(57)【要約】【課題】  通電状態でターゲット電流設定値を自動的に最適な値に変更することができるＸ線厚さ測定装置を提供する【解決手段】  駆動回路１３によって電流駆動されるＸ線源１４から出射されたＸ線が、被測定体３０を通過した透過量をＸ線検出器２１で検出し、透過量から被測定体２１の厚さを測定するＸ線厚さ測定装置において、Ｘ線源１４と検出器２１との間の空気層による透過量が目標値と等しくなるように駆動回路１３を制御する制御手段７１と、制御手段７１から出力される信号を保持し、厚さ測定時に駆動回路１３の電流設定信号として出力する保持手段７３とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2008128756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回路によって電流駆動されるＸ線源から出射されたＸ線の、被測定体を通過した透過量をＸ線検出器で検出し、前記透過量に基づいて前記被測定体の厚さを測定するＸ線厚さ測定装置において、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の空気層による前記透過量が目標値と等しくなるように前記駆動回路を制御する制御手段と、
該制御手段から出力される信号を保持し、前記厚さ測定時に前記駆動回路の電流設定信号として出力する保持手段と
を備えたことを特徴とするＸ線厚さ測定装置。
【請求項２】
シート状の前記被測定体を走査して厚さ分布を測定するために前記Ｘ線検出器及び前記Ｘ線源が移動するビームと、
該ビームを支持するスタンドと
を備えたことを特徴とする請求項１記載のＸ線厚さ測定装置。
【請求項３】
前記制御手段の出力端子と前記保持手段の入力端子との間に接続されて、校正時にオンとなり、前記厚さ測定時にオフとなるスイッチを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、プラスチック、紙などのシート状物質の厚さを測定するＸ線厚さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線厚さ測定装置では、上ヘッドと下ヘッドの間のギャップにシートが挿入され、下ヘッドから照射されたＸ線がシートを透過し、上ヘッドで検出される。シートを透過する際にＸ線が減衰されるが、Ｘ線の透過量（減衰量でもよい）とシートの厚さとの間には図４に示す関係があるので、この関係を利用して厚さを測定する。
【０００３】
図３はＸ線厚さ測定装置の従来例を示す構成ブロック図である。主要部である下ヘッド１０と上ヘッド２０はギャップ３１を介して配置され、その間に被測定体であるシート３０が通過する。
【０００４】
下ヘッド１０は一定のフラックス（Ｘ線の量）のＸ線を上ヘッド２０へ向けて照射するＸ線源を構成するＸ線管１４と、これを一定のターゲット電流で駆動するＸ線管ドライブ回路１１とからなる。Ｘ線管ドライブ回路１１はターゲット電流設定信号を出力する電流値設定回路１２と、電流値設定回路１２から与えられるターゲット電流設定値と等しくなるように出力電流を制御する定ターゲット電流回路１３とからなる。
【０００５】
上ヘッド２０は下ヘッド１０により照射されたＸ線のうち、シート３０を通過したＸ線を検出してＸ線透過量に対応した電気信号に変換するＸ線検出器２１と、Ｘ線検出器２１から出力される信号を増幅して厚さ信号として出力するアンプ２２とからなる。
【０００６】
ＡＤ変換器４０は上ヘッド２０から出力された厚さ信号をディジタル値に変換する。
【０００７】
正規化演算回路５０はＡＤ変換器４０から得た厚さ信号のディジタル値を、校正時の厚さ信号を用いて（通常運転時の厚さ信号）／（校正時の厚さ信号）の演算を行うことにより、正規化する。ここで、校正時の厚さ信号とは、ギャップ３１にシート３０が挿入されていない、空気層のみのときの厚さ信号のことをいう。
【０００８】
検量線演算回路６０は正規化演算回路５０から得た正規化データを、予め作成した検量線（正規化した信号値と厚さの関係を示したテーブル）により厚さに換算する。
【０００９】
図３のＸ線厚さ測定装置の動作を以下に説明する。
【００１０】
