KR20180023816A

KR20180023816A - X선장치 및 x선장치의 제어방법

Info

Publication number: KR20180023816A
Application number: KR1020170093629A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 오바타; 시게루 하나마츠; 오사무 히로세; 타카시 카부모토
Original assignee: 가부시키가이샤 죠부; 가부시끼가이샤 이시다
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2018-03-07
Also published as: KR102413548B1; JP2018032561A; CN107787107B; US10531549B2; CN107787107A; JP6615719B2; EP3288347B1; US20180063934A1; EP3288347A1

Abstract

[과제] 필라멘트가 파단할 조짐을 검지하는 것이 가능한 X선장치 및 X선장치의 제어방법을 제공한다.
[해결수단] 음극부(5)의 필라멘트(4)에 흐르는 필라멘트 전류를 제어하는 것에 의해, 타겟(6)을 갖는 양극부(7)와 음극부(5)의 사이를 흐르는 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하는 X선장치(1)의 제어방법에 있어서, 필라멘트 전류 또는 관전류 중 적어도 한쪽에서의 전류치를 감시해서, 이 전류치의 변동상태를 검지하여, 전류치의 변동상태에 의거하여 필라멘트(4)의 파단조짐있음 또는 파단조짐없음을 판정해서, 이 판정에 의거하여 경고를 발한다.

Description

X선장치 및 X선장치의 제어방법{X-RAY APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING X-RAY APPARATUS}

본 발명은, 필라멘트를 흐르는 필라멘트 전류를 제어해서 X선 관구에 흐르는 관전류를 일정하게 제어하는 X선장치 및 X선장치의 제어방법에 관해서, 구체적으로는 필라멘트가 파단할 전조를 검지하는 것이 가능한 X선장치 및 X선장치의 제어방법에 관한 것이다.

의료현장과 공장 등에서 비파괴검사 등을 행하는 X선장치가 종종 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에 기재된 X선장치는, 음극부에 배치된 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 제어하는 것에 의해, 타겟을 갖는 양극부와 이 음극부와의 사이를 흐르는 관전류를 일정하게 제어하고 있다. 필라멘트가 열화에 의해 가늘어지면, 필라멘트의 저항이 커지게 되고, 필라멘트로부터 방출되는 열전자의 수가 증가하고, 관전류가 증가한다. 증가한 관전류를 일정하게 유지하기 위해서, 이 경우 X선장치는 필라멘트 전류를 감소시키는 제어를 행하고 있다.

이 X선장치는 필라멘트 전류의 감소량으로부터 필라멘트의 열화를 검지하는 것이 가능했다. 필라멘트의 수명은 일반적으로 약 3만시간 정도이고, 기간으로 해서 3년에서 5년정도가 된다.

한편으로 일부의 X선장치에 있어서 수백시간에서 수천시간 정도에서 필라멘트가 파단하는 고장이 발생하였다. 특허문헌 1의 X선장치에서는 이와 같은 필라멘트의 돌발적인 파단을 예측하는 것이 가능하게 되었다.

필라멘트의 돌발적인 파단으로 인해 X선장치가 돌연 사용불능이 되어, X선장치가 예를 들면 공업제품의 출하전 검사 등에 사용되고 있는 경우에는, 공업제품의 출하작업이 정지해버리는 문제가 발생하였다.

[선행기술문헌]

[특허문헌 1] 실공평 04-66097호 공보

[발명의 개요]

본 발명은 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 필라멘트가 파단할 조짐을 검지하는 것이 가능한 X선장치 및 X선장치의 제어방법을 제안하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 X선장치는, 필라멘트를 갖는 음극부와 타겟을 갖는 양극부를 구비한 X선 관구와, 이 X선 관구에 전기를 공급하는 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 제어해서 상기 X선 관구에 흐르는 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하는 제어기구를 구비한 X선장치에 있어서, 상기 필라멘트 전류 또는 상기 관전류 중 적어도 하나의 전류치를 감시하는 전류감시기구와, 이 전류감시기구에서 얻어지는 상기 전류치의 변동상태를 검지하는 검지기구와, 이 검지기구에서 검지되는 상기 전류치의 변동상태에 의거하여 상기 필라멘트의 파단징조있음 또는 파단징조없음을 판정하는 판정기구와, 이 판정기구에서의 판정에 따라 경고를 발하는 경고기구를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 X선장치의 제어방법은, 음극부의 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 제어하는 것에 의해, 타겟을 갖는 양극부와 상기 음극부의 사이를 흐르는 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하는 X선장치의 제어방법에 있어서, 상기 필라멘트 전류 또는 상기 관전류 중 적어도 한쪽에서의 전류치를 감시하여, 이 전류치의 변동상태를 검지해서, 상기 전류치의 변동상태에 따라서 상기 필라멘트의 파단징조있음 또는 파단징조없음을 판정해서, 이 판정에 따라 경고를 발하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 X선장치 및 X선장치의 제어방법에 의하면, 필라멘트가 파단할 징조를 검지하는 것이 가능하기 때문에, X선장치가 긴급정지하는 사태를 막는 데에는 유리하다.

