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JPH10104175A - X-ray inspection apparatus for specifying material quality - Google Patents

X-ray inspection apparatus for specifying material quality

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Publication number
JPH10104175A
JPH10104175A JP8260556A JP26055696A JPH10104175A JP H10104175 A JPH10104175 A JP H10104175A JP 8260556 A JP8260556 A JP 8260556A JP 26055696 A JP26055696 A JP 26055696A JP H10104175 A JPH10104175 A JP H10104175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
rays
detection output
measured
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8260556A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Shibata
健治 芝田
Ryosuke Sugawara
良輔 菅原
Kazuhiro Kono
和宏 河野
Masanori Ota
正則 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP8260556A priority Critical patent/JPH10104175A/en
Publication of JPH10104175A publication Critical patent/JPH10104175A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material quality specifying X-ray inspection apparatus capable of specifying an element of the object contained in an article to be measured to specific material quality. SOLUTION: Objects with known elements are irradiated with X-rays to calculate the characteristic data of the detection output of transmitting X-rays and the thickness of the object by the energy of irradiating X-rays and elements to store them in a characteristic data memory means (characteristic data memory 14). An article 4 to be measured is irradiated with two-X-rays different in energy from X-ray sources (first and second X-ray tubes 2h, 2l) and the transmitted X-rays to respective X-rays are detected by detectors (first and second line sensor X-ray tubes 6h, 6l) to calculate the detection output level. A material quality specifying means (image memory 12, operation and comparison circuit 13, control circuit 15) uses characteristics of the object corresponding to two detection output levels to calculate elements with equal thickness. From the equality of the thickness to the detection output level by different X-ray energies, the element of the object contained in the article to be measured is specified to specify the material quality of the article to be measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透過X線の検出に
よって被検査物の材質特定を行う材質特定X線検査装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material specifying X-ray inspection apparatus for specifying a material of an inspection object by detecting transmitted X-rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より各分野においてX線検査装置を
用いた非破壊検査が行われている。X線検査装置はX線
源から被測定物にX線を照射し、被測定物を透過したX
線を検出して透過画像を生成するものである。これによ
って、空港,郵便局,軍事産業,裁判所等において銃刀
砲等の取締り対象物の有無を検査したり、工場において
溶接部の亀裂,欠陥等を検査したり、食品や医薬品中の
異物検査を行うことができる。従来のX線検査装置は、
単一エネルギーを照射するX線源を用い、被測定物を透
過したX線をX線ラインセンサで撮像し表示を行ってい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, nondestructive inspection using an X-ray inspection apparatus has been performed in various fields. The X-ray inspection apparatus irradiates an object to be measured with X-rays from an X-ray source and transmits X-rays through the object to be measured.
This is to generate a transmission image by detecting a line. This enables inspections at airports, post offices, military industries, courts, etc. for the presence of controlled objects such as guns and guns, inspections of welds for cracks and defects at factories, and inspections of foreign substances in foods and pharmaceuticals. It can be carried out. Conventional X-ray inspection equipment
Using an X-ray source that emits a single energy, X-rays transmitted through an object to be measured are imaged and displayed by an X-ray line sensor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の単一エネルギー
のX線を照射するX線検査装置により得られる画像は、
被測定物の形状の表示およびX線吸収の度合いに応じた
濃淡表示が行われている。図12は従来のX線検査装置
による表示画像例である。図12の表示画像において、
金属等の重元素を含む被測定物61の場合には、X線の
吸収量が多いために透過量が少なくなって高い出力レベ
ルで表示され、プラスチック等の軽元素を含む被測定物
62,63の場合には、X線の吸収量が少ないために透
過量が多くなって低い出力レベルで表示される。そのた
め、表示された画像の形状や表示の濃淡によって対象物
を予想しているが、爆発物や麻薬等の特徴的な形状を持
たない被測定物については、対象物の特定を行うことが
できないという問題点がある。
An image obtained by a conventional X-ray inspection apparatus that emits X-rays of a single energy is:
The display of the shape of the object to be measured and the light and shade display according to the degree of X-ray absorption are performed. FIG. 12 is an example of a display image by a conventional X-ray inspection apparatus. In the display image of FIG.
In the case of the DUT 61 containing a heavy element such as a metal, the amount of X-ray absorption is large, so that the amount of transmission is reduced and displayed at a high output level. In the case of 63, since the amount of absorption of X-rays is small, the amount of transmission is increased and the image is displayed at a low output level. Therefore, the target object is predicted based on the shape of the displayed image and the shading of the display, but the target object cannot be specified for the measured object having no characteristic shape such as an explosive or a drug. There is a problem.

【0004】また、エネルギーの異なるX線を用いるこ
とによって、重元素を含む物体と軽元素を含む物体とを
同時に検査するX線検査装置も提案されているが、この
場合においても、それぞれ異なるエネルギーのX線で得
られた画像を合成するものであり、対象物に対しては単
一エネルギーのX線により画像を得る点で上記したX線
検査装置と同様であって、対象物の特定を行うことがで
きないという問題点は解決されていない。
An X-ray inspection apparatus for simultaneously inspecting an object containing a heavy element and an object containing a light element by using X-rays having different energies has also been proposed. Is similar to the X-ray inspection apparatus described above in that an image obtained by X-rays of a single energy is obtained for an object by using single-energy X-rays. The problem of not being able to do so has not been solved.

