JPH10227734A - 密度分布測定装置及び方法 - Google Patents
密度分布測定装置及び方法Info
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- JPH10227734A JPH10227734A JP9031536A JP3153697A JPH10227734A JP H10227734 A JPH10227734 A JP H10227734A JP 9031536 A JP9031536 A JP 9031536A JP 3153697 A JP3153697 A JP 3153697A JP H10227734 A JPH10227734 A JP H10227734A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検査体のＸ線投影像をリアルタイムに測
定、表示できる装置を提供し、また、管電圧などのゆら
ぎ、温度や湿度の変動などによる測定条件の変化に対応
できる密度測定方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 微少焦点Ｘ線源を備えるＸ線発生器５
と、試料１を設置する試料取付台２と、試料１のＸ線投
影像を検出するＸ線検出器２１と、Ｘ線投影像の検出デ
ータを処理する演算器６と、Ｘ線投影像などを表示する
表示器７と、記録器８とからなる装置において、密度の
互いに異なる二種類の既知試料と、未知試料とを同時に
Ｘ線撮影し、演算器６にて、そのＸ線投影像の検出デー
タを基に、未知試料の密度分布を演算し、ＣＲＴ等の表
示器７にその密度分布を表示する。
定、表示できる装置を提供し、また、管電圧などのゆら
ぎ、温度や湿度の変動などによる測定条件の変化に対応
できる密度測定方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 微少焦点Ｘ線源を備えるＸ線発生器５
と、試料１を設置する試料取付台２と、試料１のＸ線投
影像を検出するＸ線検出器２１と、Ｘ線投影像の検出デ
ータを処理する演算器６と、Ｘ線投影像などを表示する
表示器７と、記録器８とからなる装置において、密度の
互いに異なる二種類の既知試料と、未知試料とを同時に
Ｘ線撮影し、演算器６にて、そのＸ線投影像の検出デー
タを基に、未知試料の密度分布を演算し、ＣＲＴ等の表
示器７にその密度分布を表示する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線を用いて被検
査体のＸ線投影二次元像および密度分布を測定する装置
および方法に関し、特に、セメント系調合材料等の建築
資材のＸ線投影二次元像および密度分布を測定してその
材質と不良とを判別するための装置および方法に関す
る。
査体のＸ線投影二次元像および密度分布を測定する装置
および方法に関し、特に、セメント系調合材料等の建築
資材のＸ線投影二次元像および密度分布を測定してその
材質と不良とを判別するための装置および方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】セメント系調合材料等の建築資材では、
製造条件、日々の気象条件、または保存状態などによっ
てその材質が変わる場合があり、資材の密度が不均一に
なったり、資材中に空洞が生じて建築資材としての要求
水準に達しなくなる場合がある。
製造条件、日々の気象条件、または保存状態などによっ
てその材質が変わる場合があり、資材の密度が不均一に
なったり、資材中に空洞が生じて建築資材としての要求
水準に達しなくなる場合がある。
【０００３】従来、これら建築資材の不良を発見するた
めに、放射線を利用した密度測定器、例えば、ドイツお
よび米国のＥＷＳ社（Electronic Wood Systems Compan
y ）製の密度測定器などが市販されている。このような
密度測定器は、241 Ａｍ等による放射線を幅可変のスリ
ットまたはピンホールを通して被検査体に照射し、この
被検査体を透過した放射線の強度をシンチレーション検
出器などで検出し密度を測定するもので、そのスリット
またはピンホールを移動させることで被検査体の密度分
布を測定し得て、被検査体の材質を特定する、または不
良部位を発見するものである。
めに、放射線を利用した密度測定器、例えば、ドイツお
よび米国のＥＷＳ社（Electronic Wood Systems Compan
y ）製の密度測定器などが市販されている。このような
密度測定器は、241 Ａｍ等による放射線を幅可変のスリ
ットまたはピンホールを通して被検査体に照射し、この
被検査体を透過した放射線の強度をシンチレーション検
出器などで検出し密度を測定するもので、そのスリット
またはピンホールを移動させることで被検査体の密度分
布を測定し得て、被検査体の材質を特定する、または不
