JPH11287643A - 透過ｘ線による厚み測定方法及び測定装置並びに透過ｘ線による特定成分含有率測定方法 - Google Patents
透過ｘ線による厚み測定方法及び測定装置並びに透過ｘ線による特定成分含有率測定方法Info
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- JPH11287643A JPH11287643A JP10105619A JP10561998A JPH11287643A JP H11287643 A JPH11287643 A JP H11287643A JP 10105619 A JP10105619 A JP 10105619A JP 10561998 A JP10561998 A JP 10561998A JP H11287643 A JPH11287643 A JP H11287643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 密閉容器等内の測定対象材の厚みを透過Ｘ線
により精度よく測定すること。 【解決手段】 密閉容器等の基材を透過するＸ線をその
スペクトル全体におけるピークＰが測定対象材のＫ吸収
端近傍に位置するように設定する。そして、Ｋ吸収端に
おける透過Ｘ線強度により測定対象材の厚みを測定す
る。測定対象材の厚みＸは次式により求めることができ
る。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ
（Ｅ+）） 但し、上式中において、Ｉ（Ｅ+）は吸収端の高エネル
ギー側近傍で基材及び測定対象材透過後のＸ線強度、Ｉ
（Ｅ-）は吸収端の低エネルギー側近傍での同様のＸ線
強度、μ（Ｅ+）は吸収端の高エネルギー側近傍での測
定対象材の線吸収係数、μ（Ｅ-）は吸収端の低エネル
ギー側近傍での同様の線吸収係数である。測定対象材中
における特定成分の含有率を測定することも可能であ
る。
により精度よく測定すること。 【解決手段】 密閉容器等の基材を透過するＸ線をその
スペクトル全体におけるピークＰが測定対象材のＫ吸収
端近傍に位置するように設定する。そして、Ｋ吸収端に
おける透過Ｘ線強度により測定対象材の厚みを測定す
る。測定対象材の厚みＸは次式により求めることができ
る。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ
（Ｅ+）） 但し、上式中において、Ｉ（Ｅ+）は吸収端の高エネル
ギー側近傍で基材及び測定対象材透過後のＸ線強度、Ｉ
（Ｅ-）は吸収端の低エネルギー側近傍での同様のＸ線
強度、μ（Ｅ+）は吸収端の高エネルギー側近傍での測
定対象材の線吸収係数、μ（Ｅ-）は吸収端の低エネル
ギー側近傍での同様の線吸収係数である。測定対象材中
における特定成分の含有率を測定することも可能であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過Ｘ線による厚
み測定方法及びこれに用いる厚み測定装置並びに透過Ｘ
線による特定成分含有率測定方法に関するものである。
み測定方法及びこれに用いる厚み測定装置並びに透過Ｘ
線による特定成分含有率測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、密閉容器や配管の内部に
付着した重金属等の厚さを非破壊的に精度よく測定する
手法は知られていなかった。また、測定対象材中の特定
成分含有率を非破壊的に測定する方法も知られていなか
った。
付着した重金属等の厚さを非破壊的に精度よく測定する
手法は知られていなかった。また、測定対象材中の特定
成分含有率を非破壊的に測定する方法も知られていなか
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基材上また
はその内部に設けたこの基材とは異なる材料よりなる測
定対象材の厚みを非破壊的手法の一例である透過Ｘ線に
より精度よく測定する透過Ｘ線による厚み測定方法及び
これに用いる厚み測定装置を提供し、測定対象材中にお
ける特定成分の含有率を透過Ｘ線により精度よく測定す
ることの可能な透過Ｘ線による特定成分含有率測定方法
を提供することにある。
はその内部に設けたこの基材とは異なる材料よりなる測
定対象材の厚みを非破壊的手法の一例である透過Ｘ線に
より精度よく測定する透過Ｘ線による厚み測定方法及び
これに用いる厚み測定装置を提供し、測定対象材中にお
ける特定成分の含有率を透過Ｘ線により精度よく測定す
ることの可能な透過Ｘ線による特定成分含有率測定方法
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る透過Ｘ線による厚み測定方法の特徴
