TW201533424A - Ｘ射線測厚計 - Google Patents

Abstract

本發明之實施方式係有關X射線測厚計，且關於因X射線之照射線量偏差(drift)所導致之厚度測定誤差的修正方法。 本發明之目的在於提供一種X射線測厚計，其利用簡易的構造，即使於測定中亦能夠修正厚度校正完畢之X射線測厚計的因照射線量之溫度偏差所導致的測定誤差。 本發明之X射線測厚計(100)係具備：X射線產生器(1)、檢測器(5)、校正裝置(2)、以及運算部(6)，該X射線產生器(1)係具備：以冷卻介質來冷卻X射線管(1a)的冷卻部(1b)、及供給施加至該X射線管之電源的電源部(1c)；該檢測器(5)係檢測穿透被測定物(4)之檢測照射線量；該校正裝置(2)係具備厚度基準片；該運算部(6)係參照校正表而求出被測定物的厚度，且該X射線測厚計，係具備測定前述冷卻介質之溫度的溫度感測器(7)，運算部，係預先具備溫度修正表，該溫度修正表係求出對應於校正時之冷卻介質的溫度與測定中之冷卻介質的溫度之溫度差的檢測照射線量，參照溫度修正表而求出檢測照射線量，進而參照校正表而求出厚度。

Description

X射線測厚計

本發明係以日本專利申請2014-032740(申請日：02/24/2014)為基礎，根據此申請而享受優先的利益。本發明，係藉由參照此申請，而包含所有相同的申請內容。

本發明之實施方式係有關X射線測厚計，且關於因X射線之照射線量偏差(drift)所導致之厚度測定誤差的修正方法。

存在有一種厚度測定裝置，其係利用以穿透各種被測定物的輻射線之照射線量的衰減量為被測定物的厚度之函數，來測定被測定物的厚度。

於輥軋中的鐵或鋁等之板厚測定中，利用有X射線作為輻射線的X射線測厚計，係由於射線量多且能高速測定而被廣泛使用。

產生此X射線的X射線管，其從陰極(燈絲)所釋出的熱電子會藉由施加於兩極之間的高電壓而朝陽極(靶)方向加速，碰撞到陽極的靶表面而生成X射 線。

X射線管的產生效率雖然非常低，且因碰撞所導致的熱電子之運動能量的一部分(1%左右)會轉換成X射線，但大部分(99%)會轉換成熱。因為此熱X射線管之陽極的靶會被加熱而成為高溫。

通常為了避免靶過熱，會利用冷卻水等之冷卻介質來經常冷卻X射線管周圍的絕緣油、或包含X射線管的X射線產生器內部全體。

但，若於X射線產生器之冷卻介質中有溫度變化，則靶周邊的溫度會產生變化，陽極的靶之位置或角度會偏移而使X射線的照射線量產生變化。

於依據X射線的衰減量來求出被測定物之板厚的測厚計中，X射線之照射線量的變化為直接關連到厚度測定誤差的問題，因此，以往供給至X射線管的冷卻介質之溫度或流量，係藉由水冷器(chiller)等之冷卻介質循環裝置，以成為一定的溫度範圍內的方式進行控制。

另外，於X射線管用冷卻器中，係存在有具備一次冷卻介質與二次冷卻介質的X射線管用冷卻器(例如，參照專利文獻1)。

此外，於X射線測厚計中，係存在有一種X射線測厚計，其係即使在被測定物之測定中，只要厚度測定範圍為所限定的範圍，便能夠進行厚度校正(例如，參照專利文獻2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平5-82285號公報

[專利文獻2]日本專利第1610330號公報

於以往之X射線測厚計中，為了達成即使裝置設置的周圍溫度產生變化測定精準度亦不產生變化，而將厚度的標準片插入X射線的放射路徑中，以高頻率進行厚度校正而保證測定精準度。

進而，於X射線測厚計的情況中，由於對於測定精準度造成影響的溫度偏差之主要原因，乃因X射線管之周圍溫度的變化所導致之X射線之照射線量的變化，因此如上所述般地，一般而言，係設置冷卻介質，即冷卻水循環裝置(冷卻器)，以使X射線管之周圍溫度成為一定的方式進行控制，以避免照射線量產生變化。但，於此情況中，係有系統為高價且成為複雜的問題。

於引用文獻2所揭示之厚度校正方法的情況中，在遍及厚度的全測定範圍之全部校正中，照射X射線的X射線路徑空間中，係在沒有被測定物的狀態，亦即，於測定中不存在被測定物的狀態下進行。

然而，於鋼板等之輥軋線的情況中之厚度測定，由於長時間連續進行測定，因此於進行厚度修正時，有必要使裝置暫時從測定位置退避至能夠校正的校正位 置，因此，其之間有無法進行厚度測定的問題。