본 발명의 X선장치의 개략을 예시하는 설명도이다.
통상시의 전류치의 변동상태를 예시하는 설명도이다.
이상(異常)의 초기단계의 전류치의 변동상태를 예시하는 설명도이다.
이상의 중기단계의 전류치의 변동상태를 예시하는 설명도이다.
이상의 후기단계의 전류치의 변동상태를 예시하는 설명도이다.
도 1의 X선장치의 변형예를 예시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 X선장치 및 X선장치의 제어방법을 도에 나타낸 실시형태에 의거하여 설명한다.

도 1에서 예시하듯이 본 발명의 X선장치(1)는, X선이 외부에 방사되는 X선방사 개구부를 제외하고 X선을 차폐하는 케이스(2)와, 이 케이스(2) 내에 배치되는 X 선 관구(3)를 구비하고 있다. X선 관구(3)는, 필라멘트(4)를 갖는 음극부(5)와, 타겟(6)을 갖는 음극부(7)를 구비하고 있다.

음극부(5)에는 음극전원(8)이 접속되고, 이 음극전원(8)과 어스(9)와의 사이에는 전류감시기구(10a)가 접속되어 있다. 양극부(7)에는 양극전원(11)이 접속되고, 이 양극전원(11)과 어스(9)와의 사이에는 다른 전류감시기구(10b)가 접속되어 있다. X선 관구(3)에는 음극전원(8)과 양극전원(11)(이하, 전원으로 총칭하는 경우가 있다)으로부터 전기가 공급된다.

전류감시기구(10a), (10b)(이하, 전류감시기구(10)로 총칭하는 경우가 있다.)는, X선 관구(3)를 흐르는 전류(이하, 관전류라 하는 경우가 있다)를 감시하는 기능을 갖고 있어서, 예를 들면 전류검출기로 구성하는 것이 가능하다. 전류감시기구(10a)는 음극부(5)와 음극전원(8)과의 사이에 배치해도 좋지만, 전압치가 낮아지게 되는 어스(9)와 음극전원(8)과의 사이에 배치하는 편이 측정치를 정밀도있게 또한 안정적으로 얻기에는 유리하다. 같은 식으로 다른 전류감시기구(10b)를 양극부(7)와 양극전원(11)과의 사이에 배치해도 좋다. 이 전류감시기구(10)는 관전류를 감시할 수 있으면 좋기 때문에, 음극부(5)측 또는 양극부(7)측의 적어도 한쪽에 배치되어 있으면 좋다.

이 실시형태에서는 전원(8), (11)과 두개의 전류감시기구(10a), (10b)가 케이스(2)의 내부에 배치되어 있지만, 케이스(2)의 외측에 배치되는 구성으로 해도 좋다. 케이스(2)의 내부에는 액체의 절연유와 고체의 절연성 수지등이 충전되어 있다.

이 X선장치(1)는, 음극전원(8)과 양극전원(11)과의 사이에 어스(9)가 배치되는 중점접지의 구성을 갖는다. 본 발명의 X선장치(1)의 전원의 구성은 이것에 한하지 않고, 음극접지 또는 양극접지의 구성으로 해도 좋다. 음극접지 또는 양극접지의 경우는, X선 관구(3)에 전기를 공급하는 전원을 한개로 해도 좋다.

필라멘트(4)에는 트랜스(12)가 접속되고, 이 트랜스(12)에는 필라멘트 전원(3)이 접속되어 있다. 예를 들면 인버터 방식의 필라멘트 전원(13)은 트랜스(12)를 사이에 두고 교류전류를 필라멘트(4)에 공급한다. 트랜스(12)와 필라멘트 전원(13)은 본 발명의 필수요건은 아니다.

X선장치(1)는, X선 관구(3)에 흐르는 관전류를 제어하는 제어기구(14)를 구비하고 있다. 제어기구(14)는, 두개의 전류감시기구(10a), (10b)와 필라멘트 전원(13)에 각각 신호선으로 접속되어 있다. 또한 X선장치(1)는, 전류감시기구(10a), (10b)로 측정되는 전류치의 변동상태를 검지하는 검지기구(15)를 구비하고 있다. 검지기구(15)는, 전류감시기구(10)에 신호선으로 접속되어 있다. 도 1에 있어서 설명을 위해 상기의 신호선을 1점 쇄선으로 나타내고 있다. 이 신호선으로 처리하고 있는 신호의 접수를 무선으로 처리하는 구성으로 해도 좋다.

