(57)【要約】  物体（１００）の質量密度を自動的に測定するシステムは、  前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定する装置（２）と、  前記物体（１００）の通過により減衰した光子線の強度（Ｉ）を測定する装置（３０）と、  捕捉、処理および分析装置（２００）と、  物体（１００）を移送する手段（７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８）と、  物体（１００）の位置を調整する第１の手段（７４、７６、７８）と、  物体（１００）の位置を調整する第２の手段（９０、９２、９４、９６、９８）とを含む。  前述のシステムを利用する方法は、装置２および３０の構成部を較正するステップと、物体の有意寸法を実際に測定するステップ（１００）とを含む。前記ステップは、物体の集合の中の各物体（１００）に実行される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体のある集合に属する物体（１００）の密度を自動的に測定するシステムであって、
前記システムが、
前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定する装置（２）と、
前記物体（１００）を通過することにより減衰した光子線の強度（Ｉ）を測定する装置（３０）と、
捕捉、処理および分析装置（２００）と、
物体（１００）を、その有意寸法（ｘ）を測定する装置（２）と減衰した光子強度を測定する装置（３０）の方に移送する手段（７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８）と、
物体の有意寸法（ｘ）を測定する装置に対する物体（１００）の位置を調整する第１の手段（７４，７６，７８）と、
減衰した光子線強度を測定する装置（３０）に対する物体（１００）の位置を調整する第２の手段（９０，９２，９４，９６，９８）とを備えることと、
前記第１と第２の調整手段が、システムを構成する諸要素が取り付けられた支持板（１５０）に対して約１ミクロンの精度で物体（１００）を移動させることができることと、
減衰した強度（Ｉ）を測定する装置（３０）に対する前記物体（１００）の位置が、前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）に応じて調整されることとを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記捕捉、処理および分析装置（２００）が、前記物体（１００）の密度を測定するための自動的な方法に使用される、一連の命令と計算アルゴリズムを実行する専用ソフトウェアがインストールされたコンピュータ（１７０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記捕捉、処理および分析装置（２００）が、同じ集合の前記物体（１００）に属する少なくとも１つの標準密度物体（ｅｍａｓ）の既知の密度に対する前記物体（１００）の密度（ρ）の相対変化量（△ρ／ρ）を提供することを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記物体（１００）の有意寸法を測定する装置（２）が、
第１の赤外線放射源（４）と第１の赤外線受信器（６）で構成された第１の赤外線アセンブリ（４，６）と、
第２の赤外線放射源（８）と第２の赤外線受信器（１０）で構成された第２の赤外線アセンブリ（８，１０）とを備え、
前記２つの赤外線アセンブリ（４，６；８，１０）が、既知の距離（ｄ）だけ互いに離れ、互いに平行な赤外線ビームを放射し、
前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）が、物体を、２つのビームの軸（１２，１４）の方向とほぼ垂直な方向に、第１の赤外線ビームと第２の赤外線ビームを順に遮るように動かされたときに得られる赤外線応答から推定され、前記赤外線応答は、物体（１００）が第１のビーム（２２）の半分をまだ遮っているときに物体（１００）によってまだ遮られていない第２のビームの部分（２４）に対応することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記物体の有意寸法を測定する装置（２）が、前記第２の赤外線アセンブリ（８，１０）に対して前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）の入力側に配置された第３の光電子トランシーバアセンブリ（１６，１８）をも備え、該第３の光電子トランシーバアセンブリが２つの赤外線ビームの強度を事前に調整するように意図されていることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）が、前記物体をＱＮ回移動させＱ個の赤外線応答ＲＩ（ｑ）を測定した後で（ここで、ｑは１〜Ｑ）、以下の関係式によって得られ、
ｘ＝Ａ４・(ＲＩ(ｑ)平均)４＋Ａ３・(ＲＩ(ｑ)平均)３＋Ａ２.(ＲＩ(ｑ)平均)２＋Ａ１・(ＲＩ(ｑ)平均)１＋Ａ０
Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、赤外線応答ＲＩ（ｅｄｉｍ）を測定する標準寸法（ｅｄｉｍ）を有する少なくとも４つの物体に同じ関係式を事前に適用することにより得られた係数であることを特徴とする請求項４または５に記載のシステム。
【請求項７】
前記光子線の減衰強度を測定する装置（３０）が、
照射源とコリメータにより構成されたアセンブリ（３２）と、
検出器とコリメータにより構成されたアセンブリ（４０）と、
ガンマ光子捕捉および計数システム（４８）とを備えるガンマスペクトロメトリ測定装置であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記捕捉および計数システム（４８）が、
高密度ゲルマニウム検出器と、
前置増幅器（５０）と、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）（５２）と、
高電圧モジュール（５４）と、
ネットワークモジュール（５６）と、
データ取得コンピュータ（１７０）と、
クライオスタット（６０）とを備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記移送手段（７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８）が、回転盤（７０）と、前記回転盤（７０）を駆動するステッピングモータ（７２）とを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記移送手段が、ハンドリングアーム（８０）を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ハンドリングアーム（８０）が、前記物体（１００）をつかんで下ろすように意図されたエンドクランプ（８２）を備える関節接続アームであることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の調整手段が、
前記物体の有意寸法を測定する装置（２）の台座（２６）の位置をＸ方向に沿って固定するスライド機構（７４）と、
前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）を前記装置（２）の前記第２の赤外線アセンブリ（８，１０）に、Ｘ方向に対し垂直なＹ方向に沿って近づけたり遠ざけたりするアクチュエータ（７６）と、
前記装置（２）の前記台座（２６）を平面（Ｘ，Ｙ）と垂直なＺ方向に沿って移動させるアクチュエータ（７８）とを備えることを特徴とする請求項３から１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の調整手段が、前記物体（１００）を通過して減衰した光子線の強度を測定する装置（３０）内の照射源（３２）と検出器（４０）との間に物体（１００）を置く照射支持体（９０）を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２の調整手段が、
前記照射支持体（９０）をＸ方向に沿って固定するスライド機構（９４）と、
前記物体（１００）を通過して減衰した光子線の強度を測定する装置（３０）内の照射源（３２）と検出器（４０）との間で前記照射支持体（９０）をＸ方向に沿って移動させるアクチュエータ（９６）と、
前記物体（１００）を通過して減衰した光子線の強度を測定する装置（３０）内の照射源（３２）と検出器（４０）の間で前記照射支持体（９０）を平面（Ｘ，Ｙ）と垂直なＺ方向に沿って移動させるアクチュエータ（９８）とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定する装置（２）と、前記物体（１００）を通過させることによって減衰した光子線の強度（Ｉ）を測定する装置（３０）とを備えた、物体のある集合に属する物体（１００）の密度を自動的に測定する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のシステムを使用する方法であって、
該方法が、前記物体（１００）の有意寸法を測定する装置（２）内の前記２つの赤外線アセンブリ（４，６；８，１０）の位置を較正するステップ１と、
前記物体（１００）を通過させることにより減衰した光子線の強度を測定するために使用されるガンマスペクトロメトリ装置（３０）の照射支持体（９０）の位置を較正するステップ２と、