良部位を発見するものである。
【０００４】一方、Ｘ線源を利用するものとしては、特
開平3 −162646号公報（名称：多孔質材用密度検出装
置）などの文献で開示されている発明がある。この発明
は、粉末ラインにおける多孔質材用密度検出装置に関
し、多孔質材にＸ線を照射し、この多孔質材を透過した
Ｘ線を検出し、入射Ｘ線強度と透過Ｘ線強度と、厚さ計
が計測した多孔質材の厚さとから次式を用いて多孔質材
の密度を演算するものである。
開平3 −162646号公報（名称：多孔質材用密度検出装
置）などの文献で開示されている発明がある。この発明
は、粉末ラインにおける多孔質材用密度検出装置に関
し、多孔質材にＸ線を照射し、この多孔質材を透過した
Ｘ線を検出し、入射Ｘ線強度と透過Ｘ線強度と、厚さ計
が計測した多孔質材の厚さとから次式を用いて多孔質材
の密度を演算するものである。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、I 0:入射Ｘ線の強度、I : 透過Ｘ
線の強度、δ: 被検査体の厚さ、ρ: 被検査体の密度、
μ: 被検査体の質量吸収係数。そして、この文献の発明
は、この演算結果を用いて、ライン中でこの多孔質材の
密度が一定になるように粉末圧延装置をフィードバック
制御出来るというものでもある。
線の強度、δ: 被検査体の厚さ、ρ: 被検査体の密度、
μ: 被検査体の質量吸収係数。そして、この文献の発明
は、この演算結果を用いて、ライン中でこの多孔質材の
密度が一定になるように粉末圧延装置をフィードバック
制御出来るというものでもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の密度測
定装置では、被検査体の密度分布を得るためには、スリ
ットまたはピンホールからの放射線ビームまたはＸ線ビ
ームを被検査体に照射させて、その透過放射線または透
過Ｘ線という一次元情報を検出しつつ、スリットまたは
ピンホールを移動させて、被検査体を放射線ビームまた
はＸ線ビームで走査することによって、透過放射線また
は透過Ｘ線の強度分布を検出し、被検査体の密度分布を
測定して二次元情報を得ていた。しかし、被検査体の表
面を走査するには時間がかかるために、測定に時間がか
かるという問題があった。
定装置では、被検査体の密度分布を得るためには、スリ
ットまたはピンホールからの放射線ビームまたはＸ線ビ
ームを被検査体に照射させて、その透過放射線または透
過Ｘ線という一次元情報を検出しつつ、スリットまたは
ピンホールを移動させて、被検査体を放射線ビームまた
はＸ線ビームで走査することによって、透過放射線また
は透過Ｘ線の強度分布を検出し、被検査体の密度分布を
測定して二次元情報を得ていた。しかし、被検査体の表
面を走査するには時間がかかるために、測定に時間がか
かるという問題があった。
【０００８】上述した放射線を利用した密度測定器をセ
メント系調合材料などの建築資材に対して使用すると、
被検査体の５ｍｍ幅の範囲を走査測定するのに、５〜１
０分の時間を要する。従って、生産ラインでの被検査体
の品質チェックが遅れるために生産効率が制限される。
また、人体への安全性の問題から、例えば日本では、政
令等によって一定条件下で放射線の出力の大きさを100
マイクロキュリー以下にしなければならないとの制限が
設けられているので、必要な分解能を得るには試料への
放射線の照射時間および測定時間を長くしなければなら
ないという問題もあった。
メント系調合材料などの建築資材に対して使用すると、
被検査体の５ｍｍ幅の範囲を走査測定するのに、５〜１
０分の時間を要する。従って、生産ラインでの被検査体
の品質チェックが遅れるために生産効率が制限される。
また、人体への安全性の問題から、例えば日本では、政
令等によって一定条件下で放射線の出力の大きさを100
マイクロキュリー以下にしなければならないとの制限が
設けられているので、必要な分解能を得るには試料への
放射線の照射時間および測定時間を長くしなければなら
ないという問題もあった。
【０００９】一方、上記文献での（１）式を用いる密度
演算方法は周知のものである。この器による密度の測定
精度は、入射Ｘ線の強度と予め求められた質量吸収係数
との精度に依存する。入射Ｘ線の強度Ｉ0 は管電圧また
は管電流の大きさによって推定されるが、実際に被検査
体に到達する入射Ｘ線の強度は、Ｘ線管の管電圧または
管電流のゆらぎ、湿度や温度の変動、または装置がＸ線
へ与える影響その他の測定条件によって変わる。従っ
て、このときに演算される被検査体の密度は現実の値と
異なる場合があるという問題があった。
演算方法は周知のものである。この器による密度の測定
精度は、入射Ｘ線の強度と予め求められた質量吸収係数
との精度に依存する。入射Ｘ線の強度Ｉ0 は管電圧また