검지기구(15)에는 전류치의 변동상태에 따라 필라멘트(4)의 장기적인 파단의 조짐(이하, 파단조짐이라고 하는 경우가 있다)의 유무를 판정하는 판정기구(16)가 접속되어 있다.

판정기구(16)는, 검지기구(15)에서부터 보내져 오는 전류치의 데이터 중, 소정의 조건을 만족하는 데이터만을 선택적으로 취득하는 필터부(17)를 구비하고 있다. 이 필터부(17)는 본 발명의 필수요건은 아니다. 도 1에서 설명을 위해 필터부(17)를 파선으로 나타내고 있다.

판정기구(16)에는 경고를 발하는 경고기구(18)가 접속되어 있다. 이 경고기구(18)는, 판정기구(16)에서의 파단조짐의 유무의 판정에 의거하여 경고 등의 제정보를 외부에 통지하는 기능을 갖고 있다. 경고기구(18)는 예를 들면 X선장치(1)에 설치되는 경고등으로 구성된다. 경고기구(18)가, X선장치(1)에 병설되는 디스플레이 등에 제정보를 표시하게하는 기능을 갖고 있어도 좋다.

X선장치(1)를 사용할 때에는, 전원(8), (11)에 의해 X선 관구(3)에 예를 들면 인버터 방식으로 발생시킨 고전압을 인가한다. 음극전원(8)이 음극부(5)에 예를 들면 -40kV의 전압을 인가하고, 양극전원(11)이 양극부(7)에 예를 들면 +40kV의 전압을 인가한다. 전압의 크기는 이것에 한정되는 것이 아니라, X선장치(1)의 크기와 검사대상에 따라서 적절하게 설정하는 것이 가능하다.

필라멘트 전원(13)은 예를 들면 인버터 방식으로 발생시켜 주파수가 예를 들면 20kHz의 교류전압을 필라멘트(4)에 인가한다. 필라멘트(4)를 흐르는 전류(이하, 필라멘트 전류라고 하는 경우가 있다)의 주파수는 이것에 한정되는 것이 아니라, 적절하게 설정하는 것이 가능하다.

전기의 공급에 의해 필라멘트(4)의 온도가 상승하면, 필라멘트(4)로부터 열전자가 방출된다. 방출된 열전자는 음극부(5)와 양극부(7)의 전위차에 의해 가속하여 양극부(7)의 타켓(6)에 충돌하여, X선을 발생시킨다. 도 1에서는 설명을 위해 X선의 조사(照射)방향을 흰색 화살표로 나타내고 있다.

전류감시기구(10a), (10b)에 의해 X선 관구(3)를 흐르는 관전류의 감소를 검지했을 때, 제어기구(14)는 필라멘트 전원(13)을 제어해서 필라멘트 전류를 증가시킨다. 필라멘트 전류가 증가하면 필라멘트(4)의 온도가 상승해서, 필라멘트(4)로부터 방출되는 열전자의 양이 증가한다. 이 열전자의 양은 X선 관구(3)를 흐르는 관전류에 비례하기 때문에, 제어기구(14)는 관전류를 증가시키는 것이 된다.

전류감시기구(10a), (10b)에 의해 관전류의 증가를 검지했을 때, 제어기구(14)는 필라멘트 전류를 감소시키는 제어를 행한다. 즉 제어기구(14)는 관전류를 감소시키는 것이 된다.

위와 같이 제어기구(14)는 전류감시기구(10a), (10b)로부터의 신호에 의거하여 관전류의 증감을 감시하여, 필라멘트 전원(13)을 제어하는 것에 의해 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하고 있다.

한편으로 검지기구(15)는, 전류감시기구(10a), (10b)에서 측정되는 전류치의 데이터를 순차적으로 취득해서 축적해간다. 즉 검지기구(15)는 전류치의 경시변화를 취득하는 것이 가능하다. 검지기구(15)가 전류치의 데이터에 의거하여 파형을 생성하는 구성을 갖게 해도 좋다. 검지기구(15)는 예를 들면 도 2에서 예시하는 파형을 얻는 것이 가능하다.

도 2는 종축을 전류치 I(μA), 횡축을 경과시간 t(hr)으로 해서 검지기구(15)에서 얻어지는 전류치의 통상시의 변동상태를 나타내고 있다. 도 2에 있어서 I0은, 제어기구(14)에 의해 일정하게 제어되고 있는 기준전류치를 나타내고 있고, t0은 설명을 위해 파형을 생성할 때의 개시시각을 나타내고 있다.

