CN104136885B - X射线厚度计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种X射线厚度计,更降低成本且具有检量线校正功能。X射线厚度计基于对被测定物照射X射线而得到的检测剂量以及检量线,来测定上述被测定物的板厚,且能够执行校正上述检量线的检量线校正处理。上述X射线厚度计主体按照每个使上述检测剂量变动的干扰因素来存储表示对所希望的厚度进行定义的多个校正点的检测剂量的变化率的修正曲线。另外,存储在上述检量线制作时使用的、在X射线束中未插入校正板的第一状态下的检测剂量、在X射线束中插入了校正板的第二状态下的检测剂量、以及遮断了X射线的第三状态下的检测剂量。并且,在使用上述修正曲线对上述各校正点的检测剂量进行了修正之后,根据该修正后的检测剂量来校正检量线。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种X射线厚度计。
背景技术
X射线厚度计是对钢板等移动的板的厚度(以下称为板厚)连续地进行测定的装置。该X射线厚度计为,对板照射X射线,由此对由于板而衰减的X射线的量(以下称为X射线衰减量)进行测定,将该测定的X射线衰减量换算成板厚,由此测定板厚。另外,X射线衰减量与板厚之间的关系为非线性。
因此,需要预先根据板厚为已知的多个基准板的板厚、以及测定各基准板的板厚时的X射线的检测剂量来制作检量线。
但是,检测剂量由于各种干扰因素而变化,因此即便使用上述检量线来将X射线衰减量换算成板厚,也存在无法测定准确的板厚这种不良情况。
并且,作为上述干扰因素,能够列举冷却X射线产生器的冷却介质的温度变化、X射线产生器以及检测器之间的几何学的设定环境的温度变化以及湿度变化、向X射线产生器以及检测器之间的X射线束所照射的光学空间内的异物(例如水、油、油雾、氧化皮等)的混入等。
因此,X射线厚度计通常具有能够校正检量线的检量线校正功能。具体而言,X射线厚度计使用所内置的10张左右的校正板来测定检测剂量,并使用这些检测剂量来校正检量线(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平2-37523号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所示的方法的检量线校正功能,是具备多张不同厚度的基准板,通过一张该基准板或者多张该基准板的组合来设定多个厚度基准点(校正点)的方式,因此能够进行高精度的校正。
但是,由于多个基准板的制作、组装被要求高精度,因此存在用于校正的作业、装置的构成变得复杂的问题。
本发明的目的在于提供一种X射线厚度计及其校正方法,不具备上述多个基准板,而具有基于一张校正板的简单的校正功能。
用于解决课题的手段
实施方式的X射线厚度计为,根据对被测定物照射X射线而得到的检测剂量以及检量线,来测定上述被测定物的板厚,且能够执行校正上述检量线的检量线校正处理。
上述X射线厚度计主体具备第一存储单元、第二存储单元、测定单元、第一计算单元、第二计算单元、读出单元以及校正单元。
上述第一存储单元按照每个使上述检测剂量变动的干扰因素来存储表示对所希望的厚度进行定义的多个校正点的检测剂量的变化率的修正曲线。
上述第二存储单元存储在上述检量线制作时使用的、在X射线束中未插入校正板的第一状态下的检测剂量、在X射线束中插入了校正板的第二状态下的检测剂量、以及遮断了X射线的第三状态下的检测剂量。
上述测定单元在上述检量线校正处理时分别测定上述第一状态至上述第三状态下的检测剂量。
上述第一计算单元根据上述测定的各检测剂量以及上述存储的各检测剂量,计算表示上述第一状态至上述第三状态下的检测剂量的变化率的第一检测剂量变化率。
