による出力変化を測定した結果を示
す図である。
【図６】β線源とＸ線検出器のＺ変化によるＸ線検出器
の出力変化を示す図である。
の出力変化を示す図である。
【図７】異なる坪量の紙を用いてβ線源とＸ線検出器の
Ｚ変化によるＸ線検出器の出力変化を測定した結果を示
す図である。
Ｚ変化によるＸ線検出器の出力変化を測定した結果を示
す図である。
【図８】数種類のシートに対するベータ線検出器の出力
のＺ依存率を最小自乗法により求めた図である。
のＺ依存率を最小自乗法により求めた図である。
【図９】坪量変化によって発生するβ線検出器からの制
動Ｘ線の変化を補償した坪量導出の流れ図を示すもので
ある。
動Ｘ線の変化を補償した坪量導出の流れ図を示すもので
ある。
【図１０】空気層に対するＺ補償の結果を示す図であ
る。
る。
【図１１】坪量５３．４（ｇ／ｍ2）の試料に対するＺ
補償の結果を示す図である。
補償の結果を示す図である。
【図１２】坪量１６９．４（ｇ／ｍ2）の試料に対する
Ｚ補償の結果を示す図である。
Ｚ補償の結果を示す図である。
【図１３】β線源とβ線検出器のＸ−Ｙ面内のずれに対
するβ線の強度分布を示す図である。
するβ線の強度分布を示す図である。
【図１４】β線源とβ線検出器のＸ−Ｙ面内のずれに対
する電荷を測定したＸ線の計数率分布を示す図である。
する電荷を測定したＸ線の計数率分布を示す図である。
【図１５】坪量測定装置の一般的構成例を示す説明図で
ある。
ある。
【図１６】β線の強度分布を示す図である。
【図１７】従来の位置ずれ補償装置を示す説明図であ
る。
る。
１０ β線源 １１ 容器 １２ コリメータ １３ β線検出器 １４ Ｘ線検出器 ２０，２１ 前置増幅器 ２６ 演算装置
Claims (3)
- 【請求項１】 β線源から放射され，シ―ト状の被測定
体を透過してくるβ線をβ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坪量測定装置において，前
記β線検出器の後方に配置され前記β線源から発生する
制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を設け，前記β線源とβ
線検出器のＺ方向の変位に基づくβ線検出器の出力変動
を前記Ｘ線検出器の出力に基づいて補償したことを特徴
とする坪量測定装置。 - 【請求項２】 β線源から放射され，シ―ト状の被測定
体を透過してくるβ線をβ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坪量測定装置において，前
記β線検出器の後方に配置され前記β線源から発生する
制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を設け，坪量の変化に起
因して変化するＸ線検出器の出力変化を補償し，その補
償値に基づいて前記β線源とβ線検出器のＺ方向の変位
に起因するβ線検出器の出力変動を補償したことを特徴
とする坪量測定装置。 - 【請求項３】 β線源から放射され，シ―ト状の被測定
体を透過してくるβ線をβ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坪量測定装置において，前
記β線検出器の後方に配置され前記β線源から発生する
制動Ｘ線を検出するＸ線検出器を設けるとともに，前記
Ｘ線検出器は前記β線源に対向する面のみに制動Ｘ線が
入射する構成とされ，前記β線源とβ線検出器のＺ方向
の変位に基づくβ線検出器の出力変動を前記Ｘ線検出器
の出力に基づいて補償したことを特徴とするものであ
る。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18229292A JPH0626917A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 坪量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18229292A JPH0626917A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 坪量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626917A true JPH0626917A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16115737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18229292A Pending JPH0626917A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 坪量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008267861A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Yokogawa Electric Corp | シート物理量測定装置 |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP18229292A patent/JPH0626917A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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