JPS63168545A - X線ct装置による欠陥測定方法 - Google Patents

X線ct装置による欠陥測定方法

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JPS63168545A
JPS63168545A JP62000126A JP12687A JPS63168545A JP S63168545 A JPS63168545 A JP S63168545A JP 62000126 A JP62000126 A JP 62000126A JP 12687 A JP12687 A JP 12687A JP S63168545 A JPS63168545 A JP S63168545A
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はX線を使用した欠陥測定法に係り、特にX線C
T装置を使用した欠陥測定方法に関する。
(従来の技術) コンピュータ・トモグラフィ(CT)はコンピュータを
利用した断層陽形法であり、通常のX線写頁と異なり、
被検査体の任意の位置の輪切り像を観察することが可能
である。イのため、被検査体の内実部の欠陥や構造を非
破壊的に測定することが可能であり、医療用、工業用と
して広く普及している。
現在、最も普及しているものは、被検査体に照射したX
線の透過量をもとに画像を描き出すX線CT装置が主流
である。
従来のXl1lCT装置は、X12発生装置と、X線の
照射方向を絞るスリットと、被検査体を載置して任意の
位置に回転させるターンテーブルと、被検査体から透過
されるX線を検出するX線検出器と、検出したX線の強
度を演算合成する計算機と、演算合成されたXSS強度
を表示する画像表示装置とから構成される。
またX線0丁装置としては、前述のように被検査体がタ
ーンテーブル上で回転する方式とは別に、X線発生装置
及び検出器自体が、被検査体の周囲に配設した軌道上を
数値制御されながら移動する方式も採用されている。
上記X線0丁装置を使用した従来の欠陥測定方法では、
被検査体に一定の線源電圧によって発生したX線を照0
4 L、透過したX線の電気信号を被検査体の周囲に多
数配設したX線検出器によって検出し、検出した個々の
信号をコンピュータで演0処理して断層像を形成し、画
像表示または、写GT 撮影して欠陥等の状況の判断資
料としている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、従来のXI!1lcTR置による欠陥測定方法
によって金属部品または鋼構造物等の被検査体を検査す
る場合、使用するX1fACTS!!i置の線源電圧が
一般に数百KVPi!度の低い電圧に設定されているた
め、X線の強度が小ざい。従って1枚の画像を形成する
ために長い照射時間を要する欠点がある。すなわち被検
査体の板厚等の形状によっても異るが、1回の測定に対
して数時間を要し、全測定作業に要する時間が膨大にな
る欠点があった。
一方、線源電圧を上げX線の強度を増大して使用すると
、短時間において画像を得ることができるが、画像のコ
ントラストが低下し欠陥部の形状または内部構造等の判
別が困難になる問題点があった。
本発明は上記の問題点を解決するために発案されたもの
であり、X線躍影に要する時間を短縮して、測定作業の
効率化を図り、かつ撮影画像の画質が低下することがな
く、欠陥等の判別が容易な欠陥測定方法を提供すること
を目的とする。
(発明の構成〕 (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明に係るX線CT装置に
よる欠陥測定方法は、線源電圧を複数段階に調整できる
X線CT装置を使用し、まず高い線源電圧によって発生
する高強度のX線を被検査体に照射し、被検査体を透過
したX線によって、低コントラストの透過画像を作成し
、前記透過画像を観察して欠陥部の概略位置を検出した
後に、前記線源電圧を降下せしめ低強度のX線を欠陥部
のみに所定時間照射して高コントラストの透過画像を作
成し、この透過画像をvA察して欠陥部の詳細形状を測
定することを特徴とする。
(作用) 線源電圧が可変に調整できるX線発生装置において、ま
ず線源電圧を高く設定して高強度のX線を被検査体全体
に短時間に照射し、その透過X線を検出して透過画像を
作成する。作成した透過画像は高強度のX線を短時間に
照射して得られたものであるため、画像のコントラスト
が低く不鮮明である。しかし、疑似欠陥の有無およびそ
の概略位置は判別することができる。
次に、線源電圧を降下させて低強度のX線を発生せしめ
、上記の疑似欠陥部に照射位置を限定してX線を所定時
間照射する。この場合低強度のX線を比較的長く照q・
1するため、得られる画像のコントラストが高く鮮明で
ある。その両会を観察することによって検出された疑似
欠陥部をさらに詳細に分析し、欠陥の真偽が容易に判定
され、欠陥部の形状、分布、位置も正確に測定できる。
本発明方法によれば、画像の利用目的に応じて、線源電
圧を調整し、まず高強度のX線を短時間に照射すること
によって、被検査体全体にわたり欠陥の有無及び位置を
短時間内に把握し、次に低強度のX線によって欠陥部と
