WO2009101772A1 - X線検査装置 - Google Patents

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WO2009101772A1
WO2009101772A1 PCT/JP2009/000427 JP2009000427W WO2009101772A1 WO 2009101772 A1 WO2009101772 A1 WO 2009101772A1 JP 2009000427 W JP2009000427 W JP 2009000427W WO 2009101772 A1 WO2009101772 A1 WO 2009101772A1
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WO
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ray
article
line sensor
sensor
inspection apparatus
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/000427
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yutaka Tamai
Takuyu Kubo
Kazuhiro Suhara
Original Assignee
Ishida Co., Ltd.
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02Food

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray inspection apparatus.
  • indirect conversion type X-ray sensors have been widely used as X-ray sensors used in X-ray inspection apparatuses for inspecting the presence or absence of foreign matter in food.
  • X-rays that have passed through an inspection object are converted into visible light by a scintillator, and visible light emitted from the scintillator is converted into an electrical signal by a photodiode.
  • the indirect conversion type X-ray sensor has a drawback in that the foreign matter detection performance is low because the spatial resolution is lowered due to light scattering inside the scintillator.
  • high detection performance has been required even for food X-ray inspection apparatuses.
  • Even in an indirect conversion type X-ray sensor it is possible to increase detection performance by increasing the X-ray dose.
  • the irradiation X-ray dose is increased, the X-ray dose that passes through the scintillator and is applied to the photodiode also increases. As a result, the durability of the photodiode is lowered and the frequency of parts replacement is increased, which increases the user's economic burden.
  • the direct conversion type X-ray sensor is currently used mainly for CT apparatus in the medical field, and a semiconductor sensor (CdTe sensor) using cadmium telluride (CdTe) is known.
  • a semiconductor sensor (CdTe sensor) using cadmium telluride (CdTe) is known.
  • CdTe sensor semiconductor sensor
  • CdTe sensor cadmium telluride
  • Patent Document 1 discloses an example of a CT apparatus using a CdTe sensor.
  • Patent Document 2 below discloses an example of a radiation detection method using a CdTe sensor.
  • the direct conversion type X-ray sensor does not include a scintillator, and the X-ray transmitted through the inspection object is directly converted into an electric signal.
  • Direct conversion type X-ray sensors are not affected by light scattering by the scintillator, and therefore have high spatial resolution and high X-ray conversion efficiency. High-definition images can be obtained. Therefore, since the irradiation X-ray dose can be suppressed, it is possible to suppress a decrease in durability of the semiconductor sensor due to the X-ray irradiation.
  • JP 2003-294844 A Japanese Patent No. 3151487
  • the direct conversion type X-ray sensor is expected to be put into practical use in the food industry as well, but there are specific problems when using the direct conversion type X-ray sensor in the food industry.
  • the food industry unlike CT apparatuses in the medical field, there is a situation in which X-ray inspection apparatuses are used continuously for a long time.
  • Some food factories have a production line that operates all day, and an X-ray inspection apparatus incorporated in such a production line inevitably operates all day.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and on the premise of using a direct conversion type X-ray sensor, an X-ray inspection apparatus capable of solving the problem of polarization and avoiding deterioration in detection performance is obtained. For the purpose.
  • the X-ray inspection apparatus performs an inspection on an article by irradiating the article to be inspected with X-rays and detecting the X-ray transmitted through the article.
  • a conveyance unit that conveys the article
  • an article detection unit that detects whether or not the article exists on the conveyance unit
  • the X-ray sensor A first control unit that controls a bias voltage to be applied, the first control unit based on a detection signal from the article detection unit within a period in which the article is not present on the transport unit. Stopping the application of an effective bias voltage to the X-ray sensor And features.
  • the article detection unit detects whether or not an article exists on the transport unit. Based on the detection signal from the article detection unit, the application of an effective bias voltage to the X-ray sensor is stopped within a period in which the article is not present on the transport unit. Therefore, even if polarization has occurred in the X-ray sensor due to continuous use until then, the characteristics of the X-ray sensor can be restored to the initial characteristics by stopping the bias application, so that the detection performance is not deteriorated. it can. In addition, since the recovery operation from the polarization state is performed within a period in which the article is not present on the transport unit, this recovery operation does not hinder the operation of the production line.
  • the X-ray inspection apparatus further includes a second control unit for controlling the X-ray irradiation from the X-ray irradiation unit, particularly in the X-ray inspection apparatus according to the first invention.
  • the second control unit stops X-ray irradiation from the X-ray irradiation unit based on a detection signal from the article detection unit within a period in which the article is not present on the transport unit. It is characterized by that.
  • the X-ray inspection apparatus According to the X-ray inspection apparatus according to the second aspect, application of the bias voltage is stopped and X-ray irradiation from the X-ray irradiation unit is stopped within a period in which the article is not present on the transport unit. Is done. Therefore, the progress of deterioration of the X-ray source and the X-ray sensor due to the X-ray irradiation can be suppressed.
  • FIG. 1 It is a front view which shows typically the whole structure of the X-ray inspection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the internal structure of the shield box shown in FIG. It is a circuit diagram which shows the bias application circuit to an X-ray line sensor. It is a block diagram which shows the function structure of a X-ray inspection apparatus. It is a block diagram which shows the structure relevant to the recovery operation from a polarization state. It is a timing chart for explaining recovery operation from a polarization state. It is a block diagram which shows the structure relevant to the recovery operation from a polarization state. It is a figure for demonstrating concretely the stop operation
  • FIG. 1 It is a front view which shows typically the whole structure of the X-ray inspection apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the internal structure of the shield box shown in FIG. It is a circuit diagram which shows the bias application circuit to an X-ray line sensor. It is a block diagram which shows the function structure of a X-ray inspection apparatus. It is a block diagram which shows the structure relevant to the recovery operation from a polarization state. It is a timing chart which shows the condition where an uninspected article is excluded. It is a figure for demonstrating concretely the stop operation
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the overall configuration of the X-ray inspection apparatus 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • the X-ray inspection apparatus 101 includes an upper housing 102, a shield box 103, and a lower housing 104.
  • the upper housing 102 is provided with a monitor with a touch panel function, that is, a display / input unit 105.
  • the shield box 103 has a function of preventing X-rays from leaking to the outside.
  • An X-ray irradiation unit 107 and an X-ray detection unit 108 are disposed in the shield box 103.
  • the X-ray irradiation unit 107 irradiates the article 112 such as food that is the inspection target with X-rays.
  • the X-ray detection unit 108 detects X-rays that have been irradiated from the X-ray irradiation unit 107 and transmitted through the article 112. If foreign matter is mixed in the article 112, the intensity of X-rays detected by the X-ray detection unit 108 is extremely reduced at the portion where the foreign matter is mixed. Thereby, the magnitude
  • a belt conveyor 106 is disposed in the shield box 103.
  • the belt conveyor 106 conveys the article 112 so that the article 112 passes through the X-ray irradiation region 100 (see FIG. 2) between the X-ray irradiation unit 107 and the X-ray detection unit 108. It is detected that the article 112 has been supplied to the X-ray inspection apparatus 101 from the upstream processing apparatus of the X-ray inspection apparatus 101 at the upstream end of the belt conveyor 106 (that is, outside the shield box 103 near the article carry-in entrance 117).
  • a photo sensor 115 is provided. That is, the photo sensor 115 can detect that the article 112 has reached the upstream end of the belt conveyor 106.
  • the shield box 103 is provided with an article carry-in port 117 near the upstream end of the belt conveyor 106 and an article carry-out port 118 near the downstream end.
  • a computer 109 for performing operation control and data processing of the X-ray inspection apparatus 101 is disposed.
  • a belt conveyor 110 for carrying the article 112 from the upstream processing apparatus to the X-ray inspection apparatus 101 is provided.
  • a belt conveyor 111 for carrying out the inspected article 112 from the X-ray inspection apparatus 101 is provided on the downstream side of the belt conveyor 106.
  • the belt conveyor 111 has an arbitrary distribution mechanism 120 (see FIG. 4) for distributing non-defective products and defective products based on the inspection result by the X-ray inspection apparatus 101. Is arranged.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an internal configuration of the shield box 103 shown in FIG.
  • an X-ray irradiator hereinafter also referred to as “X-ray irradiator 107” as the X-ray irradiator 107 is disposed above the belt conveyor 106.
  • an X-ray line sensor hereinafter also referred to as “X-ray line sensor 108” as an X-ray detection unit 108 is disposed below the belt conveyor 106.
  • the X-ray line sensor 108 includes a plurality of X-ray detection elements 108a arranged in a straight line.
  • the plurality of X-ray detection elements 108 a are arranged in parallel along the short side direction of the belt conveyor 106, that is, the direction orthogonal to the conveying direction of the article 112 by the belt conveyor 106. As shown as an X-ray irradiation region 100 in FIG. 2, the X-ray irradiator 107 irradiates the X-ray line sensor 108 with X-rays in a fan shape.
  • the X-ray detection element 108a is a direct conversion type X-ray sensor, and converts the irradiated X-rays directly into an electrical signal by an X-ray conversion film made of CdTe or the like.
  • a direct conversion type X-ray sensor when an X-ray conversion film to which a bias voltage is applied is irradiated with X-rays, charges (electron-hole pairs) are generated in the X-ray conversion film according to the irradiated X-ray dose. Is excited and a current flows. The current value is converted into a voltage value by a current / voltage conversion circuit and output as data.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a bias application circuit to the X-ray line sensor 108.
  • the power supply 140 supplies a bias voltage (hereinafter also referred to as “effective bias voltage”) that can operate the X-ray line sensor 108.
  • a switch 131 composed of a transistor or a semiconductor relay is connected between the power supply 140 and the X-ray line sensor 108. When the switch 131 is ON, a bias voltage is applied from the power supply 140 to the X-ray line sensor 108. On the other hand, when the switch 131 is OFF, the bias voltage is applied from the power supply 140 to the X-ray line sensor 108. Is not applied.
  • a current / voltage conversion circuit 108 ⁇ / b> A is connected to the X-ray line sensor 108.
  • the current / voltage conversion circuit 108A changes the current value flowing through the X-ray line sensor 108 to a voltage value and outputs it as data (voltage signal).
  • the data output from the current / voltage conversion circuit 108A is input to the computer 109, and an image of the article 112 is created by the computer 109.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the X-ray inspection apparatus 101.