본 명세서에 있어서 전류치의 변동상태라는 것은, 전류치의 경시변화로부터 얻어지는 파형의 진폭(A)과 진동수(f)와 계속시간(t) 등의 수치와 변화량 중 적어도 한개를 의미하고 있다. 즉 판정기구(16)는 상기의 파라미터 중 적어도 한개에 의거하여 필라멘트(4)의 파단조짐의 유무를 판단한다. 판정기구(16)가 상기의 파라미터중 몇 개를 조합시켜 파단조짐의 유무를 판단하는 구성으로 해도 좋다. 이하, 전류치의 경시변화에 의해 얻어지는 파형을 기본으로 전류치의 변동상태를 평가하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 검지기구(15)가 전류치의 경시변화에 의해 얻어지는 파형을 생성하지 않는 구성이라도 좋다.

도 2에서 예시하듯이 통상시에는, 관전류는 기준전류치(I0)와 거의 같은 수치로 안정해있고, 전류치는 비교적 변동이 작은 상태가 된다. X선 관구(3)의 내부에서 관내방전이 발생하거나, X선 관구(3)와 케이스(2)의 사이에서 방전이 발생하는 경우가 드물게 있다. 이 경우는 도 2에서 예시하듯이 전류치가, 수 mA에서 수십 mA정도의 범위에서 또한 계속시간(t)이 수 μsec의 범위에서 단발 또는 복수회 진동하는 경우가 있다.

출원인은 X선장치의 내구시험을 행하고 있을 때에, 도 3에서 예시하는 전류치의 변동상태(파형)가 얻어지는 것을 발견했다. 도 3에서 예시하듯이 검지기구(15)에서 얻어지는 전류치의 변동상태는, ±1~10μA정도의 진폭(A)이고, 진동수(f)가 1Hz~1kHz정도이고, 계속시간(t)이 1~2시간 정도의 진동이다. 이 전류치의 진동이 1~2시간 정도 계속된 후, 전류치는 기준전류치(I0)의 부근에서 안정한다. 도 3에 예시하는 전류치의 변동상태를 이하, 이상(異常)의 초기단계라고 한다.

제어기구(14)에 의해 관전류가 기준전류치(I0)로 일정하게 되는 상태로 제어하고 있음에도 불구하고, 도 3에서 예시하는 전류치의 진동이 관찰되는 것은, 필라멘트(4)의 결정립계에 원인이 있다는 것을 출원인은 알아냈다.

X선 관구(3)의 필라멘트(4)는, 일반적으로 텅스텐 등의 금속을 소결시켜서 제조하고 있다. 그 때문에 필라멘트(4)에는 결정립계가 존재한다.

X선장치(1)의 사용과 함께 필라멘트(4)의 결정립계를 따라서 미세한 균열과 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이 균열 등에 의해 필라멘트(4)의 전기저항이 증대하는 것과 함께 필라멘트 전류가 감소하여, 필라멘트 전류에 비례하여 관전류가 감소한다. 제어기구(14)는 감소한 관전류를 기준전류치(I0)로 돌아오도록 하기 때문에, 필라멘트 전원(13)을 제어해서 필라멘트 전류를 증가시킨다. 필라멘트 전류가 증가하면 필라멘트(4)의 온도가 상승해서, 필라멘트(4)를 구성하는 금속이 늘어나서 균열과 어긋난 부분이 밀착한다.

균열 등의 밀착에 의해 필라멘트(4)의 전기저항이 작아지기 때문에, 필라멘트 전류가 급격히 증가해서, 이것과 함께 관전류가 증가한다. 제어기구(14)는 증가한 관전류를 기준전류치(I0)로 돌아오도록 하기 때문에, 필라멘트 전원(13)을 제어해서 필라멘트 전류를 감소시킨다. 필라멘트 전류가 감소하면 필라멘트(4)의 온도가 저하해서, 필라멘트(4)를 구성하는 금속이 수축해서 균열과 어긋남이 다시 발생하여, 필라멘트 전류가 감소한다.

상기의 현상이 반복되는 것에 의해, 관전류의 전류치에 수Hz로부터 수kHz의 진동현상이 발생하는 것을 출원인은 발견했다.

이상(異常)의 초기단계가 발생한 후에, X선장치(1)의 사용을 계속하면 도 4에서 예시하는 전류치의 변동상태(파형)가 얻어지는 것을 출원인은 발견했다. 도 4에 예시하듯이 검지기구(15)에서 얻어지는 전류치의 변동상태는, 진동수(f)는 이상의 초기단계와 거의 변함이 없지만, 계속시간(t)이 4~5시간 정도이고, 진폭(A)이 초기단계보다도 증가한 진동이다. 이 전류치의 진동이 4~5시간 정도 계속된 후, 전류치는 기준전류치(I0) 부근에서 안정된다. 도 4에서 예시하는 전류치의 변동상태를 이하, 이상(異常)의 중기단계라 한다.

