JPH11142129A - 放射線厚さ計 - Google Patents

放射線厚さ計

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JPH11142129A
JPH11142129A JP30523497A JP30523497A JPH11142129A JP H11142129 A JPH11142129 A JP H11142129A JP 30523497 A JP30523497 A JP 30523497A JP 30523497 A JP30523497 A JP 30523497A JP H11142129 A JPH11142129 A JP H11142129A
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JP
Japan
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radiation
measuring means
measured
scanning
thickness
Prior art date
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JP30523497A
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English (en)
Inventor
Kyoichi Miyashita
恭一 宮下
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Earthnix Corp
Original Assignee
Earthnix Corp
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Publication date
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Publication of JPH11142129A publication Critical patent/JPH11142129A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定部材Sに放射線を照射して上記被測定
部材Sの厚さ測定を行う従来の放射線厚さ計では,放射
線源1と放射線測定手段2を走査する走査手段3の精度
が悪い場合等には,厚さを正確に測定することができな
かった。 【解決手段】 本発明は,当該被測定部材Sの測定の前
に,上記被測定部材Sがない状態で上記放射線源1及び
放射線測定手段2を具備すると共に,放射線測定手段2
の測定領域を放射線の照射領域よりも広く設定すること
によって,厚さ計測を正確に行うことを図ったものであ
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,放射線厚さ計に係
り,詳しくは,被測定部材に放射線を照射して被測定部
材の厚さを計測する放射線厚さ計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばシート状の金属フォイルやプラス
チックフィルムを製造するラインでは,上記金属フォイ
ル等の被測定部材に照射したX線,γ線等の放射線の透
過量によって上記被測定部材の厚さを測定する放射線厚
さ計が広く用いられている。上記のような放射線厚さ計
は,例えば図2に示すように,所定の方向に定速度で移
動する被測定部材を囲むように設けられたC型あるいは
O型フレームを有し,上記被測定部材の移動方向と直角
方向に測定手段の走査を行い,上記被測定部材の各位置
における放射線の透過量を測定することにより厚さを計
ることが可能である。ここに,図3は上記のようなO型
フレームを有した放射線厚さ計の一例を示す図である。
【0003】図3に示すように,例えばO型フレームを
有した放射線厚さ計は,フレーム下部UFに設けられ被
測定部材Sに放射線を照射するための放射線源1と,フ
レーム上部TFに設けられ上記放射線源1から照射され
上記被測定部材Sを透過した放射線量を検出する例えば
シンチレーション検出器等の放射線測定手段2と,上記
放射線源1と放射線測定手段2とを上記フレームUF,
TF内で上記被測定部材Sの移動方向と直角方向に移動
させて走査する走査手段3とを具備する。上記放射線厚
さ計において,放射線源1には例えば特性X線を放射す