は、基材上またはその内部に設けたこの基材とは異なる
材料よりなる測定対象材の厚みを透過Ｘ線により測定す
る構成において、前記基材を透過するＸ線をそのスペク
トル全体におけるピークが前記測定対象材の吸収端近傍
に位置するように設定し、前記吸収端における透過Ｘ線
強度により前記測定対象材の厚みを測定することにあ
る。
め、本発明に係る透過Ｘ線による厚み測定方法の特徴
は、基材上またはその内部に設けたこの基材とは異なる
材料よりなる測定対象材の厚みを透過Ｘ線により測定す
る構成において、前記基材を透過するＸ線をそのスペク
トル全体におけるピークが前記測定対象材の吸収端近傍
に位置するように設定し、前記吸収端における透過Ｘ線
強度により前記測定対象材の厚みを測定することにあ
る。
【０００５】測定にあたっては、次式に従うことが望ま
しい。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ
（Ｅ+））
しい。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ
（Ｅ+））
【０００６】但し、上式中において、Ｉ（Ｅ+）は前記
吸収端の高エネルギー側近傍で前記基材及び前記測定対
象材透過後のＸ線強度、Ｉ（Ｅ-）は前記吸収端の低エ
ネルギー側近傍で前記基材及び前記測定対象材透過後の
Ｘ線強度、μ（Ｅ+）は前記吸収端の高エネルギー側近
傍での前記測定対象材の線吸収係数、μ（Ｅ-）は前記
吸収端の低エネルギー側近傍での前記測定対象材の線吸
収係数である。かかる式によれば、測定対象材のない基
材通過後のＸ線強度が必要とされないからである。
吸収端の高エネルギー側近傍で前記基材及び前記測定対
象材透過後のＸ線強度、Ｉ（Ｅ-）は前記吸収端の低エ
ネルギー側近傍で前記基材及び前記測定対象材透過後の
Ｘ線強度、μ（Ｅ+）は前記吸収端の高エネルギー側近
傍での前記測定対象材の線吸収係数、μ（Ｅ-）は前記
吸収端の低エネルギー側近傍での前記測定対象材の線吸
収係数である。かかる式によれば、測定対象材のない基
材通過後のＸ線強度が必要とされないからである。
【０００７】また、測定精度を向上させるためには、前
記吸収端としてＫ吸収端を用いることが望ましい。
記吸収端としてＫ吸収端を用いることが望ましい。
【０００８】さらに、前記Ｘ線をそのスペクトル全体に
おけるピークが前記吸収端よりも高エネルギー側に位置
するように設定することで、吸収端の識別が容易となる
場合がある。
おけるピークが前記吸収端よりも高エネルギー側に位置
するように設定することで、吸収端の識別が容易となる
場合がある。
【０００９】一方、本発明にかかる透過Ｘ線による厚み
測定方法に用いる透過Ｘ線による厚み測定装置の特徴
は、前記基材及び前記測定対象材を透過するＸ線照射装
置と、これら基材及び測定対象材を透過したＸ線の強度
を測定する検出器とを備えたことにある。
測定方法に用いる透過Ｘ線による厚み測定装置の特徴
は、前記基材及び前記測定対象材を透過するＸ線照射装
置と、これら基材及び測定対象材を透過したＸ線の強度
を測定する検出器とを備えたことにある。
【００１０】また、測定対象材中における特定成分の含
有率を透過Ｘ線により測定する透過Ｘ線による特定成分
含有率測定方法の特徴は、前記特定成分を含まない又は
その含有率の低い前記測定対象材を透過するＸ線をその
スペクトル全体におけるピークが前記特定成分の吸収端
近傍に位置するように設定し、前記吸収端における透過
Ｘ線強度と前記測定対象材の厚みとにより前記特定成分
の含有率を求めることにある。
有率を透過Ｘ線により測定する透過Ｘ線による特定成分
含有率測定方法の特徴は、前記特定成分を含まない又は
その含有率の低い前記測定対象材を透過するＸ線をその
スペクトル全体におけるピークが前記特定成分の吸収端
近傍に位置するように設定し、前記吸収端における透過
Ｘ線強度と前記測定対象材の厚みとにより前記特定成分
の含有率を求めることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図１〜３，５，６を参照し
ながら、本発明の第一実施形態についてさらに詳しく説
明する。図６は、本発明に係る透過Ｘ線による厚み測定
装置１の概略構成を示すものである。この測定装置１
は、Ｘ線発生装置２のターゲット、コリメーター３，試
料Ｓ及び検出器４を三次元的に一直線上に配置可能であ
るように構成されている。電源２ａにより電力を供給さ
れてＸ線発生装置２から照射されたＸ線はコリメーター
３により絞り込まれ試料Ｓを通過して検出器４に到達す
る。スペクトロメーター５は検出器４の分解能に従い各