は管電流の大きさによって推定されるが、実際に被検査
体に到達する入射Ｘ線の強度は、Ｘ線管の管電圧または
管電流のゆらぎ、湿度や温度の変動、または装置がＸ線
へ与える影響その他の測定条件によって変わる。従っ
て、このときに演算される被検査体の密度は現実の値と
異なる場合があるという問題があった。
【００１０】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
消するために創案されたものであり、リアルタイムに被
検査体のＸ線投影二次元像を検出して表示する手段と、
測定条件に左右されない精度の良い密度分布を得る方法
とを提供することを目的とする。
消するために創案されたものであり、リアルタイムに被
検査体のＸ線投影二次元像を検出して表示する手段と、
測定条件に左右されない精度の良い密度分布を得る方法
とを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、単または複数
の試料を並列して設置することが出来る試料取付台と、
微小焦点源を備えたＸ線発生器と、試料のＸ線投影二次
元像を検出するＸ線検出器と、この二次元像を表示する
表示器と、この二次元像の画像信号を入力する演算器
と、この二次元像を表示する表示器と、上記二次元像の
データを記録・保存することが可能な記録器とを備えた
密度分布測定装置である。ここで、試料取付台に、試料
を上下左右または前後に移動させられる機構を備える
と、Ｘ線発生源からの位置と距離に応じて、試料のＸ線
投影像の像移動、部分拡大、または部分縮小という表示
が可能となる。
の試料を並列して設置することが出来る試料取付台と、
微小焦点源を備えたＸ線発生器と、試料のＸ線投影二次
元像を検出するＸ線検出器と、この二次元像を表示する
表示器と、この二次元像の画像信号を入力する演算器
と、この二次元像を表示する表示器と、上記二次元像の
データを記録・保存することが可能な記録器とを備えた
密度分布測定装置である。ここで、試料取付台に、試料
を上下左右または前後に移動させられる機構を備える
と、Ｘ線発生源からの位置と距離に応じて、試料のＸ線
投影像の像移動、部分拡大、または部分縮小という表示
が可能となる。
【００１２】次に、測定対象である未知試料の密度分布
を測定する手段を以下に説明する。上記試料取付台に、
未知試料と同組成、密度および厚さが既知、および、密
度が互いに異なる二種類の既知試料と、未知試料とを並
べて設置する。そして、これら二種類の既知試料と未知
試料とを同時にＸ線撮影しつつ、そのＸ線投影二次元像
を検出し、表示し、または記録・保存する。さらに、既
知試料と未知試料のＸ線投影二次元像の適当範囲を選択
して、この適当範囲に対する上記二種類の既知試料のＸ
線透過量、密度、および厚さのデータを基にして、未知
試料の密度分布が演算され、表示され、または記録・保
存される。
を測定する手段を以下に説明する。上記試料取付台に、
未知試料と同組成、密度および厚さが既知、および、密
度が互いに異なる二種類の既知試料と、未知試料とを並
べて設置する。そして、これら二種類の既知試料と未知
試料とを同時にＸ線撮影しつつ、そのＸ線投影二次元像
を検出し、表示し、または記録・保存する。さらに、既
知試料と未知試料のＸ線投影二次元像の適当範囲を選択
して、この適当範囲に対する上記二種類の既知試料のＸ
線透過量、密度、および厚さのデータを基にして、未知
試料の密度分布が演算され、表示され、または記録・保
存される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施例を
挙げる。図１は、本発明の密度分布測定装置の主な構成
を示す図である。測定対象である試料１は試料取付台２
に設置される。この試料１は、セメント系調合材料など
の建築資材の一部を一定の厚さで切り取った直方体を想
定することとし、Ｘ線９は、この直方体の厚さ方向へ透
過することとする。Ｘ線発生器５は微小焦点Ｘ線管を備
えており、この微小焦点Ｘ線管で生成されたＸ線９が試
料１へ照射され、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ
線映像増倍管）３において試料１のＸ線投影二次元像が
受光され、増幅して再生される。そして、この再生され
たＸ線投影二次元像が、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像系
４で検出されて、この検出信号は、演算器６へ入力され
る。この演算器６において入力信号が処理されて、表示
器７においてＸ線投影二次元像が表示され、同時に、密
度分布も演算される。これらのＸ線投影二次元像および
密度分布のデータは、記録器８に記録・保存されること
ができる。ここで、試料取付台２に、試料を上下左右ま
たは前後に移動させられる機構を備えると、Ｘ線発生器