前記減衰した光子線強度を測定する装置（３０）の照射源−検出器（３２，４０）アセンブリの測定を較正するステップ３とからなる較正ステップを含むことと、
前記物体の集合中の各物体（１００）に行われる、実際に前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定するステップを含むこととを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記較正ステップ１が、対話式モジュールを使用する一連の入力パラメータのオペレータ入力を含み、これらのパラメータが、
２つのアクチュエータ（７６，７８）を含む微小変位を有する構成要素の構成と、
前記回転盤（７０）の構成、すなわち前記回転盤上の様々な場所を占める前記物体の性質と、
回転盤（７０）上の各標準寸法物体（ｅｄｉｍ）が占める位置と、
前記物体の有意寸法を測定する装置（２）の前記台座（２６）のＺ方向に沿った位置（Ｚmeasure）と、
前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）のＹ方向の変位間隔を制限する位置Ｙ（Ｉ）およびＹ（Ｎ）と、
前記第１赤外線アセンブリ（４，６）のＹ方向の変位ステップ（ＩＮＴ）とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記較正ステップ１が、
ａ）前記台座（２６）をＺ方向に位置（Ｚmeasure）まで変位させる操作と、
ｂ）標準寸法物体（ｅｄｉｍ）を前記物体の有意寸法を測定する装置（２）に対してその初期測定位置まで移送するように前記回転盤（７０）を角度変位させる操作と、
ｃ）前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）をその開始位置（Ｙ（１））までＹ方向に変位させる操作と
ｄ）第１の赤外線アセンブリ（４，６）をＹ方向に（ＩＮＴ）の連続増分で漸進的に変位させ、位置Ｙ（１）とＹ（Ｎ）の間の位置ＹFIXに固定された前記第２の赤外線アセンブリ（８，１０）から離し、同時に各位置（Ｙ（ｎ））に対応する前記物体（ｅｄｉｍ）の赤外線応答（ＲＩ（ｎ））を測定する操作と、
ｅ）最適な赤外線応答ＲＩOPTを計算する操作と
ｆ）前記第２の赤外線アセンブリ（８，１０）に対する前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）の最適位置ＹOPTを計算する操作とを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
漸進的に変位させる操作ｄ）が、
ｄ−１）前記標準寸法物体（ｅｄｉｍ）をその最終測定位置に移送するために前記回転盤（７０）を角度変位させる副操作と、
ｄ−２）前記標準寸法物体（ｅｄｉｍ）の赤外線応答（ＲＩ（ｎ））を測定する副操作と、
ｄ−３）前記標準寸法物体（ｅｄｉｍ）をその初期測定位置に移動するように前記回転盤（７０）を角度変位させる副操作とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記最適赤外線応答ＲＩOPTが、次の式を使って得られ、
ＲＩOPT＝（ＲＩMAX−ＲＩMIN）／２
ＲＩminは、赤外線応答の最小飽和値であり、
ＲＩMAXは、赤外線応答の最大飽和値であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記最適位置ＹOPTを計算する操作ｆ）が、次の関係に従って得られ、
【数１】
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ＲＩ（ｊ）とＲＩ（ｋ）は、前記必要最適応答ＲＩOPTが間にある２つの事前に計算した赤外線応答の値であり、これらの赤外線応答の値はそれぞれ、前記第１の赤外線アセンブリ（４，６）の２つの位置Ｙ（ｊ）とＹ（ｋ）に対応することを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記較正ステップ２が、対話式モジュールを使用する一連の入力パラメータのオペレータ入力を含み、これらのパラメータが、
２つのアクチュエータ（９６，９８）を含む、微小変位を有する構成要素の構成と、
前記回転盤（７０）の構成、すなわち前記回転盤上の様々な場所を占める物体の性質と、
前記回転盤（７０）上の各標準密度物体（ｅｍａｓ）の位置と、
測定継続時間または計数時間と、
照射支持体（９０）のＺ方向の変位間隔を制限する位置Ｚ（１）およびＺ（Ｎ）と、
照射支持体が占める各位置Ｚ（ｉ）（ｉ＝１，．．．，Ｎ）で、各標準密度物体に通過させることによって減衰した光子強度の測定回数Ｍとを含むことを特徴とする請求項１５から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記較正ステップ２が、また、
ａ）各標準密度物体（ｅｍａｓ）の有意寸法（ｘemas）を測定する操作と、
ｂ）前記標準密度物体（ｅｍａｓ）を把握アーム（８０）によって掴まれる中間位置まで移送するために、回転盤（７０）を角度（Ａ）だけ角度変位させる操作と、
ｃ）照射支持体（９０）上に前記物体（ｅｍａｓ）を位置決めする操作と、
ｄ）照射源（３２）および関連した検出器（４０）に対する照射支持体（９０）の位置を実際に調整する操作と、
ｅ）操作ｃ）で述べた一連の操作を逆の順序で繰り返して、前記回転盤（７０）上で標準密度（ｅｍａｓ）を有する物体を逆に移送する操作とを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記照射支持体（９０）上の物体（ｅｍａｓ）を位置決めする操作ｃ）が、
ｃ−１）前記照射支持体（９０）をＺ方向下方に変位させる副操作と、
ｃ−２）前記把握アーム（８０）をその待機位置から物体（ｅｍａｓ）の中間位置と垂直方向に一致するまで変位させる副操作と、
ｃ−３）前記物体ｅｍａｓを把握アーム（８０）によって掴み、次に物体を照射支持体（９０）の上面（９２）と垂直方向に一致するまで移送する副操作と、
ｃ−４）前記照射支持体９０を位置Ｚ（１）までＺ方向上方に変位させる副操作と、
ｃ−５）前記物体（ｅｍａｓ）をハンドリングアーム８０を使って照射支持体（９０）の上面（９２）に下ろす副操作と、
ｃ−６）前記ハンドリングアーム（８０）をその待機位置まで変位させ戻す副操作と、
ｃ−７）前記物体（ｅｍａｓ）を上面（９２）の止め部とＹ方向に接触させる副操作とを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記照射源（３２）および関連した検出器（４０）に対する照射支持体（９０）の位置を実際に調整する操作ｄ）が、
ｄ−１）前記照射支持体（９０）を２つの所定位置Ｚ（１）からＺ（Ｎ）の間でＺ方向に漸進的に変位させる副操作と、
ｄ−２）各位置Ｚ（ｉ）（ｉ＝１，．．．，Ｎ）ごとに、前記標準密度物体（ｅｍａｓ）に光子線をＮ回照射することにより減衰した、照射支持体（９０）が占める連続位置Ｚ（ｉ）の数を表わすｉ＝１，．．．，Ｎと、各位置Ｚ（ｉ）における照射の数を表わすｊ＝１，．．．，Ｍで表される強度Ｉ（ｉ，ｊ）の値の組を得る副操作と、
ｄ−３）前記捕捉、処理および分析装置（２００）のデータ項目としてあらかじめ決定され積分される、減衰強度Ｉ（ｉ，ｊ）に対する位置Ｚ（ｉ）の４次多項式回帰から、照射支持体（９０）の最適位置（ＺOPT）を計算する副操作を含むことを特徴とする請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ガンマスペクトロメトリ測定装置３０の測定を較正するステップ３が、
ａ）標準密度物体（ｅｍａｓ）を通過させることにより減衰した光子強度（Ｉemas）を測定する操作と、
ｂ）次の関係式を使って、
【数２】
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標準密度物体の減衰質量係数（μm）を計算する自動化された操作とを含むことを特徴とする請求項１５から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
実際に測定するステップが、
前記検査する物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定するステップ４と、
前記物体（１００）を照射支持体（９０）の方に移送するステップ５と、
照射源（３２）および関連した検出器（４０）に対して前記照射支持体（９０）の位置を調整することによって前記物体（１００）の位置を調整するステップ６と、
前記物体（１００）を通された光子線の減衰強度（Ｉ）を測定するステップ７と、
得られたスペクトルの捕捉、処理および分析を行うステップ８と、
１つまたはいくつかの標準密度物体（ｅｍａｓ）の密度に対する物体（１００）の密度（ρ）の相対変化量△ρ／ρを定めるステップ９と、
前記物体（１００）を回転盤（７０）上のその位置まで逆に移送するステップ１０とを含むことを特徴とする請求項１５から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記検査する物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定するステップ４が、対話式モジュールを使ってオペレータが一連の入力パラメータを入力するステップからなり、これらのパラメータが、
前記回転盤（７０）の構成、すなわち前記回転盤上の様々な場所を占める物体の性質と、
前記回転盤（７０）上の物体（１００）の位置と、
前記装置（２）の台座（２６）のＺ方向に沿った位置（Ｚmeasure）と、
各標準寸法物体（ｅｄｉｍ（ｎ））の赤外線測定の回数Ｐ（ｎ＝１，．．．，Ｎ  Ｎは標準寸法物体の数）と、