【0005】そこで、本発明は前記した従来のX線検査
装置の問題点を解決し、被測定物に含まれる対象物の元
素を特定して、材質を特定することができる材質特定X
線検査装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional X-ray inspection apparatus, and specifies an element of an object included in an object to be measured to specify a material.
It is an object to provide a line inspection device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の材質特定X線検
査装置は、透過したX線によって被測定物の検査を行う
X線検査装置において、エネルギーの異なる少なくとも
2つのX線を被測定物に照射するX線源と、被測定物を
透過したX線を検出する検出器と、透過X線の検出出力
と対象物の厚みとの特性データを、照射X線のエネルギ
ー別および元素別に格納した特性データ格納手段と、エ
ネルギーの異なるX線の照射で得た2つの検出出力に対
して得られる対象物の厚みを同一とする元素を特性デー
タ格納手段から求めることによって材質を特定する材質
特定手段とを備えており、これによって、被測定物中に
含まれる対象物の元素を特定して材質を特定し、形状が
特定できない被測定物の検査を行うことができる。
A material specific X-ray inspection apparatus according to the present invention is an X-ray inspection apparatus for inspecting an object to be measured using transmitted X-rays, wherein at least two X-rays having different energies are measured. X-ray source for irradiating X-rays, detector for detecting X-rays transmitted through the object to be measured, and characteristic data of the detection output of transmitted X-rays and the thickness of the object for each energy and element of the irradiated X-rays Material specification for determining the material by determining from the characteristic data storage means an element having the same thickness of the object obtained for two detection outputs obtained by irradiation with X-rays having different energies. This makes it possible to specify the element of the object contained in the object, specify the material, and perform the inspection of the object whose shape cannot be specified.

【0007】図3はX線源が照射するX線のエネルギー
と相対X線束の関係を示す図である。120KV,1m
Aの第1X線管と60KV,4mAの第2X線管の2つ
のX線管によってX線源を構成する場合、図3に示すよ
うに、各X線管からは120KeVおよび60KeVの
X線エネルギーを中心として上下にエネルギー幅を持つ
X線束が照射される。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the energy of X-rays emitted from the X-ray source and the relative X-ray flux. 120KV, 1m
When an X-ray source is composed of two X-ray tubes, a first X-ray tube of A and a second X-ray tube of 60 KV, 4 mA, as shown in FIG. 3, X-ray energies of 120 KeV and 60 KeV are obtained from each X-ray tube. An X-ray flux having an energy width above and below the center is irradiated.

【0008】このX線による透過X線の検出出力レベル
は、対象物の厚みに対して、X線のエネルギー別および
対象物の元素別に所定の特性を表している。図4はこの
検出出力レベル−厚み特性を表し、また、図5は同一対
象物に対してエネルギーの異なるX線を照射したときの
検出出力レベルを表している。同一元素で同一厚みの対
象物に対する検出出力レベルは照射したX線のエネルギ
ーによって異なり、高エネルギーX線を照射した場合の
検出出力レベルはLh となり、低エネルギーX線を照射
した場合の検出出力レベルはLl (<Lh )となる。
The detection output level of the transmitted X-ray by the X-ray shows a predetermined characteristic with respect to the thickness of the target object for each energy of the X-ray and each element of the target object. FIG. 4 shows the detected output level-thickness characteristic, and FIG. 5 shows the detected output level when the same object is irradiated with X-rays having different energies. The detection output level for an object having the same element and the same thickness differs depending on the energy of the irradiated X-ray. The detection output level when irradiating high energy X-ray is Lh, and the detection output level when irradiating low energy X-ray. Is Ll (<Lh).

【0009】そして、この特性は元素毎に異なり、検出
出力レベルに対応する厚みを求めると、同一の元素のと
きのみ、異なるエネルギーX線について同一の厚みが得
られる。従って、図5(b),(c)において、図5
(a)の対象物4を透過した検出出力レベル(Lh,Ll)
に対応する厚みが等しくなる元素を求めることによって
対象物の元素を求めることができ、被測定物中に含まれ
る対象物の材質を求めることができる。
[0009] This characteristic differs for each element, and when the thickness corresponding to the detected output level is obtained, the same thickness can be obtained for different energy X-rays only for the same element. Therefore, in FIGS. 5B and 5C, FIG.
(A) Detection output level (Lh, Ll) transmitted through the object 4
The element of the object can be obtained by obtaining the element having the same thickness corresponding to, and the material of the object included in the measured object can be obtained.

