JPS6380456A - 導電性の信号線路および接地線路を有する電離形検出器 - 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】 発明の分野 本発明は、基板上に配置された互いに隣接する導電性素
子同士の分離に関するものである。更に詳しく言えば、
本発明は電層形検出器において使用される導電性線路同
士の分離に関する。

発明の背景 本願は特願昭５９−２７３５２７号に関連するものであ
る。

ガスタービンエンジンにおいて使用される部品のごとき
物体に関して傷や規格はずれの有無を検査するためには
、電磁エネルギービーム（たとえばＸ線ビーム）がその
物体に照射される。物体を通過した電磁エネルギーは電
離形検出器によって検出される。かかる電層形検出器は
１個以上の誘）〇− を体裁板を含んでいて、その上には検査すべき物体を通
過した電磁エネルギーによる誘電性気体の電離に応答し
て発生する微小な信号を伝達する導電性の信号Ｉｔ路が
互いに近接して配置されている。

それらの信号はピコアンペアおよびマイクロボルト程度
のものである。特に電離形検出器のごとき電荷測定方式
の装置においては、互いに近接した導電性線路によって
伝達される微小なイス号は電気的な１Ｊ１（ＸやＴ：、
荷の漏れによってひずみを生じる。

また、それらの信号は汚染や１２気によって６ひずみを
生じる。その結果、検査装置が検査すべき物体のゆがん
だ画像を生み出すことがある。それ故、物体検査装置内
に使用される電離形検出器において上記のごときひずみ
を低減させるための手段が要望されているわけである。

発明の要約 本発明は、１個以上の導電性検出器素子を有する基板を
含んだ；原形検出器に関するものである。

かかる検出器素子の少なくとも１個に隣接して少なくと
も１個の接地素子が配置される。たとえば、本発明のＴ
４離形検出器は互いに離隔しながら基板上に配置された
一連の検出器素子および検出器素子間の空隙に配置され
た接地素子を含むらのであり得る。あるいはまた、本発
明の電離形検出器は接地素子によって包囲された検出器
素子を含んでいてもよい。

発明の詳細な説明 先ず第１図を見ると、物体検査ｖｔＴ１．１０が示され
ている。かかる検査装置の一例は、１９８６年２月２５
日に提出されたスティール（ＳＬｔｅｌｃ）等の米国特
許出願第８３２５１１号明細書中に一層詳細に記載され
ている。タービン羽根のごとき部品１２が検査室１４の
内部に送り込まれ、そこにおいて傷および規格はずれの
有無が検査される０部品（検査室の内部では１２゛とじ
て示す）は、検査に際してそれの上下動および回転を可
能にする部品操作機構に連結された取付具１６上に固定
されている。電磁エネルギー源１８から発生した高エネ
ルギーＸ線が部品１２′を通過し、そして平行線路配列
式高圧キセノン検出器のごとき電離形検出器２０に入射
する。かかる検出器の一例は、シッヘル（Ｓｉｐｐｅｌ
）等の米国特許第４５７００７１号明４５書中に記載さ
れている０部品１２°を通過して電離形検出器２０に入
射した電磁エネルギーは１部品１２゛の組成および構造
に応じた強度の変化を示している。ｔＭ形検出器２０は
電磁エネルギーの強度に対応した信号を発生し、それに
よって部品１２゛に関連する検査データを供給する。か
かる検査データは計算機システム２２に送られ、そこに
おいて部品１２°の可視像が作成される。計算機システ
ム２２はまた、電磁エネルギー源１８および取（−ｆ具
１６の動作の制御ｎも行う、傷の有無についての検査が
完了したならば、部品（検査が済んで検査室から運び出
された後は１２″として示す）は計算機システム２２に
よって分類され、そしてそれの区分に応じた経路に従っ
て検査室１４から運び出されろ。

