JPS5862508A - 放射線利用の厚さゲージ - Google Patents

放射線利用の厚さゲージ

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JPS5862508A
JPS5862508A JP57161127A JP16112782A JPS5862508A JP S5862508 A JPS5862508 A JP S5862508A JP 57161127 A JP57161127 A JP 57161127A JP 16112782 A JP16112782 A JP 16112782A JP S5862508 A JPS5862508 A JP S5862508A
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JP
Japan
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thickness
radiation
radiation detector
detector output
function
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JP57161127A
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English (en)
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ドミニク・ギクノツクス
ラツセル・マリ
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Data Measurement Corp
Original Assignee
Data Measurement Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
    • G01B15/025—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness by measuring absorption

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平らまたはわずかに曲った形状の物体を通過
する放射線量を測定するための改良された装置に関する
。
図面第１図に示されているような型式のゲージの場合、
放射線ビームを発生するのは、例えばＸ線源や放射性同
位元素である。放射線ビームの初めの強度■。と物体に
ょシ一部が吸収された後の残りの放射線ビームの強度１
との比は、この放射線ビームに照射されている物体の原
子の個数に直接的な関係を有している。この個数に基づ
いて、物体の厚さを求めることができるので、この装置
は一般に厚さｒ−ジと呼ばれている。この種の装置につ
いて記述した文献は多数あシ、とりわけ、［ノンデスト
ラクチイブ・テスティング・ハンドブック（Ｎｏｎｄｅ
ｇｔｒｕｃｔｉｖｅ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｈａｎｄｂｏｏ
ｋ　）　Ｊ〔ニューヨークのロナルド・ゾレス社（Ｒｏ
ｎａｌｄＰｒｅｓｓ　Ｃｏ・）発行〕の第１８節“エッ
クスレイ・アンド・アイソトーゾ拳ゲージング（Ｘ　−
ｒａｙａｎｄ　ｌ５ｏｔｏｐｅ　Ｇａｕｇｉｎｇ　）″
に詳しく述べられているＯ り−ノを較正するために、標準体が用いられる。
これらの標準体は、既知の組成の基準の金属から作られ
るのが普通である０従来からのゲーノは、名目値すなわ
ち目標値として設定された一つの特定な値について測定
を行ない、この名目値からの偏差として測定値が求まる
ものであって、一つ一つの名目値毎に、放射線源の粒子
エネルギーに関する二、三の７！ラメータの読み、すな
わち放射線検知器の制御が変ってしまうし、標準体の組
成とは異なる組成の物体を測定するときには、測定値を