下ヘッド１０において、ターゲット電流設定値を電流値設定回路１２から与えられ、定ターゲット電流回路１３はターゲット電流設定値と等しくなるように制御された出力電流でＸ線管１４を駆動する。Ｘ線管１４は一定のターゲット電流に対応した一定のフラックスのＸ線を上ヘッド２０へ向けて照射する。Ｘ線管１４により照射されたＸ線のうち、シート３０を透過したＸ線は、上ヘッド２０において、Ｘ線検出器２１により検出されて電気信号に変換される。Ｘ線検出器２１から出力された電気信号はアンプ２２により増幅され、厚さ信号として出力される。上ヘッド２０から出力された厚さ信号はＡＤ変換器４０によりディジタル値に変換され、正規化演算回路５０により正規化される。正規化演算回路５０から出力された正規化データは、検量線演算回路６０において厚さに換算され、厚さ測定データとして出力される。
【００１１】
Ｘ線厚さ測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【００１２】
【特許文献１】特開平２００６−１８４１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図３のＸ線厚さ測定装置では、上ヘッド２０や下ヘッド１０がシート３０と接触してシート３０を傷つけるのを防ぐために、ギャップ３１は広ければ広い方が望ましい。しかし、ギャップ３１を広くすると測定精度が悪化する。Ｘ線の減衰量とギャップ３１の広さには関係性があり、ギャップ３１が狭ければＸ線の減衰量は小さく、ギャップ３１が広ければＸ線の減衰量は大きい。ギャップ３１が広いと上ヘッド２０が得るＸ線のフラックスが少なくなるので、厚さ信号は小さくなり、厚さ分解能が悪化する。これを防ぐために、従来はターゲット電流設定値を大きくしてＸ線のフラックスを多くしていた。
【００１４】
しかしながら、従来製品では、ターゲット電流設定値として数種類の固定値を用意しているが、ターゲット電流設定値を変更するためには、装置の電源を落し、下ヘッド１０を開けて調整する必要があり、装置の通電時には変更できなかった。最近は厚さや材料の異なるシートを測定する機会が増え、通電時にターゲット電流設定値を変更できる機能が望まれていた。
【００１５】
また、Ｘ線管の寿命はターゲット電流と関係があり、ターゲット電流が大きいと寿命が短くなる。したがって、ターゲット電流設定値として大き過ぎることのない適切な値を選ぶ必要があった。
【００１６】
本発明はこのような課題を解決しようとするもので、通電状態でターゲット電流設定値を自動的に最適な値に変更することができるＸ線厚さ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
駆動回路によって電流駆動されるＸ線源から出射されたＸ線の、被測定体を通過した透過量をＸ線検出器で検出し、前記透過量に基づいて前記被測定体の厚さを測定するＸ線厚さ測定装置において、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間の空気層による前記透過量が目標値と等しくなるように前記駆動回路を制御する制御手段と、
該制御手段から出力される信号を保持し、前記厚さ測定時に前記駆動回路の電流設定信号として出力する保持手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載のＸ線厚さ測定装置において、
シート状の前記被測定体を走査して厚さ分布を測定するために前記Ｘ線検出器及び前記Ｘ線源が移動するビームと、
該ビームを支持するスタンドと
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、
請求項１又は請求項２記載のＸ線厚さ測定装置において、
前記制御手段の出力端子と前記保持手段の入力端子との間に接続されて、校正時にオンとなり、前記厚さ測定時にオフとなるスイッチを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、校正時にＸ線源とＸ線検出器との間の空気層によるＸ線透過量が目標値と等しくなるように駆動回路を制御して制御信号を保持しておき、保持した信号に対応する一定の電流でＸ線源を駆動ことにより、通電状態でターゲット電流設定値を自動的に最適な値に変更することができるＸ線厚さ測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態に係るＸ線厚さ測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。図３と同じ部分は同一の記号を付して、重複する説明は省略する。７１は差動増幅回路や引算回路等で構成される制御手段で、アンプ２２から出力される厚さ信号を厚さ信号目標値（以下、目標値と呼ぶ）と比較する。ここで厚さ信号目標値とは、Ｘ線厚さ測定装置の校正時に得るようにしたい最適の厚さ信号のことを言う。