이상의 중기단계 후에, 또한 X선장치(1)의 사용을 계속하면 도 5에서 예시하는 전류치의 변동상태(파형)가 얻어지는 것을 출원인은 발견했다. 도 5에서 예시하듯이 검지기구(15)에서 얻어지는 전류치의 변동상태는, 진동수(f)가 이상의 초기단계 및 중기단계와 거의 변함이 없지만, 진폭(A)이 수mA까지 증가하고, 기준전류치(I0)에 안정하는 일 없이 계속해서 중단되지 않는 진동이다. 도 5에서 예시하는 전류치의 변동상태를 이하, 이상의 후기단계라 한다.

출원인이 행한 실험에서는, 이상의 초기단계가 발생하고 나서 19일 후에 중기단계로 이행하고, 중기단계로부터 1일 후에 후기단계로 이행했다. 후기단계로 이행한 후에, 15시간 후에 필라멘트(4)가 파단했다. 이 실험으로부터 전류치의 변동상태와 필라멘트(4)의 파단 사이에는 상관관계가 있다는 것을 출원인은 발견했다.

판정기구(16)는, 검지기구(15)로부터 보내져 온 전류치의 변동상태에 의거하여 필라멘트(4)의 파단조짐있음 혹은 파단조짐없음을 판정한다.

예를 들면 진폭(A)이 1μA이상이고 진동수(f)가 전원(8), (11)과 필라멘트 전원(13) 등의 인버터 전원의 발신주파수인 20kHz보다 작게 계속시간(t)이 0.5시간 이상의 진동을 검지했을 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하는 구성으로 하는 것이 가능하다. 경고기구(18)는 판정기구(16)의 이 판정에 의거하여 경고를 발한다. 경고기구(18)는, 예를 들면 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정한 경우에 적색램프를 점등시키고, 파단조짐없음이라고 판정한 경우에 녹색램프를 점등시키는 구성으로 해도 좋다.

예를 들면 직류분을 컷트한 후, 10kHz와 100Hz 등 소정의 역치로 해서 미리 진동수를 설정하여, 이 역치보다도 작은 진동수(f)가 검지기구(15)에서 검지되었을 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하는 구성으로 해도 좋다. 이때는 진폭(A)과 계속시간(t)의 수치에 상관없이, 판정기구(16)는 파단조짐있음으로 판정한다.

이 구성에 의하면 이상의 초기단계가 발생한 시점에서, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하는 것이 가능하다. 이 판정에 따라서 경고기구(18)에 의해 경고가 발생되기 때문에, 작업자는 시간적인 여유를 갖고 X선 관구(3)의 교환 등의 대응을 행하는 것이 가능하다. X선장치(1)의 긴급정지를 회피하는 것에는 유리하다.

예를 들면 진폭(A)이 1μA이상이고 진동수(f)가 20kHz보다 작은 진동이 소정시간 이상 계속되는 경우에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하는 구성으로 하는 것이 가능하다. 경고기구(18)는 이 판정에 의거하여 경고를 발한다. 진동의 계속시간(t)의 역치는, 예를 들면 4.0시간 이상 6.0시간 이상 등으로 설정하는 것이 가능하다. 이 계속시간(t)은, 20kHz보다 작은 진동수(f)를 갖는 진동이 중단하지 않고 계속된 시간을 말한다.

이 구성에 의하면 이상의 중기단계가 발생했을 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하는 것이 가능하다. 검지기구(15)에 의한 측정오차의 영향을 거의 받는일 없이, 가까운 장래 확실하게 필라멘트(4)가 파단할 때에 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정한다. X선 관구(3)의 교환 등을 필요이상으로 해버릴 가능성을 억제가능하기 때문에 경제적으로 유리하다.

예를 들면 진폭(A)이 1μA이상이고 진동수(f)가 20kHz보다 작은 진동이 발생했을 때에 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정하고, 진폭(A)이 1μA보다 작을 때 또는 진동수(f)가 20kHz 이상일 때에 판정기구(16)기구가 파단조짐없음으로 판정하는 구성으로 해서, 파단조짐있음과 파단조짐없음을 소정회수 반복했을 때에 경고기구(18)가 경고를 발하는 구성으로 해도 좋다. 판정기구(16)가 예를 들면 5회째의 파단조짐있음으로 판정했을 때에 경고가 발하게 되는 구성으로 하는 것이 가능하다.