  • the computer 109 includes a CPU 121 and a memory 122 such as a ROM or a RAM that can be referred to by the CPU 121.
  • An X-ray irradiator 107, a current / voltage conversion circuit 108A, a display / input unit 105, a photo sensor 115, a switch 131, and a distribution mechanism 120 are connected to the computer 109.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration related to the recovery operation from the polarization state.
  • FIG. 6 is a timing chart for explaining the recovery operation from the polarization state.
  • the control unit 130 is realized as a function of the computer 109 shown in FIG.
  • the detection signal S101 is input from the photosensor 115 to the control unit 130.
  • the photo sensor 115 outputs a detection signal S101 of a high level (hereinafter referred to as “H level”) when the article 112 is detected, and is referred to as a low level (hereinafter referred to as “L level”) when the article 112 is not detected. )
  • Detection signal S101 Referring to FIG. 6A, at time T1, the detection signal S101 transitions from the H level to the L level.
  • control unit 130 determines whether or not the article 112 exists on the belt conveyor 106 based on the detection signal S101 and the signal S102.
  • the control unit 130 inputs the H level signal S103 to the switch 131 to turn on the switch 131, and also outputs the H level signal S104 to the X-ray.
  • the X-ray irradiator 107 is irradiated with X-rays.
  • the switch 131 is turned on, a bias voltage is applied to the X-ray line sensor 108.
  • the control unit 130 inputs the L level signal S103 to the switch 131 to turn off the switch 131, and also outputs the L level signal S104.
  • the X-ray irradiator 107 By inputting to the X-ray irradiator 107, the X-ray irradiator 107 is not irradiated with X-rays.
  • the switch 131 is turned off, no bias voltage is applied to the X-ray line sensor 108.
  • signal S103 transitions from the H level to the L level.
  • the time W ⁇ b> 1 changes according to the driving speed of the belt conveyor 106.
  • signal S104 transitions from the H level to the L level.
  • the control unit 130 immediately transits the signals S103 and S104 from the L level to the H level. Thereby, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 108 is resumed, and the X-ray irradiation from the X-ray irradiator 107 is also resumed.
  • FIG. 7 is a diagram for specifically explaining the operation of stopping bias application to the X-ray line sensor 108.
  • the switch 131 When the switch 131 is turned on, the terminals 171A and 171B are connected, and when the switch 131 is turned off, the terminals 171A and 171C are connected. Stopping effective application of the bias voltage to the X-ray line sensor 108 means that the switch 131 is switched to the OFF state in FIGS. 7A to 7D.
  • the power source 170A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 140, and even if the terminal 171A and the terminal 171C are connected, the X-ray line sensor 108 is connected. Since an effective bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 108 does not operate.
  • the terminal 171C is in an electrically floating state, and even if the terminal 171A and the terminal 171C are connected, an effective bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 108. The line line sensor 108 does not operate.
  • FIG. 7A the power source 170A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 140, and even if the terminal 171A and the terminal 171C are connected, the X-ray line sensor 108 is connected. Since an effective bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 108 does not operate.
  • the terminal 171C is in an electrically floating state, and even
  • the GND potential is supplied to the terminal 171C, and even if the terminal 171A and the terminal 171C are connected, an effective bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 108.
  • the line line sensor 108 does not operate.
  • the power source 170C supplies a minute voltage (for example, ⁇ 0.1 V) having a polarity opposite to that of the power source 140. Even if the terminal 171A and the terminal 171C are connected, the X-ray line sensor Since an effective bias voltage is not supplied to 108, the X-ray line sensor 108 does not operate.
  • the photo sensor 115 detects whether or not the article 112 exists on the belt conveyor 106. Based on the detection signal S101 from the photosensor 115, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 108 is stopped within a period when the article 112 is not present on the belt conveyor 106. Therefore, even if polarization has occurred in the X-ray line sensor 108 due to continuous use until then, the characteristics of the X-ray line sensor 108 can be restored to the initial characteristics by stopping the bias application. It can avoid that the detection performance of 108 falls. In addition, the recovery operation from the polarization state is performed within a period in which the article 112 is not present on the belt conveyor 106, and thus the recovery operation does not hinder the operation of the production line.
  • the application of the bias voltage is stopped and the signal from the X-ray irradiator 107 is stopped within a period when the article 112 is not present on the belt conveyor 106.
  • X-ray irradiation is stopped. Therefore, by stopping the X-ray irradiation, it is possible to suppress the progress of deterioration of the X-ray source and the X-ray sensor due to the X-ray irradiation.
  • FIG. 8 is a front view schematically showing the overall configuration of the X-ray inspection apparatus 201 according to the second embodiment of the present invention.
  • the X-ray inspection apparatus 201 includes an upper housing 202, a shield box 203, and a lower housing 204.
  • the upper housing 202 is provided with a monitor with a touch panel function (display / input unit 205), a reset switch 250, and a speaker 251.
  • the shield box 203 has a function of preventing X-rays from leaking outside.
  • An X-ray irradiation unit 207 and an X-ray detection unit 208 are disposed in the shield box 203.
  • the X-ray irradiation unit 207 irradiates the article 212 such as food that is the inspection target with X-rays.
  • the X-ray detection unit 208 detects X-rays emitted from the X-ray irradiation unit 207 and transmitted through the article 212. If a foreign substance is mixed in the article 212, the intensity of X-rays detected by the X-ray detection unit 208 is extremely reduced at the mixed part of the foreign substance. Thereby, the magnitude
  • a belt conveyor 206 is disposed in the shield box 203.
  • the belt conveyor 206 conveys the article 212 such that the article 212 passes through the X-ray irradiation region 100 (see FIG. 9) between the X-ray irradiation unit 207 and the X-ray detection unit 208. That the article 212 is supplied to the X-ray inspection apparatus 201 from the upstream processing apparatus 225 of the X-ray inspection apparatus 201 at the upstream end of the belt conveyor 206 (that is, outside the shield box 203 near the article carry-in entrance 217).
  • a photo sensor 215 for detection is provided. That is, the photo sensor 215 can detect that the article 212 has reached the upstream end of the belt conveyor 206.
  • the shield box 203 is provided with an article carry-in port 217 near the upstream end of the belt conveyor 206 and an article carry-out port 218 near the downstream end.
  • a computer 209 for performing operation control and data processing of the X-ray inspection apparatus 201 is disposed.
  • a belt conveyor 210 for carrying the article 212 from the upstream processing apparatus 225 to the X-ray inspection apparatus 201 is provided.
  • a belt conveyor 211 for carrying out the inspected article 212 from the X-ray inspection apparatus 201 is provided.
  • an arbitrary sorting mechanism 220 for sorting non-defective products and defective products based on the inspection result by the X-ray inspection apparatus 201 is disposed.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an internal configuration of the shield box 203 shown in FIG.
  • an X-ray irradiator hereinafter also referred to as “X-ray irradiator 207” as an X-ray irradiator 207 is disposed.
  • an X-ray line sensor hereinafter also referred to as “X-ray line sensor 208” as an X-ray detection unit 208 is disposed.
  • the X-ray line sensor 208 includes a plurality of X-ray detection elements 208a arranged in a straight line.
  • the plurality of X-ray detection elements 208 a are arranged in parallel along the short side direction of the belt conveyor 206, that is, the direction orthogonal to the conveyance direction of the article 212 by the belt conveyor 206. As shown as an X-ray irradiation region 100 in FIG. 9, the X-ray irradiator 207 emits X-rays in a fan shape toward the X-ray line sensor 208.
  • the X-ray detection element 208a is a direct conversion type X-ray sensor, and converts the irradiated X-rays directly into an electric signal by an X-ray conversion film made of CdTe or the like.
  • a direct conversion type X-ray sensor when an X-ray conversion film to which a bias voltage is applied is irradiated with X-rays, charges (electron-hole pairs) are generated in the X-ray conversion film according to the irradiated X-ray dose. Is excited and a current flows. The current value is converted into a voltage value by a current / voltage conversion circuit and output as data.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a bias application circuit to the X-ray line sensor 208.
  • the power supply 240 supplies a bias voltage (hereinafter also referred to as “effective bias voltage”) that can operate the X-ray line sensor 208.
  • a switch 231 formed of a transistor or a semiconductor relay is connected between the power supply 240 and the X-ray line sensor 208. When the switch 231 is turned on, a bias voltage is applied from the power supply 240 to the X-ray line sensor 208, while when the switch 231 is turned off, the bias voltage is applied from the power supply 240 to the X-ray line sensor 208. Is not applied.
  • a current / voltage conversion circuit 208 ⁇ / b> A is connected to the X-ray line sensor 208.
  • the current / voltage conversion circuit 208A changes the current value flowing through the X-ray line sensor 208 to a voltage value, and outputs it as data (voltage signal).
  • Data output from the current / voltage conversion circuit 208A is input to the computer 209, and an image of the article 212 is created by the computer 209.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the X-ray inspection apparatus 201.
  • the computer 209 includes a CPU 221 and a memory 222 such as a ROM or a RAM that can be referred to by the CPU 221.
  • An X-ray irradiator 207, a current / voltage conversion circuit 208A, a display / input unit 205, a photosensor 215, a switch 231, a speaker 251, a reset switch 250, and a distribution mechanism 220 are connected to the computer 209.
  • a critical continuous application time in which the influence of polarization on sensitivity is significant is referred to as a limit time Tmax. That is, by continuously applying the bias voltage to the X-ray line sensor 208 for a time equal to or longer than the limit time Tmax, the influence of polarization becomes large and the sensitivity of the X-ray sensor decreases.
  • the limit time Tmax there is no clear critical value as the limit time Tmax, and the sensitivity of the X-ray sensor has started to decrease due to experiments or simulations at the development stage of the X-ray inspection apparatus or X-ray sensor.
  • the value of the continuous application time at the time point (or the time point immediately before starting to decrease) is set as the limit time Tmax.
  • the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 208 is stopped within each rest period, thereby causing the X-ray
  • the line sensor 208 can be recovered from the polarization state.
  • some food factories have a production line that is continuously operated all day, and the X-ray inspection apparatus 201 incorporated in such a production line does not have a rest period, and therefore cannot perform a recovery operation from the polarization state. .