Ｘ線エネルギー毎に検出器４による計数値を図２、３の
如く表示する。
ながら、本発明の第一実施形態についてさらに詳しく説
明する。図６は、本発明に係る透過Ｘ線による厚み測定
装置１の概略構成を示すものである。この測定装置１
は、Ｘ線発生装置２のターゲット、コリメーター３，試
料Ｓ及び検出器４を三次元的に一直線上に配置可能であ
るように構成されている。電源２ａにより電力を供給さ
れてＸ線発生装置２から照射されたＸ線はコリメーター
３により絞り込まれ試料Ｓを通過して検出器４に到達す
る。スペクトロメーター５は検出器４の分解能に従い各
Ｘ線エネルギー毎に検出器４による計数値を図２、３の
如く表示する。
【００１２】ここで、図１を参照しつつ、吸収端につい
て説明する。一般にＸ線は物質に入射したときに物質を
構成する原子の電子軌道との相互作用により減衰する。
Ｘ線が軌道電子にエネルギーを与えて電子を放出すると
共に入射Ｘ線光子の消滅する現象は光電効果とよばれ、
入射Ｘ線の減衰の一因である。重金属を含む物質にＸ線
を照射し、この照射Ｘ線のエネルギーを徐々に上げてい
くと、透過Ｘ線の減衰係数は通常低下していく。そし
て、Ｘ線のエネルギーがある電子軌道の電離エネルギー
を越えると、先の光電効果により減衰係数が急激に大き
くなる現象、換言すれば、透過Ｘ線の強度が急激に低下
する現象が起こる。これを吸収端といい、Ｋ軌道の電子
に対してＫ吸収端（Ｋ−ｅｄｇｅ）、Ｌ軌道の電子に対
してＬ吸収端（Ｌ−ｅｄｇｅ）という。図１は金（Ａ
ｕ）及びカドミウム（Ｃｄ）についてＸ線エネルギーと
減衰係数（μ／ρ）との関係を示す。ＣｄのＫ吸収端エ
ネルギーは２６．７ｋｅＶ、ＡｕのＫ吸収端エネルギー
は８０．７ｋｅＶである。
て説明する。一般にＸ線は物質に入射したときに物質を
構成する原子の電子軌道との相互作用により減衰する。
Ｘ線が軌道電子にエネルギーを与えて電子を放出すると
共に入射Ｘ線光子の消滅する現象は光電効果とよばれ、
入射Ｘ線の減衰の一因である。重金属を含む物質にＸ線
を照射し、この照射Ｘ線のエネルギーを徐々に上げてい
くと、透過Ｘ線の減衰係数は通常低下していく。そし
て、Ｘ線のエネルギーがある電子軌道の電離エネルギー
を越えると、先の光電効果により減衰係数が急激に大き
くなる現象、換言すれば、透過Ｘ線の強度が急激に低下
する現象が起こる。これを吸収端といい、Ｋ軌道の電子
に対してＫ吸収端（Ｋ−ｅｄｇｅ）、Ｌ軌道の電子に対
してＬ吸収端（Ｌ−ｅｄｇｅ）という。図１は金（Ａ
ｕ）及びカドミウム（Ｃｄ）についてＸ線エネルギーと
減衰係数（μ／ρ）との関係を示す。ＣｄのＫ吸収端エ
ネルギーは２６．７ｋｅＶ、ＡｕのＫ吸収端エネルギー
は８０．７ｋｅＶである。
【００１３】軌道電子の結合エネルギーはその元素に固
有の値を有しているので、吸収端により元素の特定も可
能となる。したがって、吸収端での大幅な減衰係数の増
大を利用することで、特定元素よりなる測定対象材の厚
さを推定することが可能である。また、Ｋ殻は最大のエ
ネルギーであるから、Ｋ吸収端を利用することにより、
高エネルギーの透過Ｘ線を利用してより正確な測定を行
うことが可能となる。
有の値を有しているので、吸収端により元素の特定も可
能となる。したがって、吸収端での大幅な減衰係数の増
大を利用することで、特定元素よりなる測定対象材の厚
さを推定することが可能である。また、Ｋ殻は最大のエ
ネルギーであるから、Ｋ吸収端を利用することにより、
高エネルギーの透過Ｘ線を利用してより正確な測定を行
うことが可能となる。
【００１４】図２は図１の試料Ｓとして１０ｍｍ厚のＳ
ＵＳ製基材Ｓ１のみを用いた場合と、同様の基材Ｓ１上
に測定対象材Ｓ２たる５０μｍのＡｕ箔を設けた場合と
の比較である。ここでは、Ｘ線発生装置２から照射され
て基材Ｓ１を透過するＸ線をそのスペクトルのピークが
測定対象材Ｓ２のＫ吸収端よりも高エネルギー側に位置
するように設定してある。８０ｋｅＶ近傍に顕著なＫ吸
収端を生じていることが確認できる。基材Ｓ１及び測定
対象材Ｓ２を透過し検出器４に検出されたＫ吸収端近傍
の計数値のグラフの拡大図を図５（ａ）に示す。同図
（ａ）中、実線で示すｆａは実測値であり、破線で示す
ｆｂは理論値である。なお、縦軸の計数値は基材等透過
後のＸ線強度を代表する値である。
ＵＳ製基材Ｓ１のみを用いた場合と、同様の基材Ｓ１上
に測定対象材Ｓ２たる５０μｍのＡｕ箔を設けた場合と
の比較である。ここでは、Ｘ線発生装置２から照射され
て基材Ｓ１を透過するＸ線をそのスペクトルのピークが
測定対象材Ｓ２のＫ吸収端よりも高エネルギー側に位置
するように設定してある。８０ｋｅＶ近傍に顕著なＫ吸
収端を生じていることが確認できる。基材Ｓ１及び測定