이 구성에 의하면 필라멘트(4)가 파단하기 전에 발생하는 특유의 현상, 즉 전류치가 기준 전류치(I0)부근으로 안정하는 통상상태와, 전류치가 진동하는 진동상태를 반복하는 현상에 의거하여 필라멘트(4)의 파단조짐의 유무를 판정해서 경고를 발한다. 그 때문에 필라멘트(4)의 파단조짐 이외의 현상을 오인해서, 필요이상으로 X선 관구(3)의 교환 등을 시행해버릴 가능성을 억제하는데에는 유리하다.

본 발명의 X선장치(1)에 의하면, 필라멘트(4)의 파단 전에 그 조짐을 검지하고, X선 관구(3)의 교환 등의 대책을 사전에 행하는 것이 가능하기 때문에, X선장치(1)가 긴급정지하는 사태를 회피하는데에는 유리하다. 본 발명은 공장 등의 검사라인이 정지하는 것을 회피하거나, 검사라인이 정지하는 시간을 최저한도로 억제하는데에 유리하다.

공장 등에서 X선을 연속적으로 계속 조사하는 X선장치에 본 발명을 적용하면 특히 효과적이다. 또한 예를 들어 공항의 수하물 검사장에서 사용되는 X선장치, 전자부품의 인라인검사의 X선장치, 식품의 이물검사의 X선장치 등은 연속사용되는 것이 많기 때문에, 본 발명을 적용하는데 효과적이다.

경고기구(18)가 복수회 경고를 행하는 구성으로 해도 좋다. 예를 들면 이상의 초기단계가 발생했을 때에 경고기구(18)가 초기경고를 발하고, 이상의 중기단계가 발생했을 때에 경고기구(18)가 중기경고를 발하는 구성으로 하는 것이 가능하다. 또한 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정한 회수에 따라서, 경고기구(18)가 일회째 경고와 2회째 경고 등을 발하는 구성으로 하는 것이 가능하다.

전류치의 변동상태에 따라 경고기구(18)가 복수회 경고를 행하는 구성에 의해, X선관구(3)의 교환 등의 긴급성과 X선장치(1)의 정지에 동반하는 영향과의 밸런스로부터 X선관구(3)의 교환 등의 시기를 적절하게 판단하는 것이 가능하다.

X선장치(1)의 메인터넌스 등을 행하는 작업원의 휴대단말에, 경고기구(18)가 경고를 송신하는 구성으로 해도 좋다. 이상의 초기단계부터 필라멘트(4)의 파단까지 예를 들면 3주간 정도의 기간이 있기 때문에, 작업원은 우선순위가 높은 X선 관구(3)에서부터 순번으로 교환 등을 시행하는 것이 가능하게 된다.

판정기구(16)에 설치된 필터(17)는, 예를 들면 전기회로로 구성되어 직류분을 컷트하는 밴드 패스 필터(band pass filter)로 구성하는 것이 가능하다. 검지기구(15)에서 취득된는 전류치의 데이터 중, 필터부(17)는 예를 들면 20kHz보다 작은 진동만을 통과시키는 구성으로 하는 것이 가능하다.

이 필터부(17)가, 소정이상의 진동수(f)를 갖는 진동을 프로그램적으로 제거하는 구성을 갖고 있어도 좋다.

필터부(17)에 의해 소정이상의 진동수(f)를 갖는 진동이 제거되기 때문에, 도 2에서 예시하려는 방전 등을 원인으로 하는 고주파진동을 제거가능하다. 필라멘트(4)의 파단조짐 판정의 정밀도를 향상하는 데에는 유리하다. 필라멘트(4)의 파단조짐 판정을 잘못해서, 필라멘트(4)에 문제가 없는데도 불구하고 X선 관구(3)가 교환되어버리는 잘못을 회피하기에 유리하다.

도 6에서 나타내듯이 X선장치(1)가, 필라멘트 전류를 직접감시하는 전류감시기구(10c)를 구비하는 구성으로 해도 좋다. 이 전류감시기구(10c)는 트랜스(12)의 2차측에 배치되어 있다. 전류감시기구(10c) 대신에, 트랜스(12)의 1차측에 전류감시기구(10d)를 배치하는 구성으로 해도 좋다. 도 6에는 설명하기 위해 전류감시기구(10d)를 파선으로 나타내고 있다. 전류감시기구(10c), (10d)는 필라멘트(4)를 흐르는 필라멘트 전류의 전류치를 감시한다.

검지기구(15)는 필라멘트(4)에 흐르는 필라멘트 전원(13)의 주파수의 영향을 제거한 상태를 검지하는 것이 바람직하기 때문에, 검지기구(15)에 교류전류의 진동을 제거하는 필터부(17)를 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들면 필라멘트(4)에 흐르는 교류전류의 진동수가 20kHz인 경우, 필터부(17)는 20kHz보다도 작은 진동수만을 통과시키는 구성으로 하는 것이 가능하다.