  • the X-ray inspection apparatus 201 automatically detects that the time during which the bias voltage is continuously applied to the X-ray line sensor 208 exceeds a predetermined time, and in that case The supply of the article 212 to the belt conveyor 206 is temporarily stopped with respect to the preceding processing apparatus 225. Then, the recovery operation from the polarization state of the X-ray line sensor 208 is executed automatically or manually within the stop period. This will be specifically described below.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration related to the recovery operation from the polarization state.
  • FIG. 13 is a timing chart for explaining the recovery operation from the polarization state.
  • control unit 230 and stop control unit 260 are realized as functions of computer 209 shown in FIG.
  • the detection signal S201 is input from the photosensor 215 to the control unit 230.
  • information regarding the set driving speed of the belt conveyor 206 is input to the control unit 230 as a signal S202.
  • the controller 230 determines whether or not the article 212 exists on the belt conveyor 206 based on the detection signal S201 and the signal S202.
  • the article 212 is supplied from the belt conveyor 210 of the front-stage processing apparatus 225 to the belt conveyor 206 of the X-ray inspection apparatus 201, the article 212 is discharged from the belt conveyor 206 to the belt conveyor 211 of the rear-stage sorting mechanism 220. Before the next article 212 is supplied to the belt conveyor 206, the articles 212 are continuously present on the belt conveyor 206. In this case, the control unit 230 detects that the article 212 is continuously present on the belt conveyor 206. Note that the control unit 230 also allows the article 212 to be placed on the belt conveyor 206 even when the time interval from when the article 212 is discharged until the next article is supplied is less than a predetermined threshold (for example, about several seconds). It may be determined that they exist continuously.
  • a predetermined threshold for example, about several seconds
  • control unit 230 can refer to the limit time Tmax by accessing the memory 222.
  • control unit 230 is connected to a time measuring means 235 such as a time counter.
  • a time count value is input from the time measuring means 235 to the control unit 230 as a signal S203.
  • the control unit 230 counts the time during which the bias voltage is continuously applied to the X-ray line sensor 208 based on the signal S203 (hereinafter also referred to as “continuous application time”).
  • continuous application time exceeds the limit time Tmax (or Tmax is also slightly shorter)
  • a high level (hereinafter referred to as “H level”) stop command signal S204 is transmitted to the stop control unit 260 (FIG. 13 at time T1).
  • the stop control unit 260 stops the supply of the article 212 to the X-ray inspection apparatus 201 with respect to the processing apparatus 225 in the previous stage.
  • control unit 230 turns OFF the switch 231 by inputting a low level (hereinafter referred to as “L level”) signal S205 to the switch 231 after the time W2 has elapsed from the time T1. Thereby, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 208 is stopped.
  • the time W2 is a time required for discharging all articles 212 on the belt conveyor 206 to the belt conveyor 211 in the subsequent stage, and changes according to the driving speed of the belt conveyor 206.
  • control unit 230 inputs an L level signal S206 to the X-ray irradiator 207. Thereby, X-ray irradiation from the X-ray irradiator 207 is stopped.
  • the recovery operation from the polarization state of the X-ray line sensor 208 is performed by stopping the bias application.
  • the control unit 230 sends an L-level stop command signal S204 to the stop control unit 260 (see time T2 in FIG. 13).
  • the stop control unit 260 cancels the supply stop to the upstream processing apparatus 225, and as a result, the supply of the article 212 from the upstream processing apparatus 225 to the X-ray inspection apparatus 201 is resumed.
  • the control unit 230 resets the count value of the time measuring means 235 and starts counting the continuous application time again.
  • the control unit 230 immediately transits the signals S205 and S206 from the L level to the H level. Thereby, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 208 is restarted, and the X-ray irradiation from the X-ray irradiator 207 is also restarted.
  • the time application unit 235 detects the continuous application time during which the bias voltage is continuously applied to the X-ray line sensor 208.
  • the stop control unit 260 temporarily stops the supply of the article 212 from the preceding processing device 225 to the belt conveyor 206. Therefore, even if polarization has occurred in the X-ray line sensor 208 due to continuous use up to that time, by stopping the bias application during the period when the supply of the article 212 is stopped, the characteristics of the X-ray line sensor 208 can be improved. Since the initial characteristics can be restored, it is possible to avoid a decrease in detection performance.
  • a stop operation of bias application and a stop operation of X-ray irradiation may be executed within the pause period.
  • the bias application stop operation during the suspension period, it is possible to avoid the occurrence of uninspected articles and to suppress the frequency of execution of the article supply stop operation by the stop control unit 260.
  • item can be avoided by performing the stop operation
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration related to the recovery operation from the polarization state. Hereinafter, the difference from FIG. 12 will be mainly described.
  • the control unit 230 counts the continuous application time based on the signal S203.
  • an H level stop command signal S204 is sent to the stop control unit 260.
  • the stop control unit 260 stops the supply of the article 212 to the X-ray inspection apparatus 201 with respect to the processing apparatus 225 in the previous stage.
  • control unit 230 outputs a signal S209 toward the notification unit 270 along with the transmission of the stop command signal S204.
  • the notification unit 270 corresponds to the display / input unit 205 and the speaker 251 shown in FIGS.
  • the display / input unit 205 Upon receiving the signal S209, the display / input unit 205 displays a text message prompting the operator to press the reset switch 250 on the display screen. At the same time, a voice message that prompts the operator to press the reset switch 250 is output from the speaker 251.
  • a signal S208 is input to the control unit 230.
  • the control unit 230 Upon receiving the signal S208, the control unit 230 inputs the L level signal S205 to the switch 231 to turn off the switch 231. Thereby, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 208 is stopped.
  • the control unit 230 inputs an L level signal S206 to the X-ray irradiator 207. Thereby, X-ray irradiation from the X-ray irradiator 207 is stopped.
  • the recovery operation from the polarization state of the X-ray line sensor 208 is performed by stopping the bias application.
  • the recovery operation from the polarization state is completed, the supply of the article 212 from the processing apparatus 225 in the previous stage to the X-ray inspection apparatus 201 is resumed, and the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 208 is resumed.
  • X-ray irradiation from the X-ray irradiator 207 is resumed.
  • the control unit 230 detects a rest period in which the article 212 does not exist on the belt conveyor 206 based on the detection signal S201 and the signal S202 even if the continuous application time is equal to or less than the limit time Tmax.
  • the operator may execute a pressing operation of the reset switch 250 (that is, a bias application stop operation and an X-ray irradiation stop operation).
  • a bias application stop operation By causing the bias application stop operation to be executed during the suspension period, it is possible to avoid the occurrence of uninspected articles and to suppress the frequency of execution of the article supply stop operation by the stop control unit 260.
  • item can be avoided by performing stop operation
  • FIG. 15 is a diagram for specifically explaining the operation of stopping the application of bias to the X-ray line sensor 208.
  • the switch 231 has terminals 271A to 271C. When the switch 231 is turned on, the terminals 271A and 271B are connected, and when the switch 231 is turned off, the terminals 271A and 271C are connected. Stopping application of an effective bias voltage to the X-ray line sensor 208 means that the switch 231 is switched to the OFF state in FIGS. 15A to 15D.
  • the power source 270A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 230, and even if the terminal 271A and the terminal 271C are connected, the X-ray line sensor 208 is connected. Since a sufficient bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 208 does not operate.
  • the terminal 271C is in an electrically floating state, and even if the terminal 271A and the terminal 271C are connected, a sufficient bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 208. The line sensor 208 does not operate.
  • FIG. 15A the power source 270A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 230, and even if the terminal 271A and the terminal 271C are connected, the X-ray line sensor 208 is connected. Since a sufficient bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 208 does not operate.
  • the terminal 271C is in an electrically floating
  • the GND potential is supplied to the terminal 271C, and even if the terminals 271A and 271C are connected, a sufficient bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 208.
  • the line sensor 208 does not operate.
  • the power source 270C supplies a minute voltage (for example, ⁇ 0.1 V) having a polarity opposite to that of the power source 230. Even if the terminal 271A and the terminal 271C are connected, the X-ray line sensor Since a sufficient bias voltage is not supplied to 208, the X-ray line sensor 208 does not operate.
  • FIG. 16 is a front view schematically showing the overall configuration of an X-ray inspection apparatus 301 according to the third embodiment of the present invention.
  • the X-ray inspection apparatus 301 includes an upper housing 302, a shield box 303, and a lower housing 304.
  • the upper housing 302 is provided with a monitor with a touch panel function, that is, a display / input unit 305.
  • the shield box 303 has a function of preventing X-rays from leaking to the outside.
  • An X-ray irradiation unit 307 and an X-ray detection unit 308 are disposed in the shield box 303.
  • the X-ray irradiation unit 307 irradiates the product 312 such as food that is the inspection target with X-rays.
  • the X-ray detection unit 308 detects X-rays that have been irradiated from the X-ray irradiation unit 307 and transmitted through the article 312. If foreign matter is mixed in the article 312, the intensity of X-rays detected by the X-ray detection unit 308 is extremely reduced at the portion where the foreign matter is mixed. Thereby, the magnitude
  • a belt conveyor 306 is disposed in the shield box 303.
  • the belt conveyor 306 conveys the article 312 so that the article 312 passes through the X-ray irradiation region 100 (see FIG. 17) between the X-ray irradiation unit 307 and the X-ray detection unit 308. It is detected that the article 312 is supplied to the X-ray inspection apparatus 301 from the processing apparatus upstream of the X-ray inspection apparatus 301 at the upstream end of the belt conveyor 306 (that is, outside the shield box 303 near the article carry-in entrance 317).
  • a photo sensor 315 is provided. That is, the photo sensor 315 can detect that the article 312 has reached the upstream end of the belt conveyor 306.
  • the shield box 303 is provided with an article carry-in port 317 near the upstream end of the belt conveyor 306 and an article carry-out port 318 near the downstream end.
  • a computer 309 for performing operation control and data processing of the X-ray inspection apparatus 301 is disposed.
  • a belt conveyor 310 for carrying the article 312 from the upstream processing apparatus to the X-ray inspection apparatus 301 is provided on the upstream side of the belt conveyor 306 .
  • a belt conveyor 311 for carrying out the inspected article 312 from the X-ray inspection apparatus 301 is provided on the downstream side of the belt conveyor 306.
  • the belt conveyor 311 is provided with an arbitrary sorting mechanism 320 for sorting non-defective products and defective products based on the inspection result by the X-ray inspection apparatus 301.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the internal configuration of the shield box 303 shown in FIG.