前記物体（１００）の赤外線測定の回数Ｑとを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記検査する物体（１００）の有意寸法（ｘ）を測定するステップ４が、また、
ａ）前記装置（２）内の台座（２６）を位置（Ｚmeasure）までＺ方向に変位させる操作と、
ｂ）第１の赤外線アセンブリ（４，６）を、Ｙmeasure＝ＹOPT＋（ｘedim−ｘedimAVE）によって定義された位置（Ｙmeasure）までＹ方向に変位させる操作であって、
ＹOPTが、較正ステップ１で得られた最適位置であり、
ｘedimが、較正ステップ１で使用される標準寸法物体（ｅｄｉｍ）の寸法であり、
ｘedimAVEが、すべての標準寸法物体（ｅｄｉｍ）の有意平均寸法である操作と、
ｃ）赤外線応答ＲＩ（ｐ）をＰ回繰り返し測定し（ｐ＝１，．．．，Ｎ個の標準寸法物体（ｅｄｉｍ（ｎ））のＰ、ｎ＝１，．．．，Ｎ）、これにより値の組ＲＩ（ｎ，ｐ）を得る操作と、
ｄ）前記物体（１００）の有意寸法を実際に計算する操作とを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記物体（１００）の有意寸法（ｘ）を実際に計算する操作ｄ）が、
ｄ−１）標準寸法（ｅｄｉｍ）を有するＮ個の物体の各々の有意寸法ｘedim（ｎ）の４次多項式回帰を、標準寸法ｅｄｉｍ（ｎ）を有する前記物体の赤外線応答の平均
ＲＩedimAVE＝（ΣＲＩ（ｎ，ｑ））／ｐ
の関数として使用し、以下のような関係式の係数Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を計算する操作と、
ｘedim(ｎ)＝Ａ４・(ＲＩedimAVE(ｎ))４＋Ａ３・(ＲＩedimAVE(ｎ))３＋Ａ２・(ＲＩedimAVE(ｎ))２＋Ａ１・(ＲＩedimAVE(ｎ))１＋Ａ０
ｄ−２）前記検査する物体１００の赤外線応答ＲＩ（ｑ）をＱ回繰り返し測定して（ｑ＝１，．．．，Ｑ）、これらの赤外線応答の平均ＲＩ＝（ΣＲＩ（ｑ））／Ｑを計算し、以下の関係式
ｘ＝Ａ４・(ＲＩ)４＋Ａ３・(ＲＩ)３＋Ａ２・(ＲＩ)２＋Ａ１・(ＲＩ)１＋Ａ０
によって物体（１００）の有意寸法（ｘ）を計算する操作とを含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
製造する物体（１００）を検査するための、請求項１から１４のいずれか１項に記載のシステムならびに請求項１５から２９のいずれか１項に記載の方法の利用法。
【請求項３１】
物体（１００）が、核燃料ペレットである請求項３０に記載の利用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊分析技術の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
より具体的には、本発明は、直線的光子減衰（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｌｉｎｅ  ｐｈｏｔｏｎ  ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）により物体の密度とその物体の寸法特性を自動的に測定する方法およびシステムに適用される。
【０００３】
その適用例の１つは、例えばＵＯＸやＭＯＸなどの核燃料ペレット等の物体の製造および機械加工装置の適正な動作を検査し監視することであり、特に物体の密度と関連した前記物体の製造の再現性を監視するために使用される。
【０００４】
また、軸方向と半径方向の密度勾配を測定するために使用することができ、それによりきわめて高精度のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナの役割をすることができる。
【０００５】
密度を測定する非破壊式な能動原子核法（ａｃｔｉｖｅ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｍｅｔｈｏｄ）は、特に地質試料の密度を測定するため既に作られている。非特許文献１において、文献著者は、当該試料の寸法を正確に測定しようとすることなく、Ｘ線管を使って直線的光子減衰により試料密度を測定する方法を提案している。非特許文献２と非特許文献３において、文献著者は、ガンマ放射線を使った直線的光子減衰による地質試料の密度の測定を提案している。これらの文献著者は、試料の幾何学的パラメータが密度測定の精度に及ぼす影響を認識し実証したが、前記幾何学的パラメータを正確に決定する解決策を提案しなかった。
【０００６】
【非特許文献１】ビーン，Ｋ．（Ｂｅｅｎ，Ｋ．）著、「ノンデストラクティブ・ソイル・バルク・メジャメント・バイ・エクスレイ・アテニュエイション（Ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｓｏｉｌ  Ｂｕｌｋ  ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｂｙ  Ｘ−ｒａｙ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）」ジオテクニカル・テスティング・ジャーナル（Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｊｏｕｒｎａｌ），ＧＴＪＯＤＪ，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．４，１９８１年１２月，ｐ．１６９−１７６
【非特許文献２】タン，Ｓ．−Ａ（Ｔａｎ，Ｓ．−Ａ），ファ，Ｔ．−Ｆ．（Ｆｗａ  Ｔ．−Ｆ．）著、「ノンデストラクティブ・デンシティ・メジャメンツ・オブ・シリンドリカル・スペサマンズ・バイ・ガンマレイ・アテニュエイション（Ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ  ｂｙ  Ｇａｍｍａ−Ｒａｙ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）」ジャーナル・オブ・テスティング・エバリュエイション（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ），ＪＴＥＶＡ，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．２，１９９１年３月，ｐ．１５５−１６０
【非特許文献３】タン，Ｓ．−Ａ（Ｔａｎ，Ｓ．−Ａ），ファ，Ｔ．−Ｆ（Ｆｗａ  Ｔ．−Ｆ）著、「デンシティ・メジャメンツ・オブ・シリンドリカル・スペサマンズ・ウィズイン・ア・モウルド・バイ・ガンマレイズ（Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ  ｗｉｔｈｉｎ  ａ  Ｍｏｌｄ  ｂｙ  Ｇａｍｍａ−Ｒａｙｓ）」ジャーナル・オブ・テスティング・エバリュエイション（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ），ＪＴＥＶＡ，ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４，１９９３年７月，ｐ．２９６−３０１
【０００７】
前述の文献は、試料の密度に関するものであるが、目的は、実際には、前記物体の単位体積当たりの質量を求めることであり、用語「密度」は、説明を単純にするために「単位体積当たりの質量」の代わりに使用されることに注意されたい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、所定の物体の集合に属する物体の密度を、少なくとも１つの基準または標準として用いられる前記物体の既知の密度に対する前記各物体の密度の変化量を測定することによって、測定することである。
【０００９】
前記物体の密度のこの測定は、ガンマ光子の照射からなり、ガンマスペクトロメトリ装置を用いてガンマ光子線の強度を測定する、非破壊核技術を使用して行われる。
【００１０】
前記物体の密度を決定するには、物体の少なくとも１つの有意寸法を事前に求めなければならない。
【００１１】
前述の先行技術で説明した方法と異なり、本発明は、密度を測定する物体の少なくとも１つの有意寸法をきわめて正確に測定し、この測定した有意寸法を用いて検査する物体の密度を測定することにより、幾何学的パラメータの影響を考慮する。前記有意寸法は、幅または直径でよく、ガンマ光子線が通過する有効寸法に対応する。
【００１２】
物体の有意寸法を測定する方法は、前記物体の密度を測定する方法の一部をなす。この方法は、寸法測定のために赤外線装置を使用する。
【００１３】
光子の減衰によって物体の密度を測定する物理的原理は、エネルギーＥを有する単色光子から構成される照会ビームを物体に照射することからなることをしばらく記憶に留められたい。光子線の強度は、多かれ少なかれ、通過する物体の密度、通過する材料の厚さ、および通過する物体の基本化学組成の作用として減衰する。この強度は、以下の式によって得られる。
【００１４】
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−μmρｘ）
【００１５】
ここで、
Ｉは、光子線の減衰した強度（光子−１）、
Ｉ０は、エネルギーＥを有する光子線の減衰していない強度（光子−１）、
μmは、物体中のエネルギーＥを有する光子の質量減衰係数（ｃｍ２・ｇ−１）、
ρは、検査する物体の密度（ｇ・ｃｍ−３）、
ｘは、光子線が通過する材料または物体の厚さ、すなわち有意寸法（ｃｍ）である。
【００１６】
物体の密度の表示は、次の式で直接推定される。
【００１７】
【数３】
2007531890.tif 000003
【００１８】