次の第２図には、第１図の電磁エネルギー源から発生さ
れたくたとえば４２０ｋＶの）Ｘ線を感受する１；雛形
検出３２０が示されている。電離形検出器２０はＸｌｌ
不透過性の外被２４を有していて、それにはＸ線に対し
て透過性を示す細長い溝穴または窓２６が設けられてい
る。窓２６を通過したＸ線は密閉室２８に入射する。密
閉室２８の内部には、高圧の誘電性気体（たとえばキセ
ノン）が封入されており、かつ電圧板３２およびａｔ板
３４の一部が含まれている。窓２６を通過したＸ線はＭ
！ｉ′ｒ４性気体を電離させる。を圧板３２と集電板３
４との間における誘電性気体の電離によって生じた電荷
は、電圧板３２と集電［３４との間に印加された電界に
よってａｔ板３４に集められる。

一定時間内において集電板３４上に！＆積する電荷の菫
は、窓２６を通過したＸ線の強度に関係する。

１Ｊ、電板３４は、互いに平行な多数の細長い導電性信
号線路６４を誘電体基板上に配置して成る印刷回路板で
ある。信号線路６４は窓２６の平面に対して垂直に位置
し、かつ窓２６の幅方向に沿って一列に並んでいる。密
閉室２８内の誘電性気体の電Ｊによって生じた電荷はそ
れらの信号線路Ｅに集められ、そして密閉室２８からデ
ータ収簗システムおよび画像処理装万に送られる。この
ようにして信号線路は、密閉室に入射した電磁エネルギ
ーの強度を窓２６の幅方向の位置の関数として表わす信
号を伝達するわけである。

集電板３４は外被２４を貫通している。エポキシ（Ｍ脂
シール３６によって集電板３４は外被２４から絶縁され
ている。密閉室外に位置する集電板３４の１つの縁端部
においては、高密度コネクタ３８の雌形部材３８ａが一
部の信号線路に接続されている。かかる高密度コネクタ
としては、ＡＭＰ社製の１２８ビンコンセント（部品番
号５３０７２０−９）が使用できる。第３図に示される
ごとく、集電板３４はこのような縁端部を５個有してい
て、それらの各々が高密度コネクタを具備している。デ
ータ収集インタフェースの一部である印刷回路板４２を
構成する基板４０の一方の側には高密度コネクタ３８の
雌形部材３８ｂが装着されていて、雌形部材３８ａがそ
れに挿入されている。基板４０の反対側にはリボンコネ
クタ４４が装着されている。リボンコネクタ４４には、
高密度コネクタ３８に接続された信号線路の各々に対応
するデータチャネル４８ａを含んだリボンケーブル４６
がプラグ接続されている。かかるリボンコネクタとして
は、ＡＭＰ社製の３４ビンコネクタ（部品番号８７４７
８−５）が使用できる。リボンケーブル４６によって伝
達される検査データは、印刷回路板４７を通過した後、
各々のデータチャネル４６ａに対応しかつコンデンサ５
０およびＦＥＴ５２から成るサンプリング回路４８に送
られる。なお、第２図中にはただ］個のコンデンサ５０
およびＦＥＴ５２が示されている。サンプリング回路の
一例としては、アナロジツク（Ａｎａ−ｌｏｇｉｃ）社
の６４０チヤネルデータ収集システムが挙げられる。　
　・ 密閉室２８内において起こる電離に応答して発生した電
流によってコンデンサ５０が充電される。

ＦＥＴ５２はマルチプレクサ５４に接続されており、そ
れによってＦＥＴ５２は所定の時間間隔でオン状態にな
る。ＦＥＴ５２がオン状態になると、コンデンサ５２は
放電する。ＦＥＴ５２の出力は増幅器５６によって増幅
され、そしてアナログ−ディジタル変換器５８によりデ
ィジタル信号に変換される。このディジタル信号を処理
することにより、検査すべき部品の可視像が得られるわ
けである。かかる可視像を作成するための手段の一例は
、米国特許出願第８３２５１１号明細書中に記載されて
いる。サンプリング回路４８はまた、それぞれの信号線
路上に集積した電荷を蓄積するその他の同様なコンデン
サ５０を含むと同時に、マルチプレクサ５４の作用で周
期的にオン状態となることにより各々のコンデンサ５０
内に蓄積した電荷を増幅器５６およびアナログ−ディジ
タル変換器５８中に放電させるその他の同様なＦＥＴ５
２をも含んでいる。