【0010】本発明の材質特定X線検査装置によって被
測定物中に対象物が含まれるか否かの検査を行うには、
あらかじめ元素が既知の対象物にX線を照射して、透過
X線の厚みに対する検出出力特性を求める処理を、X線
のエネルギーを異ならせて行うことによって、透過X線
の検出出力と対象物の厚みとの特性データを、照射X線
のエネルギー別および元素別に求めて特性データとして
格納しておく。
In order to inspect whether or not an object is included in an object to be measured by the material specifying X-ray inspection apparatus of the present invention,
The process of irradiating an object with a known element in advance with X-rays and obtaining the detection output characteristics with respect to the thickness of the transmitted X-rays by varying the energy of the X-rays allows the detection output of the transmitted X-rays and the object to be obtained. Characteristic data with respect to the energy and the element of the irradiated X-rays and store them as characteristic data.

【0011】そして、被測定物に対して、X線源からエ
ネルギーの異なる2つのX線を被測定物に照射し、各X
線に対する透過X線を検出器で検出して検出出力レベル
を求める。材質特定手段は、求めておいた特性データを
用いて2つの検出出力レベルに対応する対象物の厚みを
求め、この厚みが一致する元素を求める。異なるX線エ
ネルギーによる検出出力レベルに対する厚みが一致した
とき、その特性データの元素が被測定物中に含まれる対
象物の元素であり、被測定物の材質を特定する。
Then, the object is irradiated with two X-rays having different energies from an X-ray source, and each X-ray is irradiated.
X-rays transmitted through the X-rays are detected by a detector to obtain a detection output level. The material specifying means obtains the thickness of the object corresponding to the two detected output levels using the obtained characteristic data, and obtains an element having the same thickness. When the thicknesses corresponding to the detection output levels due to different X-ray energies match, the element of the characteristic data is the element of the object included in the object, and the material of the object is specified.

【0012】本発明の第1の実施態様は、X線源を照射
エネルギーの異なる2つのX線管を被測定物とX線源と
の相対的移動方向に沿って配置し、該X線管が照射する
X線を干渉することなく検出器に入射させるものであ
り、これによって、2つのX線エネルギーの走査像を得
ることができる。また、本発明の第2の実施態様は、X
線源をグリッド制御方式のX線装置を配置し、グリッド
制御によって高,低の管電圧を短時間で切り換えてエネ
ルギーの異なるX線を交互に、X線輝度増倍管および2
次元テレビカメラを備えた検出器に照射するものであ
り、これによって、2つのX線エネルギーの静止像を得
ることができる。
According to a first embodiment of the present invention, two X-ray tubes having different irradiation energies are arranged in an X-ray source along a direction of relative movement between an object to be measured and the X-ray source. Makes the irradiated X-rays incident on the detector without interfering with each other, whereby a scanning image of two X-ray energies can be obtained. Further, a second embodiment of the present invention is a method of
An X-ray apparatus of a grid control type is arranged as a radiation source, and high and low tube voltages are switched in a short time by grid control to alternately emit X-rays having different energies.
It irradiates a detector provided with a three-dimensional television camera, whereby a still image of two X-ray energies can be obtained.

【0013】本発明の第3の実施態様は、走査像を得る
検出器を2つのX線エネルギー画像収集用蛍光体付きフ
ォトダイオードアレイとし、X線源からのX線ビームを
フォトダイオードアレイの受光面に限定する絞り手段を
備えるものであり、これによって、2つのフォトダイオ
ードアレイに異なるエネルギーのX線ビームを干渉する
ことなく照射することができる。
According to a third embodiment of the present invention, a detector for obtaining a scanning image is two photodiode arrays with phosphors for collecting X-ray energy images, and an X-ray beam from an X-ray source is received by the photodiode array. This is provided with a stop means limited to a surface, whereby the two photodiode arrays can be irradiated with X-ray beams having different energies without interference.

【0014】本発明の第4の実施態様は、材質特定手段
に対象物を透過するX線の検出出力レベルを求める手段
を設けるものであり、該手段はX線エネルギーの画像上
で対象物を指定する手段と、該指定に基づいて対象物の
輪郭を抽出する手段と、対象物の近傍の背景部分を指定
する手段と、対象物中の画素データから背景の画素デー
タを減算して対象物に固有のデータを求める手段とを備
えた構成とするものであり、これによって、対象物を透
過するX線の背景部分の誤差を除去して、対象物に固有
のデータを得ることができる。
According to a fourth embodiment of the present invention, the material specifying means is provided with a means for obtaining a detection output level of X-rays transmitted through the object, and the means identifies the object on an X-ray energy image. Means for specifying, a means for extracting an outline of the object based on the specification, a means for specifying a background portion near the object, and a method for subtracting pixel data of the background from pixel data in the object. And a means for obtaining data unique to the object. With this configuration, it is possible to obtain data unique to the object by removing an error in the background portion of the X-ray transmitted through the object.