上述第二计算单元根据上述计算出的第一检测剂量变化率,计算表示上述各校正点的检测剂量的变化率的第二检测剂量变化率。
上述读出单元从上述第一存储单元读出上述存储的多个修正曲线中、与表示上述计算出的第二检测剂量变化率的曲线一致或者近似的修正曲线。
上述校正单元在使用上述读出的修正曲线对上述各校正点的检测剂量进行了修正之后,根据该修正后的检测剂量对上述检量线进行校正。
附图说明
图1是表示一个实施方式的X射线厚度计的构成例的模式图。
图2是表示该实施方式的运算装置内的存储器所预先存储的信息的一例的模式图。
图3是表示该实施方式的X射线厚度计进行的检量线校正处理的一例的流程图。
图4是表示该实施方式的X射线厚度计进行的检量线校正处理的一例的模式图。
图5是表示该实施方式的X射线厚度计进行的检量线校正处理的一例的模式图。
具体实施方式
图1是表示一个实施方式的X射线厚度计的构成例的模式图。如图1所示,X射线厚度计1具备X射线产生器11、校正装置12、校正板13、X射线检测器14以及运算装置15。首先,对构成X射线厚度计1的各装置11至15所具有的功能进行说明。
X射线产生器11是对所希望的物体照射X射线束的装置。作为所希望的物体,能够列举被测定物16或者校正板13等。被测定物16是要测定板厚的物体、即板厚为未知的物体。校正板13是用于对在制作检量线时或者进行校正时使用的检测剂量进行测定的物体,是板厚为已知的物体。
校正装置12为如下装置:通常内置有一张校正板13,能够根据用户的操作而设定为将一张校正板13插入到X射线束中或者不将校正板13插入到X射线束中这两个状态中的任一个状态。
另外,校正板13也可以是具备一张以上的构造。
另外,虽然在图1中未图示,但在校正装置12内内置有能够遮断从X射线产生器11照射的X射线束的闸门,能够根据用户的操作而适当设定使用或者不使用。该闸门用于测定偏置量。
另外,在该被测定物16的位置上,设定有对在制作检测剂量以及检量线的情况下的多个厚度校正点进行设定的基准板,预先将检测剂量和检量线存储于X射线厚度计1。
另外,校正装置12所内置的校正板13的厚度,需要满足以下所示的两个条件(A)、(B)。
(A)能够消除厚度测定精度标准最严格的板厚附近的误差。
(B)能够按照每个干扰条件来识别修正曲线制作时的各板厚校正点的检测剂量变化率的值。以下,对其理由进行说明。
首先,对本发明的原理进行说明。本发明的X射线厚度计的发明原理为,通过对不包含于X射线厚度计的外部所具备的多个厚度校正点进行设定的基准板来求出检测剂量,并根据所求出的检测剂量来预先制作该检量线,进而,将由于使检测剂量产生变动的干扰而检测剂量变化的检测剂量变化率,作为连结各校正点的修正曲线而求出。
然后,在校正时,使用一张校正板,根据该校正板的初始状态或者上次的检测剂量的变化率来求出此次的检测剂量变化率,选择与预先求出的检测剂量变化率(修正曲线)一致或者在预先确定的误差内近似的修正曲线,并使用所选择的修正曲线来制作被校正了的检量线。
即,根据一张校正板的检测剂量变化率来求出由于干扰而引起的检测剂量的变化,而对预先求出的检量线的检测剂量进行修正。
因而,一张校正板13需要成为能够检测相对于预先设定的干扰条件的变化率(B)、且能够再现所要求的厚度测定精度(A)的厚度的校正板。
X射线检测器14为,当对透射了物体的X射线的量(以下称为X射线透射量)进行检测时,对与该检测到的X射线透射量相应的检测剂量进行测定,并将表示该检测剂量的信号向运算装置15送出。该X射线检测器14也可以被称作电离箱,上述检测剂量是X射线检测器14内所封入的气体由于X射线而电离时产生的电流的值。
