JPH10318951A - 核磁気共鳴及びx線による木材検査装置 - Google Patents

核磁気共鳴及びx線による木材検査装置

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JPH10318951A
JPH10318951A JP9132339A JP13233997A JPH10318951A JP H10318951 A JPH10318951 A JP H10318951A JP 9132339 A JP9132339 A JP 9132339A JP 13233997 A JP13233997 A JP 13233997A JP H10318951 A JPH10318951 A JP H10318951A
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JP
Japan
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wood
ray
nuclear magnetic
magnetic resonance
inspection
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Pending
Application number
JP9132339A
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English (en)
Inventor
Akio Aoki
昭雄 青木
Nobuji Hashimoto
亘司 橋本
Katsuya Hayashi
克哉 林
Hideki Ukago
秀樹 鵜篭
Koji Yamada
浩司 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水
分含有率及び外形を高精度で検出することができる。 【解決手段】 木材2をその軸線方向に移動させるため
の木材移動手段1と、木材2の移動ライン上に設置され
たX線透視手段8と、核磁気共鳴による断層撮影手段1
3とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、核磁気共鳴及び
X線による木材検査装置、特に、木材の年輪、節、腐
れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を高精度で検
出することが可能な、核磁気共鳴及びX線による木材検
査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】木材の腐れ、虫食い等の欠陥の検出は、
木材に打撃を加え、このときの打音によって行うのが一
般的であった。しかしながら、この打音による方法は、
人の勘によるものであるので、正確性に欠け、しかも、
非能率的であった。
【0003】この問題を解決する方法として、特開平8
−145914号公報には、一次元テレビカメラによる
木材欠陥検出装置が開示されている。以下、この木材欠
陥検出装置を従来技術1という。
【0004】別の木材欠陥検出装置として、実開昭60
−25960号公報には、超音波による欠陥の検出装置
が開示されている。以下、この木材欠陥検出装置を従来
技術2という。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術1及び2は、以下のような問題点を有してい
た。
【0006】従来技術1は、木材の外観検査に限られ、
内部欠陥は検出できない。また、従来技術2は、原木の
ように樹皮がある木材の場合には、超音波が樹皮と木部
との境界部分で反射して、内部に入り込みにくい。従っ
て、内部欠陥が検出しにくい。
【0007】従って、この発明の目的は、木材の年輪、
節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を高精
度で検出することが可能な、核磁気共鳴及びX線による
木材検査装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
木材をその軸線方向に移動させるための木材移動手段
と、前記木材の移動ライン上に設置されたX線透視手段
と、核磁気共鳴による断層撮影手段とからなることに特
徴を有するものである。
【0009】請求項2記載の発明は、前記X線透視手段
と前記核磁気共鳴による断層撮影手段とは、前記木材の
同一移動ライン上に設置され、前記X線透視手段は、前
記核磁気共鳴による断層撮影手段に対して、前記木材の
移動方向上流側に設置されていることに特徴を有するも
のである。
【0010】請求項3記載の発明は、前記X線透視手段
又は前記X線断層撮影手段によって検出された、前記木
材の欠陥部分をマーキングするためのマーキング手段を
備えていることに特徴を有するものである。
【0011】核磁気共鳴は、原子核の持つ磁気モーメン
トと角運動量を持つ系とに見られる現象であり、ラーモ
ア周波数と呼ばれる共鳴を起こす各原子核毎に異なる周
波数での共鳴現象である。核磁気共鳴による断層撮影
は、古くから物性、化学等の分野において広く用いら
れ、最近では医学分野における診断に活用されている。
【0012】核磁気共鳴によれば、水素の原子核密度分
布を測定することができる。これによる断層像は、木材
断面の水素密度分布を表している。木材を輪切りにして