５と試料の照射面との法線距離および直線距離を調整す
ることによって、試料のＸ線投影二次元像の像移動、部
分拡大、または部分縮小を行うことが可能となり、試料
の特定部位を表示器７で観察することが容易になる。ま
た、演算器６にはパーソナルコンピュータを用い、表示
器７にはＣＲＴを用い、記録器８にはＨＤＤやビデオレ
コーダーなどを用いるのが簡便である。
挙げる。図１は、本発明の密度分布測定装置の主な構成
を示す図である。測定対象である試料１は試料取付台２
に設置される。この試料１は、セメント系調合材料など
の建築資材の一部を一定の厚さで切り取った直方体を想
定することとし、Ｘ線９は、この直方体の厚さ方向へ透
過することとする。Ｘ線発生器５は微小焦点Ｘ線管を備
えており、この微小焦点Ｘ線管で生成されたＸ線９が試
料１へ照射され、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ
線映像増倍管）３において試料１のＸ線投影二次元像が
受光され、増幅して再生される。そして、この再生され
たＸ線投影二次元像が、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像系
４で検出されて、この検出信号は、演算器６へ入力され
る。この演算器６において入力信号が処理されて、表示
器７においてＸ線投影二次元像が表示され、同時に、密
度分布も演算される。これらのＸ線投影二次元像および
密度分布のデータは、記録器８に記録・保存されること
ができる。ここで、試料取付台２に、試料を上下左右ま
たは前後に移動させられる機構を備えると、Ｘ線発生器
５と試料の照射面との法線距離および直線距離を調整す
ることによって、試料のＸ線投影二次元像の像移動、部
分拡大、または部分縮小を行うことが可能となり、試料
の特定部位を表示器７で観察することが容易になる。ま
た、演算器６にはパーソナルコンピュータを用い、表示
器７にはＣＲＴを用い、記録器８にはＨＤＤやビデオレ
コーダーなどを用いるのが簡便である。
【００１４】ところで、Ｘ線イメージインテンシファイ
ア３とは、光電変換管のひとつで、Ｘ線像を受光面で受
け、放出される電子を電子レンズによって加速収集し、
出力蛍光面に電子像を結像させるものである。また、Ｃ
ＣＤ撮像系４とは、ＣＣＤにフォトダイオードを組み合
わせた撮像用の半導体素子を用いたカメラであり、すぐ
れた空間的分解能を有し、一般的なビデオ信号を出力す
るものである。
ア３とは、光電変換管のひとつで、Ｘ線像を受光面で受
け、放出される電子を電子レンズによって加速収集し、
出力蛍光面に電子像を結像させるものである。また、Ｃ
ＣＤ撮像系４とは、ＣＣＤにフォトダイオードを組み合
わせた撮像用の半導体素子を用いたカメラであり、すぐ
れた空間的分解能を有し、一般的なビデオ信号を出力す
るものである。
【００１５】次に、図２において、試料の密度分布を測
定する際の、試料取付台２に試料を設置する一実施例を
示す。試料取付台２の中央に、測定対象である厚さが既
知で密度が未知の未知試料１０が設置され、この未知試
料１０の両脇に、未知試料１０と同組成で、密度および
厚さが既知の既知試料１１が設置される。未知試料１０
と既知試料１１との間には、それらの境界を示すための
ステンレスやアルミニウム等からなる薄いスペーサー１
２を挟んで、Ｘ線投影像にそれらの境界が明確に現れる
ようにする。これら既知試料１１には、互いに密度が異
なるものを使用する。この実施例では、試料取付台２が
前後左右の方向へ移動することによって、試料にＸ線９
が照射される位置が変わると同時に、表示器７において
リアルタイムにそのＸ線投影像も横移動する。また、試
料取付台２が上下方向に移動することによっても、Ｘ線
発生器５と試料との距離が変わることで、試料にＸ線９
が照射される面積が変わるため、表示器７においてリア
ルタイムにそのＸ線投影像も部分拡大、部分縮小する。
定する際の、試料取付台２に試料を設置する一実施例を
示す。試料取付台２の中央に、測定対象である厚さが既
知で密度が未知の未知試料１０が設置され、この未知試
料１０の両脇に、未知試料１０と同組成で、密度および
厚さが既知の既知試料１１が設置される。未知試料１０
と既知試料１１との間には、それらの境界を示すための
ステンレスやアルミニウム等からなる薄いスペーサー１
２を挟んで、Ｘ線投影像にそれらの境界が明確に現れる
ようにする。これら既知試料１１には、互いに密度が異
なるものを使用する。この実施例では、試料取付台２が
前後左右の方向へ移動することによって、試料にＸ線９
が照射される位置が変わると同時に、表示器７において
リアルタイムにそのＸ線投影像も横移動する。また、試
料取付台２が上下方向に移動することによっても、Ｘ線
発生器５と試料との距離が変わることで、試料にＸ線９
が照射される面積が変わるため、表示器７においてリア
