TWI490448B - X-ray thickness meter - Google Patents

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TWI490448B TW101144213A TW101144213A TWI490448B TW I490448 B TWI490448 B TW I490448B TW 101144213 A TW101144213 A TW 101144213A TW 101144213 A TW101144213 A TW 101144213A TW I490448 B TWI490448 B TW I490448B
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Description

X線厚度計
本發明之實施形態係關於X線厚度計。
X線厚度計，係針對鋼鈑等之移動板之厚度(以下標記為板厚)連續進行測定的裝置。該X線厚度計，係對板照射X線而測定被板衰減的X線之量(以下標記為X線衰減量)，將該測定的X線衰減量換算為板厚，而進行板厚之測定。又，X線衰減量與板厚之關係為非線性。
於此，需要由板厚為已知之複數個基準板之板厚，及對各基準板之板厚進行測定時之X線之檢測線量，事先作成檢量線。
但是，檢測線量會因為各種干擾(disturbance)因素而變化，因此即使使用上述檢量線將X線衰減量換算為板厚，亦有無法測定正確之板厚之不良情況。
又，上述干擾因素，有諸如對X線產生器進行冷卻的冷卻媒體之溫度變化，X線產生器及檢測器間之幾何學上的設定環境之溫度變化及濕度變化，異物(例如水，油，油霧(oil mist)，結垢(scale)等)對於X線產生器及檢測器間被照射X線射束的光學空間內之混入等。
因此，通常，X線厚度計具有可對檢量線進行校正的檢量線校正機能。具體言之為，X線厚度計，係使用內建的10片左右之校正板進行檢測線量之測定，使用彼等檢 測線量來校正檢量線(例如參照專利文獻1)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特公平2-37523號公報
專利文獻1所示方法之檢量線校正機能，係具備複數片不同厚度之基準板，藉由該基準板之1片或複數片之組合來設定複數個厚度基準點(校正點)的方式，因此可進行高精確度的校正。
但是，複數個基準板之製作或組裝需要高精確度，因此校正之作業或裝置之構成複雜會是問題。
本發明目的在於提供無須具備該複數個基準板，藉由1片校正板進行簡易的校正機能之X線厚度計，及其之校正方法。
實施形態之X線厚度計，係依據對被測定物照射X線獲得的檢測線量及檢量線，對上述被測定物之板厚進行測定，而且可執行對上述檢量線進行校正的檢量線校正處理。
上述X線厚度計本體，係具備：第1記憶手段，第2記憶手段，測定手段，第1算出手段，第2算出手段，讀 出手段及校正手段。
上述第1記憶手段，係用於記憶補正曲線，該補正曲線，係對應於使上述檢測線量變動的每一個干擾因素，而將定義所要厚度的複數個校正點中之檢測線量之變化率予以表示者。
上述第2記憶手段，係記憶上述檢量線作成時被使用的，在X線射束中未插入校正板的第1狀態之檢測線量，在X線射束中插入有校正板的第2狀態之檢測線量，及遮斷X線的第3狀態之檢測線量。
上述測定手段，係於上述檢量線校正處理時，分別測定上述第1乃至第3狀態之檢測線量。
上述第1算出手段，係依據上述測定的各檢測線量及上述記憶的各檢測線量，算出用於表示上述第1乃至第3狀態之檢測線量之變化率的第1檢測線量變化率。
上述第2算出手段，係依據上述算出的第1檢測線量變化率，算出用於表示上述各校正點中之檢測線量之變化率的第2檢測線量變化率。