したがって、検査する物体を挿入した場合と挿入しない場合の透過強度（それぞれＩとＩ０）、質量減衰係数μm、および実際に通過した物体の有意寸法ｘが分かっている場合に、前記物体の密度ρを決定することができる。
【００１９】
本発明は、光子線が通過する物体の材料の厚さｘと、エネルギー準位Ｅの光子線の透過強度Ｉとを測定し、これらの値を使用して、少なくとも１つの対照標準物体の密度に対するこの物体の密度ρの相対変化量（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を計算することを提案する。本発明の１つの特徴は、そのような材料の厚さ（物体の有意寸法）と光子線の強度の測定が、約１ミクロンの精度で行われるという事実にある。
【００２０】
検査する物体の密度ρの相対変化量は、次の式を使って得られる。
【００２１】
【数４】
2007531890.tif 000004
【００２２】
ここで、ρeは、基準密度として使用される物体の既知の密度であり、ｘeは、基準密度を有する物体内を通過した有意寸法である。
【００２３】
物体の化学組成に依存する質量減衰係数μmは、検査する物体と同じ化学組成を有する１つまたはいくつかの認定された完全に既知の標準物体から決定される。これは、標準物体に通過させることによって減衰した光子線の強度を測定する装置の較正のため、以下で説明するあるステップの中で決定される。
【００２４】
検査する物体が円形断面を有するとき、通過した有意寸法はその直径に対応する。検査する物体の形状が平行六面体のとき、通過した有意寸法は物体の幅である。
【００２５】
説明の残部において、物体１００の集合中の物体ｉと、物体１００の集合中の標準物体ｅを区別する必要があるとき、以下の表記を使用する。
添え字ｅｍａｓは、標準密度を有する物体に対する大きさを表し、例えばその有意寸法ｘemasを表す。
添え字ｅｄｉｍは、標準寸法を有する物体に対する大きさを表し、例えばその有意寸法ｘedimを表す。
【００２６】
本発明の第１の態様によれば、ある物体の集合に属する物体の密度を自動的に測定するシステムは、
前記物体の有意寸法を測定する装置と、
前記物体を通過させることにより減衰した光子線の強度を測定する装置と、
捕捉、処理および分析装置と、
物体を、その有意寸法を測定する装置と光子線の減衰強度を測定する装置の方に移送する手段と、
有意寸法を測定する装置に対する物体の位置を調整する第１の手段と、
減衰した光子強度を測定する装置に対する物体の位置を調整する第２の手段とを備え、
前記第１と第２の調整手段は、システムを構成する要素が取り付けられた支持板に対して約１ミクロンの精度で物体を移動させることができ、減衰強度を測定する装置に対する物体の位置は、前記物体の有意寸法に関連して調整される。
【００２７】
物体の有意寸法を測定する装置は、赤外線を使用する測定装置であることが好ましい。
【００２８】
物体を横切ることによって減衰した光子線の強度を測定する装置は、
放射源とコリメータで構成されたアセンブリと、
検出器とコリメータで構成されたアセンブリと、
ガンマ光子捕捉および計数システムとを有するガンマスペクトロメトリ測定装置とを備えるのが好ましい。
【００２９】
本発明は、移送手段と、物体の有意寸法を測定する装置および／または減衰強度を測定する装置に対する検査する各物体の位置を調整する手段とを使用し、前記位置調整手段は、約１ミクロンの精度を実現することができる。
【００３０】
第２の態様によれば、本発明は、ある物体の集合に属する物体（１００）の密度を自動的に測定するシステムを使用する方法に関し、
物体の有意寸法を測定する装置内の２つの赤外線アセンブリの位置を較正するステップ１と、
物体を通過させることによって減衰した光子線の強度を測定するために使用されるガンマスペクトロメトリ装置の照射支持体の位置を較正するステップ２と、
物体を通過させることにより減衰した光子線の強度を測定するために使用されるガンマスペクトロメトリ装置の照射源−検出器アセンブリの測定を較正するステップ３とを含む較正ステップと、
前記物体の集合内の各物体に行われる、物体の有意寸法を実際に測定するステップとを含む。
【００３１】
本発明によれば、実際の測定ステップは、
検査する物体の有意寸法を測定するステップ４と、
物体を照射支持体まで移送するステップ５と、
照射源および関連した検出器に対する照射支持体の位置を調整することによって物体の位置を調整するステップ６と、
物体を通った光子線の減衰強度を測定するステップ７と、
得られたスペクトルを捕捉し、処理し、分析するステップ８と、
標準密度を有する１つまたはいくつかの物体の密度に対する物体の密度の相対変化量△ρ／ρを定めるステップ９と、
物体を回転盤上の元の位置に戻す移送ステップ１０とを含む。
【００３２】
本発明による方法および装置は、高速で、高精度で、自動的または自動化することができ、また使いやすいという利点を有する。
【００３３】
本発明の１つの利点は、直線的光子減衰と微小計測法（ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ）を関連付けて、通過した物体の厚さの不十分な情報による不確実さを克服することにあり、これは、密度を測定する精度に直接影響を及ぼす。
【００３４】
詳細には、前記物体を横切ることにより減衰した光子強度を測定するために使用される装置に対する各物体の位置は、物体の有意寸法に関連して調整され、この位置は有意寸法を測定するために使用される装置によって決定されてきた。
【００３５】
本発明は、非限定的な例として添付図面により示された、以下の好適な実施形態の詳細な説明を読んだ後に、よりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１と図２はそれぞれ、ある物体の集合中の各物体１００の密度を光子減衰によって測定する一般システムの好適な実施形態の平面図と斜視図を示し、この密度は、標準密度すなわち対照として使用される前記物体のうちの少なくとも１つの物体の密度に対する密度の相対変化量を求めることによって定められ、この密度の測定は、前記物体１００の有意寸法ｘの事前測定と、前記物体１００に照射し通過する光子線の強度Ｉを使用する。
【００３７】
このシステムは、
物体１００の有意寸法を測定する装置２と、
物体１００を通過させることによって減衰した光子線の強度を測定する装置３０と、
捕捉、処理および分析装置２００と、
強度測定装置３０と寸法測定装置２のそれぞれに対する、物体１００の移送手段７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８と位置調整手段７４、７６、７８、９０、９２、９４、９６、９８とを備える。
【００３８】
図１に、捕捉、処理および分析装置２００の全体が図示的に示されている。具体的には、この装置は、本発明による物体１００の密度の自動的測定方法に使用される一連の命令と計算アルゴリズムを実行する専用ソフトウェアがインストールされたＰＣ型コンピュータ１７０を備える。
【００３９】
図３、図４および図５を参照すると、物体１００の有意寸法ｘを求めるために使用される赤外線放射装置２は、
第１の赤外線放射源４と第１の赤外線受信器６で構成された第１の赤外線アセンブリ４、６と、
第２の赤外線放射源８と第２の赤外線受信器１０で構成された第２の赤外線アセンブリ８、１０とを備える。
【００４０】
２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０は、生成する赤外線ビームの対応軸１２、１４が互いに平行で距離ｄだけ離されるように配列されている。製造業者によって決定されるこの距離ｄは、検査する物体１００の有意寸法ｘと同じ大きさになるように選択される。これは調整可能である。赤外線ビームは、示した例では同じ方向に向けられているが、様々な構成を想定し得る。
【００４１】
赤外線によって物体１００の有意寸法ｘを測定する装置２は、また、第２の赤外線アセンブリ８、１０に対して、第１の赤外線アセンブリ４、６の入力側に配置された光電子放射源１６と光電子受信器１８で構成された第３のアセンブリを有し、この第３のアセンブリが生成する光電子ビームは、軸１９を有する。示した例において、光電子ビームの軸１９は、赤外線ビームの軸１２、１４と平行であり、これらの軸と同じ平面にある。様々な構成が想定され得る。
【００４２】
赤外線によって物体１００の有意寸法ｘを測定する装置２は、移送手段および／または後で説明する３つのトランシーバアセンブリ４、６、８、１０、１６、１８に対する物体１００の位置を調整する手段と関連付けられる。
【００４３】
動作中、物体１００の有意寸法を測定する装置２は、３つのトランシーバアセンブリ４、６、８、１０、１６、１８が固定された状況で配置され、物体１００は、連続して、光電子ビーム、次に第１の赤外線ビーム、次に第２の赤外線ビームを遮るように移動する。
【００４４】
装置２は、２本の赤外線ビームの軸１２と１４の間の距離ｄが、標準寸法ｅｄｉｍを有する１つまたはいくつかの物体の有意寸法ｘedimとほぼ同じになるように較正される。この較正については後で説明する。したがって、物体１００（非標準）の有意寸法を測定する際、物体は、３つのトランシーバアセンブリ４、６、８、１０、１６、１８に対して移動し、第１の赤外線ビーム（図５。参照２２）の半分をまだ遮っておりかつ第２の赤外線ビームの全ては遮ってはいない少なくとも１つの位置を通過し、第２のビーム（図５。参照２４）の一部分は物体１００で遮られないまま第２のレシーバ１０に達する。
【００４５】
物体１００の有意寸法ｘは、この遮られないビーム部分に対応する赤外線応答ＲＩから推定される。この寸法は、以下のような関係によって得られる。
【００４６】
