JPH10104176A - アルミニウム板中の非金属介在物検出方法および装置 - Google Patents

アルミニウム板中の非金属介在物検出方法および装置

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JPH10104176A
JPH10104176A JP8259554A JP25955496A JPH10104176A JP H10104176 A JPH10104176 A JP H10104176A JP 8259554 A JP8259554 A JP 8259554A JP 25955496 A JP25955496 A JP 25955496A JP H10104176 A JPH10104176 A JP H10104176A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム板中の非金属介在物を容易に検
出することのできるアルミニウム板中の非金属介在物検
出方法および装置の提供。 【解決手段】 X線管球7は波長0.3Å〜2.5Åで
焦点の大きさが25μm〜100μm角の軟X線をアル
ミニウム板1に照射し、試料台3は上記X線の照射中に
アルミニウム板1を移動させる。すると、ビジコンカメ
ラ11が、X線管球7より照射されたX線の透過X線像
を、上記移動中の残像を反映させながら撮像し、画像処
理装置13が、ビジコンカメラ11にて撮像された透過
X線像を画像処理し、アルミニウム板1中の非金属介在
物を検出する。上記波長および焦点を有するX線を使用
することにより非金属介在物の像が明瞭になり、移動中
の残像を撮像することにより小さな非金属介在物も容易
に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム板中
の非金属介在物を検出するための非金属介在物検出方
法、および、その方法を実施するための非金属介在物検
出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム板では、リサイクルの促進
に伴って酸化物系などの非金属介在物が原料に多く混入
し、製品にも混入する確率が増加することが考えられ
る。そこで、アルミニウム板中の非金属介在物を検出す
る方法が種々検討されている。
【0003】鋼板の分野では、軟X線を鋼板に照射して
その透過X線像に基づいて非金属介在物(例えば、Mg
O,Al23,SiO2 ,CaO等)を検出している。
X線のエネルギが100keVのとき、鋼板の吸収係数
は約4/cmであり、非金属介在物の吸収係数は約0.4
/cmである。このため、透過X線像には非金属介在物の
像が比較的鮮明に現れ、その非金属介在物を容易に検出
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記条件に
おけるアルミニウム板の吸収係数は約0.5/cmであ
り、非金属介在物の吸収係数にきわめて近い。このた
め、鋼板と同様に透過X線像を撮像しても、非金属介在
物を容易に検出することができない。従って、アルミニ
ウム板中の非金属介在物を検出する有効な方法は未だ考
えられていなかった。
【0005】そこで、請求項1記載の発明は、アルミニ
ウム板中の非金属介在物を容易に検出することのできる
アルミニウム板中の非金属介在物検出方法を提供するこ
とを目的としてなされた。また、請求項2記載の発明
は、非金属介在物を一層容易に検出することのできるア
ルミニウム板中の非金属介在物検出方法を、請求項3記
載の発明はその方法実施するための装置を、それぞれ提
供することを目的としてなされた。
【0006】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達するためになされた請求項1記載の発明は、波長
0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさが100μm角また
は直径100μmの円以下の軟X線をアルミニウム板に
照射し、該照射されたX線の透過X線像を撮像し、該撮
像された透過X線像に基づき上記アルミニウム板中の非
金属介在物を検出することを特徴とするアルミニウム板
中の非金属介在物検出方法を要旨とする。
【0007】このように構成された本発明では、波長
0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさが100μm角また
は直径100μmの円以下の軟X線をアルミニウム板に