上述讀出手段，係由上述第1記憶手段，針對上述記憶的複數個補正曲線之中，將和用於表示上述算出的第2檢測線量變化率的曲線一致或近似的補正曲線予以讀出。
上述校正手段，係使用上述讀出的補正曲線，對上述各校正點中之檢測線量進行補正後，依據該補正的檢測線量進行上述檢量線的校正。
圖1係表示一實施形態之X線厚度計之構成例之模式圖。X線厚度計1，係如圖1所示，係具備：X線產生器11，校正裝置12，校正板13，X線檢測器14及運算裝置15。首先，說明構成X線厚度計1的各裝置11乃至15具有的機能。
X線產生器11，對所要物體照射X線射束的裝置。 所要物體可為被測定物16或校正板13等。被測定物16係測定板厚的物體，亦即板厚為未知之物體。校正板13，係在針對檢量線之作成時或校正時使用的檢測線量進行測定時被使用的物體，係板厚為已知之物體。
校正裝置12，通常內建有1片校正板13，係對應於使用者之操作，而可設定成為將1片校正板13插入X線射束中，或不將校正板13插入X線射束中的2個狀態之任一的裝置。
又，校正板13可為具備1片以上之構造。
又，圖1雖未圖示，於校正裝置12內，內建有可對X線產生器11照射的X線射束進行遮斷的光柵(Shutter)，對應於使用者之操作可以適當設定成為使用或不使用。該光柵，係用於測定補償量。
又，於該被測定物16之位置設有基準板，該基準板係於檢測線量及檢量線作成時之複數個厚度校正點之設定時被使用，檢測線量與檢量線係事先記憶於X線厚度計1。
又，內建於校正裝置12的校正板13之厚度，需要滿足以下所示2個條件(A)，(B)。
(A)可以消除厚度測定精確度規格最嚴格的板厚附近之誤差。
(B)補正曲線作成時之各板厚度校正點中之檢測線量變化率之值，可依據每一個干擾條件進行辨識。以下，說明其理由。
首先，說明本發明之原理。本X線厚度計之發明之原理，係藉由未包含於X線厚度計的，外部所具備之用於設定複數個厚度校正點的基準板，來求出檢測線量，由求出的檢測線量事先作成該檢量線，另外，針對賦與檢測線量變動的干擾所導致檢測線量變化的檢測線量變化率，係作為連結各校正點的補正曲線予以求出。
校正時，係使用1片校正板，由該校正板之初期狀態，或由上次之檢測線量之變化率求出此次之檢測線量變化率，選擇和事先求出的檢測線量變化率(補正曲線)一致或於事先決定的誤差內之近似補正曲線，使用所選擇的補正曲線來作成校正後的檢量線。
亦即，由1片校正板之檢測線量變化率求出干擾引起的檢測線量之變化，對事先求出的檢量線之檢測線量進行補正。
因此，1片校正板13，必須為針對事先設定的干擾條件之變化率可以進行檢測(B)，而且，可以使所要求的厚度測定精確度(A)再現的厚度之校正板。
X線檢測器14，係在對透過物體的X線之量(以下標記為X線透過量)進行檢測，對和該檢測出的X線透過量所對應之檢測線量進行測定，而將該檢測線量之表示用信號輸出至運算裝置15者。該X線檢測器14亦可稱為電離箱，上述檢測線量，乃封入X線檢測器14內的氣體經由X線電離時產生的電流之值。
運算裝置15，當接受由X線檢測器14送出的信號之輸入時，係使用該輸入信號所示的檢測線量，執行對事先作成的檢量線進行校正的檢量線校正處理者。又，檢量線校正處理之詳細，係如後述說明之圖3之流程圖之說明，於此省略詳細說明。
又，於運算裝置15設有記憶體，用於記憶檢量線作成時被使用的檢測線量(以下標記為基準檢測線量)之表示用資訊。另外，如圖2所示，於運算裝置15內之記憶體亦記憶著，對應於檢測線量變動的每一個干擾因素，針對所要厚度之定義用的複數個校正點中之檢測線量之變化率，事先算出而作成的補正曲線之表示用資訊。又，該補正曲線可以表格化予以儲存。