ｘ＝Ａ４・(ＲＩ４)＋Ａ３・(ＲＩ３)＋Ａ２・(ＲＩ２)＋Ａ１・(ＲＩ１)＋Ａ０
【００４７】
ここで、Ａ４、Ａ３、Ａ２、Ａ１、Ａ０は、標準寸法ｅｄｉｍを有する物体を少なくとも４つ使用し、既知の有意寸法ｘedim、ならびに、標準寸法ｅｄｉｍを有する前記物体各々を測定した赤外線応答ＲＩedimを、標準寸法を有する各物体につき１回づつ導入する同じ関係を適用することによって得られる係数である。
【００４８】
図４に示したように、第３のアセンブリ１６、１８の機能は、物体１００が方向２０に相対変位している間に物体１００がこの第３のアセンブリ１６、１８によって発生された光電子ビームを遮ったとき、２つの赤外線ビーム２２、２４の強度の事前調整を自動的にトリガすることである。この動作の目的は、光学レンズの汚れのような環境的な外乱の影響を除去することである。これは、物体１００の測定操作自体の３０秒前までに行われなければならない。
【００４９】
物体１００の有意寸法ｘを測定する上での精度は、物体１００の３つのトランシーバアセンブリ４、６、８、１０、１６、１８に対する相対変位の精度に依存し、したがって移送手段および／または位置調整手段の性能と較正に依存する。この態様は、後でより詳細に説明される。
【００５０】
本発明によれば、光子線の強度Ｉは、図１、図２および図８に示したように、ガンマスペクトロメトリ装置３０を使って物体１００に照射し通過した光子線の強度を測定することによって測定される。この装置は、
光子照射源とコリメータ３２で構成されたそれ自体既知のタイプのアセンブリと、
検出器とコリメータ４０で構成されたそれ自体既知のタイプのアセンブリと、
それ自体既知のタイプの捕捉および計数システム４８とを備える。
【００５１】
説明を単純化するため、以下では光子照射源を、「照射源（ｓｏｕｒｃｅ）」と呼ぶ。
【００５２】
測定装置３０の様々な構成要素は、一般システムの必須性能とシステムが動作する環境とに関連したいくつかの制約を受ける。これらの制約は、特に照射源の強度、照射源のタイプ、および捕捉および計数システムの性能に関連する。
まず、照射源の強度は、測定結果の統計的ばらつきが、対照基準物体の密度に対する検査する物体の密度の違いによる計数変化量より、かなり小さくなるようなものでなければならず、
照射源エネルギーは、検査する物体の密度の小さな変化量に従い、きわめて優れたコントラストを示せなければならず、
照射源の半減期は、産業環境内で制約になるほど短すぎてはならず、
最後に、照射源の強度とエネルギーは、電子捕捉および計数システムの処理能力（不感時間、スタッキング、飽和など）に適合しなければならない。
【００５３】
好適な実施形態において、照射源は、少なくとも１０ｍＣｉの放射能を有する133Ｂａで作成される。不感時間および／または飽和の影響をなくすために、１５０ｍＣｉを超えない放射能を有する照射源を使用することが好ましい。測定継続時間は、照射源の放射能に反比例する。
【００５４】
図６に、これらの様々な制約に適合する照射源−コリメータアセンブリのコリメータ３２の例示的な実施形態を図示する。照射源の近くで作業する人を保護するために、照射源を収容するキャビティ３６を画定する保護型枠３４を含む。ガンマ光子線は、コリメーションスリット３８によってガイドされる。
【００５５】
図示した例示的な実施形態によれば、照射源のコリメータ３２は、鉛で作成され、その外形寸法は、高さ６０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍである。照射源は、直径６．１ｍｍ、高さ９．５ｍｍのキャビティ３６に収容された１０ｍＣｉの放射能を有する133Ｂａ照射源である。コリメーションスリット３８は、長さ３０ｍｍ、幅６ｍｍ、高さ４ｍｍである。
【００５６】
図７に、検出器−コリメータアセンブリ内のコリメータ４０の例示的な実施形態を示す。コリメータ４０は、照射源から出力されコリメーションスリット３８の外部に放射されたγ線が検出器４９によって検出されないようにする保護型枠４２、コリメーションスリット４４、および保護型枠４２によって画定された検出器４９を収容するためのキャビティ４６を有する。
【００５７】
示した例示的な実施形態において、検出器４９のコリメータ４０は鉛で作成され、その外形寸法は、直径１４０ｍｍ、長さ１２０ｍｍであり、その内側寸法は、直径８０ｍｍ、長さ２００ｍｍである。コリメーションスリットは、高さ４ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ３０ｍｍである。
【００５８】
保護型枠４２の鉛は、鉛よりもγ線を減衰させるタングステンで置き換えられてもよく、これは、保護型枠４２の厚さを小さくするという利点を有するが、タングステンの欠点は、価格が鉛の価格よりも高いことである。
【００５９】
以下では、説明を単純にするために、照射源−コリメータアセンブリは、単に「照射源」と呼び、参照３２で示す。検出器コリメータアセンブリは、単に「検出器」と呼び、参照４０で示す。
【００６０】
照射源−検出器間の距離は、適切に選択される。
【００６１】
好適な実施形態によれば、図８に示した捕捉および計数システム４８は、
前置増幅器を有した高純度ゲルマニウムＧｅダイオード［ＨＰ］の形態の検出器４９と、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０と、
高電圧モジュール５４と、
捕捉およびインタフェースネットワークモジュール（ＡＩＭ）５６と、
ＰＣ型データ捕捉コンピュータ１７０（図１）とを備える。
【００６２】
必要に応じて、捕捉および計数システムは、Ｇｅダイオード［ＨＰ］のコールドフィンガを一定温度に維持する液体窒素タンクで構成されたクライオスタット６０を備える。クライオスタット６０は、ドップラー効果を最小限に抑え、きわめて優れた信号分解能を提供する利点を有し、測定値が検出器４９の加熱によって乱されない。
【００６３】
前置増幅器は、Ｇｅダイオード［ＨＰ］に組み込まれることが好ましい。このことは電気ケーブルによる容量効果を最小にする利点を有し、電子騒音を低下させる。また、前置増幅器は信号をフィルタリングし整形する。
【００６４】
この場合、信号は、信号処理モジュール５０を使用してデジタル化され、次にメモリに入れられる。
【００６５】
得られた情報の集合によって、γ線スペクトルが構成される。換言すると、そのエネルギーの働きとして、パルス数を異なるチャネルに分類するヒストグラムが構成される。
【００６６】
データは、捕捉およびインタフェースネットワークモジュール５６、トランシーバ６３、ネットワークカード５９を介して、信号処理モジュール５０と、捕捉、処理および分析装置２００のコンピュータ１７０との間で伝送される（矢印６２）。図示した例において、捕捉、処理および分析装置２００と捕捉および計数システム４８は、同じコンピュータ１７０を使用するが、２つの別個のコンピュータを有する構成も想定されうる。
【００６７】
この捕捉および計数システム４８は、特に、計数率が高い場合に適している。
【００６８】
さらに、物体１００に照射する光子線の強度を測定するガンマスペクトロメトリ装置３０の使用における別の制約は、捕捉および計数システム４８の計数時間に関連し、計数時間は、検査する物体１００の製造速度を考慮しなければならない。
【００６９】
本発明によれば、計数時間は、システム入力データでもよく、以下の理論関係により出力される計算結果でもよい。
【００７０】
【数５】
2007531890.tif 000005
【００７１】
立体角は４πＤ２で近似される。ここで、
Ａ(ｔ)は、照射源の放射能（Ｂｑ）であり、
Ｄは、照射源とコリメーションウィンドウ間の距離（ｍｍ）であり、
Ｓは、検出器コリメーションウィンドウの表面積（ｍｍ２）であり、
αは、計数がポアソン分布に従う場合の信頼区間の幅であり、
εは、光子検出器の全吸収効率であり、
Ｉは、物体を横切ることにより減衰した、エネルギーＥにおける光子線の強度（γ・ｓ−１）であり、
Ｉｏは、エネルギーＥにおける光子線の減衰していない強度（γ・ｓ−１）であり、
Ｒ０＝Ｉ／Ｉ０は、照射源から出力された単色光子が通過する物体の透過係数であり、
Σは、ヒットのうち、計測スペクトルで記録されたヒット総数であり、
Ｐは、エネルギーピークＥに含まれるヒット総数であり、
βsec＝β／１０  は、安全計数１０によって割り当てられたβの値であり、
ここで、β＝△ρ／ρであり、
また、ρは物体の密度である。
【００７２】
物体１００を通過することにより減衰した強度Ｉを測定する精度は、特に、前記物体１００の照射源３２に対する位置に依存する。したがって、位置調整手段の性能と較正に依存する。これらの態様については後でより詳細に説明する。
【００７３】
様々な移送手段７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８と、位置調整手段７４、７６、７８、９０、９２、９４、９６、９８は、システムを全体的に示す図１と図２に示されている。これらの手段の目的は、物体１００を各測定装置２、３０へ移送することや、各測定装置２、３０を構成する要素に対する物体１００の相対位置を調整するために使用されるである。
【００７４】
支持板１５０は、一般システムの構成要素、すなわち有意寸法を測定するために使用される装置２、ビームの減衰強度を測定するために使用される装置３０、移送手段、第１の調整手段、および第２の調整手段を支持する。変位方向は、図２に座標系１５２によって図式的に示されている。変位は、支持板１５０の水平面（Ｘ，Ｙ）内か支持板１５０の水平面（Ｘ，Ｙ）と垂直なＺ垂直方向に起こる。
【００７５】