ルタイムにそのＸ線投影像も部分拡大、部分縮小する。
【００１６】このようにしてＸ線撮影して得られたＸ線
投影二次元像の表示の一実施例が、図３に示される。こ
の図３には、ＣＲＴ画面２２に解析ソフトの一実施例が
示されていて、ＣＣＤ撮像系視野１７内に未知試料、既
知試料、およびスペーサーのＸ線投影像１４〜１６が表
示されている。以下に、図３を用いて、未知試料の密度
分布を演算する方法を説明する。まず、画像処理を経て
ＣＲＴに表示されたこの投影像の適当領域として、例え
ば図３に記載されたＡ−Ａ’の線分をマウスなどを用い
て指定する。そして、既知試料と未知試料とを横切る線
分上の画素情報から、それぞれの試料のＸ線透過量分布
が計測されて、表示される。
投影二次元像の表示の一実施例が、図３に示される。こ
の図３には、ＣＲＴ画面２２に解析ソフトの一実施例が
示されていて、ＣＣＤ撮像系視野１７内に未知試料、既
知試料、およびスペーサーのＸ線投影像１４〜１６が表
示されている。以下に、図３を用いて、未知試料の密度
分布を演算する方法を説明する。まず、画像処理を経て
ＣＲＴに表示されたこの投影像の適当領域として、例え
ば図３に記載されたＡ−Ａ’の線分をマウスなどを用い
て指定する。そして、既知試料と未知試料とを横切る線
分上の画素情報から、それぞれの試料のＸ線透過量分布
が計測されて、表示される。
【００１７】次に、密度の異なる二種類の既知試料を横
切る線分上の画素情報を平均化して、二種類の既知試料
の各々に対する二つのＸ線透過量平均値が求まる。この
平均値と、既知試料の厚さおよび密度とから、上記
（１）式の変形式を用いることで、未知試料の密度分布
が演算される。すなわち、未知試料を横切る線分上の各
点において、次の（２）式および（３）式が成立するの
で、両式から質量吸収係数μおよび定数Ｃが求められ
て、次の（４）式にμおよびＣを代入して、未知試料の
密度ρが計算される。
切る線分上の画素情報を平均化して、二種類の既知試料
の各々に対する二つのＸ線透過量平均値が求まる。この
平均値と、既知試料の厚さおよび密度とから、上記
（１）式の変形式を用いることで、未知試料の密度分布
が演算される。すなわち、未知試料を横切る線分上の各
点において、次の（２）式および（３）式が成立するの
で、両式から質量吸収係数μおよび定数Ｃが求められ
て、次の（４）式にμおよびＣを代入して、未知試料の
密度ρが計算される。
【００１８】
【数２】
【００１９】ここで、ρ1 、ρ2 は二種類の既知試料の
密度（g ／cm3 ）、I 1 、I 2 は二種類の既知試料のＸ
線透過量平均値、δ1 、δ2 は二種類の既知試料の厚さ
（cm）であり、ρは画素上の一点に対する未知試料の密
度（g ／cm3 ）、I は画素上の一点に対する未知試料の
Ｘ線透過量、μは未知試料および既知試料の質量吸収係
数（cm2 ／g ）である。また、上記定数Ｃは、既知試料
および未知試料への入射Ｘ線の強度と、装置固有のパラ
メータとを含む量である。Ｘ線が、Ｘ線管から試料へ到
達する間や、試料を透過して検出器に到達する間に外部
から受ける影響を、この定数Ｃに含めることができるの
である。
密度（g ／cm3 ）、I 1 、I 2 は二種類の既知試料のＸ
線透過量平均値、δ1 、δ2 は二種類の既知試料の厚さ
（cm）であり、ρは画素上の一点に対する未知試料の密
度（g ／cm3 ）、I は画素上の一点に対する未知試料の
Ｘ線透過量、μは未知試料および既知試料の質量吸収係
数（cm2 ／g ）である。また、上記定数Ｃは、既知試料
および未知試料への入射Ｘ線の強度と、装置固有のパラ
メータとを含む量である。Ｘ線が、Ｘ線管から試料へ到
達する間や、試料を透過して検出器に到達する間に外部
から受ける影響を、この定数Ｃに含めることができるの
である。
【００２０】図４は、このようにして求められた密度分
布をＣＲＴなどの表示器７で表示した一実施例である。
この図４では、ＣＲＴ画面２２に解析ソフトの一実施例
が示されていて、画面中央に未知試料の密度分布１８が
示され、この密度分布の両脇に、二種類の既知試料の密
度分布１９が示されている。また、未知試料の密度分布
１８と既知試料の密度分布１９との間に、スペーサーの
高密度分布２０が示されている。そして、そのデータを
ＨＤＤやビデオレコーダなどの記録器８に記録・保存す
ることもできる。
布をＣＲＴなどの表示器７で表示した一実施例である。
この図４では、ＣＲＴ画面２２に解析ソフトの一実施例
が示されていて、画面中央に未知試料の密度分布１８が
示され、この密度分布の両脇に、二種類の既知試料の密
度分布１９が示されている。また、未知試料の密度分布
１８と既知試料の密度分布１９との間に、スペーサーの
高密度分布２０が示されている。そして、そのデータを
ＨＤＤやビデオレコーダなどの記録器８に記録・保存す
ることもできる。