次の第３図には、集電板３４を１個の基板４０に連結し
た様子が示されている。集電板３４がフレア面を有する
結果、互いに近接して配置された信号線路６４は十分に
広く展開され、それによって縁端部６０に位置する高密
度コネクタへの接続が可能となっている。集電板３４の
フランジ６２は、第２図に示されるごとく外被２４の内
部に挿入される。集電板３４の上部には、たとえばニッ
ケルから成る導電性信号線路６４が形成されている。こ
れらの信号線路６４はフランジ６２の前端から各々の縁
端部６０にまで伸び、そして高密度コネクタの雌形部材
３８ａの取付ビン３８ｃに接続されている。

集電板３４上に集積した電荷は、信号線路６４によって
フランジ６２から縁端部６０にまで伝達される。かかる
電荷は高密度コネクタ３８を介して基板４０に送られる
。基板４０の高密度コネクタ側には、たとえば金から成
る導電性薄膜６６が配置されている。この薄膜６６は接
地されている。

基板４０上の接地された薄膜６６には窓６８が設けられ
、そして窓６８にちょうど該当する位置においては基板
４０の反対側にリボンコネクタ４４が装着されている。

リボンコネクタ４４の取付ビン４４ａおよび４４ｂは基
板４０の穴を貫通し、そして基板４０にろう付けされて
いる。各リボンコネクタ４４の１列の取付ビン４４ａは
、線路７２によって接地された薄膜６６に接続されてい
る。

次の第４図には、基板４０のリボンコネクタ側が示され
ている。基板４０上にはたとえば８個のリボンコネクタ
４４が４列に装着されており、そしてそれらは接地され
た薄膜８２によって包囲されている。高密度コネクタの
雌形部材３８ｂの取付ピン３８ｄが基板４０を貫通し、
そして導電性線路７８および８０によってリボンコネク
タの取付ピン４４ｂに接続されている。なお、高密度コ
ネクタの雌形部材３８ｂはねじナツト８４によって基板
４０に固定されている。

次の第５図には、導電性線路７８および８０の一部が一
層詳細に示されている。リボンコネクタ４４は破線で示
されている。また、基板４０の反対側に位置する高密度
コネクタ３８も破線で示されている。基板４４上には導
電性の信号線路８６が配置されており、それによってリ
ボンコネクタ４４の各々の取付ピン４４ｂが高密度コネ
クタ３８の対応する取付ピン３８ｄに接続されている。

説明を明確にするため、信号線路８６は点線で示されて
いる。信号線路８６の中間および周囲には接地線路８８
が配置されている。その結果、各々の信号線路８６は接
地線路８８によって他の信号線路８６から分離されるこ
とになる。換言すれば、導電性の信号線路８６および接
地線路８８は交互に配置された状態にある９通例、これ
らの信号線路および接地線路は約５〜７ミルの幅を有し
、そして約５ミルの間隔でＭ隔している。なお、かかる
信号線路および接地線路は米国特許第４５７００７１号
明細書中に記載のごとき方法で基板上に形成することが
できる。

接地線路８８によって信号線路８６を分離すれば、信号
線路間の干渉によって生じるひずみは最少限に抑制され
る。すなわち、信号線路８６に隣接した接地線路８８は
、信号線路８６中を流れる電流によって生じる電界に起
因する信号線路間の電気的な混信を実質的に低減させる
。また、接地線路８８は信号線路８６間における電荷の
漏れも低減させる。電荷の漏れが生じても、それは接地
線路８８によってアースに落とされるわけである。