【0015】本発明の第5の実施態様は、対象物を求め
た元素毎に特定の輝度あるいは色調で表示する表示手段
を備え、これによって、被測定物の材質を区別して表示
することができる。
The fifth embodiment of the present invention comprises display means for displaying the object with a specific brightness or color tone for each of the obtained elements, whereby the material of the object to be measured can be distinguished and displayed. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の材質特定
X線検査装置の概略を説明するためのブロック図であ
る。図1の概略ブロック図において、材質特定X線検査
装置1は、被測定物4に対してX線ビームを照射する第
1X線管2hおよび第2X線管2lと、第1X線管2h
から照射された透過X線を検出する第1ラインセンサ6
hおよび第2X線管2lから照射された透過X線を検出
する第2ラインセンサ6lと、透過X線の検出出力と対
象物の厚みとの特性データを、照射X線のエネルギー別
および元素別に格納した特性データメモリ14と、特性
データ格納メモリ14から読みだしたデータに基づいて
被測定物の材質を特定する材質特定手段とを備えてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining an outline of a material specifying X-ray inspection apparatus according to the present invention. In the schematic block diagram of FIG. 1, a material specifying X-ray inspection apparatus 1 includes a first X-ray tube 2h and a second X-ray tube 21 for irradiating an object 4 with an X-ray beam, and a first X-ray tube 2h.
Line sensor 6 for detecting transmitted X-rays emitted from
h and the second line sensor 61 detecting the transmitted X-rays emitted from the second X-ray tube 2l, and the characteristic data of the detection output of the transmitted X-rays and the thickness of the target object by energy and element of the irradiated X-rays. There is provided a stored characteristic data memory 14 and material specifying means for specifying the material of the DUT based on data read from the characteristic data storage memory 14.

【0017】X線管2は異なるエネルギーのX線を照射
する構成であり、第1X線管2hからは高X線エネルギ
ーを照射し、第2X線管2lからは低X線エネルギーを
照射する構成とする。例えば、第1X線管2hに120
KV,1mAのX線管を用いて120KeVの連続X線
を照射させ、第2X線管2lに60KV,4mAのX線
管を用いて60KeVの連続X線を照射させる構成とす
ることができる。
The X-ray tube 2 is configured to irradiate X-rays of different energies. The first X-ray tube 2h irradiates high X-ray energy and the second X-ray tube 21 irradiates low X-ray energy. And For example, the first X-ray tube 2h has 120
A configuration in which a continuous X-ray of 120 KeV is irradiated using an X-ray tube of KV and 1 mA, and a continuous X-ray of 60 KeV is irradiated to the second X-ray tube 2l using an X-ray tube of 60 mA and 4 mA.

【0018】第1ラインセンサ6hおよび第2ラインセ
ンサ6lは、X線エネルギー画像収集用の蛍光体付きフ
ォトダイオードアレイを用いることができ、照射された
透過エネルギーのX線エネルギーを収集して光信号に変
換し、該光信号を電気信号に変換して画像処理回路11
に送る。画像処理回路11は、ラインセンサからの一次
元信号を二次元画像に変換する信号処理を行い、それぞ
れ第1画像メモリ12hおよび第2画像メモリ12lに
送って画像データを格納する。画像メモリとしては、例
えばVRAM等を使用することができる。画像メモリ1
2の格納された画像データは表示回路17によって表示
装置18に表示したり、あるいは出力装置19に出力す
ることができる。
As the first line sensor 6h and the second line sensor 61, a photodiode array with a phosphor for collecting an X-ray energy image can be used. And converts the optical signal into an electric signal to convert the signal into an image signal.
Send to The image processing circuit 11 performs signal processing for converting a one-dimensional signal from the line sensor into a two-dimensional image, and sends the image data to the first image memory 12h and the second image memory 12l, respectively, to store image data. As the image memory, for example, a VRAM or the like can be used. Image memory 1
The stored image data 2 can be displayed on the display device 18 by the display circuit 17 or output to the output device 19.

【0019】材質特定手段は、前記画像メモリ12およ
び演算,比較回路13,制御回路15,入力装置16等
を備える。演算,比較回路13は、画像メモリ12の格
納されている画像データおよび特性データメモリ14を
用いて、被測定物中の対象物の厚みをX線の照射エネル
ギー別および元素別に演算して比較し、同一の厚みが得
られる元素を求める処理を行う回路である。制御回路1
5は、画像データおよび特性データのデータ制御や表示
回路の制御等を行う回路である。また、入力装置16
は、被測定物において、材質特定を行う箇所の指定を制
御回路15に行う装置であり、マウス等のポインティン
グデバイスを用いることができる。
The material specifying means includes the image memory 12, an operation and comparison circuit 13, a control circuit 15, an input device 16, and the like. The calculation and comparison circuit 13 uses the image data and the characteristic data memory 14 stored in the image memory 12 to calculate and compare the thickness of the object in the measured object for each X-ray irradiation energy and each element. , A circuit for performing processing for obtaining an element having the same thickness. Control circuit 1
Reference numeral 5 denotes a circuit that performs data control of image data and characteristic data, control of a display circuit, and the like. Also, the input device 16
Is a device for designating a part for specifying the material in the object to be measured by the control circuit 15, and a pointing device such as a mouse can be used.

【0020】なお、前記した材質特定手段の各回路構成
は、材質特定手段の機能を概念的に示したものであり、
ハードあるいはソフトウェアのいずれによっても構成す
ることもできる。
Each circuit configuration of the above-mentioned material specifying means conceptually shows the function of the material specifying means.
It can be configured by either hardware or software.