  • An X-ray irradiator (hereinafter also referred to as “X-ray irradiator 307”) as the X-ray irradiator 307 is disposed above the belt conveyor 306.
  • an X-ray line sensor (hereinafter also referred to as “X-ray line sensor 308”) as an X-ray detection unit 308 is disposed below the belt conveyor 306, an X-ray line sensor (hereinafter also referred to as “X-ray line sensor 308”) as an X-ray detection unit 308 is disposed.
  • the X-ray line sensor 308 includes a plurality of X-ray detection elements 308a arranged in a straight line.
  • the plurality of X-ray detection elements 308 a are arranged in parallel along the short side direction of the belt conveyor 306, that is, the direction orthogonal to the conveying direction of the article 312 by the belt conveyor 306. As shown as the X-ray irradiation region 100 in FIG. 17, the X-ray irradiator 307 emits X-rays in a fan shape toward the X-ray line sensor 308.
  • the X-ray detection element 308a is a direct conversion type X-ray sensor, and converts the irradiated X-rays directly into an electric signal by an X-ray conversion film made of CdTe or the like.
  • a direct conversion type X-ray sensor when an X-ray conversion film to which a bias voltage is applied is irradiated with X-rays, charges (electron-hole pairs) are generated in the X-ray conversion film according to the irradiated X-ray dose. Is excited and a current flows. The current value is converted into a voltage value by a current / voltage conversion circuit and output as data.
  • FIG. 18 is a circuit diagram showing a bias application circuit to the X-ray line sensor 308.
  • the power source 340 supplies a bias voltage (hereinafter also referred to as “effective bias voltage”) that can operate the X-ray line sensor 308.
  • a switch 331 made of a transistor or a semiconductor relay is connected between the power source 340 and the X-ray line sensor 308. When the switch 331 is ON, a bias voltage is applied from the power source 340 to the X-ray line sensor 308. On the other hand, when the switch 331 is OFF, the bias voltage is applied from the power source 340 to the X-ray line sensor 308. Is not applied.
  • a current / voltage conversion circuit 308 ⁇ / b> A is connected to the X-ray line sensor 308.
  • the current / voltage conversion circuit 308A changes the current value that has passed through the X-ray line sensor 308 to a voltage value and outputs it as data (voltage signal).
  • Data output from the current / voltage conversion circuit 308 ⁇ / b> A is input to the computer 309, and an image of the article 312 is created by the computer 309.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of the X-ray inspection apparatus 301.
  • the computer 309 includes a CPU 321 and a memory 322 such as a ROM or a RAM that can be referred to by the CPU 321.
  • An X-ray irradiator 307, a current / voltage conversion circuit 308A, a display / input unit 305, a photo sensor 315, a switch 331, and a distribution mechanism 320 are connected to the computer 309.
  • a critical continuous application time in which the influence of polarization on sensitivity is significant is referred to as a limit time Tmax. That is, by continuously applying the bias voltage to the X-ray line sensor 8 for a time equal to or longer than the limit time Tmax, the influence of polarization becomes large, and the sensitivity of the X-ray sensor decreases.
  • the limit time Tmax there is no clear critical value as the limit time Tmax, and the sensitivity of the X-ray sensor has started to decrease due to experiments or simulations at the development stage of the X-ray inspection apparatus or X-ray sensor.
  • the value of the continuous application time at the time point (or the time point immediately before starting to decrease) is set as the limit time Tmax.
  • the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 308 is stopped within each pause period, so that the X-ray The line sensor 308 can be recovered from the polarization state.
  • some food factories have production lines that are continuously operated all day, and the X-ray inspection apparatus 301 incorporated in such a production line does not have a rest period, and therefore cannot perform a recovery operation from the polarization state. .
  • the recovery operation from the polarization state is periodically performed without stopping the operation of the production line, and the belt conveyor is within the period during which the recovery operation is performed.
  • the article 312 existing on the 306 is sorted from the normal line by the sorting mechanism 320. This will be specifically described below.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration related to the recovery operation from the polarization state.
  • the control unit 350 and the distribution control unit 351 are realized as functions of the computer 309 illustrated in FIG.
  • a time measuring means 352 such as a time counter is connected to the control unit 350.
  • a time count value is input from the time measuring means 352 to the control unit 350 as a signal S301. Further, information related to the limit time Tmax is registered in advance in the memory 322 illustrated in FIG. 19, and the control unit 350 can refer to the limit time Tmax by accessing the memory 322.
  • Information relating to the execution of the recovery operation from the polarization state is input from the control unit 350 to the distribution control unit 351 as a signal S305. Further, the detection signal S306 is input from the photosensor 315 to the distribution control unit 351. In addition, information regarding the set driving speed of the belt conveyor 306 is input to the distribution control unit 351 as a signal S302. The distribution control unit 351 can determine whether or not the article 312 is present on the belt conveyor 306 based on the detection signal S306 and the signal S302.
  • the control unit 350 counts the elapsed time since the recovery operation from the polarization state was executed last time based on the signal S301. Then, when the elapsed time reaches the limit time Tmax (or a time slightly shorter than Tmax), the recovery operation from the polarization state is executed again. Specifically, the switch 331 is turned OFF by inputting a low-level signal S303 to the switch 331. Thereby, application of the bias voltage to the X-ray line sensor 308 is stopped. When the bias application is stopped, the X-ray line sensor 308 recovers from the polarization state. At the same time, the control unit 350 inputs a low-level signal S304 to the X-ray irradiator 307. Thereby, X-ray irradiation from the X-ray irradiator 307 is stopped.
  • control unit 350 sends the high-level signal S305 to the distribution control unit 351 during the period when the recovery operation from the polarization state is being executed, that is, during the period when the low-level signals S303 and S304 are output. input.
  • the distribution control unit 351 Based on the signals S302, S305, and S306, the distribution control unit 351 identifies the article 312 that has existed on the belt conveyor 306 during the period in which the recovery operation from the polarization state is being performed. Then, the distribution control unit 351 sends a distribution command S307 to the distribution mechanism 320 so that the identified article 312 (that is, the uninspected article) is excluded from the normal line.
  • FIG. 21 is a timing chart showing a situation in which uninspected articles are excluded.
  • articles M1 to M10 are continuously supplied to the X-ray inspection apparatus 301.
  • FIG. 21B it is assumed that the recovery operation from the polarization state has been performed during the period from time T1 to time T2.
  • FIG. 21C the articles M2, M3, and M4 existing on the belt conveyor 306 during the period (time T1 to T2) during which the recovery operation from the polarization state was executed Regardless of the result of the foreign substance inspection by the X-ray inspection apparatus 301, it is forcibly excluded from the normal line.
  • the control unit 350 When the recovery operation from the polarization state is completed, the control unit 350 resets the count value of the time measuring means 352 and starts counting the elapsed time again. At the same time, the control unit 350 changes the signals S303 and S304 from the low level to the high level. Thereby, the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 308 is restarted, and the X-ray irradiation from the X-ray irradiator 307 is also restarted.
  • the application of the bias voltage to the X-ray line sensor 308 is periodically stopped. Therefore, even if polarization has occurred in the X-ray line sensor 308 due to continuous use until then, the characteristics of the X-ray line sensor 308 can be restored to the initial characteristics by stopping the bias application. Further, since the bias application stop operation can be performed without stopping the production line, it is possible to avoid the occurrence of a situation in which the operation of the entire production line stops due to the X-ray inspection apparatus 301 becoming a bottleneck. Moreover, since the articles (articles M2, M3, and M4 shown in FIG. 21) that existed on the belt conveyor 306 within the period in which the bias application was stopped are sorted from the normal line by the sorting mechanism 320 at the subsequent stage, It is possible to prevent an uninspected article that is not normally inspected from being mixed into the normal line.
  • FIG. 22 is a diagram for specifically explaining a bias application stop operation to the X-ray line sensor 308.
  • the switch 331 has terminals 371A to 371C. When the switch 331 is turned on, the terminals 371A and 371B are connected, and when the switch 331 is turned off, the terminals 371A and 371C are connected. Stopping the application of an effective bias voltage to the X-ray line sensor 308 means that the switch 331 is switched to the OFF state in FIGS.
  • the power source 370A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 330, and even if the terminal 371A and the terminal 371C are connected, the X-ray line sensor 308 is connected. Since a sufficient bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 308 does not operate.
  • the terminal 371C is in an electrically floating state, and even if the terminal 371A and the terminal 371C are connected, a sufficient bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 308. The line sensor 308 does not operate.
  • FIG. 22A the power source 370A supplies a minute voltage (for example, 0.1 V) having the same polarity as that of the power source 330, and even if the terminal 371A and the terminal 371C are connected, the X-ray line sensor 308 is connected. Since a sufficient bias voltage is not supplied, the X-ray line sensor 308 does not operate.
  • the terminal 371C is in an electrically floating state
  • the GND potential is supplied to the terminal 371C, and even if the terminal 371A and the terminal 371C are connected, a sufficient bias voltage is not supplied to the X-ray line sensor 308.
  • the line sensor 308 does not operate.
  • the power source 370C supplies a minute voltage (for example, ⁇ 0.1 V) having a polarity opposite to that of the power source 330. Even if the terminal 371A and the terminal 371C are connected, the X-ray line sensor Since a sufficient bias voltage is not supplied to 308, the X-ray line sensor 308 does not operate.