対象材Ｓ２を透過し検出器４に検出されたＫ吸収端近傍
の計数値のグラフの拡大図を図５（ａ）に示す。同図
（ａ）中、実線で示すｆａは実測値であり、破線で示す
ｆｂは理論値である。なお、縦軸の計数値は基材等透過
後のＸ線強度を代表する値である。
【００１５】ここで、物質の透過前後のエネルギーＥに
おけるＸ線強度をそれぞれＩo（Ｅ），Ｉ（Ｅ）、減衰
係数をμ（Ｅ）、透過厚さをＸとすると次の関係が成立
する。
おけるＸ線強度をそれぞれＩo（Ｅ），Ｉ（Ｅ）、減衰
係数をμ（Ｅ）、透過厚さをＸとすると次の関係が成立
する。
【数１】
【００１６】この（１）式を厚さＸを求める形に変換す
ると、次式（２）が成立する。 Ｘ＝（１／μ（Ｅ））・ｌｎ（Ｉo（Ｅ）／Ｉ（Ｅ）） （２）
ると、次式（２）が成立する。 Ｘ＝（１／μ（Ｅ））・ｌｎ（Ｉo（Ｅ）／Ｉ（Ｅ）） （２）
【００１７】したがって、減衰係数が大幅に変化するＫ
吸収端の最下点であるＭ１ａの値と同エネルギーにおけ
る基材Ｓ１のみの透過後のＸ線強度の値とを用いて式
（２）により測定対象材Ｓ２の厚みＸを求めることがで
きる。
吸収端の最下点であるＭ１ａの値と同エネルギーにおけ
る基材Ｓ１のみの透過後のＸ線強度の値とを用いて式
（２）により測定対象材Ｓ２の厚みＸを求めることがで
きる。
【００１８】ここで、分解能の限界による誤差とその低
減手段について説明する。Ｋ吸収端ではあるエネルギー
を境にＸ線の吸収が起こるのであるから、理論的には吸
収端の幅はＭ１ｂとＮ１ｂとの差であるＩ１ｂ−Ｉ１＝
ｄＩ１となるはずである。しかし、検出器４の分解能は
有限の幅を有することから、実際の吸収端の幅はＭ１ａ
とＮ１ａとの差であるＩ１ａ−Ｉ１’＝ｄＩ１’とな
る。よって、測定誤差の比率は（１−ｄＩ１’／ｄＩ
１）となる。
減手段について説明する。Ｋ吸収端ではあるエネルギー
を境にＸ線の吸収が起こるのであるから、理論的には吸
収端の幅はＭ１ｂとＮ１ｂとの差であるＩ１ｂ−Ｉ１＝
ｄＩ１となるはずである。しかし、検出器４の分解能は
有限の幅を有することから、実際の吸収端の幅はＭ１ａ
とＮ１ａとの差であるＩ１ａ−Ｉ１’＝ｄＩ１’とな
る。よって、測定誤差の比率は（１−ｄＩ１’／ｄＩ
１）となる。
【００１９】図３は図１の試料Ｓとして１０ｍｍ厚のＳ
ＵＳ製基材Ｓ１のみを用いた場合と、同様の基材Ｓ１上
に測定対象材Ｓ２たる４０μｍのＡｕ箔を設けた場合と
の比較である。上述のごとき誤差は、図３及び図５
（ｂ）に示すように、基材Ｓ１を透過するＸ線を、その
スペクトル全体におけるピークが測定対象材Ｓ２のＫ吸
収端近傍に位置するように先のＸ線発生装置２を設定す
ることで低減可能である。同図に示すように、基材Ｓ１
透過後のＸ線スペクトルのピークＰをＫ吸収端の近傍に
位置させることで、Ｋ吸収端の最大点Ｎ２ａと最下点Ｍ
２ａとの差ｄＩ２’も図２及び図５（ａ）の場合より増
大する。また、ｆａ，ｆｂそれぞれにおける点Ｎ２ａ，
Ｎ２ｂそれぞれに至るまでの近傍の微分係数及び点Ｍ２
ａ，Ｍ２ｂそれぞれを越えたその近傍の微分係数は、い
ずれも図２及び図５（ａ）の場合より小さくなる。よっ
て、Ｋ吸収端の実測値幅ｄＩ２’＝Ｉ２ａ−Ｉ２’と、
理論値幅ｄＩ２＝Ｉ２ｂ−Ｉ２との比であるｄＩ２’／
ｄＩ２の値はより１に近くなり、誤差の低減されること
が明らかとなる。
ＵＳ製基材Ｓ１のみを用いた場合と、同様の基材Ｓ１上
に測定対象材Ｓ２たる４０μｍのＡｕ箔を設けた場合と
の比較である。上述のごとき誤差は、図３及び図５
（ｂ）に示すように、基材Ｓ１を透過するＸ線を、その
スペクトル全体におけるピークが測定対象材Ｓ２のＫ吸
収端近傍に位置するように先のＸ線発生装置２を設定す
ることで低減可能である。同図に示すように、基材Ｓ１
透過後のＸ線スペクトルのピークＰをＫ吸収端の近傍に
位置させることで、Ｋ吸収端の最大点Ｎ２ａと最下点Ｍ
２ａとの差ｄＩ２’も図２及び図５（ａ）の場合より増
大する。また、ｆａ，ｆｂそれぞれにおける点Ｎ２ａ，
Ｎ２ｂそれぞれに至るまでの近傍の微分係数及び点Ｍ２
ａ，Ｍ２ｂそれぞれを越えたその近傍の微分係数は、い
ずれも図２及び図５（ａ）の場合より小さくなる。よっ
て、Ｋ吸収端の実測値幅ｄＩ２’＝Ｉ２ａ−Ｉ２’と、
理論値幅ｄＩ２＝Ｉ２ｂ−Ｉ２との比であるｄＩ２’／
ｄＩ２の値はより１に近くなり、誤差の低減されること
が明らかとなる。
【００２０】Ｋ吸収端よりも低エネルギー側に透過Ｘ線
の局所的で急激なピークが存在する場合、図５（ｃ）の
如くｆａ，ｆｂはともに全体として急激に低下していく
ことから、Ｋ吸収端の最大値Ｎ３ａ，Ｎ３ｂ及び最下値
Ｍ３ａ，Ｍ３ｂは識別が困難となり易い。したがって、
かかる場合は、Ｋ吸収端よりも高エネルギー側に透過Ｘ