이 실시형태의 X선장치(1)는, 음극부(5)가 어스(9)에 접지하는 음극접지의 구성을 갖는다.

필라멘트(4)의 파단조짐으로 관측되는 전류치의 진동현상은, X선 관구(3)를 흐르는 관전류와 필라멘트(4)를 흐르는 필라멘트 전류의 어느쪽이든 같은식으로 발생한다. 그 때문에 전류감시기구(10)는 관전류와 필라멘트 전류 중 적어도 하나를 감시가능한 위치에 설치되어 있으면 좋다. 전류감시기구(10)는 적어도 한개 설치되어있으면 좋지만, 예를 들면 음극부(5), 양극부(7) 및 필라멘트(4)에 대응하는 3곳에 설치하는 구성으로 해도 좋다.

복수의 전류감시기구(10)를 설치하는 구성에 의해, 필라멘트(4)의 파단조짐유무의 판정 정밀도를 향상하는 것이 가능하다. 예를 들면 케이스(2)와 음극부(5)의 사이에서 방전이 발생된 경우는, 음극부(5)에 설치하는 전류감시기구(10a)에만 전류치의 변동이 발생한다. 또한 공장 등에 설치된 다른 기기로부터 노이즈 등에 의해 일부의 전류감시기구(10)에서 측정되는 전류치가 변동하는 경우가 있다. 한편으로 필라멘트(4)의 파단조짐을 나타내는 전류치의 변동상태는, 복수의 전류감시기구(10) 중 어느 쪽에 있어서도 같은식으로 검지된다. 그 때문에 검지지구(15)에 있어서, 방전과 노이즈 등의 다른 요인에서 발생된 전류치의 변동상태와, 필라멘트(4)의 파단조짐을 나타내는 전류치의 변동상태를 구별하기 쉽게 된다.

이 실시형태에 있어서도 필라멘트(4)의 파단조짐의 판정 등은, 전술한 실시형태와 같은 식으로 행해진다.

전류치의 변동상태에 대해서, 파단조짐있음으로 판정할 때의 진폭(A)과 진동수(f)와 계속시간(t)의 역치는 전출한 수치로 한정되는 것은 아니다. 필라멘트(4)의 재질과 두께와 길이에 따라 적절하게 설정하는 것이 가능하다.

도 1의 실시형태에 있어서 예를 들면 필라멘트 전원(13)으로부터 공급되는 교류전류를 10kHz로 한 경우, 1kHz이하의 진동수(f)를 갖는 전류치의 진동이 얻어졌을 때에, 파단조짐있음으로 판정하는 구성으로 하는 것이 가능하다. 즉 전류치의 변동상태에 있어서 파단조짐있음으로 판단할 때의 진동수(f)의 역치는 예를 들면 0.1Hz~1000Hz의 범위로 설정하는 것이 가능하다. 얻어진 전류치의 진동수(f)가 이역치 이하 또는 역치를 하회할 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판정한다.

이 진동수(f)의 역치는 상기에 한정하지 않고 적절히 설정하는 것이 가능하다. 필라멘트(4)의 직경과 X선 관구(3)의 출력의 크기 등에 의해, 파단조짐으로서 얻어지는 진동수(f)는 다르지만, 예를 들면 진동수(f)의 역치는 1Hz~100Hz 사이로 설정해도 좋고, 바람직하게는 1Hz~10Hz 사이로 설정한다. 진동수(f)의 역치를 예를 들면 10Hz 등 낮게 설정하는 만큼, 방전과 노이즈 등의 다른 요인에 의한 전류치의 변동의 영향을 배제하기 쉽게 된다.

필라멘트(4)에 공급되는 전류가 직류전류인 경우는, 전류감시기구(10)는 공급되는 전류의 주파수의 영향을 거의 받지 않는다. 진동수(f)의 역치는 상기와 같은식으로 설정하는 것이 가능하다.

전류치의 변동상태에 있어서 파단조짐있음으로 판단할 때의 계속시간(t)의 역치는 예를 들면 0.1시간~10.0시간의 범위로 설정하는 것이 가능하다. 얻어진 전류치의 진동의 계속시간(t)이 이 역치이상 또는 역치를 상회할 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판단한다. 이 계속시간(t)의 역치는 상기에 한하지않고, 적절히 설정하는 것이 가능하다. 방전 등에 의해 발생하는 전류치의 진동의 계속시간은 예를 들면 수μsec 등 극단시간이기 때문에, 이 방전 등과 필라멘트(4)의 파단조짐이라는 것은 충분히 구별하는 것이 가능하다.