補ｉＥする必要が生じる。この補正自身もｔ放射線源ま
たは放射線検知器の１？ラメータが変動すれば変ってし
まうので、完全な関数または組成補正用曲線を作り上げ
る必要がある・半あうえ、従来のケ゛−ノにおいては、
特に薄い金属に不規則な不正確さが含まれる恐れがある
のが実情なのだが、標準体はいずれも１００％正確なも
のとみなされていた。
本発明の目的の第一は、名目値に対する相対的な値では
なく、物体の厚さの絶対値を測定することのできる測定
装置を提供することであるＯ本発明の目的の第二は、そ
れぞれの標準体の持つ不規則な不正確さの影響を除去し
たｒ−ジを提供することである。
本発明の目的の第三は、補正係数を１個は少数個用いる
だけで簡単に組成補正を行なうことができるケ°−ジを
提供することである。
第１図に、本発明の好ましい実施例が示されている。放
射性同門元素またはＸ線源のような放射線源１から、放
射線検知器２へ向うビームカ；発生される。放射線検知
器２は、シンチレーション結晶と光増倍管とから、また
は電離箱から構成されるが、これについては、グレン・
エフ・ノル（Ｇｌｅｎ　Ｆ、　Ｋｎｏｌｌ　）著弓ディ
ニージョン、ディテクタ・アンド・メジャーメント（Ｒ
ａｄｉａｔｉｏｎＤｅｔｅｃｔｏｒ　　ａｎｄ　Ｍｅａ
ｓｕｒｅｍｅｎｔ　　）　　”　〔ジョン・　ワ、イ１
）−・アンド・ザンズ社（Ｊｏ’ｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆
　５ｏｎｓ　）発行〕に記載されている。放射線検知器
２には、適当な電気信号すなわち検知器出力を与えるこ
とのできる増巾器が備えられている。
放射線検知器の出力は物体３の厚さに関係しているので
、この検知器出力をコンピュータによって物体３の厚さ
へ変換する。
従来のケ゛−ノの中には、厚さＸと放射線検知器出力ｌ
との関係を表わす関数を、多数の標準体を放射線ビーム
中に挿入して、これらの標準体の組がケ゛−ジのレンジ
内で多数の厚さを表わすことができるようにして求める
ものがある０この場合に得られた一連の点をグラフに描
くと、第２図のようになる。従来、上記ＸとＩとの間の
関数を求めるのに、二、三点を通過する′曲線を求めて
、内挿法によって工をＸへ変換することが行なわれてい
る。この結果、実際は標準体を利用して、第２図°に図
示されているような完全関数の正しさを裏付ける必要が
生じる。ただ、この第２図には、わかり易くするために
、はんの少数の組しか図示されていない。第２図の曲線
が滑らかでないことが、一つの問題である。標準体それ
ぞれが持つ不正確さに影響されるので、曲線は滑らかに
はならない。
本発明は、標準体あ組の持つ不規則な不正確さとは無関
係な厚さ関数）’−Ｆ（Ｉ）を得る手段を提供するもの
である。また、本発明によれば、必要に応じて上記厚さ
関数を更新・較正することができ、物体の組成の違いに
よる補正を行なうことができる。
本発明の方法を第３図により説明するＯ第３図には、多
数の実際上２０を下回らないのが好ましい標準体４の組
を用いて得たデータが図示されている。厚さ関数を得る
のに、いくつかの平均値の一つを用いる方法、またはデ
ィジタル・コンピュータ・′プログラムの形で使われる
一致する曲線で近似する方法を利用し、単項式で表現さ
れる最適関数が最終的に求められた。こうした方法は色
々な教科書に記載されているが、特にノ・ミンク（’Ｈ
ａｍｍｉｎｇ　）著“ナンベリカル・メソッズ・フォー
・サイエンティスツ・アンド・エンジニアズ（Ｎｕｍｂ
ｅｒｉｃａｌ　　Ｍｅｔｈｏｄｓ　　ｆｏｒ　　５ｃｉ
ｅｎｔｉｓｔｓ　　ａｎｄ　Ｅｎ−ｇｉｎｅｅｒｓ　）
　”　（マグロ−ヒル社発行）が参考になる。
プログラムはまた、標準体４の組Ｘｊに関連する誤差Ｅ
ｊを記憶するのにも利用できる。標準体の組の一つけ、
厚さゼロの組である。すなわち、標準体はビーム中に置
かれない。もう一つの組は、鉛製のシャッタを用いて得
られる無限大厚さの組である。
厚さが広い範囲にわたり、放射線検知器の動作範囲を越
