JPH0721469B2 - X線による被測定物の組成分析方法 - Google Patents

X線による被測定物の組成分析方法

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JPH0721469B2
JPH0721469B2 JP60082078A JP8207885A JPH0721469B2 JP H0721469 B2 JPH0721469 B2 JP H0721469B2 JP 60082078 A JP60082078 A JP 60082078A JP 8207885 A JP8207885 A JP 8207885A JP H0721469 B2 JPH0721469 B2 JP H0721469B2
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Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明はX線を利用した非破壊測定手段により被測定物
の組成を分析する方法に関する。
『従来の技術』 不透明な物体の組成濃度、組成分布を放射線照射により
非破壊的に測定するとき、その線源としてアイソトープ
(Ga、Ir、Co)などのγ線、あるいはX線を用い、放射
線照射系から出射した放射線を被測定物に照射し、その
透過線の強度を検出系で測定解析するようにしている。
ところで、アイソトープによる非破壊測定法の場合、ア
イソトープの入手が困難であること、その強度が弱いか
または強すぎること、さらに半減期が短いこと等々の理
由により工業化がむずかしいとされており、そのため、
X線を用いる方法が普及している。
X線には白色X線、単色X線があり、例えば被測定物が
二つの元素からなる場合、通常、X線照射系と被測定物
とを相対移動させるスキャンニングより白色X線または
単色X線を被測定物に照射し、二以上の特定波長または
エネルギに関する透過線強度をその検出系により求めた
後、その測定データをもとにした多層分割法、アベール
変換法等の計算法により被測定物の組成分布を求めてい
る。
この際、X線源の電圧は30kv以上 その強度はX線源の
電流換算値10mA以上がよいとされており、この電流値が
低いとX線量が小さくなり、測定に時間がかかる。
X線の波長λ(オングストローム)は、X線源にかける
管電圧kvをVとしたとき、約λ=12.4/Vである。
透過線の強度は1分程度で測定するのがよく、時間が長
いほど測定精度が高まるとされている。
『発明が解決しようとする問題点』 一般に、X線走査時においてその線源を移動させると
き、その移動設備が大がかりとなり、線源の不安定も生
じる。
これに対処すべく被測定物を移動させるとき、回折手段
により白色X線から二種以上の単色X線を取り出し、こ
れを被測定物へ照射することが考えられるが、この倍も
各単色X線の光軸が一致しないことにより測定時間が長
くなる。
その他、製造ライン上の被測定物をオンラインにより測
定しようとしても、X線走査のための被測定物移動がで
きないのでオフライン制御しか採用できず、かかるオフ
ライン制御ではリアルタイムで被測定物の組成を分析す
ることができない。
本発明は上記の問題点に鑑み、被測定物、X線源等を移
動せずとも、単時間で被測定物の組成分析が行なえ、オ
ンライン制御も実現可能な方法を提供しようとするもの
である。
『問題点を解決するための手段』 本発明のX線による被測定物の測定方法は、所期の目的
を達成するために、 被測定物の測定部間全域にわたって白色X線を照射する
ためのX線源と、被測定物を透過した後の透過線(透過
白色X線)を複数に分岐するための複数のコリメータ
と、該各透過線をそれぞれ回折してこれら透過線を複数
種の特性X線として取り出すための複数の単結晶と、該
各単結晶を経て入射される複数種の特性X線エネルギを
測定するための複数のX線検出器とを備えていること、
および、 X線源から出射される白色X線の照射領域側に配置され
て互いに隣接している各X線検出器が、そのX線源とそ
れぞれ対面していること、被測定物がX線源と各X線検
出器との間において定位置に配置されていること、各コ
リメータが被測定物と各X線検出器との間にあって互い
に隣接して配置されていること、各単結晶も、被測定物
と各X線検出器との間に配置されていて、各コリメータ
により分岐された透過線を各X線検出器へ入射させるた
めに、これらコリメータ、X線検出器とそれぞれ対応し
ていること、および、 上記の手段を介して被測定物の組成を分析するときに、 X線源から出射した白色X線を被測定物の測定部間全域
にわたって照射すること、その被測定物を透過した後の
透過線を各コリメータおよび各単結晶により分岐かつ回
折すること、これら分岐、回折により取り出された各特
性X線を各X線検出器へ入射させること、該各X線検出
器により各特性X線のエネルギ強度を各別に測定して被