移送手段７０、７２は、装置２が前記物体１００の有意寸法を測定する第１の位置に物体１００を移送するように設計される。移送手段７０、７２は、ステッピングモータ７２によって作動される水平な回転盤７０を有し、両方とも支持板１５０に取り付けられている。示した例において、回転盤７０は、物体位置を１２個有する。
【００７６】
第１の調整手段７４、７６、７８は、物体１００の有意寸法ｘを測定するために使用される２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０に対する物体１００の位置を調整するように設計される。
【００７７】
調整手段７４は、Ｘ方向に沿って向けられたスライド機構であり、Ｘ方向に沿って、寸法を測定するために使用される赤外線装置２の台座２６と回転盤７０とが配置されている。
【００７８】
２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０は、赤外線ビームの軸１２、１４がＸ方向と平行になるように台座２６に取り付けられる。所定の集合の物体の寸法が実質的にすべてほぼ同じ大きさの場合は、このＸ方向に沿った台座２６と回転盤７０との相対位置は、所定の集合の物体に関する一連の測定の開始時に一度だけ調整されることが好ましい。
【００７９】
調整手段７６はアクチュエータであり、その機能は、第１の赤外線アセンブリ４、６をＹ方向に沿って第２の赤外線アセンブリ８、１０に近づけるかまたは遠ざけることである。第１の赤外線アセンブリ４、６のＹ方向に沿ったこの変位は、物体１００を２つの赤外線ビームに対して約１ミクロンの精度で位置決めしてその有意寸法ｘ（直径または厚さ）を測定する手段を提供する。
【００８０】
調整手段７８はアクチュエータであり、その機能は、台座２６をＺ方向に沿って移動させることである。台座２６がスライド機構７４から出るのを防ぐために、この変位の大きさは比較的小さい。台座のＺ方向の変位は、その有意寸法ｘを約１ミクロンの精度で測定するために用いる物体１００の寸法を得る手段を提供する。
【００８１】
移送手段７０、７２、８０、８２、８４、８６、８８は、物体１００を、装置２が有意寸法ｘを測定する第１の位置から装置３０が光子線の減衰強度Ｉを測定する第２の位置の方に移動させる機能をも行う。これらの手段は、ステッピングモータ７２によって駆動される回転盤７０を有する。回転盤７０上にはいくつかの物体１００が円形に配置され、前記板７０の回転により角度Ａの角度変位を実行した後、物体１００をその第１の測定位置に移送する操作と、前にあった物体１００を中間位置に運ぶためにその第１の測定位置から移動させる操作からなる２つの同時操作が実行される。図１と図２に示した例において、この角度Ａは９０°である。移送手段は、また、回転盤７０上に取り付けられた物体１００をその中間位置で把握し、物体を照射源のコリメータ３２と検出器のコリメータ４０との間に配置された照射支持体９０上に移送するハンドリングアーム８０を有する。図２に示した例において、ハンドリングアーム８０は、中間部分８４に関節接続された把握クランプ８２を有し、中間部分８４自体も、ガイドレール８８に沿って支持板１５０のＸ方向に並進することができるアクチュエータ８６に関節接続されている。クランプ８２の締め／緩め運動、中間部分８４のまわりのクランプ８２の枢動、およびアクチュエータ８６に対する部分８４の枢動は、アクチュエータ（図示せず）によって制御される。
【００８２】
第２の調整手段９０、９２、９４、９６、９８の機能は、前記物体１００を通過したビームの強度を測定するガンマスペクトロメトリ装置３０の照射源３２と検出器４０とに対して物体１００の位置を調整することである。第２の調整手段は、物体１００が取り付けられた照射支持体９０を備える。この照射支持体９０は、物体１００が前記照射支持体９０上の安定した平衡位置に自動的に取り付けられるような、詳細には物体１００が照射支持体９０に対して支持板１５０のＸ方向に移動しないようなＶ字形断面を有する上面９２あるいは他の同等の手段を有する。照射支持体９０は、スライド機構７４と同期していることが好ましいスライド機構９４により、支持板１５０のＸ方向に沿って位置決めされる。所定の物体の集合１００に対し、この位置調整は、所定の物体の集合に対応する一連の測定の最初に一度だけ行われる。照射支持体９０は、アクチュエータ９６によって支持板１５０のＹ方向に移動され、アクチュエータ９８によって支持板１５０と垂直なＺ方向に移動されてもよい。アクチュエータ９６と９８を使用して行われる位置調整によって、物体は、実質的に照射源３２の対応するコリメータと検出器４０のスリットの（Ｚ方向の）中間に置かれる。
【００８３】
さらに、有意寸法ｘを測定した物体のまさにその寸法で光子線の強度Ｉが測定されるように、物体をＹ方向に沿って約１ミクロンの精度で位置決めする必要がある。この位置調整は、物体が照射支持体９０の上側面９２で止まるまで物体を動かすことによって行われる。例えば、物体に圧縮空気をＹ方向に吹き付けるブローイング装置（図示せず）を使用する吹きつけ操作によって物体はこの止め部と接触され、物体を照射支持体９０の止め部９３と接触させる。
【００８４】
図１は、様々なアクチュエータ７６、７８、８６、９６、９８の自由に並進運動する変位部品ならびに回転盤７０を回転させるステッピングモータ７２と、制御および操縦ユニット１６０との間の適切な接続手段１８０による接続を示す。これらユニット１６０は、システムの機構と自動化を制御し、他の適切な接続手段１９０によって、捕捉、処理および分析装置２００のコンピュータ１７０のシステムユニット１７２に接続される。
【００８５】
次に、所定の集合の物体１００に含まれる、標準密度または基準密度として選択した１つまたはいくつかの物体の密度ρemasと比較することによって、同じ物体の集合１００の中の各物体の密度ρを定める方法を説明する。
【００８６】
この方法は、方法の様々なステップを自動的に実行する一連の命令を翻訳するアルゴリズムと共に使用される。
【００８７】
本発明による方法は、所定の物体の集合の一連の測定の開始前に一度だけ行われる予備較正ステップと、前記物体の集合中の各物体１００に行われる実際の測定ステップとを含む。図９Ａと図９Ｂに、この方法のすべてのステップを概略的に示す。
【００８８】
較正ステップは、所定の時間順序（ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ）に従い、システムの以下の構成要素に関連する。
ステップ１：物体１００の有意寸法を測定する装置２の２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の位置を較正する。
ステップ２：物体１００を横切ることにより減衰した光子線の強度を測定するガンマスペクトロメトリ装置３０の照射支持体９０の位置を較正する。
ステップ３：装置３０の照射源−検出器アセンブリ３２、４０の測定を較正する。
【００８９】
図１０に、２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の位置較正ステップ１を示す。
【００９０】
この較正ステップ１は、標準寸法ｅｄｉｍを有する１つまたはいくつかの物体の正確に分かっている有意寸法ｘedimに関連してそれぞれ２つの放射源４、８により放射される赤外線ビーム間の距離ｄを定めるために、第１の赤外線アセンブリ４、６の第２の赤外線アセンブリ８、１０に対するＹ方向の位置を調整することを含む。実際には、距離ｄは、第１の赤外線アセンブリ４、６を、位置ＹFIXに固定されたままの第２の赤外線アセンブリ８、１０から離れるＹ方向に徐々に移動し、第１の赤外線アセンブリ４、６の各位置での物体の赤外線応答を測定することにより決定される。
【００９１】
２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の位置較正ステップ１は、まずオペレータが対話式モジュールを使って一連の入力パラメータを入力することを含む。これらのパラメータには以下のものがある。
微小変位（ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を有する構成要素の構成、すなわち位置、速度、加速度などの動力学を管理するアクチュエータ７６、７８の構成。
回転盤７０の構成、すなわち任意の物体１００、標準寸法物体ｅｄｉｍ、標準密度物体ｅｍａｓ、自由位置（ｆｒｅｅ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）などの回転盤７０上の様々な位置を占める物体の性質。
回転盤７０上の標準寸法物体ｅｄｉｍの位置（この位置は、示した例では１から１２まで変化する数）。
物体ｅｄｉｍの底部に対する寸法ｚedimに対応する、装置２の台座２６のＺ方向に沿った位置Ｚmeasure。
第１の赤外線アセンブリ４、６のＹ方向の変位間隔を制限する位置Ｙ（１）およびＹ（Ｎ）。
μmで表した、第１の赤外線アセンブリ４、６のＹ方向の変位であるステップＩＮＴ（（ＹDEP−ＹARR）／ＩＮＴ  この値は整数でなければならない）。
【００９２】
２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の位置を較正するステップ１は、以下の自動化された操作を含む。
ａ）アクチュエータ７８の動作によりＺmeasure位置まで台座２６をＺ方向に変位させる。
ｂ）標準寸法物体ｅｄｉｍを装置２に対する初期測定位置まで移送するため、回転盤７０を角度変位させる。
ｃ）アクチュエータ７６の動作により開始位置Ｙ（１）まで第１の赤外線アセンブリ４、６をＹ方向に変位させる。
ｄ）位置Ｙ（１）と位置Ｙ（Ｎ）の間の位置ＹFIXに固定された第２の赤外線アセンブリ８、１０から離れるように第１の赤外線アセンブリ４、６をＹ方向にＩＮＴの連続増分だけ漸進的に変位させる。また同時に、物体ｅｄｉｍの各位置Ｙ（ｎ）に対応する赤外線応答ＲＩ（ｎ）を次のように測定する。