るX線管等が用いられる。この放射線源1から5〜10
0keV程度の低エネルギーX線が被測定部材Sに対し
て照射される。X線やγ線のこのエネルギー領域では,
被測定部材Sに入射しても散乱が生じる割合は比較的少
なく,ほとんどの放射線は被測定部材Sに吸収される
か,透過して例えばシンチレーション検出器等の放射線
測定手段2に入射する。ここで,被測定部材Sの厚さを
t,吸収係数をμ,被測定部材Sがない状態での放射線
測定手段2の出力電流をi0 とすると,上記のようにX
線の一部が被測定部材Sを透過し入射することによって
放射線測定手段2から出力される出力電流iは,次式で
表される。 i=i0 exp(−μt) (1) また,異なる厚さtp ,tq だけX線を透過させたとき
の放射線測定手段2の出力電流をそれぞれip ,iq
すれば,出力電流ip とiq との関係は,上記(1)式
から次の(2)式のように求めることができる。 iq =ip exp〔−μ(tq −tp )〕 (2) 逆に,厚さtp とtq との関係は,上記(2)式から次
の(3)式のように表すことができる。 tq −tp =−ln(iq /ip )/μ (3) ところで,上記(1)〜(3)式における吸収係数μ
は,被測定部材S固有の定数であり,上記(3)式から
理解される通り,厚さが既知の部材を2枚用いれば,そ
のときの出力電流を測定して求めることが可能である。
上記吸収係数μが定まれば,未知の被測定部材Sの厚さ
tは,次の(4)式のように上記出力電流iのみの関数
として求めることができる。 t=ln(i/ip )/μ−tp (4) また,上記のように厚さが既知の部材を用いて,厚さt
p のときの出力電流I p と,被測定部材Sの吸収係数μ
とを求めることを較正といい,これらの定数は較正定数
と呼ばれる。この較正定数は,運転開始前に予め厚さが
既知の2種以上の較正板を用いて測定される。そして,
上記放射線厚さ計では,上記走査手段3によって上記放
射線源1及び放射線測定手段2が上記被測定部材Sの移
動方向と直角方向に走査される。例えば上記放射線源1
及び放射線測定手段2はフレーム下部UF及びフレーム
上部DFに設けられたレールにそれぞれ摺動可能に支持
されており,モータ等を含む駆動機構によって上記直角
方向に同期した状態で定速度で駆動される。この走査に
よって,被測定部材Sの各位置における出力電流iが計
測され,A/Dコンバータ5を介して電流iがCPU6
に入力される。そして,上記(4)式に従ってCPU6
により上記被測定部材Sの各位置における厚さtが求め
られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで,上記のよう
に5〜100keV程度のエネルギー領域にあるX線や
γ線を用いる従来の放射線厚さ計では,被測定部材Sに
照射された放射線の散乱量は少なく,パスライン誤差等
も少ない。しかしながら,例えばレールの加工精度が悪
かったり,雰囲気温度によって変形する等して上記放射
線源1と放射線測定手段2との間の距離が上記被測定部
材Sの各位置で変化してしまうと,その変化の分だけ上
記放射線測定手段2に入射する放射線の強度が変化して
しまい,同じ厚さの部分でも違う厚さとして測定されて
しまう恐れがあった。また,従来の放射線厚さ計では,
上記放射線測定手段2の放射線測定領域2aが,上記放
射線測定手段2に放射線が照射される被照射領域と同程
度に設定されており,上記レールのガタ等により上記放
射線源1及び放射線測定手段2が左右にふらついてしま
うと,上記被測定部材Sを透過した放射線の一部が,上
記放射線測定手段2によって計測されず,そのため厚さ
測定に誤差が生じる恐れもあった。さらに,上記駆動機
構の精度が悪く上記放射線源1と放射線測定手段2の同
期にずれが生じた場合にも,上記被測定部材Sを透過し
た放射線の一部が,上記放射線測定手段2によって計測
されない問題があった。本発明は,このような従来の技
術における課題を解決するために,放射線厚さ計を改良
し,放射線源や放射線測定手段の走査系の精度が悪い場
合にも,正確な被測定部材の厚さ測定を行うことのでき
る放射線厚さ計を提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明は,被測定部材にビーム状の放射線を照射
するための放射線源と,上記放射線源から照射され上記
被測定部材を透過した放射線量を測定するための放射線
測定手段と,上記放射線源及び放射線測定手段を所定の
走査方向に走査する走査手段とを具備してなる放射線厚