測定物の組成を分析することを特徴とする。
『作用』 本発明方法の場合、白色X線を被測定物の測定部間全域
にわたって照射するから、X線源、被測定物等を移動走
査する必要がなく、また、被測定物を透過した後の透過
線を複数のコリメータおよび単結晶により分岐、回折
し、これら分岐、回折後における各特性X線のエネルギ
強度を各別に測定するから測定部間各部の組成がわか
る。
したがって、上述した走査不要、測定部間各部の組成判
明により短時間で被測定物の組成分析が行なえるように
なり、しかもX線源、被測定物のいずれをも移動走査し
ないか、製造ライン上にある被測定物であってもこれを
オンラインで組成分析できるようになる。
『実施例』 以下本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明す
る。
第1図の実施例において、1はX線源、2はマニホール
ド、3a〜3fはコリメータ、4a〜4fおよび5a〜5fは単結
晶、6a〜6fはX線検出器、7はマニホールド2とコリメ
ータ3a〜3fとの間に配置された不透明な被測定物であ
る。
第1図において本発明方法を実施するとき、被測定物7
がマニホールド2とコリメータ3a〜3fとの間に配置さ
れ、X線源1か出射された第2図のごとき白色X線は、
マニホールド2を通ることにより多数のビーム(直径約
1mm程度)となり、これらビームが上記被測定物7の幅
方向全域にわたって照射される。
こうして被測定物7に照射された白色X線は、その被測
定物7を透過し、該透過X線(透過線)がコリメータ3a
〜3fをそれぞれ通る。
この際、コリメータ3a〜3fは被測定物7から反射される
X線等のノイズを遮断する。
コリメータ3a〜3fを透過した透過線は単結晶4a〜4f、5a
〜5fによりそれぞれラウエ条件、ブラッグ条件で回折さ
れて第3図のごとき特性X線となり、これら特性X線が
X線検出器6a〜6fへ入射される。
X線検出器6a〜6fは例えば半導体検出器、シンチレーシ
ョン管等からなり、上記特性X線がこれらX線検出器6a
〜6fへ入射されたとき、該各X検出器6a〜6fは、前記被
測定物7の組成分布濃度に応じた特性X線のエネルギを
測定する。
さらにX線検出器6a〜6fは、検出したX線エネルギの強
度に応じた信号を図示しない電子計算機へ入力し、該電
子計算機はその入力信号を電気的ないし電子的に演算し
て前記被測定物7の組成を解析する。
なお、白色X線を出射するための上記X線源1として
は、電圧200kv、350kv程度の高圧のものが用いられ、X
線管内のターゲットとしてはタングステンが用いられ
る。
マニホールド2は、前述したごとく白色X線を直径約1m
m程度のビームに分岐するが、この際、各ビームと各コ
リメータ3a〜3fとの光軸を互いに一致させる。
被測定物としてはSiO2とGeO2とからなる光ファイバ用の
多孔質母材をあげることができ、該被測定物7がSi、Ge
などの二成分からなるとき、前記ビーム数を20以上とす
ることにより分析精度が高まる。
被測定物7が上記に例示したごとき二成分であるとき、
単結晶4a〜4f、5a〜5fにより回折したエネルギE1、E2に
ついて、それぞれ所定の測定を行なう。
その他、被測定物7の測定開始前、すなわちマニホール
ド2とコリメータ3a〜3fとの間に被測定物7を配置する
前、当該被測定物7がない状態でのX線強度を測定して
おき、その後、前述した測定分析を実施する。
つぎに本発明方法の他実施例を第4図、第5図により説
明する。
この実施例では、X線源から出射された白色X線をPbか
らなる遮蔽板8により絞った後、これを被測定物7へ照
射し、その後の透過線をさらにコリメータ3g〜3sにより
絞って検出器6g〜6sへ入射する。
この際、コリメータ3g〜3s内には第5図のごとく単結晶
9g〜9sを配置し、次式のごときラウエ条件、ブラッグ条
件を満たすエネルギを取り出す。
nλ=2d sinθnhc/E=2d sinθ n:整数、h:プランク定数、c:光速、 E:エネルギ(kv)、d:格子間隔。
第4図、第5図の実施例では、第7図のごとく一つのエ
ネルギのみが回折されるが、前記のごとく二成分からな
る被測定物7の組成を分析するときは、これら組成に応
じた各エネルギE1、E2が測定できるよう、単結晶9g〜9s
の角度θを交互に変える。
第8図は、前記第1図の実施例における単結晶4a〜4f、
5a〜5fを回転台10a〜10f上に配置してこれら単結晶の角
度θが変更できるように、すなわ所定の二成分に対応し
たエネルギE1、E2が取り出せるようにしたものである。
つぎに本発明方法のより具体的な実施例につき説明す
る。
VAD法により外径(直径)80mm、長さ1000mmの光ファイ
バ用多孔質母材を作製するとき、これを被測定物として
当該被測定物の組成をオンラインで分析するようにし
た。
この際の測定手段は概ね第1図の通りであり、白色X線