运算装置15为,当受理从X射线检测器14送出的信号的输入时,执行检量线校正处理,该检量线校正处理为,使用由该受理输入的信号表示的检测剂量对预先制作的检量线进行校正。另外,关于检量线校正处理的详细情况,将在之后与图3的流程图的说明一起进行叙述,因此此处省略详细情况的说明。
另外,在运算装置15中设置有存储器,该存储器存储表示在制作检量线时使用的检测剂量(以下称为基准检测剂量)的信息。并且,如图2所示,在运算装置15内的存储器中还存储有表示修正曲线的信息,该修正曲线是按照每个使检测剂量变动的干扰因素、通过预先计算对所希望的厚度进行定义的多个校正点的检测剂量的变化率而制作的。另外,该修正曲线也可以预先进行表格化。
此处,参照图2、4、5的模式图以及图3的流程图,对如以上那样构成的X射线厚度计进行的检量线校正处理的一例进行说明。另外,在运算装置15内的存储器中预先存储有表示在制作检量线时使用的基准检测剂量的信息、表示图2所示那样的修正曲线的信息,X射线厚度计1(所包含的运算装置15)能够适当地读出该各种信息。
在图2中,纵轴表示检测剂量变化率(D值),DC=Ni表示在上述那样的干扰被识别为值的条件下设定。
首先,X射线检测器14检测在从X射线产生器11照射的X射线束中未插入被测定物16以及校正板13的第一状态下的X射线透射量、在从X射线产生器11照射的X射线束中插入有校正板13的第二状态下的X射线透射量、以及从X射线产生器11照射的X射线束被校正装置12内的闸门遮断的第三状态下的X射线透射量(步骤S1)。
接着,X射线检测器14测定与检测到的第一状态下的X射线透射量相应的检测剂量IN0、与检测到的第二状态下的X射线透射量相应的检测剂量INCL、以及与检测到的第三状态下的X射线透射量相应的检测剂量INB,并将表示这些检测剂量IN0、INCL、INB的信号向运算装置15送出(步骤S2)。另外,在上述检测剂量INCL的L中代入插入到X射线束中的校正板13的张数、即1。
但是,校正板的张数也能够成为多张,但优选为一张。
其次,运算装置15为,当受理从X射线检测器14送出的信号的输入时,该受理了输入的信号成为触发,从存储器读出表示在检量线制作时使用且与第一至第三状态下的X射线透射量相应的基准检测剂量IS0、ISCL、ISB的信息(步骤S3)。另外,在上述基准检测剂量ISCL的L中代入插入到X射线束中的校正板13的张数、即1。
接着,运算装置15基于由在步骤S3中受理了输入的信号表示的检测剂量IN0、INCL、INB、由在步骤S3中读出的信息表示的基准检测剂量IS0、ISCL、ISB、以及以下所示的(1)以及(2)式,计算如图4所示那样的第一检测剂量变化率ΔrI0、ΔrICL(步骤S4)。
另外,第一检测剂量变化率ΔrI0表示与第一以及第三状态下的X射线透射量相应的检测剂量的变化率,第一检测剂量变化率ΔrICL表示与第二以及第三状态下的X射线透射量相应的检测剂量的变化率。
ΔrI0={(IN0-INB)-(IS0-ISB)}/(IS0-ISB)……(1)
ΔrICL={(INCL-INB)-(ISCL-ISB)}/(ISCL-ISB)……(2)
接着,运算装置15基于在步骤S4中计算出的第一检测剂量变化率ΔrI0、ΔrICL以及以下所示的(3)式,计算第二检测剂量变化率D(步骤S5)。另外,第二检测剂量变化率D表示各校正点的检测剂量的变化率。另外,在预先求出的修正曲线上不存在与第一检测剂量变化率ΔrI0、ΔrICL相当的值的情况下,计算根据前后的第二检测剂量变化率D而对第一检测剂量变化率ΔrI0、ΔrICL、以及第一检测剂量变化率ΔrI0、ΔrICL在测定厚度的对应的检测剂量进行了近似的修正曲线。
D=ΔrICL/ΔrI0……(3)
接着,运算装置15从存储器读出(选择)表示计算出的与表示第二检测剂量变化率D的曲线一致或者近似的修正曲线的信息(步骤S6)。