此外，於將厚度測定範圍限定為小範圍的範圍校正中，雖即使於測定中亦能夠進行校正，但有校正裝置變得複雜的問題。

為了避免如此之問題，雖有設置複數台X射線測厚計，利用冗餘(redundant)的構造交互使用的方法，但即使於此構造的情況中亦有系統成為複雜的問題。

本發明之目的在於提供一種X射線測厚計，其利用簡易的構造，即使於測定中亦能夠修正厚度校正完畢之X射線測厚計的因X射線之照射線量偏差所導致的厚度測定誤差。

為了達成上述目的，實施方式之X射線測厚計，係具備：用以產生X射線之X射線產生器、檢測器、校正裝置、以及運算部，該X射線產生器係具備：X射線管、以冷卻介質來冷卻X射線管的冷卻部、以及使施加至該X射線管的高壓電源及燈絲電流安定化並進行供給的電源部；該檢測器，係檢測自前述X射線產生器照射的照射線量穿透被測定物之檢測照射線量；該校正裝置，係具備設置於所照射的前述X射線之路徑中的厚度基準片；該運算部，係依據前述檢測器的輸出而求出因前述被測定物所導致之前述X射線的衰減量，並參照使預先製成的前述厚度基準片之厚度與前述穿透檢測線量具有對應關係的 校正表而求出前述被測定物的厚度，其特徵在於，進一步具備測定前述冷卻介質之溫度的溫度感測器，前述運算部，係預先具備溫度修正表或溫度修正式，該溫度修正表或溫度修正式係用來求出：對應於使用前述厚度基準片校正時之前述冷卻介質的溫度與測定前述被測定物的測定中之冷卻介質的溫度兩者之溫度差的前述檢測照射線量，前述運算部，係求出前述測定中之前述冷卻介質的溫度與前述校正時的溫度之差，並參照前述溫度修正表或溫度修正式而求出前述檢測照射線量，進而，參照前述校正表求出厚度，即使於測定中亦能夠修正厚度測定誤差。

100‧‧‧X射線測厚計

1‧‧‧X射線產生器

1a‧‧‧X射線管

1b‧‧‧冷卻部

1c‧‧‧電源部

2‧‧‧校正裝置

2a‧‧‧厚度基準片

4‧‧‧被測定物

5‧‧‧檢測器

6‧‧‧運算部

7‧‧‧溫度感測器

8‧‧‧冷卻介質供給部

9‧‧‧冷卻介質排出部

[第1圖]係實施方式之X射線測厚計的方塊構造圖。

[第2圖]係說明實施方式之X射線產生器與X射線控制電源之概要的構造圖。

以下，針對實施方式，參照第1圖、第2圖進行說明。首先，針對本實施方式之X射線測厚計100的構造進行說明。

於第1圖中，X射線測厚計100，係具備：用以生成X射線的X射線產生器1、檢測器5、以及校正裝置2，該X射線產生器1，係具備：X射線管1a、以冷卻 介質來冷卻X射線管1a的冷卻部1b、以及使施加至X射線管1a之高壓電源及燈絲電流安定化並進行供給的電源部1c；該檢測器5，係檢測自X射線產生器1照射的照射線量穿透被測定物4之檢測照射線量；該校正裝置2，係具備設置於所照射的X射線之路徑中的厚度基準片2a。

進一步具備運算部6，該運算部6係依據檢測器5的輸出而求出因被測定物4所導致之X射線的衰減量，並參照使預先製成的厚度基準片2a之厚度與檢測照射線量具有對應關係的校正表而求出被測定物的厚度。

通常，於測定鋼板等之板厚度的情況中，X射線產生器1與檢測器5，係搭載於以從上下方向相對向挾持的方式將被測定物4予以固定之未圖示的C型框架。

此外，校正裝置2，係設置於X射線產生器1與被測定物4之間，被測定物4係在不存在於X射線的路徑中之狀態接收運算部6等的校正指令，而將厚度校正片2a插入X射線的路徑中。

接著，針對各部的詳細構造進行說明。X射線管1a，係適當選擇被測定物4之材質及藉由被測定物4之厚度測定範圍而得到適當的照射線量者。

而，冷卻部1b，係根據藉由X射線管1a所預先決定的冷卻結構，使冷卻介質，即絕緣油、及冷卻水等流動，以使X射線管1a的周圍成為既定之溫度範圍以下的方式進行冷卻。

冷卻部1b，係使來自供給冷卻介質之冷卻介 質供給部8所供給的冷卻介質在X射線管1a的周圍所設置的配線管內循環，而排出冷卻介質排出部9。冷卻部1b，係藉由使此冷卻介質在X射線管1a的周圍流動，而將X射線管1a的周圍冷卻至一樣的溫度。

進而，在冷卻部1b之吐出位置的附近，係具備測定循環後的冷卻介質之溫度的溫度感測器7，利用溫度感測器7檢測被排出的冷卻介質之溫度，並傳送至運算部6。

另外，於冷卻介質為水的情況中，冷卻介質供給部8與冷卻介質排出部9，亦可為製成一體構造的循環型之冷卻裝置。然而，於不使用冷卻器等之以一般的配管所致之冷卻水的情況中，該溫度係於裝置設置之生產工廠內的環境中，通常，由於早晚會有10℃左右的變化，因此需要某種程度的溫度修正。