線スペクトル全体におけるピークを位置させることが望
ましい。
の局所的で急激なピークが存在する場合、図５（ｃ）の
如くｆａ，ｆｂはともに全体として急激に低下していく
ことから、Ｋ吸収端の最大値Ｎ３ａ，Ｎ３ｂ及び最下値
Ｍ３ａ，Ｍ３ｂは識別が困難となり易い。したがって、
かかる場合は、Ｋ吸収端よりも高エネルギー側に透過Ｘ
線スペクトル全体におけるピークを位置させることが望
ましい。
【００２１】ここで、Ｉ（Ｅ+）をＫ吸収端の高エネル
ギー側近傍で基材Ｓ１及び測定対象材Ｓ２透過後のＸ線
強度、Ｉ（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー側近傍で基
材Ｓ１及び測定対象材Ｓ２透過後のＸ線強度、Ｉ
o（Ｅ+）をＫ吸収端の高エネルギー側近傍で基材Ｓ１透
過後のＸ線強度、Ｉo（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー
側近傍で基材Ｓ１透過後のＸ線強度、μ（Ｅ+）をＫ吸
収端の高エネルギー側近傍での測定対象材Ｓ２の線吸収
係数、μ（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー側近傍での
測定対象材Ｓ２の線吸収係数とすると、次の式（３）
（４）が成立する。
ギー側近傍で基材Ｓ１及び測定対象材Ｓ２透過後のＸ線
強度、Ｉ（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー側近傍で基
材Ｓ１及び測定対象材Ｓ２透過後のＸ線強度、Ｉ
o（Ｅ+）をＫ吸収端の高エネルギー側近傍で基材Ｓ１透
過後のＸ線強度、Ｉo（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー
側近傍で基材Ｓ１透過後のＸ線強度、μ（Ｅ+）をＫ吸
収端の高エネルギー側近傍での測定対象材Ｓ２の線吸収
係数、μ（Ｅ-）をＫ吸収端の低エネルギー側近傍での
測定対象材Ｓ２の線吸収係数とすると、次の式（３）
（４）が成立する。
【数２】
【数３】
【００２２】なお、図５（ａ），（ｂ）の例でいうと、
現実の測定値ではＩ（Ｅ-）はＩ１ａ又はＩ１’（点Ｎ
１ａ，Ｍ１ａ）に等しく、Ｉ（Ｅ+）はＩ２ａ又はＩ
２’（点Ｎ２ａ，Ｍ２ａ）に等しい。さらに、Ｉ
o（Ｅ-）とＩo（Ｅ+）とはほぼ等しいとみなすことがで
き、この条件を利用して式（３）（４）を整理すると測
定対象材Ｓ２の厚みＸを求める次式（５）が成立する。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ（Ｅ+））（５）
現実の測定値ではＩ（Ｅ-）はＩ１ａ又はＩ１’（点Ｎ
１ａ，Ｍ１ａ）に等しく、Ｉ（Ｅ+）はＩ２ａ又はＩ
２’（点Ｎ２ａ，Ｍ２ａ）に等しい。さらに、Ｉ
o（Ｅ-）とＩo（Ｅ+）とはほぼ等しいとみなすことがで
き、この条件を利用して式（３）（４）を整理すると測
定対象材Ｓ２の厚みＸを求める次式（５）が成立する。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ（Ｅ+））（５）
【００２３】この式（５）からはＩo（Ｅ-）及びＩ
o（Ｅ+）が除かれている。したがって、基材Ｓ１の厚み
の影響を計算することなく、測定対象材Ｓ２の厚みＸを
求めることが可能となる。
o（Ｅ+）が除かれている。したがって、基材Ｓ１の厚み
の影響を計算することなく、測定対象材Ｓ２の厚みＸを
求めることが可能となる。
【００２４】次に、本発明の第二実施形態について説明
する。上記第一実施形態では、測定対象材Ｓ２が主とし
て単一の成分により構成されていたが、本実施形態は合
金として構成された測定対象材Ｓ２のみを試料Ｓとし、
この測定対象材Ｓ２中の例えばＣｄ，Ｃａ等の特定成分
がどの程度含まれているのかその含有率を求める方法及
び装置に関する。測定にあたっては、Ｘ線透過部におけ
る測定対象材Ｓ２の厚みを実測する。また、特定成分を
含まない又はその含有率の低い測定対象材を透過するＸ
線をそのスペクトル全体におけるピークが特定成分のＫ
吸収端近傍に位置するように設定する。上述の式（２）
（５）等を用いることにより、見かけの厚さを求める。
そして、先の透過部の厚み実測値との比率を参照して、
当該特定成分の含有率を求めることが可能となる。
する。上記第一実施形態では、測定対象材Ｓ２が主とし
て単一の成分により構成されていたが、本実施形態は合
金として構成された測定対象材Ｓ２のみを試料Ｓとし、
この測定対象材Ｓ２中の例えばＣｄ，Ｃａ等の特定成分
がどの程度含まれているのかその含有率を求める方法及
び装置に関する。測定にあたっては、Ｘ線透過部におけ