思われる箇所を局部的に撮影し、得られる高コントラス
トの画像によって欠陥の状況が正確に測定される。その
ため従来−律に低電圧下で弱いxIiilを長時間照射
して実施していた従来方法と比較して、測定作業の効率
が大幅に向上する。また欠陥部の日影画像の画質が低下
することなく、欠陥の有無の判別、また欠陥部の位置、
分布、形状の正確な測定が可能である。
(実施例) 次に本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する。
第1図は本発明方法を実施するためのX線CT装dの構
成例を示V説明図である。
第1図においてX線CT装置1は、陰極2と陽極3との
間に線源電圧を印加することによってX線を発生するX
線発生装置4ど、発生したX線に指向性をもたせるスリ
ット5と、被検査体6を載置して任意の位置に回転させ
るターンテーブル7と、被検査体6を透過したX線を検
出するX線検出器8と、検出したX線の検出信号を伝達
する信号テーブル9ど、検出信号を演暮合成するに−1
10と、演算合成されたXlI2強度を画像として表示
する画像表示装置11とを備える。なお線源電圧は、被
検査体の形状、厚さ等に対応して複数段階に適宜増減可
能に構成される。
次に上記構成のX線CT装置を使用して欠陥部を検出し
測定する原理について、第2図に従って説明する。第2
図はX線を使用して被検査体中の欠陥を検出する原理を
説明する説明図である。
細い線束で指向性を有するX線が欠陥部12を有する被
検査体6に照射された場合、被検査体6を透過するOI
J後におけるX線強度1  、I  の関0、p。
係は(1)式で表わされる。
ここでI 、■ はそれぞれ、被検査体6を通過p S 通過する前後におけるX線強度、eは自然対数の底、μ
は吸収係数(al−’) 、Tは被検査体6の9さくα
)である。
しかし実際に使用されるX線は、理想的な指向性を有す
る細い線束ではなく、ある程度の散乱性を有するため、
その散乱線の影響を考I!iすると、被検査体6を通過
する前後におけるX線強度【。、ここでnはX線の散乱
比である。
次に被検査体6内に空孔状の欠陥部12がある場合、こ
の欠陥部12を透過するX線の強度■ ′は(3)式の
ように表わされる。但し欠陥部12の空孔におけるX線
吸収はなく、また欠陥部12の大きさが微小であると仮
定する。
Ip’ =(1+n) I  e−μ■+ΔI ・−・
−(3)ΔI=I  [e−μ(T4T)−−μ’ ]
 ・(4)e ここでΔIは欠陥部12を直接透過することにより増加
したX線強度の増加分であり、またΔTは被検査体の欠
陥部12の厚さである。
被検査体6内に欠陥が存在する場合と存在しない場合と
におtプる透過X線強度の差ΔIと、欠陥が存在しない
場合における透過X線強度■。との比、すなわちΔI/
I、は、被写体コントラストにと呼ばれ、被写体コンミ
ルラストkが大であればより鮮明な透過画像がえられる
(2)式および(4)式より被写体コントラストkを求
めると、(5)式で表わされる。
1+n 従って散乱比nを小さくするか、または吸収係数μを大
きく設定することによってより画質の優れた透過画像を
得ることができる。
次に照射するX11Aの光m子エネルギと被写体コント
ラスト及び撮影時間との相互関係を具体的にグラフを参
照して数値的に検討する。
被検査体として鋼構造物の欠陥を測定する場合における
X線の光聞子エネルギと吸収係数μとの関係は、第3図
に示す通りである。すなわち、光量子エネルギが0.I
MeV、1MeVの場合における吸収係数μはそれぞれ
2 (z−’) 、0.5(a++−’)である。
また、X線の光量子エネルギと鋼の厚さTに対する散乱
比nの関係を第4図に示す。すなわちX線発生装置の線
源電圧が高く、光量子エネルギが高いほど散乱比nは小
さく、また被検査体である鋼の厚さTが薄い程散乱比n
は小さい。ちなみに厚さTが5cmの鋼構造物の場合、
光■子エネルギが0.4MeVのとき散乱比nは約5で
あり、1MeVのとき約3である。
さらに、欠陥を分析する資料となる透過画像の良否を決
定する被写体コントラストには前記(5)式で与えられ
る。被写体コントラストkに対応するμ/1+nの値と
被検査体の厚さ下との関係を第5図に示す。すなわち、
X線のエネルギが低い程、被写体コントラストは高くな
り、より鮮明な画像を得ることができる。ちなみに厚さ
Tが10縮のステンレス鋼(S(JS27)の場合、X
l1lのエネルギが100KVのとき、μ/1+n1l
i7は約0、4 (agl−1> テアリ、*た260
KVのJIは、約0.1(履−1)である。従って、高
いコントラストを得たい場合はX線発生装置の線源電圧
を低くすることが必要である。
また、照射するX線のエネルギと被検査体の厚さTおよ
び[1影時間との関係を、第6図に示す。
X線発生装置4に流れる管電流iと、撮影時間tとの積
である露出meは、被検査体6の厚さによって異なるが
、同一の板厚と同一のむ電流であればX線のエネルギが
高い程、露出f11eは少なく汎む。すなわち、X線の
エネルギが高いGよど撮影時間は短い。例えば第6図に
おいて厚さ下が5mのステンレス鋼(SUS27>を撮
影する際、X線発生装置4の管電流iが1mAとすると
、X線のエネルギが100KVの場合、撮影時間は約3