以下參照圖2，4，5之模式圖及圖3之流程圖說明以上構成的X線厚度計進行的檢量線校正處理之一例。又，於運算裝置15內之記憶體，事先記憶著檢量線作成時被使用的基準檢測線量之表示用資訊或圖2所示的補正曲線之表示用資訊，X線厚度計1(所包含的運算裝置15)可以適當讀出彼等各種資訊。
圖2之縱軸係表示檢測線量變化率(D值)，DC=Ni係表示以上述干擾作為值加以辨識的條件下設定者。
首先，X線檢測器14，係針對在X線產生器11照射的X線射束中未插入有被測定物16及校正板13的第1狀態之X線透過量，在X線產生器11照射的X線射束中插入有校正板13的第2狀態之X線透過量，及X線產生器11照射的X線射束藉由校正裝置12內之光柵予以遮斷的第3狀態之X線透過量進行檢測(步驟S1)。
接著，X線檢測器14，係針對和檢測出的第1狀態之X線透過量對應的檢測線量IN0 ，和檢測出的第2狀態之X線透過量對應的檢測線量INCL ，及和檢測出的第3狀態之X線透過量對應的檢測線量INB 進行測定，將表示彼等檢測線量IN0 ，INCL ，INB 的信號輸出至運算裝置15(步驟S2)。又，於上述檢測線量INCL 之L，被插入X線射束中的校正板13之片數係代入1。
校正板之片數可為複數片，但設為1片乃較好者。
接著，於運算裝置15被輸入由X線檢測器14送出的信號時，係以該輸入信號作為觸發，而由記憶體讀出檢量線作成時被使用，而且和第1乃至第3狀態之X線透過量對應的基準檢測線量IS0 ，ISCL ，ISB 之表示用資訊(步驟S3)。又，於上述基準檢測線量ISCL 之L，係被代入插入於X線射束中的校正板13之片數1。
接著，運算裝置15，係依據步驟S3輸入的信號所示之檢測線量IN0 ，INCL ，INB ，步驟S3讀出的資訊所示之 基準檢測線量IS0 ，ISCL ，ISB ，及以下所示(1)及(2)式，算出圖4所示的第1檢測線量變化率△rI0 、△rICL (步驟S4)。
又，第1檢測線量變化率△rI0 ，係表示和第1及第3狀態之X線透過量對應的檢測線量之變化率，第1檢測線量變化率△rICL ，係表示和第2及第3狀態之X線透過量對應的檢測線量之變化率。
△rI0 ={(IN0 -INB )-(IS0 -ISB )}/(IS0 -ISB )…(1)
△rICL ={(INCL -INB )-(ISCL -ISB )}/(ISCL -ISB )…(2)
接著，運算裝置15，係依據步驟S4算出的第1檢測線量變化率△rI0 、△rICL ，及以下所示(3)式，算出第2檢測線量變化率D(步驟S5)。又，第2檢測線量變化率D係表示各校正點中之檢測線量之變化率。又，和第1檢測線量變化率△rI0 、△rICL 相當的值不存在於事先求出的補正曲線時，針對第1檢測線量變化率△rI0 、△rICL ，及第1檢測線量變化率△rI0 、△rICL 之測定厚度所對應的檢測線量，係由前後之第2檢測線量變化率D來算出近似的補正曲線。
D=△rICL /△rI0 …(3)
接著，運算裝置15，係將和算出的第2檢測線量變化率D所示曲線一致或近似的補正曲線之表示用資訊，由記憶體予以讀出(選擇)(步驟S6)。
之後，運算裝置15，係針對步驟S6讀出之資訊所示補正曲線之各校正點m~m-2中之檢測線量之補正量(亦即，圖5之△Im 、△Im-1 、△Im-2 )予以算出之後，算出各校正點中之校正後之檢測線量(亦即，圖5之I' m ，I' m-1 ，I' m-2 )。運算裝置15，係由算出的檢測線量及各校正點之板厚，再度作成圖5所示的檢量線(步驟S7)。如此則，檢量線被校正。又，上述各校正點m中之檢測線量之補正量△Im ，係依據以下所示(4)式算出。
△Im =Dm ×△rI0 ×Im …(4)
又，上述各校正點中之校正後之檢測線量，係依據以下之(5)式算出。
I' m =Im +△Im …(5)
