JPS62220846A - 放射線による被測定物の測定方法 - Google Patents

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】 ｒ産業上の利用分野Ｊ 本発明は被測定物に係る所望の測定テ１（項、例えば組
Ｉｋ、ｅ度、組成分、布、厚さ１形状等を放射線により
非破壊的に測定する方法に関する。

ｒ従来の技術１ 不透明な物体の組成濃度、組成分布、厚さなどを放射線
照射により非破壊的に測定するとき、放射線照射系から
出射した放射線を被測定物に照射し、その透過線強度を
検出系で測定解析するようにしており、現状では測定精
度、工業化の易度、取り扱いの容易さから、Ｘ線を用い
る方法が普及している。

かかる測定方法では、線源から測定用の放射線（照射線
）を取り出すほか、参照用の放射線（参照線）をも取り
出し、被測定物の測定時、参照線を介して線源の変動を
補正している。

一方、被測定物の厚さが均一でないとか、あるいは被測
定物が多成分系からなり、その組成分布が変化するもの
のように、透過線強度が被測定物の各部位により異なる
場合は、その透過線強度が最も小さくなる部位において
所望の精度が得られるよう、放射線の照射時間を設定す
るとか、あるいは測定精度との兼ね合いで照射時間を設
定している。

ちなみに、第５図に示す従来例では、はじめ。

タイマＴと二つのカウンタＣ１，Ｃ２に測定開始用のス
タート信号Ｓ１をへ送って被測定物の測定を開始し、つ
いで、あらかじめ設定した時間に達したとき、タイマＴ
から二つのカウンタＣ１、Ｃ２に停止信号Ｓ２を送って
Ｌ記測定を停止し、その後、被測定物を所定量だけ移動
させ、以下、これらを繰り返すことにより被測定物の測
定領域にわたる測定を行なう。

ｒ発明が解決しようとする問題点ｊ 一般に、透過線強度が被測定物の各部位ごとに変化する
場合、これらに応じてノイズの大きさが変化し、測定デ
ータの精度も変化する。

これは主に検出器に起因したものであり、前記線源の補
正をしても回避することができない。

この種の測定では、被測定物のどの測定部位においても
同様の精度が得られるのが望ましいが、例えばフーリエ
変換法、フィルタ補正逆投影法などを利用したコンピュ
ータトモグラフィ（ｉｌｌ：Ｔ）により測定データを処
理し、被測定物の組成分布を求める場合、透過線強度の
小さい測定部位において精度が悪化することがよくある
。

多くの場合、透過線強度の小さい測定部位、すなわち被
測定物の厚い部分、密度の高い部分はど高精度の測定結
果が望まれるが、現状の一技術レベルはこれに反してい
る。

特に被測定物の組成分析を行なうとき、このような現象
が顕著となり、被測定物の測定部位によりノイズが変化
する場合は、ノイズ処理をも含めた測定データの処理が
より複雑となる。

なお、測定精度が測定時間の長さに比例することに基づ
き、被測定物の測定領域にわたる測定時間を長くした場
合、精度は確かに向上するが時間的犠牲が大きくなりす
ぎる。

本発明は上記の問題点に鑑み、放射線による被測定物の
測定方法において、被測定物に関する高精度の測定結果
が比較的短時間で得られる方法を提供しようとするもの
である。

ｒ問題点を解決するための手段１ 本発明は、放射線照射系から被測定物の測定領域に向け
て放射線を照射し、被測定物透過後の透過放射線量を放
射線検出系により検出して、その被測定物の測定事項を
測定する方法において、放射線検出系を介して被測定物
の測定領域にわたる測定五項を求めるとき、その測定領
域にわたる計数値が一定となる測定時間にて、上記透過
放射線量を測定することを特徴とし、これにより所期の
目的を達成する 「実　施　例１ 以下１本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。

第１図に示す本発明方法の一実施例では、被測定物の測
定手段として、その被測定物へ放射線を照射するための
放射線照射系Ｉと、その被測定物を透過した透過放射線
を検出するための放射線検出系■とを備え、放射線検出
系Ｈには分析系ｍが接続されている。