然后,运算装置15在计算出由在步骤S6中读出的信息表示的修正曲线的各校正点m~m-2的检测剂量的修正量(即,图5的ΔIm、ΔIm-1、ΔIm-2)之后,计算各校正点的校正后的检测剂量(即,图5的I’m、I’m-1、I’m-2)。然后,运算装置15根据计算出的检测剂量以及各校正点的板厚,重新制作图5所示那样的检量线(步骤S7)。由此,检量线被校正。另外,上述各校正点m的检测剂量的修正量ΔIm基于以下所示的(4)式来计算。
ΔIm=Dm×ΔrI0×Im……(4)
另外,上述各校正点的校正后的检测剂量基于以下的(5)式来计算。
I’m=Im+ΔIm……(5)
I’m-1、I’m-2也能够同样地求出。根据以上说明的一个实施方式,能够提供一种X射线厚度计,由于具备运算装置15,该运算装置15具有存储在检量线制作时使用的检测剂量、修正曲线的存储器、以及使用存储器所存储的多个修正曲线中与表示第二检测剂量变化率D的曲线一致或者近似的修正曲线来校正检量线的功能,因此具有能够不通过多个基准板在大量校正点进行校正而能够通过一张校正板进行检量线的修正的检量线校正功能。
另外,以往,需要使被测定物和校正板13的材质相同或者近似,但根据本实施方式,在检量线校正处理时不实测各校正点的检测剂量,而通过一张校正板来求出检测剂量的变化率,并参照预先制作的修正曲线来计算各校正点的检测剂量,因此也可以不使被测定物和校正板的材质相同或者近似。
因而,校正板能够由不锈钢等难以随时间老化的材料制作。
并且,虽然对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中,并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。
符号的说明
1…X射线厚度计、11…X射线产生器、12…校正装置、13…校正板、14…X射线检测器、15…运算装置。
Claims (3)
1.一种X射线厚度计,根据对被测定物照射X射线而得到的检测剂量以及检量线,来测定上述被测定物的板厚,且能够执行校正上述检量线的检量线校正处理,其特征在于,
上述X射线厚度计主体具备:
第一存储单元,按照每个使上述检测剂量变动的干扰因素来存储表示对所希望的厚度进行定义的多个校正点的检测剂量的变化率的多个修正曲线;
第二存储单元,存储在上述检量线制作时使用的、在X射线束中未插入校正板的第一状态下的检测剂量、在X射线束中插入了校正板的第二状态下的检测剂量、以及遮断了X射线的第三状态下的检测剂量;
测定单元,在上述检量线校正处理时,分别测定上述第一状态至上述第三状态下的检测剂量;
第一计算单元,根据上述测定的各检测剂量以及上述存储的各检测剂量,计算第一检测剂量变化率,该第一检测剂量变化率表示上述第一状态至上述第三状态下的检测剂量的变化率;
第二计算单元,根据上述计算出的第一检测剂量变化率,计算第二检测剂量变化率,该第二检测剂量变化率表示上述各校正点的检测剂量的变化率;
读出单元,从上述第一存储单元读出上述存储的多个修正曲线中、与表示上述计算出的第二检测剂量变化率的曲线一致或者近似的修正曲线;以及
校正单元,在使用上述读出的修正曲线对上述各校正点的检测剂量进行了修正之后,根据该修正后的检测剂量对上述检量线进行校正。
2.如权利要求1所述的X射线厚度计,其特征在于,
上述第二状态是插入了一张校正板的状态。
3.如权利要求1所述的X射线厚度计,其特征在于,
上述第二计算单元为,在上述修正曲线上不存在与上述第一检测剂量变化率相等的值的情况下,使用上述第一检测剂量变化率以及夹着上述第一检测剂量变化率的、前后的修正曲线的值,来求出上述各校正点的上述第二检测剂量变化率。
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