【0021】また、材質特定X線検査装置1は、被測定
物4を移動させるベルト5を設け、該ベルト5の移動方
向に沿って前記したX線管2およびラインセンサ6を照
射X線が入射する位置に配置して、走査像を得る構成と
することができる。また、このとき、X線管2とライン
センサ6との間にX線絞り3を配置して、照射したX線
の干渉を防止する構成とすることができる。
Further, the material-specifying X-ray inspection apparatus 1 is provided with a belt 5 for moving the object 4 to be measured, and irradiates the X-ray tube 2 and the line sensor 6 along the moving direction of the belt 5 with X-rays. A configuration in which a scanning image is obtained by arranging at a position where light is incident can be employed. At this time, the X-ray diaphragm 3 can be arranged between the X-ray tube 2 and the line sensor 6 to prevent interference of irradiated X-rays.

【0022】次に、本発明の材質特定X線検査装置の動
作について図2のフローチャートを用いて説明する。は
じめに、被測定物4の材質特定を行う前に、材質特定X
線検査装置1によって複数の元素について厚みを変えな
がら検出出力を求め、各元素について厚み−検出出力特
性を求めて得た特性データをデータベースとして特性デ
ータメモリ14に格納しておく(ステップS1)。
Next, the operation of the material specifying X-ray inspection apparatus of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. First, before specifying the material of the DUT 4, the material specification X
The line inspection apparatus 1 obtains the detection output while changing the thickness of a plurality of elements, and stores the characteristic data obtained by obtaining the thickness-detection output characteristic for each element in the characteristic data memory 14 as a database (step S1).

【0023】次に、被測定物4のX線画像を求めて表示
装置18に表示する。X線画像を走査像として求めるに
は、被測定物4をベルト5によって移動させながら、第
1X線管2hから照射したX線による透過X線像を第1
ラインセンサ6hで検出し、第2X線管2lから照射し
たX線による透過X線像を第2ラインセンサ6lで検出
する。画像処理回路11は、各ラインセンサ6で得られ
る一次元の検出出力を二次元信号に変換し、それぞれ第
1画像メモリ12hおよび第2画像メモリ12hに格納
して画像データとする。画像データは制御回路15の制
御によって表示回路17を介して表示装置18に表示す
る。
Next, an X-ray image of the measured object 4 is obtained and displayed on the display device 18. To obtain an X-ray image as a scanning image, a transmitted X-ray image of X-rays emitted from the first X-ray tube
The transmission X-ray image detected by the line sensor 6h and X-rays emitted from the second X-ray tube 21 is detected by the second line sensor 61. The image processing circuit 11 converts a one-dimensional detection output obtained by each line sensor 6 into a two-dimensional signal, and stores the two-dimensional signal in the first image memory 12h and the second image memory 12h to obtain image data. The image data is displayed on the display device 18 via the display circuit 17 under the control of the control circuit 15.

【0024】図6は表示装置の表示例である。図6
(a)は高エネルギーのX線を照射したときの画像例で
あり、また、図6(b)は低エネルギーのX線を照射し
たときの画像例であり、共に重元素の対象物21および
容器22と容器22内の軽元素の対象物23の表示が行
われる。低エネルギーのX線の照射によって得られる画
像では、対象物23の像は容器22によって輪郭が不明
瞭となる。そこで、ステップS3の被測定物の形状規定
の工程を行うために、表示装置18に高エネルギーのX
線により得られる画像を表示しておく(ステップS
2)。
FIG. 6 shows a display example of the display device. FIG.
(A) is an image example when irradiating high energy X-rays, and FIG. 6 (b) is an image example when irradiating low energy X-rays. The display of the container 22 and the object 23 of the light element in the container 22 is performed. In an image obtained by irradiation with low-energy X-rays, the outline of the image of the object 23 is unclear due to the container 22. Therefore, in order to perform the process of defining the shape of the object to be measured in step S3, a high energy X
The image obtained by the line is displayed (step S
2).

【0025】表示装置18に表示された画像を観察し
て、被測定物4の形状を規定するための特徴点を入力装
置16によって入力する。図7は特徴点の入力を説明す
る図である。図7において、画面20に表示された対象
物21,23の形状を規定するために、特徴点31,3
2(図形中の×印)および特徴点34,35(図形中の
×印)を入力する(ステップS3)。制御回路15は、
この特徴点31,32,34,35を用いて対象物2
1,23を囲む矩形33,36を生成して画面20上に
表示し、被測定物の輪郭を抽出する。なお、ここでは、
2点の特徴点の入力による矩形形状によって被測定物の
輪郭を抽出しているが、多点入力によって被測定物の形
状により近似した輪郭を抽出することもできる(ステッ
プS4)。
The image displayed on the display device 18 is observed, and feature points for defining the shape of the DUT 4 are input by the input device 16. FIG. 7 is a diagram illustrating input of a feature point. In FIG. 7, in order to define the shapes of the objects 21 and 23 displayed on the screen 20, feature points 31 and 3 are defined.
2 (x in the figure) and feature points 34 and 35 (x in the figure) are input (step S3). The control circuit 15
By using these feature points 31, 32, 34, and 35, the object 2
Rectangles 33 and 36 enclosing 1 and 23 are generated and displayed on the screen 20, and the outline of the device under test is extracted. Here,
Although the outline of the object to be measured is extracted by the rectangular shape based on the input of the two feature points, the outline approximated to the shape of the object to be measured can be extracted by the input of multiple points (step S4).