る測定対象材Ｓ２の厚みを実測する。また、特定成分を
含まない又はその含有率の低い測定対象材を透過するＸ
線をそのスペクトル全体におけるピークが特定成分のＫ
吸収端近傍に位置するように設定する。上述の式（２）
（５）等を用いることにより、見かけの厚さを求める。
そして、先の透過部の厚み実測値との比率を参照して、
当該特定成分の含有率を求めることが可能となる。
【００２５】
【実施例】１６０ｋＶ，１ｍＡのＸ線発生装置、エネル
ギー分解能２．５ｋｅＶの検出器を用いた。試料Ｓは、
４ｍｍ厚のステンレス板を基材Ｓ１とし、厚さの異なる
Ａｕ及びＰｔ薄膜を測定対象材Ｓ２として基材上に設け
たものを測定した。当該基材Ｓ１透過後のＸ線スペクト
ル全体におけるピークが、Ａｕの場合は８０．７ｋｅ
Ｖ、Ｐｔの場合は７８．４ｋｅＶ近傍となるようにＸ線
発生装置を調整した。この試験結果を図４に示す。かな
りの高精度で測定対象材の膜厚を測定可能であることが
伺える。
ギー分解能２．５ｋｅＶの検出器を用いた。試料Ｓは、
４ｍｍ厚のステンレス板を基材Ｓ１とし、厚さの異なる
Ａｕ及びＰｔ薄膜を測定対象材Ｓ２として基材上に設け
たものを測定した。当該基材Ｓ１透過後のＸ線スペクト
ル全体におけるピークが、Ａｕの場合は８０．７ｋｅ
Ｖ、Ｐｔの場合は７８．４ｋｅＶ近傍となるようにＸ線
発生装置を調整した。この試験結果を図４に示す。かな
りの高精度で測定対象材の膜厚を測定可能であることが
伺える。
【００２６】最後に、本発明の他の実施形態について以
下に列挙する。上記実施形態では、基材１としてＳＵＳ
（ステンレス鋼）を用いたが、アルミニウム、炭素鋼、
合成樹脂等、種々の素材を用いることが可能である。ま
た、測定対象材２としては、上述のＣｄ，Ａｕの他、Ｈ
ｇ，Ｐｔ，Ｃａ，Ａｇ，Ｃｓ，Ｗ，Ｓｎ，Ｇｄ，Ｉｒ，
Ｉｎ，Ｕ，Ｐｕ，Ｂａの厚みを測定することも可能であ
る。
下に列挙する。上記実施形態では、基材１としてＳＵＳ
（ステンレス鋼）を用いたが、アルミニウム、炭素鋼、
合成樹脂等、種々の素材を用いることが可能である。ま
た、測定対象材２としては、上述のＣｄ，Ａｕの他、Ｈ
ｇ，Ｐｔ，Ｃａ，Ａｇ，Ｃｓ，Ｗ，Ｓｎ，Ｇｄ，Ｉｒ，
Ｉｎ，Ｕ，Ｐｕ，Ｂａの厚みを測定することも可能であ
る。
【００２７】上記実施形態では、平板状の基材Ｓ１上に
薄膜状の測定対象材Ｓ２を設けて試料Ｓを構成したが、
この試料は密閉容器や配管でもよい。また、測定対象材
Ｓ２は薄膜に限らず、スラグの堆積物や、容器内の内容
物でもよく、これらの体積厚さや内容物の残存量を推定
することも可能である。
薄膜状の測定対象材Ｓ２を設けて試料Ｓを構成したが、
この試料は密閉容器や配管でもよい。また、測定対象材
Ｓ２は薄膜に限らず、スラグの堆積物や、容器内の内容
物でもよく、これらの体積厚さや内容物の残存量を推定
することも可能である。
【００２８】上記実施形態では、測定にＫ吸収端を用い
たが、Ｋ吸収端以外のＬ吸収端やＭ吸収端も利用可能で
ある。Ｋ吸収端はＸ線のエネルギー値が最も高いことか
ら、高エネルギーのＸ線を用いてより精度の高い測定が
可能となる利点がある。一方、これよりもエネルギーの
低い他の吸収端は、高エネルギーのＸ線を使用できない
場合に有用である。
たが、Ｋ吸収端以外のＬ吸収端やＭ吸収端も利用可能で
ある。Ｋ吸収端はＸ線のエネルギー値が最も高いことか
ら、高エネルギーのＸ線を用いてより精度の高い測定が
可能となる利点がある。一方、これよりもエネルギーの
低い他の吸収端は、高エネルギーのＸ線を使用できない
場合に有用である。
【００２９】
【発明の効果】このように、上記本発明に係るの特徴に
よれば、非破壊的手法の一例である透過Ｘ線を利用し、
吸収端でのＸ線の大幅な吸収とＸ線スペクトルのピーク
とを巧みに組み合わせることで、測定対象材の厚み又は
測定対象材中の特定成分の含有率を精度よく測定するこ
とが可能となった。特にＫ吸収端を用いることで測定精
度がさらに向上した。
よれば、非破壊的手法の一例である透過Ｘ線を利用し、
吸収端でのＸ線の大幅な吸収とＸ線スペクトルのピーク
とを巧みに組み合わせることで、測定対象材の厚み又は
測定対象材中の特定成分の含有率を精度よく測定するこ
とが可能となった。特にＫ吸収端を用いることで測定精
度がさらに向上した。
【００３０】特に、吸収端の低エネルギー側及び高エネ
ルギー側でのＸ線強度及び吸収係数の値を含む上述の式
を用いることで、基材のＸ線透過後の強度を測定する必
要がなくなり、測定がより簡易となった。
ルギー側でのＸ線強度及び吸収係数の値を含む上述の式
を用いることで、基材のＸ線透過後の強度を測定する必
要がなくなり、測定がより簡易となった。