I' m-1 ，I' m-2 亦可以同樣求出。依據以上說明的一實施形態，可以提供藉由具備記憶體及運算裝置15，該記憶體係用於記憶檢量線作成時被使用的檢測線量或補正曲線者，該運算裝置15係具有針對記憶於記憶體的複數個補正曲線之中，使用和第2檢測線量變化率D所示曲線一致 或近似的補正曲線進行檢量線之校正機能者，如此則無須藉由複數個基準板進行多數校正點之校正，可以藉由1片校正板進行檢量線之補正的具備檢量線校正機能的X線厚度計。
又，習知上，需要將被測定物與校正板13之材質設為同一或近似，但是依據本實施形態，檢量線校正處理時並非對各校正點中之檢測線量進行實測，而是藉由1片校正板求出檢測線量之變化率，參照事先作成的補正曲線，算出各校正點中之檢測線量，因此被測定物與校正板之材質無須設為同一或近似。
因此，校正板可藉由不鏽鋼等較難隨時間變化的材料作成。
以上說明本發明之幾個實施形態，但是彼等實施形態僅為一例，並非用來限定發明之範圍。彼等新規之實施形態可以其他各種形態實施，在不脫離發明要旨之範圍內可進行各種省略、取代或變更。彼等實施形態或其變形亦包含於發明之範圍或要旨之同時，亦包含於申請專利範圍記載之發明及其之等效範圍。
1‧‧‧X線厚度計
11‧‧‧X線產生器
12‧‧‧校正裝置
13‧‧‧校正板
14‧‧‧X線檢測器
15‧‧‧運算裝置
16‧‧‧被測定物
[圖1]一實施形態之X線厚度計之構成例之模式圖。
[圖2]事先記憶於該實施形態之運算裝置內之記憶體的資訊之一例之模式圖。
[圖3]該實施形態之X線厚度計進行檢量線校正處理 之一例之流程圖。
[圖4]該實施形態之X線厚度計進行檢量線校正處理之一例之模式圖。
[圖5]該實施形態之X線厚度計進行檢量線校正處理之一例之模式圖。
1‧‧‧X線厚度計
11‧‧‧X線產生器
12‧‧‧校正裝置
13‧‧‧校正板
14‧‧‧X線檢測器
15‧‧‧運算裝置
16‧‧‧被測定物

Claims (3)

  1. 一種X線厚度計，係依據對被測定物照射X線獲得的檢測線量及檢量線，對上述被測定物之板厚進行測定，而且可執行對上述檢量線進行校正的檢量線校正處理者；其特徵為：上述X線厚度計本體，係具備：第1記憶手段，係用於記憶複數個補正曲線，該複數個補正曲線，係對應於使上述檢測線量變動的每一個干擾因素，而表示定義所要厚度的複數個校正點中之檢測線量之變化率；第2記憶手段，係記憶上述檢量線作成時被使用的，在X線射束中未插入校正板的第1狀態之檢測線量，在X線射束中插入有校正板的第2狀態之檢測線量，及遮斷X線的第3狀態之檢測線量；測定手段，係於上述檢量線校正處理時分別測定上述第1乃至第3狀態之檢測線量；第1算出手段，係依據上述測定的各檢測線量及上述記憶的各檢測線量，算出用於表示上述第1乃至第3狀態之檢測線量之變化率的第1檢測線量變化率；第2算出手段，係依據上述算出的第1檢測線量變化率，算出用於表示上述各校正點中之檢測線量之變化率的第2檢測線量變化率；讀出手段，係由上述第1記憶手段，針對上述記憶的複數個補正曲線之中，和用於表示上述算出的第2檢測線 量變化率的曲線呈一致或近似的補正曲線予以讀出；及校正手段，係使用上述讀出的補正曲線，對上述各校正點中之檢測線量進行補正後，依據該補正的檢測線量進行上述檢量線的校正。
  2. 如申請專利範圍第1項之X線厚度計，其中，上述第2狀態，係插入有1片校正板的狀態。
  3. 如申請專利範圍第1項之X線厚度計，其中，當和上述第1檢測線量變化率相當的值不存在於上述補正曲線時，上述第2算出手段，係使用上述第1檢測線量變化率，及挾持上述第1檢測線量變化率的前後之補正曲線之值，求出上述各校正點之上述第2檢測線量變化率。
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