源としては100kvのものを、マニホールドとしては30本
のX線ビームが得られるものをそれぞれ用いた。
各X線ビームは被測定物を透過後、コリメータの光軸と
一致させるようにし、コリメータの後には第8図のよう
にして単結晶を配置し、その単結晶からのエネルギが検
出器へ入射されるようにした。
単結晶支持用の回転台としては、秒単位の回転角度が精
密に制御できるターンテーブルを用い、該回転台による
各単結晶の角度θは、上記白色X線源を100kvとしたの
で、E1=50kv、E2=80kvのエネルギが取り出せるよう調
整した。
上記の条件により被測定物たる光ファイバ用多孔質母材
の組成を分析したところ、その一断面の測定がわずか数
10秒で行なえ、しかも当該分析結果に基づいて多孔質母
材の合成条件を制御することにより、所望屈折率分布の
多孔質母材が得られた。
『発明の効果』 以上説明した通り、本発明方法によるときは、X線源、
被測定物の走査が不要であり、被測定物の組成が短時間
でわかり、製造ライン上にある被測定物であってもこれ
をオンラインで組成分析できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一実施例を略示した説明図、第2
図はその一実施例における白色X線のエネルギ特性図、
第3図はその一実施例における特性X線のエネルギ特性
図、第4図は本発明方法の他実施例を略示した説明図、
第5図はその他実施例におけるコリメータの断面図、第
6図はその他実施例における白色X線のエネルギ特性
図、第7図はその他実施例にける特性X線のエネルギ特
性図、第8図は上記一実施例における単結晶を回転台に
より支持した例を示した略示説明図である。 1……X線源 2……マニホールド 3a〜3f……コリメータ 3g〜3s……コリメータ 4a〜4f……単結晶 5a〜5f……単結晶 6a〜6f……X線検出器 7……被測定物 8……遮蔽板 9g〜9s……単結晶 10a〜10f……回転台
フロントページの続き (72)発明者 安倍 文彦 千葉県市原市八幡海岸通6番地 古河電気 工業株式会社千葉電線製造所内 (56)参考文献 特開 昭56−22925(JP,A) 特公 昭43−21920(JP,B1) 1979年東大出版会発行「X線回折技術」 第14頁図1.4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定物の測定部間全域にわたって白色X
    線を照射するためのX線源と、被測定物を透過した後の
    透過線(透過白色X線)を複数に分岐するための複数の
    コリメータと、該各透過線をそれぞれ回折してこれら透
    過線を複数種の特性X線として取り出すための複数の単
    結晶と、該各単結晶を経て入射される複数種の特性X線
    エネルギを測定するための複数のX線検出器とを備えて
    いること、および、 X線源から出射される白色X線の照射領域側に配置され
    て互いに隣接している各X線検出器が、そのX線源とそ
    れぞれ対面していること、被測定物がX線源と各X線検
    出器との間において定位置に配置されていること、各コ
    リメータが被測定物と各X線検出器との間にあって互い
    に隣接して配置されていること、各単結晶も、被測定物
    と各X線検出器との間に配置されていて、各コリメータ
    により分岐された透過線を各X線検出器へ入射させるた
    めに、これらコリメータ、X線検出器とそれぞれ対応し
    ていること、および、 上記の手段を介して被測定物の組成を分析するときに、 X線源から出射した白色X線を被測定物の測定部間全域
    にわたって照射すること、その被測定物を透過した後の
    透過線を各コリメータおよび各単結晶により分岐かつ回
    折すること、これら分岐、回折により取り出された各特
    性X線を各X線検出器へ入射させること、該各X線検出
    器により各特性X線のエネルギ強度を各別に測定して被
    測定物の組成を分析することを特徴とするX線による被
    測定物の組成分析方法。
JP60082078A 1985-04-17 1985-04-17 X線による被測定物の組成分析方法 Expired - Lifetime JPH0721469B2 (ja)

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WO2014065412A1 (ja) * 2012-10-26 2014-05-01 株式会社 東芝 X線コンピュータ断層撮影装置、x線検出装置およびx線検出モジュール

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1979年東大出版会発行「X線回折技術」第14頁図1.4

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