【００３１】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
【図１】カドミウム及び金の減衰係数を示すグラフであ
る。
る。
【図２】ステンレス鋼及びこれに金箔を重ね合わせた場
合の透過Ｘ線スペクトルを示すグラフである。
合の透過Ｘ線スペクトルを示すグラフである。
【図３】入射Ｘ線のエネルギーをＫ吸収端の近傍に設定
した場合における図２相当図である。
した場合における図２相当図である。
【図４】公称厚さと評価厚さの差を示すグラフである。
【図５】Ｋ吸収端前後のスペクトル形状と分解能との関
係を示す図であって、（ａ）は基材を透過したＸ線のス
ペクトルのピークをＫ吸収端よりもかなり高エネルギー
側に設定した場合、（ｂ）は基材を透過したＸ線のスペ
クトルのピークをＫ吸収端よりも高エネルギー側でＫ吸
収端の近傍に設定した場合、（ｃ）は基材を透過したＸ
線のスペクトルのピークをＫ吸収端よりも低エネルギー
側に設定した場合にそれぞれ対応する。
係を示す図であって、（ａ）は基材を透過したＸ線のス
ペクトルのピークをＫ吸収端よりもかなり高エネルギー
側に設定した場合、（ｂ）は基材を透過したＸ線のスペ
クトルのピークをＫ吸収端よりも高エネルギー側でＫ吸
収端の近傍に設定した場合、（ｃ）は基材を透過したＸ
線のスペクトルのピークをＫ吸収端よりも低エネルギー
側に設定した場合にそれぞれ対応する。
【図６】本発明に係る透過Ｘ線による厚み測定装置又は
特定成分含有率測定装置の概略構成を示すものである。
特定成分含有率測定装置の概略構成を示すものである。
１ Ｘ線による厚み測定装置 ２ Ｘ線発生装置 ２ａ 電源 ３ コリメーター ４ 検出器 ５ スペクトロメーター Ｓ 試料 Ｓ１ 基材 Ｓ２ 測定対象材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今中 拓一 大阪市西区北堀江１丁目18番14号 非破壊 検査株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 基材（Ｓ１）上またはその内部に設けた
この基材（Ｓ１）とは異なる材料よりなる測定対象材
（Ｓ２）の厚みを透過Ｘ線により測定する透過Ｘ線によ
る厚み測定方法であって、前記基材（Ｓ１）を透過する
Ｘ線をそのスペクトル全体におけるピーク（Ｐ）が前記
測定対象材（Ｓ２）の吸収端近傍に位置するように設定
し、前記吸収端における透過Ｘ線強度により前記測定対
象材（Ｓ２）の厚みを測定する透過Ｘ線による厚み測定
方法。 - 【請求項２】 次式に従って前記測定対象材（Ｓ２）の
厚みＸを測定する請求項１に記載の透過Ｘ線による厚み
測定方法。 Ｘ＝ｌｎ（Ｉ（Ｅ+）／Ｉ（Ｅ-））／（μ（Ｅ-）−μ
（Ｅ+）） 但し、上式中において、Ｉ（Ｅ+）は前記吸収端の高エ
ネルギー側近傍で前記基材及び前記測定対象材透過後の
Ｘ線強度、Ｉ（Ｅ-）は前記吸収端の低エネルギー側近
傍で前記基材及び前記測定対象材透過後のＸ線強度、μ
（Ｅ+）は前記吸収端の高エネルギー側近傍での前記測
定対象材の線吸収係数、μ（Ｅ-）は前記吸収端の低エ
ネルギー側近傍での前記測定対象材の線吸収係数であ
る。 - 【請求項３】 前記吸収端がＫ吸収端である請求項１又
は２のいずれかに記載の透過Ｘ線による厚み測定方法。 - 【請求項４】 前記Ｘ線をそのスペクトル全体における
ピークが前記吸収端よりも高エネルギー側に位置するよ
うに設定してある請求項１〜３のいずれかに記載の透過
Ｘ線による厚み測定方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の透過Ｘ
線による厚み測定方法に用いる透過Ｘ線による厚み測定
装置であって、前記基材（Ｓ１）及び前記測定対象材
（Ｓ２）を透過するＸ線照射装置（２）と、これら基材
（Ｓ１）及び測定対象材（Ｓ２）を透過したＸ線の強度
を測定する検出器（４）とを備えた透過Ｘ線による厚み
測定装置。 - 【請求項６】 測定対象材（Ｓ２）中における特定成分
の含有率を透過Ｘ線により測定する透過Ｘ線による特定
成分含有率測定方法であって、前記特定成分を含まない
又はその含有率の低い前記測定対象材（Ｓ２）を透過す
るＸ線をそのスペクトル全体におけるピーク（Ｐ）が前
記特定成分の吸収端近傍に位置するように設定し、前記
吸収端における透過Ｘ線強度と前記測定対象材（Ｓ２）
の厚みとにより前記特定成分の含有率を求める透過Ｘ線