さ計において,上記放射線測定手段の放射線測定領域
が,上記放射線測定手段に放射線が照射される被照射領
域よりも広く設定されてなることを特徴とする放射線厚
さ計として構成されている。このため,上記第1の発明
に係る放射線厚さ計では,上記放射線源や放射線測定手
段を走査する走査手段の精度が悪い場合でも,上記被測
定部材を透過した放射線量を好適に測定することができ
る。上記第1の発明に係る放射線厚さ計において,例え
ば上記放射線測定領域が,上記被照射領域に対して走査
方向に長く設定された場合には,上記放射線源と上記放
射線測定手段との同期がずれている場合にも,上記被測
定部材の正確な厚さ測定を行うことができる。また,例
えば上記放射線測定領域が,上記被照射領域に対して走
査方向と直角な方向に長く設定されれば,上記放射線源
や上記放射線測定手段が支持される例えばレールにガタ
等があって走査軸がずれてしまう場合にも,上記被測定
部材の正確な厚さ測定を行うことができる。また,第2
の発明は,被測定部材にビーム状の放射線を照射するた
めの放射線源と,上記放射線源から照射され上記被測定
部材を透過した放射線量を測定するための放射線測定手
段と,上記放射線源及び放射線測定手段を所定の走査方
向に走査する走査手段とを具備してなる放射線厚さ計に
おいて,上記被測定部材がない状態で上記放射線源及び
放射線測定手段を走査して得た放射線量を記憶する記憶
手段を具備してなることを特徴とする放射線厚さ計とし
て構成されている。このため上記第2の発明に係る放射
線厚さ計では,例えば上記放射線源や放射線測定手段を
走査するためのガイドレールの加工精度が悪く上記放射
線源と上記放射線測定手段の間の距離が走査の間に変化
してしまう場合でも,上記記憶手段に記憶された放射線
量を用いることによって,測定された放射線量を補正し
て上記被測定部材の厚さ計測を正確に行うことができ
る。尚,上記放射線厚さ計において用いられる放射線
は,例えばX線やγ線であって,そのエネルギー領域は
散乱の少ない5〜100keV程度である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下,添付図面を参照して,本発
明の一実施の形態につき説明し,本発明の理解に供す
る。尚,以下の実施の形態は,本発明の具体的な一例で
あって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものでは
ない。ここに,図1は本発明の一実施の形態に係る放射
線厚さ計の概略構成を示す図である。図1に示すよう
に,本実施の形態に係る放射線厚さ計は,被測定部材S
にビーム状の放射線を照射するための放射線源1と,上
記放射線源1から照射され上記被測定部材Sを透過した
放射線量を測定するための放射線測定手段2と,上記放
射線源1及び放射線測定手段2を被測定部材Sの移動方
向と直角方向に走査する走査手段3とを具備する点で従
来の技術と同様である。上記放射線厚さ計が,従来の技
術と異なるのは,上記被測定部材Sがない状態で上記放
射線源1及び放射線測定手段2を走査して得た放射線量
を記憶する記憶手段8を具備すると共に,上記放射線測
定手段2の放射線測定領域2aが,上記放射線測定手段
2に放射線が照射される被照射領域よりも広く設定され
てなる点である。
【0007】上記放射線厚さ計において,上記放射線源
1には例えば5keV程度の低エネルギーの特性X線を
放射するX線管等が用いられる。また,上記放射線測定
手段2には例えばシンチレーション検出器等が用いられ
る。上記放射線源1には直流の電源4により高圧が印加
されており,この電圧により生じた放射線はビーム状に
収束され上記放射線測定手段2に向けて照射される。上
記放射線源1より照射される放射線ビームの径は例えば
10mmφ程度である。これに対し,上記放射線測定手
段2の放射線受光面(放射線測定領域)2aは,例えば
30mmφ程度確保される。即ち,上記放射線厚さ計で
は,上記放射線測定手段2の放射線測定領域2aが,上
記放射線測定手段2に放射線が照射される被照射領域よ
りも広く設定されている(第1の発明に相当)。従っ
て,放射線ビームの走査軸が多少ずれたとしても,放射
線の一部が受光面を外れることによる検出誤差は生じな
い。ここで,上記放射線測定領域2aを走査方向に広く
確保した場合には,例えば放射線源1と放射線測定手段
2の走査の同期ずれが生じた場合に対して,上記放射線
測定領域2aを走査方向と直角方向に広く確保した場合