【0026】次に、被測定物の透過X線の検出出力を求
めるために、ステップS5で近似点A,B,・・・の指
定を行うとともに、ステップS6で測定点a,b,・・
・の設定を行う。近似点の指定は、被測定物の背景部分
での透過X線の検出出力を求めるためであり、表示画面
を観察して入力装置16によって入力する。図7中では
近似点を星印41,43で表示している(ステップS
5)。また、測定点の設定は被測定物の透過X線の検出
出力を求めるためであり、制御回路15がステップS4
で抽出した被測定物の輪郭を基にして設定を行う。図7
中では測定点を三角印42,44で表示している(ステ
ップS6)。
Next, in order to obtain the detection output of the transmitted X-ray of the object to be measured, the approximate points A, B,... Are specified in step S5, and the measurement points a, b,.
・ Make the settings. The designation of the approximate point is for obtaining the detection output of the transmitted X-ray in the background portion of the measured object, and is input by the input device 16 while observing the display screen. In FIG. 7, approximate points are indicated by stars 41 and 43 (step S).
5). The setting of the measurement point is for obtaining the detection output of the transmitted X-ray of the object to be measured.
The setting is performed based on the contour of the object to be measured extracted in step. FIG.
Inside, measurement points are indicated by triangles 42 and 44 (step S6).

【0027】制御回路15は、測定点および近似点の検
出出力を画像メモリ12から求める。該処理は、測定点
および近似点に対応する画素の画像データをアドレスと
して、第1画像メモリ12hおよび第2画像メモリ12
lから読みだすことによって行うことができる。ここ
で、高エネルギーX線による測定点の検出出力をLah,
Lbh,・・・とし、近似点の検出出力をLAh,LBh,・
・・とし、また、低エネルギーX線による測定点の検出
出力をLal,Lbl,・・・とし、近似点の検出出力をL
Al,LBl,・・・とする(ステップS7)。
The control circuit 15 obtains the detection outputs of the measurement points and the approximate points from the image memory 12. In this processing, the first image memory 12 h and the second image memory 12
1 can be read. Here, the detection output of the measurement point by the high energy X-ray is Lah,
Lbh,..., And the detection output of the approximate point is LAh, LBh,.
.., And the detection output of the measurement point by the low energy X-ray is Lal, Lbl,.
Al, LBl, ... (Step S7).

【0028】次に、ステップS7で求めた検出出力を用
いて、測定点における補正した検出出力を求める。近似
点A,B,・・・の検出出力は、測定点a,b,・・・
の検出出力の背景出力であって、対象物のみの検出出力
に対するノイズ分である。図8は検出出力を示す図であ
り、図8(a)は高エネルギーX線による検出出力であ
り、図8(b)は低エネルギーX線による検出出力であ
る。図8において、Lw は被測定物がない場合のホワイ
トレベルの出力であり、LBh, LBlは背景出力であり、
Lh , Ll は検出出力であり、対象物のみによる検出出
力Lh *,Ll*は、検出出力Lh , Ll から背景出力
LBh, LBlを差し引いた出力として得ることができる。
Next, a corrected detection output at the measurement point is obtained by using the detection output obtained in step S7. The detection outputs of the approximate points A, B, ... are measured points a, b, ...
Is the background output of the detected output, and is a noise component with respect to the detected output of only the target object. FIG. 8 is a diagram showing a detection output. FIG. 8A shows a detection output by a high energy X-ray, and FIG. 8B shows a detection output by a low energy X-ray. In FIG. 8, Lw is a white level output when there is no DUT, LBh and LBl are background outputs,
Lh and Ll are detection outputs, and the detection outputs Lh * and Ll * of only the object can be obtained as outputs obtained by subtracting the background outputs LBh and LBl from the detection outputs Lh and Ll.

【0029】そこで、近似点A,B,・・・の検出出力
LA ,LB ,・・・を背景出力として(ステップS
8)、この背景出力を測定点a,b,・・・の検出出力
La ,Lb ,・・・から差し引いて、補正した検出出力
を求める。この演算は、演算・比較回路13によって、
検出出力を画像メモリ12から読み出し、高エネルギー
X線および低エネルギーX線について差引演算を行うこ
とによって行うことができる(ステップS9,10)。
Therefore, the detection outputs LA, LB,... Of the approximate points A, B,.
8), the background output is subtracted from the detection outputs La, Lb,... Of the measurement points a, b,. This operation is performed by the operation / comparison circuit 13.
The detection output can be performed by reading the detection output from the image memory 12 and performing a subtraction operation on the high energy X-rays and the low energy X-rays (steps S9 and S10).