接著，針對如此所構成之X射線測厚計100的動作進行說明。首先，根據如專利文獻2所示般之以往方法，以既定的校正時間間隔，例如，8小時間距進行使用了厚度基準片2a的校正，製成使檢測照射線量與複數之基準厚度具有對應關係的校正表(標準曲線(standard curve))。

接著，從溫度感測器7將此校正時之冷卻介質的溫度Tr傳送至運算部6，使檢測照射線量與校正時之溫度Tr具有對應關係並進行記憶。

接著，進行被測定物4之測定。將此時之測 定中的溫度設為Tm。

於是，若使用在校正時之溫度Tr的狀態之標準曲線，求出對應於檢測照射線量的厚度，則會產生根據測定時的溫度Tm與溫度Tr兩者之溫度差之與檢測照射線量的變化對應之厚度測定誤差。

然而，由於溫度Tm時之檢測照射線量Im與溫度Tr時之檢測照射線量Ir具有相關性，因此改變預先冷卻介質的溫度來求出此相關函數F(d)。在此，相關函數F(d)係依存於被測定物之厚度的函數。

此檢測照射線量與冷卻水溫度的關係，係以下述式表示。

Im=Ir×F1(d)×(Tm-Tr)．．．．．(1)

或者，Im=Ir×F2(d)×((Tm-Tr)/Tr)．．．．．(2)

因而，只要利用上述(1)或(2)式求出此經過修正的檢測照射線量Im，參照與所求出的Im對應之溫度Tr時的校正表來求出厚度，則可求出與溫度差對應之測定誤差已被修正的厚度。

亦即，若預先求出因冷卻介質的溫度變化所導致之相關函數F(d)，則即使於測定中，亦能夠修正因冷卻介質的溫度變化所導致之檢測照射線量的變化。

如以上說明般，依據本實施例，運算部6，係預先具備溫度修正表或溫度修正式，該溫度修正表或溫度 修正式係用來求出：對應於製成校正表的校正時之冷卻介質的溫度Tr與被測定物4的厚度測定中之冷卻介質的溫度Tm兩者之溫度差Tm-Tr的檢測照射線量，依據測定中之冷卻介質的溫度，求出與校正時之溫度的差，參照溫度修正表或溫度補正式求出(修正)檢測照射線量，進而，參照校正表求出厚度，因此，即使於測定中亦可求出前述被測定物的厚度。

因而，可提供一種X射線測厚計，其利用簡易的構造，即使X射線測厚計於測定中亦能夠修正厚度校正完畢之X射線測厚計的因照射線量偏差所導致的測定誤差。

雖說明了本發明之實施方式，但此實施方式係作為例子而提出者，並未意圖限定發明之範圍。此實施方式，係可以其他的各式形態加以實施，且可進行各種的省略、置換、變更。此外，此等實施方式或其變形例，係與發明之範圍或要旨所含內容相同地，包含在申請專利範圍所記載的發明與其均等之範圍內。

100‧‧‧X射線測厚計

1‧‧‧X射線產生器

2‧‧‧校正裝置

2a‧‧‧厚度基準片

4‧‧‧被測定物

5‧‧‧檢測器

6‧‧‧運算部

7‧‧‧溫度感測器

8‧‧‧冷卻介質供給部

9‧‧‧冷卻介質排出部

Claims (2)

1. 一種X射線測厚計，其係具備：用以產生X射線之X射線產生器、檢測器、校正裝置、以及運算部，該X射線產生器係具備：X射線管、以冷卻介質來冷卻X射線管的冷卻部、以及使施加至該X射線管的高壓電源及燈絲電流安定化並進行供給的電源部；該檢測器，係檢測自前述X射線產生器照射的照射線量穿透被測定物之檢測照射線量；該校正裝置，係具備設置於所照射的前述X射線之路徑中的厚度基準片；該運算部，係依據前述檢測器的輸出而求出因前述被測定物所導致之前述X射線的衰減量，並參照使預先製成的前述厚度基準片之厚度與前述穿透檢測線量具有對應關係的校正表而求出前述被測定物的厚度，其特徵在於，進一步具備測定前述冷卻介質之溫度的溫度感測器，前述運算部，係預先具備溫度修正表或溫度修正式，該溫度修正表或溫度修正式係用來求出：對應於使用前述厚度基準片校正時之前述冷卻介質的溫度與測定前述被測定物的測定中之冷卻介質的溫度兩者之溫度差的前述檢測照射線量，前述運算部，係求出前述測定中之前述冷卻介質的溫度與前述校正時的溫度之差，並參照前述溫度修正表或溫度修正式而求出前述檢測照射線量，進而，參照前述校正表求出厚度，即使於測定中亦能 夠修正厚度測定誤差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之X射線測厚計，其中，前述溫度感測器，係設置於從前述冷卻部排出冷卻介質的位置。