ｄ−１）標準寸法物体ｅｄｉｍをその最終測定位置に移送するため、回転盤７０を角度変位させる。
ｄ−２）前記標準寸法物体ｅｄｉｍの赤外線応答ＲＩ（ｎ）を測定する。
ｄ−３）標準寸法物体ｅｄｉｍをその初期測定位置に移動するため、回転盤７０を角度変位させる。
ｅ）次の最適赤外線応答を計算する。
【００９３】
【数６】
2007531890.tif 000006
【００９４】
ここで、ＲＩMINは、赤外線応答の最小飽和値であり、較正の始めの時点で、２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の間の離間距離は、標準寸法物体ｅｄｉｍの有意寸法ｘedimよりかなり小さく、結果的に、第１の赤外線ビームの５０％が物体ｅｄｉｍによって遮られたとき、その物体ｅｄｉｍによって第２の赤外線ビームの１００％が遮られる。この場合、第１の赤外線応答は同一のいわゆる「飽和」値ＲＩMINを有する。また、ＲＩMAXは、赤外線応答の最大飽和値であり、較正の終わりの時点で、２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の間の離間距離は、標準寸法物体ｅｄｉｍの有意寸法ｘedimよりかなり大きく、結果的に、第１の赤外線ビームの５０％が物体ｅｄｉｍによって遮られたとき、その物体ｅｄｉｍｎによって第２の赤外線ビームは全く遮られない。この場合、最後の赤外線応答は、同一のいわゆる「飽和」値ＲＩMAXを有する。
ｆ）第１の赤外線アセンブリ４、６の第２の赤外線アセンブリ８、１０に対する最適位置ＹOPTを計算する。最適赤外線応答ＲＩOPTは、前に計算した赤外線応答の、第１の赤外線アセンブリ４、６の２つの位置Ｙ（ｊ）およびＹ（ｋ）にそれぞれ対応した２つの連続した値ＲＩ（ｊ）とＲＩ（ｋ）の間にある。最適位置ＹOPTは、これらの値から次のように推論される。
【００９５】
【数７】
2007531890.tif 000007
【００９６】
前述の操作ａ）〜ｆ）では、必要な数の標準寸法物体ｅｄｉｍを使用して繰り返すことができる。
【００９７】
２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の位置を較正するステップ１の最終部で、物体の有意寸法にほぼ対応する２つの赤外線アセンブリ４、６、および８、１０の間の最適距離ｄ（ｄ＝||ＹFIX−ＹOPT||）を具体的に含む第１の較正ファイルが作成される。
【００９８】
図１１に、物体１００を通過したことにより減衰した光子線の強度を決定するガンマスペクトロメトリ装置３０の照射支持体９０の位置較正ステップ２を概略的に示す。
【００９９】
この較正ステップ２は、１つまたはいくつかの標準密度物体ｅｍａｓの正確に分かっている密度ρに関連して、光子線を通した物体１００が配置された照射支持体９０の上面９２のＺ方向の位置ＺOPTを定めるために、照射源３２および関連した検出器４０に対する照射支持体９０のＺ方向の位置を調整することを含む。実際には、位置ＺOPTは、照射支持体９０をＺ方向に少しずつ動かし、この照射支持体の各位置で数回、照射支持体９０に取り付けられた標準密度物体ｅｍａｓに照射することによって決定される。これは、４次多項式回帰の最小値を計算することによって定められる。これは、各標準密度物体ｅｍａｓの有意寸法ｘemasを決定するステップを含む。
【０１００】
装置３０の照射支持体９０の位置を較正するステップ２は、まず、オペレータが対話式モジュールを使って一連の入力パラメータを入力するステップを含む。これらのパラメータには、以下のものがある。
微小変位を有する構成要素の構成、すなわち位置、速度、加速度などの動力学を管理するために使用されるアクチュエータ９６、９８の構成。
回転盤７０の構成、すなわち任意の物体１００、標準寸法物体ｅｄｉｍ、標準密度物体ｅｍａｓ、自由位置など、回転盤７０上の様々な位置を占める物体の性質。
回転盤７０上の標準密度物体ｅｍａｓの位置（この位置は、示した例では１から１２に変化する数である）。
測定継続時間または計数時間。
照射支持体９０のＺ方向の変位間隔を制限する位置Ｚ（１）およびＺ（Ｎ）。
照射支持体が占める各位置Ｚ（ｉ）（ｉ＝１，．．．，Ｎ）での、物体通過により減衰した光子強度測定の回数Ｍ。
【０１０１】
次に、装置３０の照射支持体９０の位置を較正するステップ２は、以下の自動化された操作を含む。
ａ）後述するステップ４による、標準密度物体の有意寸法ｘemasの測定。
ｂ）把握アーム８０によって把握される中間位置に標準密度物体ｅｍａｓを移送するための回転盤７０の角度Ａの角度変位。
ｃ）以下の副操作を含む、照射支持体９０上の物体ｅｍａｓの位置決め。
ｃ−１）アクチュエータ９８の動作による、照射支持体９０の下方とＺ方向の変位。
ｃ−２）アクチュエータ８６の動作による、ハンドリングアーム８０をその待機位置から物体ｅｍａｓの中間位置と垂直方向に一致させる変位。
ｃ−３）アクチュエータ８６の動作による、ハンドリングアーム８０による物体ｅｍａｓの把握と、照射支持体９０の上面９２と垂直方向に一致するまで物体の移送。
ｃ−４）アクチュエータ９８の動作による、照射支持体９０のＺ方向上方の位置Ｚ（１）まで変位。
ｃ−５）アクチュエータ８６の動作による、ハンドリングアーム８０を使用した物体ｅｍａｓの照射支持体９０の上面９２への下降。
ｃ−６）アクチュエータ８６の作動による、ハンドリングアーム８０のその待機位置までの変位と復帰。
ｃ−７）例えば以下のように行われるブローイング操作によって、物体ｅｍａｓをＹ方向に上面９２の止め部と接触させる。
物体がシステム内に設けられたブローイング装置に対向するいわゆるブローイング位置まで照射支持体９０をＺ方向下方に変位させる。
ブローイング装置から圧縮空気をＹ方向に物体ｅｍａｓ上に吹きつけ、物体ｅｍａｓを照射支持体９０上の止め部９３と接触させる。
ｄ）照射源３２および関連した検出器４０に対する照射支持体９０の位置を実際に調整する。この操作は、以下の副操作を含む。
ｄ−１）照射支持体９０の所定位置Ｚ（１）と所定位置Ｚ（Ｎ）間のＺ方向の漸進的変位。
ｄ−２）各位置Ｚ（ｉ）（ｉ＝１，．．．，Ｎ）で、標準密度物体ｅｍａｓにＭ回光子線を照射する。これにより、減衰強度値の組Ｉ（ｉ，ｊ）が得られる。ここで、ｉ＝１，．．．，Ｎは、照射支持体９０が占める連続位置Ｚ（ｉ）の数を表し、ｊ＝１，．．．，Ｍは、各位置Ｚ（ｉ）で行われた照射の回数を表わす。
ｄ−３）減衰強度Ｉ（ｉ，ｊ）と対する位置Ｚ（ｉ）の４次多項式回帰から照射支持体９０の最適位置ＺOPTを計算する。この４次多項式回帰は、捕捉、処理および分析装置２００のデータ項目として事前に決定され積分される。
ｅ）回転盤７０上の標準密度ｅｍａｓを有する物体を、前述のｃ−１）〜ｃ−６）と同じ副操作を逆順にした一連の操作を使用して逆方向に移送する。
【０１０２】
物体１００を通ったことによって減衰した光子線の強度を測定するガンマスペクトロメトリ装置３０の照射支持体９０の位置を較正するステップ２が完了した後で、照射支持体９０のＺ方向の最適位置ＺOPTを具体的に含む第２の較正ファイルが作成される。
【０１０３】
ガンマスペクトロメトリ決定装置３０の測定を較正するステップ３は、以下の自動化された操作を含む。
ａ）基準として使用する標準密度物体ｅｍａｓを通すことにより減衰した光子強度Ｉemasの測定。
ｂ）次の関係式を使って、標準密度物体の減衰質量係数μmを計算し、次に物体の集合中のすべての物体の減衰質量係数を計算する。
【０１０４】
【数８】
2007531890.tif 000008
【０１０５】
物体１００を通ったことにより減衰した光子線の強度を測定するガンマスペクトロメトリ装置３０の測定を較正するステップ３の最終部において、標準密度物体ｅｍａｓを通過したことにより減衰した光子強度Ｉemasを具体的に含む第３の較正ファイルが作成される。
【０１０６】
実際の決定ステップは、また、所定の時間順序に従い、以下の操作と関係する。
ステップ４：検査する物体１００の有意寸法ｘを測定する。
ステップ５：物体１００を照射支持体９０の方に移送する。
ステップ６：照射源３２および関連した検出器４０に対する照射支持体９０の位置を調整することによって物体１００の位置を調整する。
ステップ７：物体１００を通された光子線の減衰強度Ｉを測定する。
ステップ８：得たスペクトルの捕捉、処理および分析を行う。
ステップ９：１つまたはいくつかの標準密度物体ｅｍａｓの密度に対する物体１００の密度の相対変化量△ρ／ρを決定する。
ステップ１０：物体１００を回転盤７０上の元の位置まで逆方向に移送する。
【０１０７】
図１３に、検査する物体１００の有意寸法ｘを測定するステップ４を概略的に示す。このステップは、まず、オペレータの対話式モジュールを用いた一連の入力パラメータの入力を含む。これらのパラメータは、次のものを含む。
微小変位を有する構成要素の構成、すなわち位置、速度、加速度などの動力学を管理するために使用されるアクチュエータ７６、７８の構成。
回転盤７０の構成、すなわち、任意物体１００、標準寸法物体ｅｄｉｍ、標準密度物体ｅｍａｓ、自由位置などの回転盤７０上の様々な位置を占める物体の性質。
回転盤７０上の物体１００の位置（示した例ではこの位置は１から１２まで変化する数）。
物体の台座に対する物体１００の寸法Ｚに対応する、装置２の台座２６のＺ方向の位置Ｚmeasure。
各標準寸法物体ｅｄｉｍ（ｎ）（ｎ＝１，．．．，Ｎ）の赤外線測定の回数Ｐ（Ｎは標準寸法物体の数）。
物体１００の赤外線測定の回数Ｑ。
【０１０８】
検査する物体１００の有意寸法ｘを測定するステップ４は、また、ステップ１から出力された第１の較正ファイルに含まれるデータを使用する。