放射線照射系Ｉの放射線源ｌはＸ線源、γ線源など、適
宜の線源が採用できるが、第１図の実施例では放射線源
１としてＸ線源が用いられる。

かかる放射線源１は、−例として最大管電圧、電流が２
００ｋＶ、１９■Ａであり、これら管電圧、電流を１４
０ｋＶ、１０■Ａとすることにより白色Ｘ線を出射する
ことができる。

不透明な被測定物３は、主として通信用、光学用などの
多孔質ガラス母材からなり、断面円形の軸対称型である
。

より具体的には、被測定物３たる多孔質ガラス母材は、
ＶＡＤ法を介して作製された光フアイバ用であり、Ｓ　
ｉ０？−Ｇｅ０２の二成分からなるシングルモード型で
ある。

第１図において、放射線源（Ｘ線源）ｌから出射された
白色Ｘ線は、被測定物３の前側に配置されたコリメータ
２を介してビーム状に絞られ、被測定物３に照射される
。

照射された白色Ｘ線は被測定物３を透過し、その透過放
射線（透過Ｘ線）が被測定物後側のコリメータ４により
絞られた後、二つの分光結晶５ａ、５ｂにより回折され
て低エネルギＥ［の？ｉ色ｘ６、高エネルギＥｕの単色
Ｘ線に分光され、これらエネルギＥ１、Ｅｌの透過Ｘ線
が、例えばＮａＩからなる各検出器６ａ、６ｂへ入射さ
れる。

各検出器６ａ、６ｂにより光電変換されたＬ記ＥＬ、Ｅ
ｌｌの信号は、プリアンプ？ａ、　７ｂ、アンプ８ａ、
８ｂを介して増幅され、それぞれ所定のカウンタ８ａ、
８ｂおよび計時カウンタ１０を介してこれらの強度が所
定時間だけ測定される。

かかる測定時の測定領域は、被測定物３の一断面であり
、その測定領域にわたる測定は、つぎに述べる通りであ
る。

第１図において、両カウンタ９ａ、　９ｂのいずれか一
方２例えばカウンタ９ａは、初期化のためのプリセット
機能を有する。

第１図において、低エネルギＥ［、高エネルギＥＨの透
過ｘ１ｉｊが各検出器６ａ、６ｂへ入射されとき、両カ
ウンタ９ａ、９ｂおよび計時カウンタ１０にはスタート
信号Ｓ１が入力され、一方のカウンタ９ａがあらかじめ
設定された計数値となるまで、−測定部位のΔ１１定が
行なわれる０、 このとき、両エネルギＥ１、Ｅｌｌのカウント数とその
測定時間とが計時カウンタｌＯにより求められ、これら
測定データが分析系■の分析装置１１を介して記憶され
る。

かくて被測定物３の一測定部位の測定が終わると、一方
のカウンタ９ａから他方のカウンタ９ｂおよび計時カウ
ンタｌＯにストップ信号Ｓ２が入力され、これにより各
カウンタ９ａ、９ｂ、　１０が停止した後、測定手段と
被測定物との相対移動により、つぎの−測定部位へと移
行する。

以下はこれらの繰り返しにより、被測定物３の測定領域
にわたる測定が行なわれる。

このようにして被測定物３を測定するとき、その測定領
域Ｚ＾にわたる各測定部位の計数値Ｎが、Ｎ＝一定とな
るように測定時間が費やされる。

こうして求めた低エネルギＥ［、高エネルギＥｌ＋につ
いての計数値、これらの測定時間に基づき、被測定物３
を分析装Ｚｉ　１１にて分析する。

例えば、アベル変換法、フーリエ変換法、フィルタ補正
逆投ｌ＃払、重畳積分法、既述のＣＴ法など、適当な分
析手段を備えた分析装置１１により、上記測定データ処
理を行なって、被測定物３の密度、屈折率分布等を求め
る。