照射している。ここで、X線の波長が0.3Å未満であ
ると、アルミニウム板と非金属介在物とのX線吸収差が
小さくなり非金属介在物の検出が困難になる。また、X
線の波長が2.5Åを超えると、アルミニウム板を透過
するX線に充分な強度が得られず、この場合も非金属介
在物の検出が困難になる。一方、焦点は、小さければ小
さいほど非金属介在物の像が鮮明になり、その検出が容
易となるが、その大きさを100μm角または直径10
0μmの円以下とすることにより、アルミニウム板中の
非金属介在物をほぼ充分に検出することができる。
【0008】このように、本発明では、波長0.3Å〜
2.5Åで焦点の大きさが100μm以下の軟X線をア
ルミニウム板に照射し、その透過X線像を撮像している
ので、アルミニウム板中の非金属介在物を容易に検出す
ることができる。なお、X線の焦点の大きさは、前述の
ように小さければ小さいほど検出が容易になるが、現時
点におけるX線管球等の製造技術、製造コスト、出力、
および耐久性を考慮すると、25μm〜100μm角ま
たは直径25μm〜100μmの円とするのが望まし
い。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構
成に加え、上記アルミニウム板を移動させながら上記X
線の照射を行い、上記透過X線像として、上記移動中の
残像を反映した透過X線像を撮像することを特徴とす
る。
【0010】このように構成された本発明では、アルミ
ニウム板を移動させながらX線を照射して、移動中の残
像を反映した透過X線像を撮像しているので、非金属介
在物の像がアルミニウム板の移動方向に引き伸ばされて
写る。このため、小さな非金属介在物の像も上記移動方
向に引き伸ばされ、その非金属介在物を容易に検出する
ことができる。従って、本発明では、請求項1記載の効
果に加えて、小さな非金属介在物も一層容易に検出する
ことができるといった効果が生じる。
【0011】なお、残像を反映した透過X線像を撮像す
る方法としては、残像現象を有することで知られる光電
導型撮像管を使用してもよく、透過X線像を画像データ
としてコンピュータのメモリに記憶し、画像処理によっ
て残像を反映させてもよい。請求項3記載の発明は、波
長0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさが100μm角ま
たは直径100μmの円以下の軟X線をアルミニウム板
に照射するX線照射手段と、上記X線照射手段より照射
されたX線の透過X線像を撮像する撮像手段と、上記X
線の照射中に、上記アルミニウム板を上記X線照射手段
および上記撮像手段に対して相対的に移動させる移動手
段と、該撮像手段にて撮像された透過X線像を画像処理
し、上記アルミニウム板中の非金属介在物を検出する画
像処理手段と、を備え、上記撮像手段が、上記移動中の
残像を反映させながら上記透過X線像を撮像するたこと
を特徴とするアルミニウム板中の非金属介在物検出装置
を要旨とする。
【0012】このように構成された本発明では、X線照
射手段は波長0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさが10
0μm角または直径100μmの円以下の軟X線をアル
ミニウム板に照射し、移動手段は上記X線の照射中に上
記アルミニウム板を、X線照射手段および撮像手段に対
して相対的に移動させる。すると、撮像手段が、上記X
線照射手段より照射されたX線の透過X線像を、上記移
動中の残像を反映させながら撮像し、画像処理手段が、
該撮像手段にて撮像された透過X線像を画像処理し、上
記アルミニウム板中の非金属介在物を検出する。
【0013】このため、本発明では、請求項2に記載し
たアルミニウム板中の非金属介在物検出方法を、自動的
に実施することができる。従って、小さな非金属介在物
もきわめて容易に検出することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図1は、本発明が適用された非金属介
在物検出装置を表す概略構成図である。図1に示すよう
に、本検出装置は、アルミニウム板1を水平に載置可能
な試料台3を備えている。試料台3は、図示しない周知
の構成によって、アルミニウム板1と一体に移動可能に
設けられている。すなわち、試料台3は移動手段に相当
する。また、試料台3は、水平な2軸方向(X,Y方
向)への移動のみならず、円方向や上下方向(Z方向)
へも移動可能に構成されている。
【0015】試料台3の上方には、X線照射手段として