【０１０９】
検査する物体１００の有意寸法ｘを測定するステップ４は、以下の自動化された操作を含む。
ａ）アクチュエータ７８の動作による、台座２６の位置ｚmeasureまでのＺ方向の変位。
ｂ）アクチュエータ７６の動作による、第１の赤外線アセンブリ４、６の次の式で定義された位置ＹmeasureまでのＹ方向の変位。
【０１１０】
Ｙmeasure＝ＹOPT＋(ｘedim−ｘedimAVE)
【０１１１】
ここで、ＹOPTは、較正ステップ１で得られた最適位置であり、この値は第１の較正ファイルに含まれ、
ｘedimは、較正ステップ１中で使用された標準寸法物体ｅｄｉｍの寸法であり、この値は第１の較正ファイルに含まれ、
ｘedimAVEは、すべての標準寸法物体ｅｄｉｍの有意平均寸法であり、この値は製造業者から与えられる。
ｃ）Ｎ個の標準寸法物体ｅｄｉｍ（ｎ）（ｎ＝１，．．．，Ｎ）の赤外線応答ＲＩ（ｐ）をＰ回（ｐ＝１，．．．，Ｐ）繰り返し測定する。これにより値の組ＲＩ（ｎ，ｐ）が得られる。
ｄ）物体１００の有意寸法ｘを以下のように計算する。
ｄ−１）有意寸法ｘedim（ｎ）が既知である各標準寸法物体ｅｄｉｍ（ｎ）の赤外線応答の平均
ＲＩedimAVE＝(ΣＲＩ(ｎ，ｐ))／Ｐ
を計算し、有意寸法ｘedim（ｎ）の４次多項式回帰を用いて、次の関係であらわされる係数Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を計算する。
【０１１２】
ｘedim(ｎ)＝Ａ４・(ＲＩedimAVE(Ｎ))４＋Ａ３・(ＲＩedimAVE(ｎ))３＋Ａ２・(ＲＩedimAVE(ｎ))２＋Ａ１・(ＲＩedimAVE(ｎ))１＋Ａ０
【０１１３】
ｄ−２）検査する物体１００の赤外線応答ＲＩ（ｑ）をＱ回（ｑ＝１，．．．，Ｑ）繰り返し測定し、これらの赤外線応答の平均ＲＩ＝ΣＲＩ（ｑ）／Ｑを計算し、次の関係式によって物体１００の必要有意寸法ｘを計算する。
【０１１４】
ｘ＝Ａ４・(ＲＩ)４＋Ａ３・(ＲＩ)３＋Ａ２・(ＲＩ)２＋Ａ１・(ＲＩ)１＋Ａ０
【０１１５】
検査する物体１００を照射支持体まで移送するステップ５は、前に詳述した較正ステップ２の一連の副操作ｂ）およびｃ）を繰り返す自動化されたステップである。
【０１１６】
照射源３２および関連した検出器４０に対する物体１００の位置を調整するステップ６は、前に詳述した較正ステップ２の副操作ｄ）を繰り返す自動化されたステップである。
【０１１７】
物体１００を通すことにより減衰した光子線の光子強度Ｉを測定するステップ７は、既知の方法で捕捉、処理、分析する放射能測定からなる。
【０１１８】
得られたスペクトルの捕捉、処理および分析ステップ８は、捕捉、処理および分析装置２００のコンピュータ１７０にある専用ソフトウェアによって実行される既知の計算アルゴリズムを使用する自動化されたステップである。
【０１１９】
図１４に、１つまたはいくつかの標準密度物体ｅｍａｓの密度に対する物体１００の密度の相対変化量△ρ／ρを測定するステップ９を概略的に示す。これは、次の式と前述のステップで決定されたデータを使用する自動化された計算ステップである。
【０１２０】
【数９】
2007531890.tif 000009
【０１２１】
物体１００を回転盤７０上の元の位置に戻す移送ステップ１０は、前に詳述した較正ステップ２の副操作ｅ）を繰り返す自動化されたステップである。
【０１２２】
これまで説明した方法は、専用ソフトウェアを使用して実行される。このソフトウェアは、５つの独立したモジュールと、該５つのモジュールのうちオペレータが選択する１つを実行する対話型メインメニューを含む。該５つのモジュールは、以下の機能を含む。
第１のモジュール：実際に密度を測定する較正ステップ３およびステップ４〜１０を含み、物体の密度を測定する。
第２のモジュール：物体の有意寸法を測定する。
第３のモジュール：有意寸法を測定する装置の位置を較正する。
第４のモジュール：減衰した光子強度を測定する装置の位置を較正する。
第５のモジュール：データファイルを管理する。
【実施例】
【０１２３】
前述のシステムおよびプロセスは既に試験済みである。
【０１２４】
照射源は、１０ｍＣｉの放射能を有する133Ｂａ放射源であった。捕捉持続時間は約２０分であった。
【０１２５】
表Ｉに示したような直径、高さおよび密度の特性を有する１組の酸化ウラン（ＵＯ２）ペレット７個に測定を行った。
【０１２６】
【表１】
2007531890.tif 000010
【０１２７】
【表２】
2007531890.tif 000011
【０１２８】
ペレット３は、標準ペレットとして使用される。
【０１２９】
測定の目的は、本発明によるシステムおよびプロセスを使って、標準ペレット（ペレット３）の密度に対するペレット（１、２、４、５、６、７）の密度の相対変化量を正確に定めることである。次の関係が適用できる。
【０１３０】
【数１０】
2007531890.tif 000012
【０１３１】
「未知」と想定されたペレットの直径は、赤外線によって有意寸法（この場合はペレットの直径）を測定するステップによって得られる。
【０１３２】
表ＩＩに、６個の各ペレットに関してガンマスペクトロメトリによって得られた計数の結果を示す。これらは、前述のような方法時間順序を慎重に考慮して得られた。
【０１３３】
【表３】
2007531890.tif 000013
【０１３４】
測定した密度変化量の標準差異（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を、不確かさの伝播（ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）の計算により概算した。表ＩＩＩは、これらの結果をペレット製造業者から提供された理論的差異と比較した表である。
【０１３５】
【表４】
2007531890.tif 000014
【０１３６】
【表５】
2007531890.tif 000015
【０１３７】
図１５にこれらの結果をグラフで示す。○は、測定による△ρ／ρの値を表わし、×は、製造業者から提供された△ρ／ρの値を表わす。間隔は、製造業者から供給されたデータから計算した標準差異を表わす。
【０１３８】
以上の結果から、本発明によるシステムと方法が、標準物体として選択したペレットに対して約６×１０−３の密度の相対変化量を検出できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】物体の有意寸法を測定しまた密度を測定する一般システムの上面図である。
【図２】物体の有意寸法を測定しまた密度を測定する一般システムの斜視図である。
【図３】赤外線によって物体の有意寸法を測定する装置の上面図と、この有意寸法を測定する方法の３つの段階のうち１つ目の段階である。
【図４】赤外線によって物体の有意寸法を測定する装置の上面図と、この有意寸法を測定する方法の３つの段階のうち２つ目の段階である。
【図５】赤外線によって物体の有意寸法を測定する装置の上面図と、この有意寸法を測定する方法の３つの段階のうち３つ目の段階である。
【図６】光子照射源内のコリメータの斜視断面図である。
【図７】ガンマ光子検出器内のコリメータの斜視断面図である。
【図８】捕捉および計数システムを示す線図である。
【図９Ａ】物体の密度を測定する方法の、事前の較正ステップを示す。
【図９Ｂ】物体の密度を測定する方法の、実際の測定ステップを示す。
【図１０】本方法の第１のステップを示す図であり、このステップは、有意寸法を測定する装置の位置を較正するステップである。
【図１１】本方法の第２のステップを示す図であり、このステップは、減衰した光子強度を測定する装置の位置を較正するステップである。
【図１２】本方法の第３のステップを示す図であり、このステップは、減衰した光子強度を測定する装置の測定を較正するステップである。
【図１３】本方法の第４のステップを示す図であり、このステップは、物体の有意寸法を測定するステップである。
【図１４】本方法の第９のステップを示す図であり、このステップは、１つまたはいくつかの基準物体の相対変化量に対する物体の密度の相対変化量を測定するステップである。
【図１５】標準物体または基準物体のうちの１つの物体の密度に対する所定の物体の集合のうちの物体の密度の相対変化量を示すグラフであり、本発明によって得られた密度のこの相対変化量を、物体製造業者から提供される理論密度の相対変化量と比較する。
【図１】
2007531890.tif 000018
【図２】
2007531890.tif 000019
【図３】
2007531890.tif 000020
【図４】
2007531890.tif 000021
【図５】
2007531890.tif 000022
【図６】
2007531890.tif 000023
【図７】
2007531890.tif 000024
【図８】
2007531890.tif 000025
【図９Ａ】
2007531890.tif 000026
【図９Ｂ】
2007531890.tif 000027
【図１０】
2007531890.tif 000028
【図１１】
2007531890.tif 000029
【図１２】
2007531890.tif 000030
【図１３】
2007531890.tif 000031
【図１４】
2007531890.tif 000032
【図１５】
2007531890.tif 000033
【国際調査報告】
2007531890.tif 000034
2007531890.tif 000035
2007531890.tif 000036
2007531890.tif 000037
2007531890.tif 000038
2007531890.tif 000039