つぎに、二成分系からなる被測定物の組成分布を測定す
る際の実験例を説明する。

試料Ａとして５ｉ（ｈからなるモ板、試料ＢとしてＧｅ
０７からなる平板を用意し、これらの質量吸収係数を別
々に測定しておく。

試料Ａ、Ｈの厚さが種々に変化した場合の試料厚さを下
記の一般式により求める。

ｌｎＩ”／Ｉ”＝ｇ”Ｐ　Ｌ　＋ＩＬ”Ｐ　ｔ　　””
（１）〇へへ＾ＯＢＢ ＋ｏｒＩ／Ｉｔ−，ＬＰ　ｔ　＋ＪＬＬＰ　ｔ　　−−
−−−−（２）ＯＡ八へへＢＢ （１）（２）式につき、行列を用いてあられすと、下記
のようになる。

かかる連立方程式を解くことにより、試料Ａ、Ｂの厚さ
ｔ＾、ｔ８が求まる。

このとき、従来法、では、特に質量吸収係数の大きい試
料Ｂが厚くなると、誤差が大きくなるが、本発明方法で
は、一定の精度でこれらの厚さが求まる。

その−例として試料Ａ、Ｈの厚さの和を一定にしておき
、試料Ｂの厚さを変化させたときの試料Ａ、Ｈの厚さの
誤差を調べ、その結果を第２図に示した。

なお、この際の測定は一点の測定時間を１２０秒とし、
三点の平均で調べた。

第２図を参照して明らかなように、従来法（Ｏ印）では
試料Ｂの厚さが３ｍ■になると、誤差が１０２以上にも
なるのに対し、本発明方法（×印）では厚さの変化にか
かわらず、はぼ一定の精度が確保されている。

つぎに、本発明方法と従来法との具体的応用例における
比較結果を、第３図により説明する。

この際の被測定物は、ＭＡＤ法により作製したシングル
モード型の光フアイバ用母材（石英系透明ガラス）であ
り、その測定対象は当１核母材の屈折率分布である。

第３図において、実線は本発明方法による測定結果、点
線は従来法による測定結果、一点鎖線は真の分布である
。

なお、真の分布は既成のプリフォームアナライザを介し
て求めた高精度の測定結果である。

第３図を参照して明らかなように、本発明方法は、従来
法の場合と比べ、５ｚ以上精度が向上している。

両方法とも、被測定物中心部の測定結果が悪いが、従来
法の場合、２０％以上もの誤差が生じることがあるのに
対し、本発明方法ではこのような結果を招くことがなく
、再現性についても本発明方法は従来法より格段に優れ
ている。

その他、　Ｓ　ｉ０２．−Ｇｅ０２の二成分からなるＧ
ｌ型の光フアイバ用多孔質母材について、上記と同様、
屈折率分布の測定精度を調べた。

ここで用いた真の分布は、化学的な破壊検査法により求
めた高精度の測定結果である。

この場合も前記と同様１本発明方法は、従来法の場合と
比べ、１０％以り精度が高く、再現性の点でも優れてい
た。

本発明方法、従来法において、一定とする計数イ１（の
設定条件により両者の測定精度を同程度にする場合、本
発明方法では、従来法と比べ測定時間が２５〜３０％程
度短縮できる。

第４図を参照して明らかなように、検出される計数値が
減少すると、計数値の標準偏差が減少する。

放射線のエネルギ、放射線検出器などによっても大きく
変るが、光フアイバ母材に関する測定例で多々あるよう
に、計数値が一桁下がると、その標準偏差は５倍（デー
タ精度の約１７５）も大きくなり、これが測定精度を悪
くする最大の原因と考えられる。

本発明方法の場合、かかる影響が測定精度で補える。

なお、本発明方法は被測定物に関する屈折率分布のほか
、その組成濃度１組成分布、厚さ、形状などを非破壊的
に測定する場合にも応用でき、被測定物の断面形状も円
形のほか、多角形、異形であってもよい。