には,例えば走査手段3に設けられたレールのガタツキ
等により放射線ビームの走査軸がぶれるような場合に対
して有効である。また,上記走査手段3により,上記放
射線源1及び放射線測定手段2は同期した状態で被測定
部材Sの移動方向と直角方向に定速度で駆動される。例
えば上記放射線源1及び放射線測定手段2はフレーム下
部UF及びフレーム上部DFに設けられたレールにそれ
ぞれ摺動可能に支持されており,モータ等を含む駆動機
構によって上記直角方向に同期した状態で定速度で駆動
される。この走査手段3により上記被測定部材Sの各位
置における厚さ計測が可能となる。
【0008】また,上記放射線測定手段2により,測定
された放射線量は電流値に変換される。この電流値はA
/Dコンバータ5を介してCPU6に入力される。ま
た,このCPU6には,上記放射線測定手段2の位置を
定める位置信号発信器7が接続されている。CPU6内
部では,上記電流値データと上記位置信号発信器7から
発信された上記放射線測定手段2の位置データとの同期
が取られ,上記電流値データと位置データとがセットに
なってメモリ9に格納される。例えば走査方向の変位を
n ,上記放射線厚さ計の有効走査幅をL,位置ln
おける上記電流値をin (n=1,2,…,n)とすれ
ば,メモリ9に格納されるデータは次のようになる。 (0,i0 ),(l1 ,i1 ),………,(L,in ) (5) しかしながら,上記放射線源1及び放射線測定手段2を
支持するレールの加工精度が悪かったり,雰囲気温度に
よって上記レールが歪む等して上記放射線源1と放射線
測定手段2との間の距離が走査位置ln によって変化す
る場合,これに起因する誤差が各位置における電流値i
n に生じてしまう。このため,本実施の形態における放
射線厚さ計では,当該被測定部材Sの厚さ測定を行う前
に,予め当該被測定部材Sがない状態で,上記放射線源
1及び放射線測定手段2が走査されそのときの各位置l
n における基準電流値isn(n=1,2,…,n)が上
記記憶手段8に記憶される(第2の発明に相当)。尚,
上記記憶手段8には上記メモリ9を用いてもよい。そし
て,実際に当該被測定部材Sの厚さ測定を行う場合に
は,上記(5)式に示した値が,上記基準電流値isn
よって次の(6)式のように正規化される。 (0,i0 /is0),………,(L,in /isn) (6) そして,上記(6)式によって正規化された電流値in
/isnを上記(4)式に代入することにより,当該被測
定部材Sの各位置ln における厚さが計測され,ディス
プレー等の出力装置10に出力される。従って,上記放
射線源1と放射線測定手段2との間の距離が走査位置l
n によって変化するために生じる誤差を低減して正確な
厚さ測定を行うことができる。このように,本実施の形
態に係る放射線厚さ計では,上記走査手段3の加工精度
が悪かったり,上記放射線源1と放射線測定手段2の同
期がずれている場合等でも,上記被測定部材Sの厚さ測
定を正確に行うことができる。
【0009】
【実施例】上記実施の形態では,5keV程度のX線を
測定放射線として用いたが,これに限らず,5〜100
keV程度のエネルギーで被測定部材Sによる散乱の少
ないX線やγ線を用いてもよい。ここで,上記被測定部
材Sは,例えば金属フォイルやプラスチックフィルム等
である。このような放射線厚さ計も本発明における放射
線厚さ計の一例である。また,上記実施の形態では,上
記放射線測定手段2にシンチレーション検出器を用いた
が,例えば電離箱や固体検出器等の他の測定手段を用い
てもよい。また,上記実施の形態では,第1の発明と第
2の発明が同じ放射線厚さ計について適用されていた
が,もちろん別々に適用することも可能である。このよ
うな放射線厚さ計も本発明における放射線厚さ計の一例
である。
【0010】
【発明の効果】上記のように第1の発明は,被測定部材
にビーム状の放射線を照射するための放射線源と,上記
放射線源から照射され上記被測定部材を透過した放射線
量を測定するための放射線測定手段と,上記放射線源及
び放射線測定手段を所定の走査方向に走査する走査手段
とを具備してなる放射線厚さ計において,上記放射線測
定手段の放射線測定領域が,上記放射線測定手段に放射
線が照射される被照射領域よりも広く設定されてなるこ
とを特徴とする放射線厚さ計として構成されている。こ
のため,上記第1の発明に係る放射線厚さ計では,上記
放射線源や放射線測定手段を走査する走査手段の精度が
悪い場合でも,上記被測定部材を透過した放射線量を好
