(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の試料を搬送させながら放射線を用いて前記試料の物理量の測定を行う放射線測定装置において、前記試料の搬送方向に略直角に配置され前記試料と接触しない程度に近接して配置されたラインセンサと、前記試料の上方に配置され前記試料を介して前記放射線を前記ラインセンサに照射する複数の放射線源からなり、前記複数の放射線源からの放射線は前記試料の搬送方向に略直角方向に扇状に出射されると共に前記ラインセンサの同一線上で重畳するように照射され、前記ラインセンサに達する放射線の照射強度を増加させることを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
前記複数の放射線源は、前記試料の搬送方向に対して略直列または略並列に千鳥状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記複数の放射線源は前記試料の厚さに応じて選択的に稼動可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線測定装置。
【請求項４】
前記複数の放射線源は、該放射線源の少なくとも一つの劣化／故障に対してＳ／Ｎ低下の許容範囲において継続して測定可能に構成したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の放射線測定装置。
【請求項５】
前記複数の放射線源は、それぞれの放射線強度を測定する個別強度測定モードを有し、順次個別の放射線源の強度を算出し、放射線強度が規定以下である場合は該放射線源の交換を促すメッセージを発するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４に記載の放射線測定装置。
【請求項６】
前記複数の放射線源において、該放射線源がＸ線源である場合においては、Ｓ／Ｎ低下の許容範囲において、定格値に対して電圧比または電流値を低く抑制するように構成したことを特徴とする請求項１乃至５に記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばラインセンサを用いた放射線測定装置に関し、詳しくは複数の線源を設け、該複数の線源からの放射線を前記ラインセンサの同一箇所に照射して放射線強度の強化を図った放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ，ｂ）は本発明が適用される被測定物（例えばシート状の試料・・・以下単に試料という）３の物理量をオンラインで測定する放射線測定装置の模式的な概略構成図である。
図（ａ）は放射線（Ｘ線やβ線・・・以下Ｘ線という）源１の下方に試料３を介してラインセンサ４を配置したものである。なお、ラインセンサ４は同等の性能を有する複数の検出素子４ａを直線状に連結したものである。
【０００３】
図３（ａ）において、試料３は矢印Ｐ方向に搬送されており、試料３とラインセンサ４は接触しない程度に近接して配置されている。また、Ｘ線源１からは図では省略するがコリメータや遮蔽板などにより扇状に絞られた放射線束２が出射する。
【０００４】
上記の構成において、厚さ、欠陥などの試料の物理量（特徴）を測定する場合、図３（ａ）に示すようにＸ線源やβ線から検出器となるラインセンサ４にＸ線を照射し、その間に試料３を置くことでＸ線の透過線量より試料の特徴を測定している。
【０００５】
その場合、線源１からのＸ線の照射角度（視野角度）により適切な距離を試料から離す必要があるが、Ｘ線の強度はほぼ距離の自乗則により減衰する。
従って、測定に必要なＸ線強度を得るためには出力を上げなければならない。しかし、出力を上げるにも限界がある。
【０００６】
Ｘ線出力を上げるためにＸ線源を点線で示すように下方に移動させることも考えられるが、測定したい試料の一部しか測定できなくなるという問題がある。
図３（ｂ）は複数の線源１を試料３の幅方向に並べることにより線源1を試料３に近づけて放射線強度の減衰を防止した模式的な概略構成図である。図では出力の同等な放射線源を３個用意して幅方向に放射線の照射範囲が重複しないように（若しくはわずかに重複させて）並べ、図３（ａ）の従来例に比較してＸ線の照射強化を図ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４８２１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、複数の線源１を幅方向に並べると、Ｘ線の重なりを考慮した分布強度の補正や位置情報の算出が困難になるという問題があった。
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、試料の測定においてＸ線の照射強度を図ることによりS/Nを向上させると共に、試料３の幅方向位置の測定精度を向上させ、試料測定範囲（厚さの範囲や材質など）の広範囲化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明の請求項１の放射線測定装置は、