0分間を要する一方、X線のエネルギを160KVにす
ると撮影時間は約1分間に短縮される。すなわち、X線
のエネルギ比よりもはるかに高い比率で撮影時間が短縮
される。
次に上記の原理に基づいて本発明方法の作用効果を説明
する。
本発明方法を実施する操作は、まずX線発生装置4の線
源電圧を調整して高強度のX線を発生せしめる。ここで
線源電圧は被検査体6の形状、材質等によって異なるが
、一般の鋼構造物、金属部品にあっては1〜2MeV程
度に設定する。次に発生した高強度のX線を被検査体6
に短時間照射し、その透過X線をX線検出器8にて検出
し、その検出信号を計算機10にて演算処理して透過画
像13を形成し、その透過画@13を画像表示装置11
に表示せしめ、欠陥の有無を判別する。
この段階で表示された透過画像13は、高強度のxgi
!を短時間に照射して作成しているため、コントラスト
が低い。従って欠陥の詳細な形状、分布等を正確に把握
することは困難である。しかしながら、欠陥の有無およ
び概略の位置については十分判別できる。
次に線源電圧を降下せしめ、低強度のX線を発生せしめ
、上記の疑似欠陥部に照射位置を限定して、再度、X線
を所定時間照射する。なお照射位置は被検査体6を載置
したターンテーブル7を間転して数値的に設定される。
この操作によって得られる透過画像13は、低強度のX
線を比較的長時間にわたって照射しているため、吸収係
数μが大でありコントラストが高く、鮮明である。
従ってコントラストが高い画像を観察することによって
、疑似欠陥部の詳細な状況が正確に把握され、欠陥の真
偽が容易に判定され、さらに欠陥部の形状、分布、位置
が容易に測定できる。
また実施例の測定方法によれば、l511源電圧を調整
してX線の照射強度を変化させ、まず高強度のX線を短
時間に照射することによって、被検査体全体における欠
陥の有無を短時間内に概略把握し、次に低強度のX線に
よって欠陥と思われる箇所を局所的に撮影し、得られた
高コントラストの画像によって詳細に欠陥部の状況が測
定されるため、従来、−律に低強度のX線を長時間照射
して測定作業を実施していた従来方法と比較して測定作
業効率が大幅に改善される。
(発明の効果) 本発明によれば、透過画像の利用目的に応じて、また撮
影時間と画像のコントラストを調整りるため線源電圧を
使い分けている。すなわち、まず高電圧下で高強度のX
線を被検査体に照射して短時間内に被検査体全体にわた
って欠陥の有無を概略的に把握し、次に低電圧下で上記
操作において検出された欠陥と思われる部位に対して低
強度のX線を照射して高コントラストの鮮明な画像を得
るように構成されているため、欠陥部の形状、位置、分
布の正確な測定が可能である。
また従来−律に低強度のX線を長時間照射して実施して
いた従来方法と比較して測定作業時間が大幅に短縮され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法を実施するためのX線CT装置の
構成例を示す説明図、第2図は、X線を使用して被検査
体中の欠陥を検出する原理を示す説明図、第3図は、光
m子エネルギと吸収係数との関係を示すグラフ、第4図
は、光量子エネルギと鋼の厚さに対する散乱比nの関係
を示づグラフ、第5図は、被写体コントラストと、被検
査体の厚さTとの関係を示すグラフ、第6図は、板厚T
と露出1eとの関係を示すグラフである。 1・・・Xi@CT装置、2・・・陰極、3・・・陽極
、4・・・X線発生装置、5・・・スリット、6・・・
被検査体、7・・・ターンテーブル、8・・・X線検出
器、9・・・信号ケーブル、10・・・計i機、11・
・・画像表示装置、12・・・欠陥部、13・・・1L L12 光t+二ネルぞ−〔間eV)            
  鋼の厚さ汀にm〕第3図   第4図 P1之; T(511527)FmmJN;と: T 
(5US27ン(I?1ml第5図    第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 線源電圧を複数段階に調整できるX線CT装置を使用し
    、高い線源電圧によって発生する高強度のX線を被検査
    体に照射し、被検査体を透過したX線によって、低コン
    トラストの透過画像を作成し、前記透過画像を観察して
    欠陥部の概略位置を検出した後に、前記線源電圧を降下
    せしめ低強度のX線を欠陥部のみに所定時間照射して高
    コントラストの透過画像を作成し、この透過画像を観察
    して欠陥部の詳細形状を測定することを特徴とするX線
    CT装置による欠陥測定方法。
JP62000126A 1987-01-06 1987-01-06 X線ct装置による欠陥測定方法 Granted JPS63168545A (ja)

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JP2016505152A (ja) * 2013-02-04 2016-02-18 シクセプリュCyxplus 断層撮影法によるタイヤ非破壊検査装置及び方法

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