【0030】次に、求めた補正した検出出力を用いて、
以下のステップS11〜15によって対象物の材質特定
を行う。図9は各元素における厚み−検出出力特性を用
いた材質特定を説明する図である。図9(a)は原子番
号N1の元素において、高エネルギーX線と低エネルギ
ーX線での厚みに対する検出出力特性を示し、同様に図
9(b),(c)は原子番号N2,Nnの元素における
検出出力特性を示している。図9において、前記工程で
得られた検出出力Lh *,Ll *に対する厚みDh ,D
l を求めると、原子番号N1,N2において厚みDh ,
Dl は異なる。測定した対象物の厚みは高エネルギーX
線および低エネルギーX線では同一であるから、測定し
た対象物の元素は原子番号N1,N2ではないことが分
かる。従って、厚みDh ,Dl が一致する原子番号Nn
を求めることよって、対象物の元素を特定することがで
きる。
Next, using the obtained corrected detection output,
The material of the target object is specified by the following steps S11 to S15. FIG. 9 is a diagram illustrating material identification using the thickness-detection output characteristics of each element. FIG. 9A shows the detection output characteristics with respect to the thickness of the element having the atomic number N1 with respect to the high-energy X-ray and the low-energy X-ray. Similarly, FIGS. 4 shows detection output characteristics of elements. In FIG. 9, the thicknesses Dh, Dl with respect to the detection outputs Lh *, Ll * obtained in the above steps are shown.
l, the thickness Dh, at atomic number N1, N2
Dl is different. The measured object thickness is high energy X
Since it is the same for the X-ray and the low-energy X-ray, it is understood that the elements of the measured object are not atomic numbers N1 and N2. Therefore, the atomic numbers Nn where the thicknesses Dh and Dl match
, The element of the target object can be specified.

【0031】制御回路15は、特性データメモリ14か
ら厚み−検出出力特性を読み出し(ステップS12)、
演算,比較回路13において検出出力Lh *,Ll *に
対する厚みDh ,Dl を求めて比較し(ステップS1
3,14)、厚みDh ,Dl が一致する原子番号Nを求
め(ステップS11,14,16)、一致した原子番号
Nから対象物の材質を特定する(ステップS15)。
The control circuit 15 reads the thickness-detection output characteristic from the characteristic data memory 14 (step S12),
The arithmetic and comparison circuit 13 calculates and compares the thicknesses Dh and Dl with respect to the detection outputs Lh * and Ll * (step S1).
3, 14), the atomic number N where the thicknesses Dh and Dl match (steps S11, S16, S16), and the material of the object is specified from the matching atomic number N (step S15).

【0032】表示装置18は、特定した材質を元素毎に
特定の輝度あるいは色調で表示することができ、これに
よって、被測定物の材質を区別して表示することができ
る。図10は、元素を色調で表示する場合の表示色の例
を示しており、例えば原子番号1〜10の軽元素につい
ては赤で表示し、原子番号11〜15は緑、原子番号1
6以上は青等の色で表示することができる。なお、この
原子番号の区切りおよび色調は一例に過ぎずこれに限定
されるものではない。
The display device 18 can display the specified material with a specific brightness or color tone for each element, and thereby can display the material of the device under test in a distinguished manner. FIG. 10 shows an example of a display color when an element is displayed in a color tone. For example, light elements having atomic numbers 1 to 10 are displayed in red, atomic numbers 11 to 15 are green, and atomic numbers 1 are.
6 or more can be displayed in a color such as blue. Note that the division of the atomic number and the color tone are merely examples, and the present invention is not limited thereto.

【0033】前記した実施形態は、走査像を得る場合の
構成および動作を示しているが、静止像を得る構成とす
ることもできる。図11は、本発明の材質特定X線検査
装置の静止像を得る構成例あり、X線源と検出器部分の
みを示し、その他の構成については前記図1とほぼ同様
であるため省略する。
Although the above-described embodiment shows the configuration and operation for obtaining a scanned image, a configuration for obtaining a still image may be adopted. FIG. 11 shows an example of a configuration for obtaining a still image of the material specific X-ray inspection apparatus according to the present invention. Only an X-ray source and a detector are shown, and other configurations are substantially the same as those in FIG.

【0034】図11において、X線源はグリッド52を
備えたグリッド制御方式の3極X線管51とし、X線ビ
ーム53を検出器に向かって二次元的に照射する。検出
器は、X線輝度増倍管54,光学系55および二次元テ
レビカメラ56とする。3極X線管51は、グリッド制
御によって高,低の管電圧を短時間に切り換えて、検出
器に高エネルギーのX線と低エネルギーのX線を交互に
照射する。検出器は、前記X線ビームによる透過X線を
受けて二次元信号を出力して静止画像を得る。
In FIG. 11, an X-ray source is a grid-controlled triode X-ray tube 51 having a grid 52, and irradiates an X-ray beam 53 two-dimensionally to a detector. The detector is an X-ray luminance intensifier tube 54, an optical system 55, and a two-dimensional television camera 56. The triode X-ray tube 51 switches between high and low tube voltages in a short time by grid control, and irradiates the detector with high-energy X-rays and low-energy X-rays alternately. The detector receives transmitted X-rays from the X-ray beam and outputs a two-dimensional signal to obtain a still image.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、被測定物に含まれ
る対象物の元素を特定して、材質を特定することができ
る材質特定X線検査装置を提供することができる。
As described above, it is possible to provide a material specifying X-ray inspection apparatus capable of specifying the element of the object contained in the measured object and specifying the material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の材質特定X線検査装置の概略を説明す
るためのブロックである。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an outline of a material specific X-ray inspection apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の材質特定X線検査装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the material specifying X-ray inspection apparatus of the present invention.