える放射線強度を生じることもあシ得る０この場合には
、放射線源がＸ線源であれば、その電圧を一点に固定す
るのではなく、レギーレータおよびドライバ５によって
厚さのある範囲毎に、複数の定電圧の中の一つが設定さ
れることになる。
したがって、上記の範囲毎に、前述の厚さ関数が一つ決
まる。範囲の総数は１０以下が一般的である。
−Ｌ述の最適関数を求める操作では、多数の標準体の組
にビームを照射することが必要である。このため、この
操作を完遂するのに１０秒以上、一般的には数１０秒を
必要とする。ドリフトを補正するため、本発明によるゲ
ージは、次のような較正方法の全てまたはいくつかを行
ない得る◎Ａ）第１の補正は、厚さＸが極めて大きいと
き、放射線検知器２の出力■はゼロでなければならない
、という事実に基づいている。Ｘ無限大は、鉛製シャッ
タによって一時的に放射線ビームを遮ぎることにより作
り出すことができる。このときのＩの値１（Ｘ）を測定
し、その後、■ｃｏを１の全ての測定値から差し引く。
Ｂ）第２の補正（第３図参照）は、−個のデータ点Ｐｊ
をとることからなる。ドリフトがあるために、■の値は
、厚さ関数を決定する時点に得られた値Ｉ′、と同じで
はなく、新しい値■？になついる。
Ｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｊそこで、放射線検知器の出力の比Ｒ−Ｉ、
／Ｉ、を求め、厚さ関数Ｘ＝Ｆ　（Ｉ　）の代りに、更
新された閣 関数であるＸ＝Ｆ（ＲＩ）を用いる。
Ｃ）本発明の目的の一つであるドリフトの追加的な補正
（第３図参照）は、厚さ関数の代シに・厚さ比をＦ（１
）に乗じた次のような更新された関数を用いることから
成る・ ジの全レンジをカバーする複数個の関数）を記憶するこ
とによシ、標準体の持つ不規則な不１Ｅ確さに影響され
ないケ゛−ジ測定が可能となる。しかも、標準体の組を
ただ一つ使用するだけで、上記Ｂ）またｌ：ｔｃ）によ
る較正及び更新が行なえる。
本発明の利点は、状況に最も良く合う順に、前記のＡ）
　、　Ｂ）　ｓ　ｃ）の較正・更新処理を行なう能力を
ｊすさゲージのオペレータに与えることである。
実例をあげれば、放射線検知器２のドリフトにオ波レー
タが気付いたなら、Ａ）の方法がよいと耳える。放射線
源と放射線検知器との距離のよりなケ゛−ノの寸法が変
更されたなら、Ｂ）の方法を使うとよい。放射線源電圧
にドリフトがある場合には、Ｃ）の方法がよい。
これまで述べてきた測定方法は、標準体と同じ拐質の物
体を測定するケ゛−ノに対してのみ有効である◎−一般
的妥当するというのではない◎例えば金属工業でこのダ
ーツが使用されるときには、測定対象の金属は、標準体
とは異なる合金である。
この場合、合金数Ｋを用いて、次のように厚さ関数を補
正する：Ｘ＝ＫＦ（Ｉ　）。
一つの係数であるに／合金／電圧範囲を記憶させておく
必要がある。同様に、測定対象の金属が高温であれば、
得られた測定値に温度補正係数を乗じる必要がある。場
合によっては、この温度補正係数を合金係数または組成
係数と結合させて、単一の補正係数の形にしてもよい。
本発明の好ましい実施例においては、前記の処理を行な
うのが、−個のチップと付属装置とから成るマイクロコ
ンピュータ６であることが望ま′しい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明で使用される放射線厚さケ゛−ノのブ
ロックダイヤグラムである。第２図は、従来のゲージを
用いて標準体から決定された厚さと放射線検知器出力の
関係を示すグラフである。第３図は、標準体に対応する
厚さ一放射線検知器出力点を示すグラフで、曲線はこれ
らの点を通過するように合わされ、二点を利用して較正
処理が行なわれる。 １・・・放射線源、２・・・放射線検知器、３・・・物
体、４・・・標準体、５・・・レギュレータおよびドラ
イバ、６・・・コンピュータ。 第１図 第 ＆（八 第３ 又 ４×ｈ− ｈ Ｘｉ　　　−−、丁　− εｊ１ 一一一コートー １ ｊ！