【００２１】図５は、微小焦点Ｘ線管を用いた場合の、
試料の密度とＸ線透過比率との関係を示したグラフであ
る。この実施例では、試料の厚さは、2.0 〜6.0 ｃｍで
あると想定している。セメント系調合材料などの建築資
材を測定対象とした場合、その密度範囲は、0.4 〜0.8
g ／cm3 である。図５においては、厚さが2.5 ｃｍと5.
0 ｃｍの二種類の試料を用いてＸ線透過比率を測定した
結果を示している。図５から、この数値範囲での微少焦
点Ｘ線管の所要電圧は、２８ｋＶ以上とすることが望ま
しいと解る。なぜなら、グラフ中の直線の傾きの大きさ
は、Ｘ線管の管電圧が小さくなるにつれて大きくなるの
で、この管電圧がある値以下になると、グラフの直線の
傾きの大きさが大きくなり過ぎて、Ｘ線透過比率の僅か
の変動に対しても密度測定値が大きく変動する。つま
り、Ｘ線検出時の誤差の範囲の変動も密度測定値に大き
く影響するのである。従って、その管電圧は、２８ｋＶ
以上とするのが望ましい。
試料の密度とＸ線透過比率との関係を示したグラフであ
る。この実施例では、試料の厚さは、2.0 〜6.0 ｃｍで
あると想定している。セメント系調合材料などの建築資
材を測定対象とした場合、その密度範囲は、0.4 〜0.8
g ／cm3 である。図５においては、厚さが2.5 ｃｍと5.
0 ｃｍの二種類の試料を用いてＸ線透過比率を測定した
結果を示している。図５から、この数値範囲での微少焦
点Ｘ線管の所要電圧は、２８ｋＶ以上とすることが望ま
しいと解る。なぜなら、グラフ中の直線の傾きの大きさ
は、Ｘ線管の管電圧が小さくなるにつれて大きくなるの
で、この管電圧がある値以下になると、グラフの直線の
傾きの大きさが大きくなり過ぎて、Ｘ線透過比率の僅か
の変動に対しても密度測定値が大きく変動する。つま
り、Ｘ線検出時の誤差の範囲の変動も密度測定値に大き
く影響するのである。従って、その管電圧は、２８ｋＶ
以上とするのが望ましい。
【００２２】また、上記演算器に、従来、ＣＴ（Comput
er Tomography 、コンピューター断層撮影法）で用いら
れた計算アルゴリズムを組入れて、上記試料取付台２
に、試料を回転させる機構を加えることによって、試料
を回転させつつ各方向からのＸ線投影量を測定し、それ
に計算機処理をほどこして、試料の密度分布またはＸ線
投影量分布の断面像を再生することが出来て、試料の特
定断面の欠陥部位を一目で判別することが可能となる。
er Tomography 、コンピューター断層撮影法）で用いら
れた計算アルゴリズムを組入れて、上記試料取付台２
に、試料を回転させる機構を加えることによって、試料
を回転させつつ各方向からのＸ線投影量を測定し、それ
に計算機処理をほどこして、試料の密度分布またはＸ線
投影量分布の断面像を再生することが出来て、試料の特
定断面の欠陥部位を一目で判別することが可能となる。
【００２３】また、図２での上述した試料取付台２に設
置する未知試料１０の個数は、１個であったが、試料取
付台２に複数個の未知試料を並べて設置し、同時にＸ線
投影二次元像を得てリアルタイムに表示し、それらの密
度分布を演算して表示し、それらのデータを記録・保存
することもできる。
置する未知試料１０の個数は、１個であったが、試料取
付台２に複数個の未知試料を並べて設置し、同時にＸ線
投影二次元像を得てリアルタイムに表示し、それらの密
度分布を演算して表示し、それらのデータを記録・保存
することもできる。
【００２４】また、演算器に、予め、様々な種類の試料
の厚さ、密度、または質量吸収係数などの情報を入力し
ておくと、既知試料の透過Ｘ線を検出する手順を省略す
ることができると、より早い測定も可能となる。
の厚さ、密度、または質量吸収係数などの情報を入力し
ておくと、既知試料の透過Ｘ線を検出する手順を省略す
ることができると、より早い測定も可能となる。
【００２５】また、演算器に、Ｘ線発生器または試料取
付台と制御信号をやりとりするためのインターフェイス
を設けると、Ｘ線発生器で生成されるＸ線の出力、また
は、試料固定台に設置された試料の位置制御などを演算
器において遠隔操作できるので、効率の良い測定が可能
である。
付台と制御信号をやりとりするためのインターフェイス
を設けると、Ｘ線発生器で生成されるＸ線の出力、また
は、試料固定台に設置された試料の位置制御などを演算
器において遠隔操作できるので、効率の良い測定が可能
である。
【００２６】そして、本発明は、測定対象をセメント系
調合材料等の建築資材にのみ限定しないで、塗装鋼板、
メッキ鋼板、又は積層物などの検査に用いることも可能
である。
調合材料等の建築資材にのみ限定しないで、塗装鋼板、
メッキ鋼板、又は積層物などの検査に用いることも可能
である。
【００２７】
【発明の効果】微小焦点源を備えるＸ線発生器と、Ｘ線
投影二次元像を検出するＸ線検出器と、複数の試料を並