【図3】X線源が照射するX線のエネルギーと相対X線
束の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between energy of X-rays emitted from an X-ray source and relative X-ray flux.

【図4】検出出力レベル−厚み特性を示す特性図であ
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a detection output level-thickness characteristic.

【図5】同一対象物に対してエネルギーの異なるX線を
照射したときの検出出力図である。
FIG. 5 is a detection output diagram when the same object is irradiated with X-rays having different energies.

【図6】表示装置の表示例である。FIG. 6 is a display example of a display device.

【図7】特徴点の入力を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating input of a feature point.

【図8】検出出力を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a detection output.

【図9】各元素における厚み−検出出力特性を用いた材
質特定を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating material specification using the thickness-detection output characteristics of each element.

【図10】元素を色調で表示する場合の表示色の例であ
る。
FIG. 10 is an example of a display color when an element is displayed in a color tone.

【図11】本発明の材質特定X線検査装置の静止像を得
る構成例である。
FIG. 11 is a configuration example for obtaining a still image of the material specifying X-ray inspection apparatus of the present invention.

【図12】従来のX線検査装置による表示画像例であ
る。
FIG. 12 is an example of a display image by a conventional X-ray inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…材質特定X線検査装置、2h…第1X線管、2l…
第2X線管、3…X線絞り、4…被測定物、5…ベル
ト、6h…第1ラインセンサ、6l…第2ラインセン
サ、11…画像処理回路、12h…第1画像メモリ、1
2l…第2画像メモリ、13…演算,比較回路、14…
特性データメモリ、15…制御回路、16…入力装置、
17…表示回路、18…表示装置、19…出力装置、2
0…画面、21,22,23…対象物、31,32,3
4,35…特徴点、33,36…矩形、41,43…近
似点、42,44…測定点、51…3極X線管、52…
グリッド、53…X線ビーム、54…X線輝度増倍管、
55…光学系、56…二次元テレビカメラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Material specific X-ray inspection apparatus, 2h ... 1st X-ray tube, 2l ...
2nd X-ray tube, 3 ... X-ray aperture, 4 ... DUT, 5 ... Belt, 6h ... 1st line sensor, 6l ... 2nd line sensor, 11 ... Image processing circuit, 12h ... 1st image memory, 1
21: second image memory, 13: operation and comparison circuit, 14 ...
Characteristic data memory, 15: control circuit, 16: input device,
17 display circuit, 18 display device, 19 output device, 2
0: Screen, 21, 22, 23 ... Object, 31, 32, 3
4, 35 ... feature points, 33, 36 ... rectangles, 41, 43 ... approximation points, 42, 44 ... measurement points, 51 ... tripolar X-ray tube, 52 ...
Grid, 53: X-ray beam, 54: X-ray brightness intensifier,
55: Optical system, 56: Two-dimensional television camera.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 正則 東京都千代田区神田錦町1丁目3番地 株 式会社島津製作所東京支社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masanori Ota 1-3-3 Kandanishikicho, Chiyoda-ku, Tokyo Shimadzu Corporation Tokyo branch office

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透過したX線によって被測定物の検査を
行うX線検査装置において、エネルギーの異なる少なく
とも2つのX線を被測定物に照射するX線源と、被測定
物を透過したX線を検出する検出器と、透過X線の検出
出力と対象物の厚みとの特性データを、照射X線のエネ
ルギー別および元素別に格納した特性データ格納手段
と、エネルギーの異なるX線の照射で得た2つの検出出
力に対して得られる対象物の厚みを同一とする元素を前
記特性データ格納手段から求めることによって、材質を
特定する材質特定手段とを備えたことを特徴とする材質
特定X線検査装置。
1. An X-ray inspection apparatus for inspecting an object to be measured using transmitted X-rays, an X-ray source for irradiating the object with at least two X-rays having different energies, and an X-ray transmitted through the object to be measured. A detector for detecting X-rays; characteristic data storage means for storing characteristic data of the detection output of transmitted X-rays and the thickness of an object for each energy and each element of irradiation X-rays; Material specifying means for specifying a material by obtaining, from the characteristic data storing means, an element having the same thickness of the object obtained for the two detected outputs obtained. Line inspection equipment.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN118130487A (en) * 2024-05-06 2024-06-04 同创兴业(天津)模架有限公司 Welding detection method and system based on scaffold

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