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Abstract

 直接変換方式のX線センサの使用を前提として、分極の問題を解消して検出性能の低下を回避し得る、X線検査装置を得る。X線検査装置(101)は、物品(112)がベルトコンベア(106)上に存在しているか否かを検出するフォトセンサ(115)と、X線ラインセンサ(108)へ印加するバイアス電圧を制御する制御部(130)とを備える。制御部(130)は、フォトセンサ(115)からの検出信号(S101)に基づき、物品(112)がベルトコンベア(106)上に存在していない期間内に、X線ラインセンサ(108)への実効的なバイアス電圧の印加を停止する。

Description

X線検査装置
 本発明は、X線検査装置に関する。
 従来より、食品業界においては、食品への異物混入の有無を検査するためのX線検査装置に用いられるX線センサとして、間接変換方式のX線センサが広く使用されてきた。間接変換方式のX線センサでは、検査対象物を透過してきたX線はシンチレータによって可視光に変換され、シンチレータから発せられた可視光はフォトダイオードによって電気信号に変換される。
 ところが、間接変換方式のX線センサでは、シンチレータ内部での光の散乱等に起因して空間分解能が低下するため、異物の検出性能が低いという欠点があった。その一方で、食品の安全に対する消費者の要求により、食品向けのX線検査装置においても高い検出性能が求められるようになってきた。間接変換方式のX線センサにおいても、照射するX線量を多くすることで、検出性能を高めることは可能である。しかしながら、照射X線量を多くすると、シンチレータを透過してフォトダイオードに照射されるX線量も増大する。その結果、フォトダイオードの耐久性が低下し、部品交換の頻度が高くなるため、ユーザの経済的負担が大きくなってしまう。
 このような事情から、食品業界においても今後は、間接変換方式ではなく直接変換方式のX線センサの実用化が期待されている。直接変換方式のX線センサは、現在では主に医療分野でCT装置等に使用されており、テルル化カドミウム(CdTe)を用いた半導体センサ(CdTeセンサ)が知られている。例えば下記特許文献1に、CdTeセンサを用いたCT装置の一例が開示されている。また、例えば下記特許文献2に、CdTeセンサを用いた放射線検出方法の一例が開示されている。直接変換方式のX線センサは、シンチレータを備えておらず、検査対象物を透過してきたX線は、直接的に電気信号に変換される。直接変換方式のX線センサは、シンチレータによる光の散乱の影響がないために空間分解能が高く、しかもX線の変換効率も高いため、間接変換方式のX線センサと比べて、少ない照射X線量で高精細な画像を得ることができる。そのため、照射X線量を抑えることができるため、X線の照射に起因する半導体センサの耐久性の低下も抑制できる。
特開2003-294844号公報 特許第3151487号公報
 上記のように食品業界においても直接変換方式のX線センサの実用化が期待されているが、食品業界で直接変換方式のX線センサを使用する場合、特有の問題がある。つまり、食品業界では、医療分野のCT装置等とは異なり、X線検査装置が長時間連続して使用されるという事情がある。食品工場によっては終日稼働される製造ラインもあり、そのような製造ラインに組み込まれたX線検査装置は、必然的に終日稼働されることになる。
 直接変換方式のX線センサが連続して長時間使用されると、分極(ポラリゼーション)の影響が大きくなる。分極が生じると、X線センサの感度が低下し、その結果、X線検査装置の検出性能も低下する。従って、食品業界において直接変換方式のX線センサを使用する場合には、長時間の連続稼働を想定しつつも、分極の問題を解消して検出性能の低下を回避する必要がある。
 本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、直接変換方式のX線センサの使用を前提として、分極の問題を解消して検出性能の低下を回避し得る、X線検査装置を得ることを目的とする。
 本発明の第1の態様に係るX線検査装置は、検査対象である物品にX線を照射し、前記物品を透過してきたX線を検出することにより、前記物品に対する検査を実行するX線検査装置であって、X線照射部と、X線を直接的に電気信号に変換するタイプのX線センサを有するX線検出部と、前記物品が前記X線照射部と前記X線検出部との間のX線照射領域を通過するように、前記物品を搬送する搬送部と、前記物品が前記搬送部上に存在しているか否かを検出する物品検出部と、前記X線センサへ印加するバイアス電圧を制御する第1の制御部とを備え、前記第1の制御部は、前記物品検出部からの検出信号に基づき、前記物品が前記搬送部上に存在していない期間内に、前記X線センサへの実効的なバイアス電圧の印加を停止することを特徴とする。
 第1の態様に係るX線検査装置によれば、物品検出部は、物品が搬送部上に存在しているか否かを検出する。そして、物品検出部からの検出信号に基づき、物品が搬送部上に存在していない期間内に、X線センサへの実効的なバイアス電圧の印加が停止される。従って、それまでの連続使用によってX線センサに分極が生じていたとしても、バイアス印加の停止によって、X線センサの特性を初期特性に回復させることができるため、検出性能が低下することを回避できる。しかも、分極状態からの回復動作は、物品が搬送部上に存在していない期間内に実行されるため、この回復動作が製造ラインの稼働の妨げになることはない。
 本発明の第2の態様に係るX線検査装置は、第1の発明に係るX線検査装置において特に、前記X線照射部からのX線の照射を制御する第2の制御部をさらに備え、前記第2の制御部は、前記物品検出部からの検出信号に基づき、前記物品が前記搬送部上に存在していない期間内に、前記X線照射部からのX線の照射を停止することを特徴とする。
 第2の態様に係るX線検査装置によれば、物品が搬送部上に存在していない期間内に、バイアス電圧の印加が停止されるとともに、X線照射部からのX線の照射が停止される。従って、X線の照射に起因するX線源及びX線センサの劣化の進行を抑制することができる。
 直接変換方式のX線センサにおいて、分極の問題を解消して検出性能の低下を回避することが可能となる。
本発明の第1の実施の形態に係るX線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 図1に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。 X線ラインセンサへのバイアス印加回路を示す回路図である。 X線検査装置の機能構成を示すブロック図である。 分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。 分極状態からの回復動作を説明するためのタイミングチャートである。 X線ラインセンサへのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。 本発明の第2の実施の形態に係るX線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 図8に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。 X線ラインセンサへのバイアス印加回路を示す回路図である。 X線検査装置の機能構成を示すブロック図である。 分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。 分極状態からの回復動作を説明するためのタイミングチャートである。 分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。 X線ラインセンサへのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。 本発明の第3の実施の形態に係るX線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 図16に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。 X線ラインセンサへのバイアス印加回路を示す回路図である。 X線検査装置の機能構成を示すブロック図である。 分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。 未検査物品が排除される状況を示すタイミングチャートである。 X線ラインセンサへのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。
符号の説明
 101 X線検査装置
 106 ベルトコンベア
 107 X線照射器
 108 X線ラインセンサ
 109 コンピュータ
 112 物品
 115 フォトセンサ
 130 制御部
 131 スイッチ
 140 電源
 100 X線照射領域
 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
 <第1の実施の形態>
 図1は、本発明の第1の実施の形態に係るX線検査装置101の全体構成を模式的に示す正面図である。図1に示すように、X線検査装置101は、上部筐体102、シールドボックス103、及び下部筐体104を備えている。上部筐体102には、タッチパネル機能付きのモニタ、つまり表示・入力部105が設けられている。
 シールドボックス103は、X線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。シールドボックス103内には、X線照射部107とX線検出部108とが配設されている。X線照射部107は、検査対象物である食品等の物品112に対してX線を照射する。X線検出部108は、X線照射部107から照射されて物品112を透過してきたX線を検出する。物品112内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、X線検出部108が検出するX線の強度が極端に低下する。これにより、異物の大きさや混入箇所を特定することができる。
 また、シールドボックス103内には、ベルトコンベア106が配設されている。ベルトコンベア106は、物品112がX線照射部107とX線検出部108との間のX線照射領域100(図2参照)を通過するように、物品112を搬送する。ベルトコンベア106の上流端部(即ち物品搬入口117付近のシールドボックス103の外部)には、X線検査装置101の上流の処理装置からX線検査装置101に物品112が供給されたことを検知するためのフォトセンサ115が設けられている。つまり、フォトセンサ115は、物品112がベルトコンベア106の上流端に到達したことを検出することができる。シールドボックス103には、ベルトコンベア106の上流端近傍に物品搬入口117が、下流端近傍に物品搬出口118が、それぞれ設けられている。
 下部筐体104内には、X線検査装置101の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ109が配設されている。
 ベルトコンベア106の上流側には、物品112を上流の処理装置からX線検査装置101に搬入するためのベルトコンベア110が設けられている。ベルトコンベア106の下流側には、検査後の物品112をX線検査装置101から搬出するためのベルトコンベア111が設けられている。図1では図示を省略しているが、ベルトコンベア111には、例えば、X線検査装置101による検査結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構120(図4参照)が配設されている。
 図2は、図1に示したシールドボックス103の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア106の上方には、X線照射部107としてのX線照射器(以下「X線照射器107」とも称す)が配設されている。ベルトコンベア106の下方には、X線検出部108としてのX線ラインセンサ(以下「X線ラインセンサ108」とも称す)が配設されている。X線ラインセンサ108は、直線状に並設された複数のX線検出素子108aを備えている。複数のX線検出素子108aは、ベルトコンベア106の短辺方向、即ち、ベルトコンベア106による物品112の搬送方向に直交する方向に沿って並設されている。図2においてX線照射領域100として示すように、X線照射器107は、X線ラインセンサ108に向かって、扇形状にX線を照射する。
 X線検出素子108aは直接変換方式のX線センサであり、照射されたX線を、CdTe等から成るX線変換膜によって直接的に電気信号に変換する。直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧が印加されたX線変換膜にX線が照射されると、照射されたX線量に応じてX線変換膜内に電荷(電子-正孔対)が励起され、電流が流れる。その電流値が電流/電圧変換回路によって電圧値に変換されて、データとして出力される。