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　放射線源と；該放射線源から放射されたビー
    ム中に配置され、放射線強度に対応した信号を出力する
    ことができる放射線検知器と；被叩定物を上記放射線源
    と上記放射線検知器との間を通過させるための第１の通
    路と；所望の基準物質から盛る既知の厚さの複数個の標
    準体の一つを導入するために上記第１の通路に並行に設
    けられた第２の通路と；放射線吸収物質から成シ、指令
    に応じて上記ビームを吸収する遮断手段と；標準体の複
    数個の組に対応する上記放射線検知器の複数個の出力値
    を記録する手段と；標準体の厚さとその標準体に対応す
    る放射線検知器の出力値との間の関係に最適合する１ｙ
    さ関数を決定し、該関数を厚さと放射線検知器出力との
    間の関係として記録するコンピュータ手段と；上記被測
    定体がビームに照射されているときに上記厚さ関数を放
    射線検知器出力に適用することによシ、被測定体の厚さ
    を決定する手段と；を有することを特徴とする放射線厚
    さゲージ。
  2. （２）標準体の組に放射線ビームを照射したときに得ら
    れた放射線検知器出力に上記厚さ関数を適用して計算し
    た結果得られた厚さと、それぞれの標準体の組の既知の
    厚さとの差を誤差として記憶する手、段をも有する特許
    請求の範囲第（１ｙ項記載の放射線厚さゲージ。
  3. （３）特許請求の範囲第（２）項記載の放射線厚さケ。 −ノを次の二つの段階により較正する方法。 ■　標準体の一つの組の既知の厚さと該組の記録された
    誤差との差を分子とし、既に記憶された厚さ関数を用い
    て該組を測定することにより得られた厚さを分母とする
    分数の形で、厚さ比を計算する段階、 ■　既に記憶された厚さ関数に上記厚さ比を乗じること
    によって、厚さ関数を更新する段階。
  4. （４）特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
    の放射線厚さゲージを次の二つの段階で補正する方法０ ■　既に測定した標準体の一つの組から得られた放射線
    検知′器出力を分子とし、新たに測定した際に該組から
    得られた放射線検知器出力を分母とする分数として放射
    線検知器出力比を測定する段階、 ■　放射線検知器の全出力値に上記放射線検知器出力比
    を乗じ、厚さ関数を上記の更新された出力値に適用して
    物体の厚さの新たな値を得る段階。
  5. （５）次の四つの段階からなる追加的な方法が使用され
    る特許請求の範囲第（２）項記載の放射線厚さケ８−　
    ノ　。 （ｐ　第１の標準体の組から縦側定値として得ら７ｔた
    放射線検知器出方を分子とし、新たに測定した際に該組
    から得られた放射線検知器出方を分母六する分数として
    放射線検出器出力比を測定する段階、　　　　　　゛パ ■　放射線検知器の全出力値に上記放射線検知器出力比
    を乗じ、厚さ関数を上記の更新された出力値に適用して
    物体の厚さの第１の補正値を得る段階、 ■　第２の標準体の組の既知の厚さと該組の記録された
    誤差との差を分子とし、既に記憶された厚さ関数を用い
    て該組を測定することにより得られた厚さを分母とする
    分数として厚さ比を計算する段階、 ■　上記第１の補正値に上記厚さ比を乗じて上記第１の
    補正値を更新し、厚さの第２の補正値を得る段階。
  6. （６）第１の標準体の組の厚さがゼロである特許請求の
    範囲第（５）項記載の放射線厚さケ゛−ノ。
  7. （７）較正に先立って、遮断手段を動作させてビームを
    遮断すると同時に、無限大厚さにおける放射線検知器出
    力を測定し、放射線検知器出方のその後の全ての新たな
    測定値を、該新たな測定値から上記無限大厚さ・１：に
    おける放射線検知器出力を減１ しることによって更新して、放射線検出器出力の補正値
    を得る方法が使用される特許請求の範囲第（５）項また
    は第（６）項記載の放射線厚さゲージ。
  8. （８）放射線源が放射性同位元素から成る特許請求の範
    囲第（５）項まだは第（６）項記載の放射線厚さｒ−ノ
    。
  9. （９）放射線源がＸ線ゲージから成る特許請求の範囲第
    （５）項または第（６）項記載の放射線厚さゲージ。 （１１放射線源が、それぞれ異なる厚さ関数を確立する
    複数個の固定電圧で動作するＸ線ケ゛−）である特許請
    求の範囲第（５）項または第（６）項記載の放射線厚さ
    ｒ−ジ。 ０１）更新された厚さ関数から得られた厚さに組成補償
    及び温度補償を行なう数を乗じる段階をも有する特許請
    求の範囲第（５）項記載の放射線厚さゲージ。 ０搬　更新された厚さ関数から得られた厚さに、組成補
    償を行なう数であってＸ線源の各固定電圧毎に異なる数
    を乗じる段階をも有する特許請求の範囲第０１項記載の
    放射線厚さゲージ。 （１３コンピユ一タ手段がマイクロコンピュータである
    特許請求の範囲第（５）項記載の放射線厚さｒ−ノ。 ０４　　厚さゼロに対応する点が数回計数される最適統
    計法をコンピュータ手段が用いる特許請求の範囲第（６
    ）項記載の放射線厚さダーツ。
JP57161127A 1981-09-18 1982-09-17 放射線利用の厚さゲージ Pending JPS5862508A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/303,574 US4574387A (en) 1981-09-18 1981-09-18 Apparatus and method for measuring thickness
US303574 1989-01-27

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JPS5862508A true JPS5862508A (ja) 1983-04-14

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ID=23172718

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EP (1) EP0075190B1 (ja)
JP (1) JPS5862508A (ja)
AT (1) ATE41055T1 (ja)
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