列に設置できる試料取付台とを用いることによって、試
料のＸ線投影二次元像、すなわちＸ線透過量分布を、表
示器を通してリアルタイムに観察できて、複数の試料を
同時に比較することができる。従って、外見から判別で
きない試料中のパンクや密度異常の部位を目視で素早く
確認でき、大量の試料を短時間に検査することが可能と
なる。
投影二次元像を検出するＸ線検出器と、複数の試料を並
列に設置できる試料取付台とを用いることによって、試
料のＸ線投影二次元像、すなわちＸ線透過量分布を、表
示器を通してリアルタイムに観察できて、複数の試料を
同時に比較することができる。従って、外見から判別で
きない試料中のパンクや密度異常の部位を目視で素早く
確認でき、大量の試料を短時間に検査することが可能と
なる。
【００２８】また、密度の異なる二種類の既知試料を検
査対象である未知試料と並べて同時にＸ線撮影し、未知
試料の密度分布を測定する方法をとることによって、Ｘ
線管の管電圧または管電流のゆらぎ、湿度や温度の変
動、または装置がＸ線へ与える影響などの測定条件にか
かわらず、精度の良い密度分布を得ることができるの
で、より正確な試料の検査が可能となる。
査対象である未知試料と並べて同時にＸ線撮影し、未知
試料の密度分布を測定する方法をとることによって、Ｘ
線管の管電圧または管電流のゆらぎ、湿度や温度の変
動、または装置がＸ線へ与える影響などの測定条件にか
かわらず、精度の良い密度分布を得ることができるの
で、より正確な試料の検査が可能となる。
【図１】本発明の構成を示す一実施例を示す図。
【図２】試料取付台に試料を設置する状態を示す図。
【図３】試料のＸ線投影像を示す簡略図。
【図４】試料の密度分布を示す簡略図。
【図５】セメント系調合材料の密度に対するＸ線透過比
率の計算結果を示す図。
率の計算結果を示す図。
１ 試料 ２ 試料取付台 ３ Ｘ線イメージインテンシファイア ４ ＣＣＤ撮像
系 ５ Ｘ線発生器 ６ 演算器 ７ 表示器 ８ 記録器 ９ Ｘ線 １０ 未知試料 １１ 既知試料 １２ スペーサ
ー １３ Ｘ線発生口 １４ 未知試料
のＸ線投影像 １５ 既知試料のＸ線投影像 １６ スペーサ
ーのＸ線投影像 １７ ＣＣＤ撮像系視野 １８ 未知試料
の密度分布 １９ 既知試料の密度分布 ２０ スペーサ
ーの密度分布 ２１ Ｘ線検出器 ２２ ＣＲＴ画
面
系 ５ Ｘ線発生器 ６ 演算器 ７ 表示器 ８ 記録器 ９ Ｘ線 １０ 未知試料 １１ 既知試料 １２ スペーサ
ー １３ Ｘ線発生口 １４ 未知試料
のＸ線投影像 １５ 既知試料のＸ線投影像 １６ スペーサ
ーのＸ線投影像 １７ ＣＣＤ撮像系視野 １８ 未知試料
の密度分布 １９ 既知試料の密度分布 ２０ スペーサ
ーの密度分布 ２１ Ｘ線検出器 ２２ ＣＲＴ画
面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 雅之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 矢野 博明 神戸市垂水区本多聞３丁目５番18号 セン サ・システム株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 単または複数の試料が設置され得る試料
取付台と、該試料への入射Ｘ線を発生するための微小焦
点源を備えるＸ線発生器と、前記試料のＸ線投影二次元
像を検出するＸ線検出器と、該Ｘ線投影二次元像の検出
信号が入力される演算器と、前記Ｘ線投影二次元像を表
示する表示器とを備えて、該演算器において、未知試料
と同組成且つ密度および厚さが既知の既知試料を用い
て、密度の互いに異なる二種類の前記既知試料のＸ線投
影二次元像の検出信号を基にして、試料への入射Ｘ線の
強度、および装置固有のパラメータを含む量と、質量吸
収係数とを連立方程式の解として求め、これらの解と未
知試料のＸ線投影二次元像の検出信号とから、単または
複数の未知試料の密度分布を演算し、表示器において表
示し、または記録器において記録・保存することを特徴
とする密度分布測定装置。 - 【請求項２】 試料取付台に設置された試料が上下左右
または前後に移動させられる機構が備えられることで、
表示器において試料のＸ線投影二次元像の像移動、部分
拡大、または部分縮小が行われることを特徴とする請求
項１記載の密度分布測定装置。 - 【請求項３】 未知試料と同組成且つ密度および厚さが
既知で、密度の互いに異なる二種類の既知試料と、単ま
たは複数の未知試料とを共にＸ線撮影して、そのＸ線投
影二次元像を検出し、表示し、または記録・保存して、
未知試料および既知試料の前記Ｘ線投影二次元像の特定
範囲を選択し、前記二種類の既知試料のＸ線投影二次元
像の強度情報を基にして、試料への入射Ｘ線の強度、お
よび装置固有のパラメータを含む量と、質量吸収係数と