のX線管球7が設けられている。X線管球7は、フィラ
メント7aが発生した電子線をターゲット7bに照射し
てX線を発生する周知の管球で、波長0.3Å〜2.5
Åの軟X線を発生する。また、X線管球7では、ターゲ
ット7bを構成するW(タングステン)膜を薄くし、か
つ管球窓のBe膜を10〜数十μmと薄くする、フィラ
メント7aから照射される電子線をシャープにする、直
下に絞り9を設ける、等の周知の焦点縮小技術(いわゆ
るマイクロフォーカス化の技術)により、焦点の大きさ
を25μm〜100μm角または直径25μm〜100
μmの円としている。なお、フィラメント7aに通電す
る管電流は5mA〜15mAが望ましい。
【0016】試料台3の下方には、X線管球7より照射
され、アルミニウム板1を透過したX線の透過X線像を
撮像する撮像手段としてのビジコンカメラ11が設けら
れている。ビジコンカメラ11は、光電導ターゲットの
電荷蓄積効果を利用した周知の光導電型撮像管であり、
光電導管型撮像管の特徴である残像現象が発生する。こ
のため、試料台3を移動させながら透過X線像を撮像す
ると、その透過X線像には移動中の残像が反映される。
【0017】ビジコンカメラ11が撮像した透過X線像
は、画像データとして画像処理装置13に送られる。画
像処理装置13には、試料台3の移動機構、メモリ1
5、およびテレビモニタ17が接続されている。この画
像処理装置13は、周知のコンピュータによって構成さ
れ、次のような処理を実行する。
【0018】.試料台3を移動させながらその移動状
態をメモリ15に記憶する。.ビジコンカメラ11が
撮像した透過X線像の画像データを、数画素について重
み付けをして中心画素のデータとするいわゆる空間論理
演算を行う。.空間論理演算後の画像データを2値化
し、テレビモニタ17に表示する。.2値化後の画像
に基づき非金属介在物を検出し、メモリ15に記憶され
た試料台3の移動状態に基づきその非金属介在物の位置
を検出する。.で検出された非金属介在物が小さい
場合は、試料台3を上方へ移動させて透過X線像を拡大
し、より精密な検出を行う。このため、一つのX線管球
7で広範囲を検査できる。
【0019】なお、上記,の処理は省略してもよ
い。また、テレビモニタ17にはビジコンカメラ11が
撮像した透過X線像をそのまま表示してもよい。更に、
画像処理装置13等のコンピュータに上記処理を実行さ
せるためのプログラムは、CD−ROM,フロッピディ
スク等の記憶媒体に記憶されてもよい。
【0020】このように構成された本検出装置では、波
長0.3Å〜2.5Åの軟X線を使用しているので、ア
ルミニウム板1とその中の非金属介在物とに充分なX線
吸収差が生じ、アルミニウム板1を透過するX線にも充
分な強度が得られる。また、X線管球7のマイクロフォ
ーカス化により、その焦点の大きさを100μm角また
は直径100μmの円以下としたので、非金属介在物の
像が充分に鮮明になる。
【0021】ここで、マイクロフォーカス化の効果を図
2に基づいて説明する。(A)に例示するように、非金
属介在物1aを有するアルミニウム板1に、一点に絞ら
れた焦点FからX線を照射する場合、ビジコンカメラ1
1の受光面11aには、点a−b間に真影のみが投影さ
れる。このため、(B)に例示するように、画像の濃度
にも非金属介在物1aに応じた濃度差が鮮明に現れる。
【0022】ところが、(C)に例示するように、焦点
がある程度の幅(F1 −F2 )を有する場合、F1 から
照射されたX線による非金属介在物1aの影(点a1 −
b1間)と、F2 から照射されたX線による非金属介在
物1aの影(点a2 −b2 間)とが一部分(点a1 −b
2 間)のみで重なり(真影)、点a2 −a1 間および点
b2 −b1 間では半影となる。このため、(D)に例示
するように、非金属介在物1aの像の周囲で濃度差がな
まされてしまう。そこで、本実施の形態では、前述のよ
うにマイクロフォーカス化を行って像を鮮明にしてい
る。なお、焦点の大きさは小さければ小さいほど像が鮮
明になるが、現時点におけるX線管球7等の製造技術、
製造コスト、出力、および耐久性を考慮すると、25μ
m〜100μm角または直径25μm〜100μmの円
とするのが望ましい。
【0023】また、本検出装置では、試料台3を静止さ
せて検出を行っても、移動させながら検出を行っても、
いずれの場合も良好に非金属介在物を検出することがで
きた。但し、試料台3を移動させながら検出を行った場
合、非金属介在物の像がアルミニウム板1の移動方向に