전류치의 변동상태에 있어서 파단조짐있음으로 판단할 때의 진폭(A)의 역치는 예를 들면 0.1μA ~ 수mA의 범위로 설정하는 것이 가능하다. 얻어진 전류치의 진동의 진폭(A)이 이 역치 이상 또는 역치를 상회할 때에, 판정기구(16)가 파단조짐있음으로 판단한다.

판정기구(16)는, 전류치의 변동상태의 진동수(f), 계속시간(t) 또는 진폭(A) 중 어느 하나의 수치에 의거하여 필라멘트(4)의 파단조짐의 유무를 판정하는 구성으로 해도 좋고, 상기 수치 중 몇개인가를 조합시켜 파단조짐의 유무를 판정하는 구성으로해도 좋다.

본 발명의 X선장치(1)의 전원 등의 배치구성은 상기에 한정되는 것은 아니다. 적어도 하나의 전류감시기구(10)를 갖고 있고, 이것에 의해 얻어진 전류치의 변동상태로부터 필라멘트(4)의 파단조짐을 판정하는 구성을 갖고 있으면 된다.

1 X선장치
2 케이스
3 X선 관구
4 필라멘트
5 음극부
6 타켓
7 양극부
8 음극전원
9 어스
10, 10a, 10b, 10c, 10d 전류감시기구
11 양극전원
12 트랜스
13 필라멘트 전원
14 제어기구
15 검지기구
16 판정기구
17 필터부
18 경고기구
I0 기준전류치
t0 개시시각
A 진폭
f 진동수
t 계속시간

Claims

필라멘트를 갖는 음극부와 타켓을 갖는 양극부를 구비한 X선 관구와, 이 X선 관구에 전기를 공급하는 전원과, 상기 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 제어해서 상기 X선 관구에 흐르는 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하는 제어기구를 구비한 X선장치에 있어서,
상기 필라멘트 전류 또는 상기 관전류 중 적어도 한개의 전류치를 감시하는 전류감시기구와, 이 전류감시기구로 얻어지는 상기 전류치의 변동상태를 검지하는 검지기구와, 이 검지기구로 검지되는 상기 전류치의 변동상태에 의거하여 상기 필라멘트의 파단조짐있음 또는 파단조짐없음을 판정하는 판정기구와, 이 판정기구에서의 판정에 의거하여 경고를 발하는 경고기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 X선장치.
제 1항에 있어서,
상기 검지기구로 검지되는 상기 전류치의 변동상태의 진동수가 소정의 역치보다도 작은 경우에, 상기 판정기구가 상기 파단조짐있음으로 판정하는 구성을 갖는 X선장치.
제 1 또는 2항에 있어서,
상기 판정기구가, 상기 검지기구로부터 취득하는 상기 전류치의 변동상태의 진동수 중 소정의 역치보다도 작은 진동수만을 통과시키는 필터부를 구비한 X선장치.
제 1~3항 중 어느 한 항 기재에 있어서,
상기 검지기구로 검지되는 상기 전류치의 변동상태의 진동이 소정시간 이상 계속되는 경우에, 상기 판정기구가 상기 파단조짐있음으로 판정하는 구성을 갖는 X선장치.
제 1~4항 중 어느 한 항 기재에 있어서,
상기 판정기구가 상기 파단조짐있음과 상기 파단조짐없음의 판정을 소정회수 반복한 경우에, 상기 경고기구가 경고를 발하는 구성을 갖는 X선장치.
음극부의 필라멘트에 흐르는 필라멘트 전류를 제어하는 것에 의해, 타켓을 갖는 양극부와 상기 음극부와의 사이를 흐르는 관전류를 일정하게 유지하는 제어를 행하는 X선장치의 제어방법에 있어서,
상기 필라멘트 전류 또는 상기 관전류 중 적어도 한쪽에서의 전류치를 감시해서, 이 전류치의 변동상태를 검지해서, 상기 전류치의 변동상태에 의거하여 상기 필라멘트의 파단조짐있음 또는 파단조짐없음을 판정해서, 이 판정에 의거하여 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 X선장치의 제어방법.
제 6항에 있어서,
상기 전류치의 변동상태의 진동수가 소정의 역치보다도 작은 경우에, 상기 필라멘트의 상기 파단조짐있음으로 판정하는 X선장치의 제어방법.
제 6 또는 7 항에 있어서,
상기 전류치의 변동상태의 진동이 소정시간이상 계속되는 경우에, 상기 필라멘트의 상기 파단조짐있음으로 판정하는 X선장치의 제어방법.
제 6~8항 중 어느 한 항 기재에 있어서,
상기 파단조짐있음과 상기 파단조짐없음이라는 판정을 소정회수 반복한 경우에, 상기 경고를 발하는 X선장치의 제어방법.