 図3は、X線ラインセンサ108へのバイアス印加回路を示す回路図である。電源140は、X線ラインセンサ108を動作させることが可能なバイアス電圧(以下「実効的なバイアス電圧」とも称する)を供給する。電源140とX線ラインセンサ108との間には、トランジスタ又は半導体リレー等から成るスイッチ131が接続されている。スイッチ131がONされている場合には、電源140からX線ラインセンサ108にバイアス電圧が印加され、一方、スイッチ131がOFFされている場合には、電源140からX線ラインセンサ108にバイアス電圧は印加されない。X線ラインセンサ108には、電流/電圧変換回路108Aが接続されている。電流/電圧変換回路108Aは、X線ラインセンサ108を流れた電流値を電圧値に変更して、データ(電圧信号)として出力する。電流/電圧変換回路108Aから出力されたデータはコンピュータ109に入力され、コンピュータ109によって物品112の画像が作成される。
 図4は、X線検査装置101の機能構成を示すブロック図である。コンピュータ109は、CPU121と、CPU121によって参照可能な、ROMやRAM等のメモリ122とを備えている。コンピュータ109には、X線照射器107、電流/電圧変換回路108A、表示・入力部105、フォトセンサ115、スイッチ131、及び振分機構120が接続されている。
 ところで、直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧を連続して印加し続けることにより、分極が生じてX線センサの感度が低下することが知られている。そこで、本実施の形態に係るX線検査装置101では、物品112がベルトコンベア106上に存在していない期間内にX線ラインセンサ108への実効的なバイアス電圧の印加を停止することにより、X線ラインセンサ108に分極状態からの回復を行わせる。以下、具体的に説明する。
 図5は、分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。また、図6は、分極状態からの回復動作を説明するためのタイミングチャートである。
 図5を参照して、制御部130は、図1に示したコンピュータ109の機能として実現される。制御部130には、フォトセンサ115から検出信号S101が入力される。フォトセンサ115は、物品112を検出している時にはハイレベル(以下「Hレベル」と称す)の検出信号S101を出力し、物品112を検出していない時にはローレベル(以下「Lレベル」と称す)の検出信号S101を出力する。図6の(A)を参照して、時刻T1において、検出信号S101はHレベルからLレベルに遷移している。
 図5を参照して、制御部130には、設定されているベルトコンベア106の駆動速度に関する情報が、信号S102として入力されている。制御部130は、検出信号S101と信号S102とに基づいて、物品112がベルトコンベア106上に存在しているか否かを判定する。
 制御部130は、物品112がベルトコンベア106上に存在している場合には、Hレベルの信号S103をスイッチ131に入力することによりスイッチ131をONし、また、Hレベルの信号S104をX線照射器107に入力することによりX線照射器107にX線を照射させる。スイッチ131がONされることにより、X線ラインセンサ108にバイアス電圧が印加される。
 また、制御部130は、物品112がベルトコンベア106上に存在していない場合には、Lレベルの信号S103をスイッチ131に入力することによりスイッチ131をOFFし、また、Lレベルの信号S104をX線照射器107に入力することによりX線照射器107にX線を照射させない。スイッチ131がOFFされることにより、X線ラインセンサ108にバイアス電圧は印加されない。
 図6の(B)を参照して、時刻T1から時間W1が経過した後、信号S103はHレベルからLレベルに遷移している。ここで、時間W1は、ベルトコンベア106の駆動速度に応じて変化する。同様に、図6の(C)を参照して、時刻T1から時間W1が経過した後、信号S104はHレベルからLレベルに遷移している。
 また、時刻T2において新たな物品112が供給されて信号S101がLレベルからHレベルに遷移すると、制御部130は、直ちに信号S103,S104をLレベルからHレベルに遷移させる。これにより、X線ラインセンサ108へのバイアス電圧の印加が再開されるとともに、X線照射器107からのX線の照射も再開される。
 図7は、X線ラインセンサ108へのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。スイッチ131をONする場合には端子171Aと端子171Bとが接続され、スイッチ131をOFFする場合には端子171Aと端子171Cとが接続される。X線ラインセンサ108への実効的なバイアス電圧の印加を停止するということは、図7の(A)~(D)においてスイッチ131をOFF状態に切り換えることを意味する。
 図7の(A)において、電源170Aは、電源140と同一極性の微小電圧(例えば0.1V)を供給しており、端子171Aと端子171Cとが接続されても、X線ラインセンサ108には実効的なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ108は動作しない。図7の(B)において、端子171Cは電気的にフローティングな状態であり、端子171Aと端子171Cとが接続されても、X線ラインセンサ108には実効的なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ108は動作しない。図7の(C)において、端子171CにはGND電位が供給されており、端子171Aと端子171Cとが接続されても、X線ラインセンサ108には実効的なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ108は動作しない。図7の(D)において、電源170Cは、電源140とは逆極性の微小電圧(例えば-0.1V)を供給しており、端子171Aと端子171Cとが接続されても、X線ラインセンサ108には実効的なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ108は動作しない。
 このように本実施の形態に係るX線検査装置101によれば、フォトセンサ115は、物品112がベルトコンベア106上に存在しているか否かを検出する。そして、フォトセンサ115からの検出信号S101に基づき、物品112がベルトコンベア106上に存在していない期間内に、X線ラインセンサ108へのバイアス電圧の印加が停止される。従って、それまでの連続使用によってX線ラインセンサ108に分極が生じていたとしても、バイアス印加の停止によって、X線ラインセンサ108の特性を初期特性に回復させることができるため、X線ラインセンサ108の検出性能が低下することを回避できる。しかも、分極状態からの回復動作は、物品112がベルトコンベア106上に存在していない期間内に実行されるため、この回復動作が製造ラインの稼働の妨げになることはない。
 また、本実施の形態に係るX線検査装置101によれば、物品112がベルトコンベア106上に存在していない期間内に、バイアス電圧の印加が停止されるとともに、X線照射器107からのX線の照射が停止される。従って、X線の照射を停止することによって、X線の照射に起因するX線源及びX線センサの劣化の進行を抑制することができる。
 <第2の実施の形態>
 図8は、本発明の第2の実施の形態に係るX線検査装置201の全体構成を模式的に示す正面図である。図8に示すように、X線検査装置201は、上部筐体202、シールドボックス203、及び下部筐体204を備えている。上部筐体202には、タッチパネル機能付きのモニタ(表示・入力部205)と、リセットスイッチ250と、スピーカ251とが設けられている。
 シールドボックス203は、X線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。シールドボックス203内には、X線照射部207とX線検出部208とが配設されている。X線照射部207は、検査対象物である食品等の物品212に対してX線を照射する。X線検出部208は、X線照射部207から照射されて物品212を透過してきたX線を検出する。物品212内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、X線検出部208が検出するX線の強度が極端に低下する。これにより、異物の大きさや混入箇所を特定することができる。
 また、シールドボックス203内には、ベルトコンベア206が配設されている。ベルトコンベア206は、物品212がX線照射部207とX線検出部208との間のX線照射領域100(図9参照)を通過するように、物品212を搬送する。ベルトコンベア206の上流端部(即ち物品搬入口217付近のシールドボックス203の外部)には、X線検査装置201の上流の処理装置225からX線検査装置201に物品212が供給されたことを検知するためのフォトセンサ215が設けられている。つまり、フォトセンサ215は、物品212がベルトコンベア206の上流端に到達したことを検出することができる。シールドボックス203には、ベルトコンベア206の上流端近傍に物品搬入口217が、下流端近傍に物品搬出口218が、それぞれ設けられている。
 下部筐体204内には、X線検査装置201の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ209が配設されている。
 ベルトコンベア206の上流側には、物品212を上流の処理装置225からX線検査装置201に搬入するためのベルトコンベア210が設けられている。ベルトコンベア206の下流側には、検査後の物品212をX線検査装置201から搬出するためのベルトコンベア211が設けられている。ベルトコンベア211には、例えば、X線検査装置201による検査結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構220が配設されている。
 図9は、図8に示したシールドボックス203の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア206の上方には、X線照射部207としてのX線照射器(以下「X線照射器207」とも称す)が配設されている。ベルトコンベア206の下方には、X線検出部208としてのX線ラインセンサ(以下「X線ラインセンサ208」とも称す)が配設されている。X線ラインセンサ208は、直線状に並設された複数のX線検出素子208aを備えている。複数のX線検出素子208aは、ベルトコンベア206の短辺方向、即ち、ベルトコンベア206による物品212の搬送方向に直交する方向に沿って並設されている。図9においてX線照射領域100として示すように、X線照射器207は、X線ラインセンサ208に向かって、扇形状にX線を照射する。
 X線検出素子208aは直接変換方式のX線センサであり、照射されたX線を、CdTe等から成るX線変換膜によって直接的に電気信号に変換する。直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧が印加されたX線変換膜にX線が照射されると、照射されたX線量に応じてX線変換膜内に電荷(電子-正孔対)が励起され、電流が流れる。その電流値が電流/電圧変換回路によって電圧値に変換されて、データとして出力される。
 図10は、X線ラインセンサ208へのバイアス印加回路を示す回路図である。電源240は、X線ラインセンサ208を動作させることが可能なバイアス電圧(以下「実効的なバイアス電圧」とも称する)を供給する。電源240とX線ラインセンサ208との間には、トランジスタ又は半導体リレー等から成るスイッチ231が接続されている。スイッチ231がONされている場合には、電源240からX線ラインセンサ208にバイアス電圧が印加され、一方、スイッチ231がOFFされている場合には、電源240からX線ラインセンサ208にバイアス電圧は印加されない。X線ラインセンサ208には、電流/電圧変換回路208Aが接続されている。電流/電圧変換回路208Aは、X線ラインセンサ208を流れた電流値を電圧値に変更して、データ(電圧信号)として出力する。電流/電圧変換回路208Aから出力されたデータはコンピュータ209に入力され、コンピュータ209によって物品212の画像が作成される。
 図11は、X線検査装置201の機能構成を示すブロック図である。コンピュータ209は、CPU221と、CPU221によって参照可能な、ROMやRAM等のメモリ222とを備えている。コンピュータ209には、X線照射器207、電流/電圧変換回路208A、表示・入力部205、フォトセンサ215、スイッチ231、スピーカ251、リセットスイッチ250、及び振分機構220が接続されている。