引き伸ばされて写る。この様子を図3に基づいて説明す
る。
【0024】図3は、EPMA(エレクトロン・プロー
ブ・マイクロ・アナライザ)やSEM(いわゆる電子顕
微鏡写真)によって予め確認した位置に、本検出装置が
検出した非金属介在物の像であり、(A)は試料台3を
移動させながら検出を行った場合を、(B)は試料台を
静止させて検出を行った場合を、それぞれ表している。
図3に例示するように、いずれの場合も良好に非金属介
在物を検出することができたが、試料台3を移動させな
がら検出を行った場合、図3(A)に示すように像が移
動方向に引き伸ばされ、小さな非金属介在物も一層容易
に検出することができた。
【0025】なお、本発明は上記実施の形態になんら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実
施の形態では、ビジコンカメラ11の残像現象を利用し
て移動中の残像を反映した透過X線像を撮影している
が、画像処理装置13の処理によって残像を反映させて
もよい。例えば、随時送られる画像データをメモリ15
に記憶し、周知の画像処理によって残像を反映させても
よい。この場合、光電導型撮像管以外の撮像手段を適用
することができる。但し、ビジコンカメラ11等の光電
導型撮像管を使用した場合、前述のように、特別な処理
を行わなくても残像を反映した透過X線像を撮像するこ
とができる。従って、装置の構成および処理が一層簡略
化される。
【0026】また、試料台3を移動させる代わりに、ア
ルミニウム板1は固定しておき、X線管球7およびビジ
コンカメラ11を移動させてもよい。この場合も同様の
作用・効果が生じる。更に、このように、被検体を相対
移動させながら、その移動中の残像を反映した透過X線
像を撮像して非金属介在物を検出する方法は、本発明以
外にも、例えば鋼板等、一般の金属板の非金属介在物検
出方法にも適用することができる。この場合も、本発明
と同様の効果、すなわち、非金属介在物の像を移動方向
に引き延ばし、小さな非金属介在物が容易に検出できる
といった効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された非金属介在物検出装置を表
す概略構成図である。
【図2】マイクロフォーカス化の効果を表す説明図であ
る。
【図3】本発明による非金属介在物の透過X線像を例示
する説明図である。
【符号の説明】
1…アルミニウム板 3…試料台 7…
X線管球 11…ビジコンカメラ 13…画像処理装置 15
…メモリ 17…テレビモニタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさ
    が100μm角または直径100μmの円以下の軟X線
    をアルミニウム板に照射し、 該照射されたX線の透過X線像を撮像し、 該撮像された透過X線像に基づき上記アルミニウム板中
    の非金属介在物を検出することを特徴とするアルミニウ
    ム板中の非金属介在物検出方法。
  2. 【請求項2】 上記アルミニウム板を移動させながら上
    記X線の照射を行い、上記透過X線像として、上記移動
    中の残像を反映した透過X線像を撮像することを特徴と
    する請求項1記載のアルミニウム板中の非金属介在物検
    出方法。
  3. 【請求項3】 波長0.3Å〜2.5Åで焦点の大きさ
    が100μm角または直径100μmの円以下の軟X線
    をアルミニウム板に照射するX線照射手段と、 上記X線照射手段より照射されたX線の透過X線像を撮
    像する撮像手段と、 上記X線の照射中に、上記アルミニウム板を上記X線照
    射手段および上記撮像手段に対して相対的に移動させる
    移動手段と、 該撮像手段にて撮像された透過X線像を画像処理し、上
    記アルミニウム板中の非金属介在物を検出する画像処理
    手段と、 を備え、上記撮像手段が、上記移動中の残像を反映させ
    ながら上記透過X線像を撮像するたことを特徴とするア
    ルミニウム板中の非金属介在物検出装置。
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JP2013181811A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Kobe Steel Ltd アルミニウム材内の介在物可視化方法

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