シート状の試料を搬送させながら放射線を用いて前記試料の物理量の測定を行う放射線測定装置において、前記試料の搬送方向に略直角に配置され前記試料と接触しない程度に近接して配置されたラインセンサと、前記試料の上方に配置され前記試料を介して前記放射線を前記ラインセンサに照射する複数の放射線源からなり、前記複数の放射線源からの放射線は前記試料の搬送方向に略直角方向に扇状に出射されると共に前記ラインセンサの同一線上で重畳するように照射され、前記ラインセンサに達する放射線の照射強度を増加させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２においては、請求項１に記載の放射線測定装置において、
前記複数の放射線源は、前記試料の搬送方向に対して略直列または略並列に千鳥状に配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３においては、請求項１又は２に記載の放射線測定装置において、
前記複数の放射線源は前記試料の厚さに応じて選択的に稼動可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４においては、請求項１乃至３に記載の放射線測定装置において、
前記複数の放射線源は、該放射線源の少なくとも一つの劣化／故障に対してＳ／Ｎ低下の許容範囲において継続して測定可能に構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５においては、請求項１乃至４に記載の放射線測定装置において、
前記複数の放射線源は、それぞれの放射線強度を測定する個別強度測定モードを有し、順次個別の放射線源の強度を算出し、放射線強度が規定以下である場合は該放射線源の交換を促すメッセージを発するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項６においては、請求項１乃至５に記載の放射線測定装置において、
前記複数の放射線源がX線源である場合においては、Ｓ／Ｎ低下の許容範囲において、定格値に対して電圧比または電流値を低く抑制するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１，２によれば、
放射線の照射強度が増すことから測定時のS/Nが改善される。また、複数の放射線による強度分布の器差が生じても、照射による強度分布は流れ方向に積分されるため、幅方向の分解能を減じない。
【００１６】
請求項３，４によれば、
複数の線源のうちの少なくとも一つの劣化や故障の際にも、幅方向の特定部分の測定ができなくなるということが無く、幅方向全体のS/N低下の範囲内で放射線の検出を継続することが可能である。
【００１７】
また、Ｘ線管の照射強度劣化に際して、配置された一部のＸ線管を交換することでランニングコストの平坦化を図ることができる。Ｘ線管の劣化や故障に際して、S/N低下が許容内であれば、正常動作が可能なＸ線管のみを用いて運転を連続で行うことができ、機会損失を減らすことができる。
【００１８】
また、試料の厚さに応じて、照射する線源台数を変えることができる。例えば、ある試料に対して４台の線源を有するシステムにおいて線量が強すぎる場合は、４台のうち２台のみを照射するなど台数制御ができ、また管電流と合わせて制御することが可能であれば、従来より更に広範囲の試料厚さに対応が可能となる。
【００１９】
請求項５によれば、
各線源をON/OFF制御できる機能を付加し、メンテナンスに使用することができる。例えば、試料の無い状態で線源1から順次照射し（または順次照射停止）、夫々の出力値をモニタし、規定値より線量が低下した場合や、他の線源との線量差が増えた場合はアラームを発し線量寿命監視を行うことができる。
【００２０】
請求項６によれば、
実質的にＸ線源の交換回数を減らす、もしくは、交換なしで運用することができ、ランニングコストの大幅な削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す放射線測定装置の概略構成図（ａ）、Ｘ線源の配置状態を示す平面図（ｂ），（ｃ）、Ｘ線の強度分布と試料を透過したＸ線の強度分布を示す模式図（ｄ），（ｅ）である。
【図２】Ｘ線源配置の他の実施例を示す平面図（ａ）及びＸ線の強度分布と試料を透過したＸ線の強度分布を示す模式図（ｂ）である。
【図３】従来の放射線測定装置の一例を示す模式的な概略構成図（ａ）および他の従来例を示す模式的な概略構成図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態の一例を示す放射線測定装置の模式的な概略構成図である。