 ところで、直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧を連続して印加し続けることにより、分極が生じてX線センサの感度が低下することが知られている。以下では、分極が感度に及ぼす影響が顕著となる臨界の連続印加時間を限界時間Tmaxと称する。つまり、限界時間Tmax以上の時間、連続してX線ラインセンサ208にバイアス電圧を印加し続けることにより、分極の影響が大きくなってX線センサの感度が低下する。但し、現実的には限界時間Tmaxとして明確な臨界値が存在するわけではなく、X線検査装置又はX線センサの開発段階での実験又はシミュレーション等によって、X線センサの感度が低下し始めた時点(又は低下し始める直前の時点)での連続印加時間の値が、限界時間Tmaxとして設定される。
 製造ラインの稼働にあたって、物品212がX線検査装置201に供給されない休止期間が頻繁に存在すれば、各休止期間内にX線ラインセンサ208へのバイアス電圧の印加を停止することにより、X線ラインセンサ208を分極状態から回復させることができる。しかし、食品工場によっては終日連続稼働される製造ラインもあり、そのような製造ラインに組み込まれたX線検査装置201では、休止期間が存在しないため、分極状態からの回復動作を行うことができない。そこで、本実施の形態に係るX線検査装置201では、X線ラインセンサ208にバイアス電圧を継続して印加している時間が所定の時間を超えたことを自動的に検出し、その場合は前段の処理装置225に対してベルトコンベア206への物品212の供給を一時的に停止させる。そして、その停止期間内に、自動又は手動によってX線ラインセンサ208の分極状態からの回復動作を実行する。以下、具体的に説明する。
 <分極状態からの回復動作を自動で実行する場合>
 図12は、分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。また、図13は、分極状態からの回復動作を説明するためのタイミングチャートである。
 図12を参照して、制御部230及び停止制御部260は、図8に示したコンピュータ209の機能として実現される。制御部230には、フォトセンサ215から検出信号S201が入力される。また、制御部230には、設定されているベルトコンベア206の駆動速度に関する情報が、信号S202として入力されている。制御部230は、検出信号S201と信号S202とに基づいて、物品212がベルトコンベア206上に存在しているか否かを判定する。
 前段の処理装置225のベルトコンベア210からX線検査装置201のベルトコンベア206に物品212が供給された後、その物品212がベルトコンベア206から後段の振分機構220のベルトコンベア211に排出されるよりも前に、次の物品212がベルトコンベア206に供給された場合には、ベルトコンベア206上には物品212が連続して存在していることとなる。この場合、制御部230は、物品212がベルトコンベア206上に連続して存在していることを検出する。なお、制御部230は、物品212が排出されてから次の物品が供給されるまでの時間間隔が所定のしきい値(例えば数秒程度)未満である場合も、物品212がベルトコンベア206上に連続して存在していると判定しても良い。
 また、限界時間Tmaxに関する情報が図11に示したメモリ222に予め登録されており、制御部230は、メモリ222にアクセスすることで、限界時間Tmaxを参照することができる。
 また、制御部230には、タイムカウンタ等の計時手段235が接続されている。制御部230には、時間のカウント値が信号S203として計時手段235から入力される。
 制御部230は、信号S203に基づき、X線ラインセンサ208にバイアス電圧を継続して印加している時間(以下「継続印加時間」とも称する)をカウントする。そして、その継続印加時間が限界時間Tmax(又はTmaxも若干短い時間)を超えると、停止制御部260に対してハイレベル(以下「Hレベル」と称す)の停止命令信号S204を送出する(図13における時刻T1参照)。これにより、停止制御部260は、前段の処理装置225に対してX線検査装置201への物品212の供給を停止させる。
 また、制御部230は、時刻T1から時間W2が経過した後、ローレベル(以下「Lレベル」と称す)の信号S205をスイッチ231に入力することにより、スイッチ231をOFFする。これにより、X線ラインセンサ208へのバイアス電圧の印加が停止される。ここで、時間W2は、ベルトコンベア206上の全ての物品212を後段のベルトコンベア211に排出させるのに要する時間であり、ベルトコンベア206の駆動速度に応じて変化する。
 また、これとともに制御部230は、Lレベルの信号S206をX線照射器207に入力する。これにより、X線照射器207からのX線の照射が停止される。
 バイアス印加の停止により、X線ラインセンサ208の分極状態からの回復動作が行われる。分極状態からの回復動作が完了すると、制御部230は、停止制御部260に対してLレベルの停止命令信号S204を送出する(図13における時刻T2参照)。これにより、停止制御部260は、前段の処理装置225に対する供給停止を解除し、その結果、前段の処理装置225からX線検査装置201への物品212の供給が再開される。また、これとともに制御部230は、計時手段235のカウント値をリセットし、改めて継続印加時間のカウント動作を開始する。
 また、時刻T2において信号S204がHレベルからLレベルに遷移すると、制御部230は、直ちに信号S205,S206をLレベルからHレベルに遷移させる。これにより、X線ラインセンサ208へのバイアス電圧の印加が再開されるとともに、X線照射器207からのX線の照射も再開される。
 このように本実施の形態に係るX線検査装置201によれば、計時手段235によって、X線ラインセンサ208にバイアス電圧を継続して印加している継続印加時間が検出される。そして、継続印加時間が限界時間Tmaxを超えた場合には、停止制御部260によって、前段の処理装置225からベルトコンベア206への物品212の供給が一時的に停止される。従って、それまでの連続使用によってX線ラインセンサ208に分極が生じていたとしても、物品212の供給が停止されている期間内にバイアス印加を停止することによって、X線ラインセンサ208の特性を初期特性に回復させることができるため、検出性能が低下することを回避できる。
 また、バイアス印加の停止が自動的に行われるため、分極状態からの回復動作を確実に実行することができる。
 また、X線照射器207からのX線の照射を停止することにより、X線の照射に起因するX線源及びX線センサの劣化の進行を抑制することが可能となる。
 変形例として、制御部230は、継続印加時間が限界時間Tmax以下であっても、検出信号S201及び信号S202に基づき物品212がベルトコンベア206上に存在していない休止期間を検出すれば、その休止期間内にバイアス印加の停止動作及びX線照射の停止動作を実行しても良い。休止期間内にバイアス印加の停止動作を実行することにより、未検査物品の発生を回避できるとともに、停止制御部260による物品供給の停止動作の実行頻度を抑制することが可能となる。また、休止期間内にX線照射の停止動作を実行することにより、未検査物品の発生を回避できる。
 <分極状態からの回復動作を手動で実行する場合>
 図14は、分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。以下、図12との相違点を中心に説明する。
 制御部230は、信号S203に基づき、継続印加時間をカウントする。そして、その継続印加時間が限界時間Tmax(又はTmaxも若干短い時間)を超えると、停止制御部260に対してHレベルの停止命令信号S204を送出する。これにより、停止制御部260は、前段の処理装置225に対してX線検査装置201への物品212の供給を停止させる。
 また、制御部230は、停止命令信号S204の送出とともに、報知手段270に向けて信号S209を出力する。報知手段270は、図8,11に示した表示・入力部205及びスピーカ251に相当する。信号S209を受けた表示・入力部205は、作業者に対してリセットスイッチ250の押下を促す文字メッセージを、表示画面に表示する。これとともに、作業者に対してリセットスイッチ250の押下を促す音声メッセージが、スピーカ251から出力される。
 作業者がリセットスイッチ250を押下すると、信号S208が制御部230に入力される。信号S208を受けた制御部230は、Lレベルの信号S205をスイッチ231に入力することにより、スイッチ231をOFFする。これにより、X線ラインセンサ208へのバイアス電圧の印加が停止される。また、これとともに制御部230は、Lレベルの信号S206をX線照射器207に入力する。これにより、X線照射器207からのX線の照射が停止される。
 バイアス印加の停止により、X線ラインセンサ208の分極状態からの回復動作が行われる。分極状態からの回復動作が完了すると、上記と同様に、前段の処理装置225からX線検査装置201への物品212の供給が再開され、X線ラインセンサ208へのバイアス電圧の印加が再開され、X線照射器207からのX線の照射が再開される。
 分極状態からの回復動作を手動で実行する場合であっても、自動で実行する場合と同様に、X線ラインセンサ208の検出性能が低下することを回避することができる。
 変形例として、制御部230は、継続印加時間が限界時間Tmax以下であっても、検出信号S201及び信号S202に基づき物品212がベルトコンベア206上に存在していない休止期間を検出すれば、その休止期間内に報知手段270に報知させることによって、リセットスイッチ250の押下操作(つまりバイアス印加の停止操作及びX線照射の停止操作)を作業者に実行させても良い。休止期間内にバイアス印加の停止操作を実行させることにより、未検査物品の発生を回避できるとともに、停止制御部260による物品供給の停止動作の実行頻度を抑制することが可能となる。また、休止期間内にX線照射の停止操作を実行させることにより、未検査物品の発生を回避できる。
 <変形例>
 図15は、X線ラインセンサ208へのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。スイッチ231は、端子271A~271Cを有している。スイッチ231をONする場合には端子271Aと端子271Bとが接続され、スイッチ231をOFFする場合には端子271Aと端子271Cとが接続される。X線ラインセンサ208への実効的なバイアス電圧の印加を停止するということは、図15の(A)~(D)においてスイッチ231をOFF状態に切り換えることを意味する。
 図15の(A)において、電源270Aは、電源230と同一極性の微小電圧(例えば0.1V)を供給しており、端子271Aと端子271Cとが接続されても、X線ラインセンサ208には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ208は動作しない。図15の(B)において、端子271Cは電気的にフローティングな状態であり、端子271Aと端子271Cとが接続されても、X線ラインセンサ208には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ208は動作しない。図15の(C)において、端子271CにはGND電位が供給されており、端子271Aと端子271Cとが接続されても、X線ラインセンサ208には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ208は動作しない。図15の(D)において、電源270Cは、電源230とは逆極性の微小電圧(例えば-0.1V)を供給しており、端子271Aと端子271Cとが接続されても、X線ラインセンサ208には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ208は動作しない。
 <第3の実施の形態>
 図16は、本発明の第3の実施の形態に係るX線検査装置301の全体構成を模式的に示す正面図である。図16に示すように、X線検査装置301は、上部筐体302、シールドボックス303、及び下部筐体304を備えている。上部筐体302には、タッチパネル機能付きのモニタ、つまり表示・入力部305が設けられている。
 シールドボックス303は、X線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。シールドボックス303内には、X線照射部307とX線検出部308とが配設されている。X線照射部307は、検査対象物である食品等の物品312に対してX線を照射する。X線検出部308は、X線照射部307から照射されて物品312を透過してきたX線を検出する。物品312内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、X線検出部308が検出するX線の強度が極端に低下する。これにより、異物の大きさや混入箇所を特定することができる。