を連立方程式の解として求め、これらの解と未知試料の
Ｘ線投影二次元像の強度情報とを用いて、単または複数
の未知試料の密度分布を演算し、表示し、または記録・
保存することを特徴とする密度分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031536A JPH10227734A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 密度分布測定装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031536A JPH10227734A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 密度分布測定装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227734A true JPH10227734A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12333925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9031536A Pending JPH10227734A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 密度分布測定装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10227734A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134737A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-06-05 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 冰川冰雪密度的测量方法及装置 |
| IT201600093579A1 (it) * | 2016-09-16 | 2018-03-16 | Sacmi | Metodo e apparato per la formatura di manufatti di polveri compattate |
| CN111521519A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-11 | 河海大学 | 一种用于测量饱和土中水泥与土比例的探头及方法 |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP9031536A patent/JPH10227734A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134737A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-06-05 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 冰川冰雪密度的测量方法及装置 |
| IT201600093579A1 (it) * | 2016-09-16 | 2018-03-16 | Sacmi | Metodo e apparato per la formatura di manufatti di polveri compattate |
| WO2018051257A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Sacmi Cooperativa Meccanici Imola Societa' Cooperativa | Method and apparatus for forming compacted powder products |
| US11345060B2 (en) | 2016-09-16 | 2022-05-31 | Sacmi Cooperativa Meccanici Imola Societa' Cooperativa | Method and apparatus for forming compacted powder products |
| CN111521519A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-11 | 河海大学 | 一种用于测量饱和土中水泥与土比例的探头及方法 |
| CN111521519B (zh) * | 2020-05-09 | 2021-09-17 | 河海大学 | 一种用于测量饱和土中水泥与土比例的探头及方法 |
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