による特定成分含有率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10105619A JPH11287643A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 透過ｘ線による厚み測定方法及び測定装置並びに透過ｘ線による特定成分含有率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10105619A JPH11287643A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 透過ｘ線による厚み測定方法及び測定装置並びに透過ｘ線による特定成分含有率測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11287643A true JPH11287643A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14412518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10105619A Pending JPH11287643A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 透過ｘ線による厚み測定方法及び測定装置並びに透過ｘ線による特定成分含有率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11287643A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122770A1 (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Shimadzu Corporation | 透過ｘ線を用いた三次元定量方法 |
| JP2010286406A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sii Nanotechnology Inc | Ｘ線透過検査装置及びｘ線透過検査方法 |
| JP2010286405A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Sii Nanotechnology Inc | Ｘ線透過検査装置及びｘ線透過検査方法 |
| JP2012150026A (ja) * | 2011-01-20 | 2012-08-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ｘ線吸収端法による元素別定量分析方法及び元素別定量分析装置 |
| US8358736B2 (en) | 2009-11-12 | 2013-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus, method and computer-readable medium analyzing components using X-ray |
| JP2013156172A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | X-Ray Precision Inc | Ｘ線検査装置 |
| KR20190016423A (ko) * | 2017-08-08 | 2019-02-18 | 한국전자통신연구원 | 두께 및 밀도 측정 방법 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10105619A patent/JPH11287643A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007122770A1 (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Shimadzu Corporation | 透過ｘ線を用いた三次元定量方法 |
| JPWO2007122770A1 (ja) * | 2006-04-13 | 2009-08-27 | 株式会社島津製作所 | 透過ｘ線を用いた三次元定量方法 |
| US7813470B2 (en) | 2006-04-13 | 2010-10-12 | Shimadzu Corporation | Three-dimensional contents determination method using transmitted x-ray |
| JP4614001B2 (ja) * | 2006-04-13 | 2011-01-19 | 株式会社島津製作所 | 透過ｘ線を用いた三次元定量方法 |
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