内部の水分密度を調べてみると、ほぼ円形の原木の芯か
ら径方向に向かって、即ち、年輪を横切る方向に向かっ
て交互に水分密度が若干変化して、年輪を形ずくってい
る。また、節部の水分密度は、平均的な水分密度より低
い。更に、虫食い等による欠陥は、この部分が空洞にな
っているために水分密度が0に近い。このために、核磁
気共鳴による断層撮影によって測定した木材断面の水分
密度は、木材の内部構造を反映しており、該当する断面
の年輪、節、欠陥を高精度で検出することができる。こ
の他、特定の標準試験片によって予め校正することによ
って、木材の水分含有率を得ることができる。
【0013】一方、X線の吸収は、透過する物質の密度
と関連する。従って、木材を挟んでその両側にX線照射
源と面状X線検出器とを設置し、木材を透過するX線照
射源からのX線を検出器によって検出してX線透視を行
うと、節部は、X線透過線量率が少なく、虫食い等の空
洞部分は、X線透過線量率が多く、これが陰影像として
観察される。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、この発明の、核磁気共鳴及
びX線による木材検査装置の一実施態様を、図面を参照
しながら説明する。
【0015】図1は、この発明の、核磁気共鳴及びX線
による木材検査装置の要部を示す平面図、図2は、この
発明の、核磁気共鳴及びX線による木材検査装置の要部
を示す正面図、図3は、この発明における木材のX線透
視の説明図、図4は、この発明における木材の断層撮影
の説明図、図5は、木材搬出入手段を設けた、この発明
の木材検査装置を示す平面図、図6は、この発明の、核
磁気共鳴及びX線による木材検査装置による木材の検査
フロー図、図7は、この発明の、核磁気共鳴及びX線に
よる木材検査装置による木材の別の検査フロー図であ
る。
【0016】図1から図5において、1は、木材移動手
段である。木材移動手段1は、原木等の木材2の両端を
水平なアーム1Aによって挟持しながら、木材2の軸線
方向に敷設されたレール3に沿って移動する。アーム1
Aの材質は、後述する核磁気共鳴による断層撮影に影響
を及ぼさないためにオーステナイト系ステンレス鋼、セ
ラミックス、アルミニウム等とする。
【0017】4は、木材移動手段1に木材2を搬入する
ための木材搬入手段である。木材搬入手段4は、搬入コ
ンベア5と、搬入コンベア5上の木材2を後述する昇降
機に乗せるための乗継ぎ機6と、木材2を木材移動手段
1のアーム1Aの高さまで水平に持ち上げるための昇降
機7とからなっている。
【0018】8は、木材2の移動ライン上に設置された
X線透視手段であり、図3に示すように、木材2にX線
を照射するためのX線照射源9と、木材2を透過したX
線を検出するための一次元アレイX線検出器10とから
なっている。
【0019】木材2のX線透視像は、次のようにして得
られる。即ち、木材移動手段1により木材2をX線透視
手段8方向に連続的に移動させる。このとき、図3に示
すように、木材2の移動量を検出するためのエンコーダ
11の出力をX軸にとり、X線透視手段8の番地をY軸
にとり、そして、X線透視手段8の出力をZ軸にとれ
ば、X−Y面にX線の透過線量率分布が得られる。そし
て、この分布を画像処理装置12により処理することに
よって、木材2のX線透視像が得られる。この場合、木
材移動手段1によって木材2をその軸線方向に回転させ
れば、より詳細なX線透視像が得られる。
【0020】13は、核磁気共鳴による断層撮影手段で
あり、木材2の移動ライン上において、木材2の移動方
向下流側にX線透視手段8と接近させて設置されてい
る。断層撮影手段13は、図4に示すように、木材2が
挿入される高周波コイル14と高周波コイル14の外周
側にこれと同心円状に設けられた傾斜磁場コイル15と
更に傾斜磁場コイル15の外周側にこれと同心円状に設
けられた静磁場コイル16とを有している。核磁気共鳴
による断層撮影手段13は、X線による断層撮影に比べ
て放射線被爆の危険がないこと及び水を含んだ軟組織部
分のコントラストが良い等の長所を有している。しか
し、データ収集時間が長い。そこで、データ収集時間が
速いX線透視と核磁気共鳴による断層撮影手段と検査結
果に応じて切り換える。X線透視による検査速度は、1
画素当たり約3mmの分解能(節の検出は数mmの分解
能で十分である。)を得るためには、1秒当たり約90
mmである。従って、全長6mmの木材をX線透視によ
り検査するのに要する時間は、約70秒で済む。
【0021】従って、木材2のX線透視によって検出さ
れた欠陥等を更に詳細に検査するような場合には、X線
透視から核磁気共鳴による断層撮影に切り換える。これ
によって検査時間を大幅に短縮することができる。
【0022】17は、マーキング手段であり、検出され
た木材2の例えば、腐れ、虫食い等の欠陥部分にマーキ
ングを施す。18は、マーキングが施された木材2を検
査ラインから搬出するための木材搬出手段である。木材
搬出手段18は、検査が終了した木材2を下降させるた
めの昇降機19と、昇降機19上の木材2を後述する仕
分け用搬出コンベアに乗せ換えるための乗継ぎ機20
と、仕分け用搬出コンベア21からなっている。22
は、仕分け用搬出コンベア21により検査結果に応じて
仕分けされた木材2の貯留用区画である。
【0023】上述したように構成されている、この発明