図１（ａ）において、図３（ｂ）に示す従来例とはＸ線源1の配列と照射方向のみが異なっている。
【００２３】
本発明においては試料３の搬送方向に略直角に配置されたラインセンサ４に対し、複数（図では３個）のＸ線源1が試料の上方に直線状に配置され、その複数のＸ線源から放射される扇状のＸ線がラインセンサの長さ方向の同一線上を照射するように配列されている。
即ち、中央のＸ線源はラインセンサに対して直角方向にＸ線を照射し、隣に配置されたＸ線源は照射方向を傾けることによりラインセンサ４の長さ方向に対してＸ線が重畳するように照射する
【００２４】
上述の構成によれば、試料３を透過してラインセンサ４に達する放射線の照射強度が増加するので測定時のS/Nを改善することができる。また、複数の放射線による強度分布の器差が生じても、照射による強度分布は流れ方向に積分されるため、幅方向の分解能を減じることがない。
【００２５】
図１（ｂ）はＸ線源１を直列に４個並べた他の実施例を示し、図１（ｃ）はＸ線源を２個づつ並列に千鳥状に４個並べた他の実施例を示している。このように並べた場合もＸ線がラインセンサ４の長さ方向上で重畳するように各Ｘ線源の照射方向を傾けて照射する。
【００２６】
図１（ｄ）は複数のＸ線源を直列に並べた場合に、ラインセンサ４に達するＸ線の強度分布と試料を透過したＸ線の強度分布を模式的に示す図、図１（ｅ）は複数のＸ線源を千鳥状に並べた場合に、ラインセンサ４に達するＸ線の強度分布と試料を透過したＸ線の強度分布を模式的に示す図である。
【００２７】
なお、図では省略するが、複数のＸ線源はそれぞれが必要に応じて選択的にオンオフ可能に構成されており、試料の厚さに応じて、照射する線源台数を変えることができる。例えば、ある試料に対して４台の線源を有するシステムにおいて線量が強すぎる場合は、４台のうち２台のみを照射することにより台数を少なくすることができ、また管電流と合わせて制御することにより従来より更に広範囲の試料厚さに対応することができる。
【００２８】
また、各線源をON/OFF制御することにより、Ｘ線源のメンテナンスに使用することができる。例えば、試料の無い状態で線源1から順次照射し（または順次照射停止）、夫々の出力値をモニタしておく。そして、線量が規定値より低下した場合や、他の線源との線量差が増えた場合はアラームを発し線量寿命監視を行うことができる。
【００２９】
更に、Ｘ線管の照射強度劣化に際して、配置された一部のＸ線管を交換することでランニングコストの平坦化を図ることができる。Ｘ線管の劣化や故障に際して、S/N低下が許容内であれば、正常動作が可能なＸ線管のみを用いて運転を連続で行うことができ、機会損失を減らすことができる。
【００３０】
図２（ａ）は千鳥状に配置したＸ線源を試料の流れ方向の中心部から縁部に向かって間隔（Ｔ）を広げた状態を示すものである。この配置は、複数線源の照射範囲を重なるようにしながらＸ線量が不足がちな縁部への重点的な線量配分をもたらす効果がある。
【００３１】
その場合も複数のＸ線源から放射される扇状のＸ線がラインセンサの長さ方向の同一線上を照射するように配列されている。
図２（ｂ）はこのように配置した場合のラインセンサ出力と放射線強度の関係を示すもので、試料の流れ方向の中心部と縁部の放射線強度の照射比率が改善されていることが分かる。なお、千鳥状に配置することで流れ方向の配置寸法Ｌ1を直線状に並べた場合のＬに対して短くできるという効果もある。
【００３２】
ここでＸ線管に限って述べれば、Ｘ線管の寿命は、一般的に1〜数年程度と短いため、使用全期間を通じては数回のＸ線管の交換が発生する。Ｘ線管の寿命に関しては、フィラメント寿命がその主要因であり、フィラメント電圧を抑えて、電流を下げることで、寿命は指数関数的（一例として、電圧比の12乗、電流比の10乗といったデータもある）に飛躍的に延びる。
【００３３】
このことから、線量が足りない場合においてのみならず、寿命延命のために複数のＸ線源を設けることで、実質的にＸ線源の交換回数を減らす、もしくは、交換なしで運用することができ、ランニングコストの大幅な削減が可能となる。
【００３４】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば実施例では放射線をＸ線として説明したがβ線やγ線にも適用可能である。また、Ｘ線源の数は図示の例に限るものではない。
また、本実施例においてはＸ線源を照射方向に傾けてＸ線が重畳するように照射したが、試料に重畳して照射できれば必ずしも傾ける必要はない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【符号の説明】
【００３５】
１      放射線源（Ｘ線）
２      Ｘ線束
３      被測定物（試料）
４      ラインセンサ
【図１】
0005472728.tif 000002
【図２】
0005472728.tif 000003
【図３】
0005472728.tif 000004