適に測定することができる。上記第1の発明に係る放射
線厚さ計において,例えば上記放射線測定領域が,上記
被照射領域に対して走査方向に長く設定された場合に
は,上記放射線源と上記放射線測定手段との同期がずれ
ている場合にも,上記被測定部材の正確な厚さ測定を行
うことができる。また,例えば上記放射線測定領域が,
上記被照射領域に対して走査方向と直角な方向に長く設
定されれば,上記放射線源や上記放射線測定手段が支持
される例えばレールにガタ等があって走査軸がずれてし
まう場合にも,上記被測定部材の正確な厚さ測定を行う
ことができる。また,第2の発明は,被測定部材にビー
ム状の放射線を照射するための放射線源と,上記放射線
源から照射され上記被測定部材を透過した放射線量を測
定するための放射線測定手段と,上記放射線源及び放射
線測定手段を所定の走査方向に走査する走査手段とを具
備してなる放射線厚さ計において,上記被測定部材がな
い状態で上記放射線源及び放射線測定手段を走査して得
た放射線量を記憶する記憶手段を具備してなることを特
徴とする放射線厚さ計として構成されている。このため
上記第2の発明に係る放射線厚さ計では,例えば上記放
射線源や放射線測定手段を走査するためのガイドレール
の加工精度が悪く上記放射線源と上記放射線測定手段の
間の距離が走査の間に変化してしまう場合でも,上記記
憶手段に記憶された放射線量を用いることによって,測
定された放射線量を補正して上記被測定部材の厚さ計測
を正確に行うことができる。尚,上記放射線厚さ計にお
いて用いられる放射線は,例えばX線やγ線であって,
そのエネルギー領域は被測定部材による散乱の少ない5
〜100keV程度である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る放射線厚さ計の
概略構成を示す図。
【図2】 放射線厚さ計を説明するための図。
【図3】 従来の放射線厚さ計の一例を示す図。
【符号の説明】
1…放射線源 2…放射線測定手段 3…走査手段 8…記憶手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定部材にビーム状の放射線を照射す
    るための放射線源と,上記放射線源から照射され上記被
    測定部材を透過した放射線量を測定するための放射線測
    定手段と,上記放射線源及び放射線測定手段を所定の走
    査方向に走査する走査手段とを具備してなる放射線厚さ
    計において,上記放射線測定手段の放射線測定領域が,
    上記放射線測定手段に放射線が照射される被照射領域よ
    りも広く設定されてなることを特徴とする放射線厚さ
    計。
  2. 【請求項2】 上記放射線測定領域が,上記被照射領域
    に対して走査方向に長く設定されてなる請求項1記載の
    放射線厚さ計。
  3. 【請求項3】 上記放射線測定領域が,上記被照射領域
    に対して走査方向と直角な方向に長く設定されてなる請
    求項1若しくは2記載の放射線厚さ計。
  4. 【請求項4】 被測定部材にビーム状の放射線を照射す
    るための放射線源と,上記放射線源から照射され上記被
    測定部材を透過した放射線量を測定するための放射線測
    定手段と,上記放射線源及び放射線測定手段を所定の走
    査方向に走査する走査手段とを具備してなる放射線厚さ
    計において,上記被測定部材がない状態で上記放射線源
    及び放射線測定手段を走査して得た放射線量を記憶する
    記憶手段を具備してなることを特徴とする放射線厚さ
    計。
  5. 【請求項5】 上記放射線がX線又はγ線であって,そ
    のエネルギー領域が被測定部材による上記放射線の散乱
    が少ない低エネルギー領域である請求項1〜4のいずれ
    かに記載の放射線厚さ計。
JP30523497A 1997-11-07 1997-11-07 放射線厚さ計 Pending JPH11142129A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112857275A (zh) * 2021-04-26 2021-05-28 浙江双元科技股份有限公司 一种在线厚度检测双伺服系统及方法
KR20220036495A (ko) * 2020-09-16 2022-03-23 문상호 비접촉식 두께 측정장치

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