「発明の効果１ 以上説明した通り１本発明方法によるときは、放射線に
よる被測定物の測定時、前記所定の条件を満足させて透
過放射線量を測定するから、被測定物に関する高精度の
測定結果が短時間で得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を略示した説明図、第２
図、第３図は本発明方法と従来法との測定精度を比較し
た図、第４図は計数値と標準偏差との関係を示した図、
第５図従来法における検出系を示した説明図である。 Ｉ・φ・争・放射線照射系 ■・拳・・拳放射線検出系 ■・・・・・分析系 ｌ・・・・・放射線源 ２８．・、・コリメータ ３・・・・・被測定物 ４　・命・・・コリメータ ５ａ、５ｂ・・・分光結晶 ８ａ、６ｂ−−・検出器 ７ａ、７ｂ・・・プリアンプ ８ａ、８ｂ・・・アンプ ９ａ、９ｂ−−−カウンタ １０１１・喀φ・計時カウンタ １１・・・・・分析装置 ＺＡ・・・拳・被測定物の測定領域 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 １３　　図 ０　　　　　　　　　　　　　８　　牛止第　５　図 １４　　図 計重り一イ直（偶） −「続ネ市１１ミ書 ■′１￥件の表示　　　　特願昭６１−６４６３５２　
発明の名称　　　　放射線による被測定物の測定方法３
　補ｉ「をする者 “１９件との関係　特許出願人 古河電気工業株式会社 ４代理人〒１００ （９０４３）　　弁理士　斎　藤　義（゛−−５　負［
正命令の日イー１（自発　　　　　　　　　　　　　ｉ
、’＝　、−＝“６　補正の対象 明細書の１発明の詳細な説明」の欄と図面。 ７　補正の内容 別紙の通り　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・
６、「　　　１８　） 補ＩＦの内容 １）明細書第３頁５行目のｒｓＩをへＪをｒｓ、を」と
補正し、同頁１５行目と１６行目との間につぎの°文を
加入します。 ｒこれは測定された計数値（透過強度に相当）とａｌｌ
ｌ定データの標準偏差（測定精度に相昌）との関係より
明らかである。 第４図は、横軸に計数値、縦軸に標準偏差をとり、上記
の関係を示したものである。 この第４図から、計数値が減少すると測定精度が急激に
悪化していくことがわかる。Ｊ２）明細書第４頁１３行
目の「長さに比例するＪを１長さと密接な関係がある１
と補正します。 ３）明細書第６頁７行目の１不透明なｊを削除し、同頁
８行目、１０行目のｒガラス１をそれぞれ削除します。 ４）明細書第７頁１１行目の１面であり、Ｊを１面より
も多少広い領域であり、１と補正します。 ５）明細書第８頁２０行目〜第９頁１行目をつぎの通り
補正します。 ｒ例えば、アベル変換法、あるいは既述のＣＴ法（フー
リエ変換法、フィルタ補正逆投影法１重畳積分法）な１ ６）明細書第９頁４行目と５行目との間につぎの文を加
入します。 ｒここでは、ハード的に計数値を一定とする方法につい
て説明したが、ソフト的にも、同様の測定が可能である
。」 ７）明細書第９頁２０行目のあとに、つぎの文を加入し
ます。 ｒなお上記式中、１４−Ａ　Ｉ　ＪＡＢは試料Ａ、Ｈの
質量、ＰＡ、Ｐａは試料Ａ、Ｂの密度、ＩＯ，Ｉは試料
がないときと、あるときの透過強度であり、上添字Ｈ・
しはそれぞれ高エネルギ、低エネルギを示す。Ｊ８）明
細書第１２頁７〜９行目を削除し、同頁１３行目の「精
度のＪをｒ精度が１と補正し、ざらに同頁１６〜１７行
目をつぎの通り補正します。 ｒ本発明方法の場合、各測定点で測定する計数値を一定
とすることにより、かかる影響をなくすことができる。 」 ９）図面中、第１図を別紙の通り補正します。 以　　　４−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線照射系から被測定物の測定領域に向けて放
   射線を照射し、被測定物透過後の透過放射線量を放射線
   検出系により検出して、その被測定物の測定事項を測定
   する方法において、放射線検出系を介して被測定物の測
   定領域にわたる測定事項を求めるとき、その測定領域に
   わたる計数値が一定となる測定時間にて、上記透過放射
   線量を測定することを特徴とする放射線による被測定物
   の測定方法。
2. （２）被測定物が二組成からなるとき、透過放射線を高
   エネルギと低エネルギとに分光する特許請求の範囲第１
   項記載の放射線による被測定物の測定方法。