最後に、汚染や湿気に原因するひずみもまた低減される
。このようにして、部品１２の画像のゆがみは最少限に
抑制されるのである。

次の第６図には、第２図の印刷回路板４７が一層詳細に
示されている。この印刷回路板４７は、リボンケーブル
４６と前述のごときアナロジツク社のデータ収集システ
ム上のコネクタとの間のインタフェースとして役立つも
のである。印刷回路板４７は、周辺に接地導体９０を配
置した誘電体基板から成っている。リボンケーブル４・
６は、印刷回路板４７の一方の縁端部に位置するリボン
コネクタ９２にプラグ挿入されている。かかるリボンコ
ネクタにより、各々のデータチャネル４６ａは基板上に
配置された信号線路９４に接続される。

それらの信号線路により、データチャネルは印刷回路板
の反対側の縁端部に位置するデータ収集システムのコネ
クタ９６に接続される。更に、コネクタ９６が印刷回路
板４７をデータ収集システムに接続する結果、各々のデ
ータチャネル４６ａは上記のごとき１組のコネクタ５０
およびＦＥＴ５２に接続されることになる。印刷回路板
４７の基板上においては、信号線路９４間の空隙に接地
線路９８が配置され、そして接地導体９０に接続されて
いる。

上記の説明においては、インタフェース用印刷回路板４
２および４７のみに関して導電性の接地線路が示されて
いるが、それらは信号のひずみが問題となるような導電
性の信号伝達素子を有する任意の基板に対して適用する
ことができる。すなわち、ピコアンペアないしマイクロ
アンペアの範囲およびマイクロボルトないしミリボルト
の範囲の低レベル信号を伝達する導電性の検出器素子に
対して導電性の接地素子を配置すれば、上記の問題を低
減させることができるのである。たとえばＳ電板３４に
おいて、信号伝達素子同士の間またはそれらに隣接して
上記のごとき導電性の接地素子を配置することができる
。また、任意の信号伝達素子に隣接して接地素子を配置
したり、あるいは任：怠の信号伝達素子を接地素子によ
って包囲したりすることにより、漂遊電荷や電界、汚染
または電気的干渉に起因するひずみを低減させることが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は物体検査装置の斜視図、第２図は第１図に示さ
れた装置の一部分を示す略図、第３図は第２図の集電板
を第２図のインタフェース用印刷回路板の一方の側に取
付けた状態を示す略図、第４図は第３図のインタフェー
ス用印刷回路板のリボンコネクタ装着側を示す略図、第
５図は第４図のインタフェース用印刷回路板の一部分を
一層詳細に示す拡大図、そして第６図は第２図に示され
た別の印刷回路板を一層詳細に示す略図である。 図中、２０は電離形検出器、２４は外被、２６は窓、２
８は密閉室、３２は電圧板、３４は集電板、３６はエポ
キシ樹脂シール、３８は高密度コネクタ、４０は基板、
４２はインタフェース用印刷回路板、４４はリボンコネ
クタ、４６はリボンケーブル、４７は印刷回路板、４８
はサンプリング回路、５０はコンデンサ、５２はＦＥＴ
、５４はマルチプレクサ、５６は増幅器、５８はアナロ
グ−ディジタル変換器、６４は信号線路、８６は信号線
路、８８は接地線路、９０は接地導体、９２はリボンコ
ネクタ、９４は信号線路、そして９８は接地線路である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）基板、（ｂ）前記基板上に配置された１個以
   上の導電性検出器素子、および（ｃ）前記検出器素子に
   よって伝達される信号のひずみを低減させるため前記検
   出器素子の少なくとも１個に隣接して前記基板上に配置
   された１個以上の導電性接地素子を含むことを特徴とす
   る電離形検出器。 ２、前記１個以上の導電性検出器素子が互いに離隔しな
   がら前記基板上に配置された多数の細長い信号線路から
   成り、かつ前記１個以上の接地素子が前記信号線路間の
   空隙に配置された多数の細長い接地線路から成る特許請
   求の範囲第１項記載の電離形検出器。 ３、前記接地線路が、前記信号線路の各々を包囲してい
   る特許請求の範囲第２項記載の電離形検出器。 ４、前記基板が、高圧の誘電性気体を封入した密閉室内
   に少なくとも部分的に突入している集電板と、前記集電
   板に接続された１個以上のインタフェース用印刷回路板
   とから成る特許請求の範囲第１項記載の電離形検出器。