 また、シールドボックス303内には、ベルトコンベア306が配設されている。ベルトコンベア306は、物品312がX線照射部307とX線検出部308との間のX線照射領域100(図17参照)を通過するように、物品312を搬送する。ベルトコンベア306の上流端部(即ち物品搬入口317付近のシールドボックス303の外部)には、X線検査装置301の上流の処理装置からX線検査装置301に物品312が供給されたことを検知するためのフォトセンサ315が設けられている。つまり、フォトセンサ315は、物品312がベルトコンベア306の上流端に到達したことを検出することができる。シールドボックス303には、ベルトコンベア306の上流端近傍に物品搬入口317が、下流端近傍に物品搬出口318が、それぞれ設けられている。
 下部筐体304内には、X線検査装置301の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ309が配設されている。
 ベルトコンベア306の上流側には、物品312を上流の処理装置からX線検査装置301に搬入するためのベルトコンベア310が設けられている。ベルトコンベア306の下流側には、検査後の物品312をX線検査装置301から搬出するためのベルトコンベア311が設けられている。ベルトコンベア311には、X線検査装置301による検査結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構320が配設されている。
 図17は、図16に示したシールドボックス303の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア306の上方には、X線照射部307としてのX線照射器(以下「X線照射器307」とも称す)が配設されている。ベルトコンベア306の下方には、X線検出部308としてのX線ラインセンサ(以下「X線ラインセンサ308」とも称す)が配設されている。X線ラインセンサ308は、直線状に並設された複数のX線検出素子308aを備えている。複数のX線検出素子308aは、ベルトコンベア306の短辺方向、即ち、ベルトコンベア306による物品312の搬送方向に直交する方向に沿って並設されている。図17においてX線照射領域100として示すように、X線照射器307は、X線ラインセンサ308に向かって、扇形状にX線を照射する。
 X線検出素子308aは直接変換方式のX線センサであり、照射されたX線を、CdTe等から成るX線変換膜によって直接的に電気信号に変換する。直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧が印加されたX線変換膜にX線が照射されると、照射されたX線量に応じてX線変換膜内に電荷(電子-正孔対)が励起され、電流が流れる。その電流値が電流/電圧変換回路によって電圧値に変換されて、データとして出力される。
 図18は、X線ラインセンサ308へのバイアス印加回路を示す回路図である。電源340は、X線ラインセンサ308を動作させることが可能なバイアス電圧(以下「実効的なバイアス電圧」とも称する)を供給する。電源340とX線ラインセンサ308との間には、トランジスタ又は半導体リレー等から成るスイッチ331が接続されている。スイッチ331がONされている場合には、電源340からX線ラインセンサ308にバイアス電圧が印加され、一方、スイッチ331がOFFされている場合には、電源340からX線ラインセンサ308にバイアス電圧は印加されない。X線ラインセンサ308には、電流/電圧変換回路308Aが接続されている。電流/電圧変換回路308Aは、X線ラインセンサ308を流れた電流値を電圧値に変更して、データ(電圧信号)として出力する。電流/電圧変換回路308Aから出力されたデータはコンピュータ309に入力され、コンピュータ309によって物品312の画像が作成される。
 図19は、X線検査装置301の機能構成を示すブロック図である。コンピュータ309は、CPU321と、CPU321によって参照可能な、ROMやRAM等のメモリ322とを備えている。コンピュータ309には、X線照射器307、電流/電圧変換回路308A、表示・入力部305、フォトセンサ315、スイッチ331、及び振分機構320が接続されている。
 ところで、直接変換方式のX線センサでは、バイアス電圧を連続して印加し続けることにより、分極が生じてX線センサの感度が低下することが知られている。以下では、分極が感度に及ぼす影響が顕著となる臨界の連続印加時間を限界時間Tmaxと称する。つまり、限界時間Tmax以上の時間、連続してX線ラインセンサ8にバイアス電圧を印加し続けることにより、分極の影響が大きくなってX線センサの感度が低下する。但し、現実的には限界時間Tmaxとして明確な臨界値が存在するわけではなく、X線検査装置又はX線センサの開発段階での実験又はシミュレーション等によって、X線センサの感度が低下し始めた時点(又は低下し始める直前の時点)での連続印加時間の値が、限界時間Tmaxとして設定される。
 製造ラインの稼働にあたって、物品312がX線検査装置301に供給されない休止期間が頻繁に存在すれば、各休止期間内にX線ラインセンサ308へのバイアス電圧の印加を停止することにより、X線ラインセンサ308を分極状態から回復させることができる。しかし、食品工場によっては終日連続稼働される製造ラインもあり、そのような製造ラインに組み込まれたX線検査装置301では、休止期間が存在しないため、分極状態からの回復動作を行うことができない。そこで、本実施の形態に係るX線検査装置301では、製造ラインの稼働を停止させることなく、分極状態からの回復動作を定期的に実行し、回復動作が実行されていた期間内にベルトコンベア306上に存在していた物品312を、振分機構320によって正常ラインから振り分けさせる。以下、具体的に説明する。
 図20は、分極状態からの回復動作に関連する構成を示すブロック図である。制御部350及び振分制御部351は、図16に示したコンピュータ309の機能として実現される。
 制御部350には、タイムカウンタ等の計時手段352が接続されている。制御部350には、時間のカウント値が信号S301として計時手段352から入力される。また、限界時間Tmaxに関する情報が図19に示したメモリ322に予め登録されており、制御部350は、メモリ322にアクセスすることで、限界時間Tmaxを参照することができる。
 振分制御部351には、分極状態からの回復動作の実行に関する情報が、信号S305として制御部350から入力される。また、振分制御部351には、フォトセンサ315から検出信号S306が入力される。また、振分制御部351には、設定されているベルトコンベア306の駆動速度に関する情報が、信号S302として入力されている。振分制御部351は、検出信号S306と信号S302とに基づいて、物品312がベルトコンベア306上に存在しているか否かを判定することができる。
 制御部350は、信号S301に基づき、分極状態からの回復動作が前回実行されてからの経過時間をカウントする。そして、その経過時間が限界時間Tmax(又はTmaxよりも若干短い時間)に達すると、分極状態からの回復動作を再び実行する。具体的には、ローレベルの信号S303をスイッチ331に入力することにより、スイッチ331をOFFする。これにより、X線ラインセンサ308へのバイアス電圧の印加が停止される。バイアス印加の停止により、X線ラインセンサ308の分極状態からの回復動作が行われる。また、これとともに制御部350は、ローレベルの信号S304をX線照射器307に入力する。これにより、X線照射器307からのX線の照射が停止される。
 また、制御部350は、分極状態からの回復動作を実行している期間中、つまり、ローレベルの信号S303,S304を出力している期間中、ハイレベルの信号S305を振分制御部351に入力する。
 振分制御部351は、信号S302,S305,S306に基づいて、分極状態からの回復動作が実行されている期間内にベルトコンベア306上に存在していた物品312を特定する。そして、振分制御部351は、特定した物品312(つまり未検査物品)が正常ラインから排除されるように、振分機構320に対して振分命令S307を送出する。
 図21は、未検査物品が排除される状況を示すタイミングチャートである。図21の(A)に示すように、物品M1~M10が連続してX線検査装置301に供給されている。ここで、図21の(B)に示すように、時刻T1から時刻T2までの期間中、分極状態からの回復動作が実行されていたものとする。この場合、図21の(C)に示すように、分極状態からの回復動作が実行されていた期間(時刻T1~T2)内にベルトコンベア306上に存在していた物品M2,M3,M4は、X線検査装置301による異物検査の結果に拘わらず、正常ラインから強制的に排除される。
 分極状態からの回復動作が完了すると、制御部350は、計時手段352のカウント値をリセットし、改めて経過時間のカウント動作を開始する。また、これとともに制御部350は、信号S303,S304をローレベルからハイレベルに遷移させる。これにより、X線ラインセンサ308へのバイアス電圧の印加が再開されるとともに、X線照射器307からのX線の照射も再開される。
 このように本実施の形態に係るX線検査装置301によれば、X線ラインセンサ308へのバイアス電圧の印加の停止が、定期的に実行される。従って、それまでの連続使用によってX線ラインセンサ308に分極が生じていたとしても、バイアス印加の停止によって、X線ラインセンサ308の特性を初期特性に回復させることができる。また、バイアス印加の停止動作は、製造ラインを停止させることなく実行可能であるため、X線検査装置301がボトルネックとなって製造ライン全体の稼働が停止するという事態の発生を回避できる。しかも、バイアス印加が停止されていた期間内にベルトコンベア306上に存在していた物品(図21に示す物品M2,M3,M4)は、後段の振分機構320によって正常ラインから振り分けられるため、正常な検査動作が行われていない未検査物品が正常ラインに混入することを回避できる。
 また、バイアス印加の停止とともにX線照射器307からのX線の照射を停止することにより、X線の照射に起因するX線源及びX線センサの劣化の進行を抑制することが可能となる。
 <変形例>
 図22は、X線ラインセンサ308へのバイアス印加の停止動作を具体的に説明するための図である。スイッチ331は、端子371A~371Cを有している。スイッチ331をONする場合には端子371Aと端子371Bとが接続され、スイッチ331をOFFする場合には端子371Aと端子371Cとが接続される。X線ラインセンサ308への実効的なバイアス電圧の印加を停止するということは、図22の(A)~(D)においてスイッチ331をOFF状態に切り換えることを意味する。
 図22の(A)において、電源370Aは、電源330と同一極性の微小電圧(例えば0.1V)を供給しており、端子371Aと端子371Cとが接続されても、X線ラインセンサ308には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ308は動作しない。図22の(B)において、端子371Cは電気的にフローティングな状態であり、端子371Aと端子371Cとが接続されても、X線ラインセンサ308には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ308は動作しない。図22の(C)において、端子371CにはGND電位が供給されており、端子371Aと端子371Cとが接続されても、X線ラインセンサ308には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ308は動作しない。図22の(D)において、電源370Cは、電源330とは逆極性の微小電圧(例えば-0.1V)を供給しており、端子371Aと端子371Cとが接続されても、X線ラインセンサ308には十分なバイアス電圧が供給されないため、X線ラインセンサ308は動作しない。

Claims (2)

  1.  検査対象である物品にX線を照射し、前記物品を透過してきたX線を検出することにより、前記物品に対する検査を実行するX線検査装置であって、
     X線照射部と、
     X線を直接的に電気信号に変換するタイプのX線センサを有するX線検出部と、
     前記物品が前記X線照射部と前記X線検出部との間のX線照射領域を通過するように、前記物品を搬送する搬送部と、
     前記物品が前記搬送部上に存在しているか否かを検出する物品検出部と、
     前記X線センサへ印加するバイアス電圧を制御する第1の制御部と
    を備え、
     前記第1の制御部は、前記物品検出部からの検出信号に基づき、前記物品が前記搬送部上に存在していない期間内に、前記X線センサへの実効的なバイアス電圧の印加を停止する、X線検査装置。
  2.  前記X線照射部からのX線の照射を制御する第2の制御部をさらに備え、
     前記第2の制御部は、前記物品検出部からの検出信号に基づき、前記物品が前記搬送部上に存在していない期間内に、前記X線照射部からのX線の照射を停止する、請求項1に記載のX線検査装置。
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