の、核磁気共鳴又はX線による木材検査装置による検査
方法を、図6の検査フロー図を参照しながら説明する。
搬入コンベア5上の木材2は、一本づつ乗継ぎ機6によ
って昇降機7に乗せられる。木材2は、昇降機7によっ
て木材移動手段1のアーム1Aの高さまで水平に持ち上
げられる。次いで、木材2は、アーム1Aによって挟持
されて、木材移動手段1に固定される。このようにして
木材移動手段1に固定された木材2は、木材移動手段1
によって水平に移動し、X線透視手段8内に導かれる。
【0024】木材2をX線透視手段8内を通過させるこ
とによって、木材2のX線透視を行う。X線透視により
検出された、例えば、腐れ、虫食い等の欠陥を更に詳細
に検査する必要がある場合には、核磁気共鳴による断層
撮影手段13による断層撮影に切り換える。欠陥部分
は、マーキング手段17によってマーキングを施す。断
層撮影終了後は、再びX線透視に切り換える。
【0025】このようにして検査が終了したら検査記録
を作成する。次いで、検査が終了した木材2は、木材移
動手段1から外され、昇降機19及び乗継ぎ機20を経
て仕分け用搬出コンベア21に乗せられる。そして、検
査結果に基づいて所定の区画22に貯留される。
【0026】なお、欠陥の有無にかかわらず、少なくと
も木材2の一箇所の核磁気共鳴による断層撮影を行っ
て、木材2の水分含有率及び年輪を計測する。木材2の
外形は、X線透視によって計測する。
【0027】なお、上述した例は、X線透視と核磁気共
鳴断層撮影とを木材2の同一移動ライン上で行うもので
あるが、図7に示すように、X線透視ステージと核磁気
共鳴断層撮影ステージとを別々にし、先ず、X線透視ス
テージにより欠陥検査(粗検査)を木材全長に亘って行
い、次に、マーキング手段17によるマーキング部分の
精密検査、水分計測及び年輪計測を核磁気共鳴断層撮影
ステージにより行っても良い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、木材の検査結果に応じて適宜X線透視と核磁気共鳴
による断層撮影とを切り換えることが可能であるので、
木材の検査を高速度で行える。即ち、検査速度が速いX
線透視によって検査を行い、この検査によって例えば、
詳細な検査が必要な腐れ等の欠陥が検出された場合に
は、検査速度は遅いが詳細な検査が可能な核磁気共鳴に
よる断層撮影に切り換えることが可能である。従って、
年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形
検査を高速度且つ高精度で行えるといった有用な効果が
もたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の、核磁気共鳴及びX線による木材検
査装置の要部を示す平面図である。
【図2】この発明の、核磁気共鳴及びX線による木材検
査装置の要部を示す正面図である。
【図3】この発明における木材のX線透視の説明図であ
る。
【図4】この発明における木材の断層撮影の説明図であ
る。
【図5】木材搬出入手段を設けた、この発明の木材検査
装置を示す平面図である。
【図6】この発明の、核磁気共鳴及びX線による木材検
査装置による木材の検査フロー図である。
【図7】この発明の、核磁気共鳴及びX線による木材検
査装置による木材の別の検査フロー図である。
【符号の説明】
1:木材移動手段 1A:アーム 2:木材 3:レール 4:木材搬入手段 5:搬入コンベア 6:乗継ぎ機 7:昇降機 8:X線透視手段 9:X線照射源 10:X線検出器 11:エンコーダ 12:画像処理装置 13:断層撮影手段 14:高周波コイル 15:傾斜磁場コイル 16:静磁場コイル 17:マーキング手段 18:木材搬出手段 19:昇降機 20:乗継ぎ機 21:搬出コンベア 22:区画
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜篭 秀樹 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山田 浩司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 木材をその軸線方向に移動させるための
    木材移動手段と、前記木材の移動ライン上に設置された
    X線透視手段と、核磁気共鳴による断層撮影手段とから
    なることを特徴とする、核磁気共鳴及びX線による木材
    検査装置。
  2. 【請求項2】 前記X線透視手段と前記核磁気共鳴によ
    る断層撮影手段とは、前記木材の同一移動ライン上に設
    置され、前記X線透視手段は、前記核磁気共鳴による断
    層撮影手段に対して、前記木材の移動方向上流側に設置
    されていることを特徴とする、請求項1記載の木材検査
    装置。
  3. 【請求項3】 前記X線透視手段又は前記X線断層撮影
    手段によって検出された、前記木材の欠陥部分をマーキ
    ングするためのマーキング手段を備えていることを特徴
    とする、請求項1又は2記載の木材検査装置。
JP9132339A 1997-05-22 1997-05-22 核磁気共鳴及びx線による木材検査装置 Pending JPH10318951A (ja)

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