【００２３】
スイッチ７２は制御手段７１の出力端子に一端が接続し他端が電流設定値保持回路７３の入力端子に接続して、その間を開閉（オンオフ）する。電流設定値保持回路７３は出力端子が定ターゲット電流回路１３の電流設定入力端子に接続し、スイッチ７２を介して制御手段７１から入力した制御信号に対応する電流設定信号を定ターゲット電流回路１３に与えるとともに、保持する機能を持つ。
【００２４】
なお、図１の装置において、定ターゲット電流回路１３は駆動回路を構成する。
【００２５】
上記の装置の動作を以下に説明する。
【００２６】
Ｘ線厚さ測定装置の校正時は、ギャップ３１に試料となるシート３０がない状態で行われる。スイッチ７２は閉じて（オン）、制御手段７１、スイッチ７２、電流設定値保持回路７３、定ターゲット電流回路１３、Ｘ線管１４、Ｘ線検出器２１、アンプ２２は閉ループを構成する。この状態で、制御手段７１は、フィードバック制御によってアンプ２２からの厚さ信号が厚さ信号目標値と等しくなるような制御信号を電流設定値保持回路７３に送る。厚さ信号が厚さ信号目標値と一致したときの電流設定値は、電流設定値保持回路７３で記憶保持される。
【００２７】
Ｘ線厚さ測定装置の通常運転時は、ギャップ３１に試料となるシート３０が挿入される。スイッチ７２は開いて（オフ）、開ループとなり、上記校正時に電流設定値保持回路７３に保持された電流設定値が定ターゲット電流回路１３に与えられ、この電流設定値に基づいてシート３０の厚さ測定が行われる。
【００２８】
上記のような構成のＸ線厚さ測定装置によれば、校正時にＸ線源とＸ線検出器との間の空気層によるＸ線透過量が目標値と一致したときの制御信号を保持してターゲット電流設定値とすることにより、通電状態でターゲット電流設定値を自動的に最適な値に変更することができる。
【００２９】
また、Ｘ線のフラックスを調整する際に、従来のように装置の電源を落とし、ヘッドを開ける必要がなくなるので、調整作業が簡単になる。
【００３０】
また、必要最低限のターゲット電流でＸ線厚さ測定装置を運転できるので、Ｘ線管の寿命を長く保つことができる。
【００３１】
なお、上記の実施例において、厚さ信号目標値は任意の値に変更することができ、任意の厚さ信号目標値に対応したフラックスのＸ線を発生させることができる。
【００３２】
また、制御手段７１、スイッチ７２及び電流設定値保持回路７３の機能はコンピュータのソフトウェアによって実現することもできる。この場合はＡＤ変換器４０の出力をコンピュータ（図示せず）で処理し、コンピュータからの制御出力データをＤＡ変換して定ターゲット電流回路１３に与えればよい。
【００３３】
また、気圧が変化した場合には空気層におけるＸ線の減衰量が変化し、厚さ信号の分解能が変化するが、上記のようにフィードバック制御により自動的に定まる最適なターゲット電流設定値を適用することができるので、気圧の変化などの環境変化にも強い。
【００３４】
また、Ｘ線管の種類によらず、任意の種類のＸ線管に適用することができる。
【００３５】
また、上記の実施例ではＸ線の検出方式として透過式を用いたが、反射式を用いてもよい。この場合は、Ｘ線の反射の強さが試料の厚みに対応する。
【００３６】
図２は図１のＸ線厚さ測定装置の応用例を示す構成斜視図である。図１と同じ部分は同一の記号を付してある。
【００３７】
上ビーム８１は上ヘッド２０をガイドし、下ビーム８２は下ヘッド１０をガイドする。Ｆスタンド８３及びＢスタンド８４は上ビーム８１及び下ビーム８２を両端で支持する。
【００３８】
シート状の被測定体を走査して厚さ分布を測定するために、上ヘッド２０及び下ヘッド１０の対はそれぞれ上ビーム８１及び下ビーム８２に沿って左右に（図２の矢印Ｚ方向に）移動する。
【００３９】
このような構成のＸ線厚さ測定装置によれば、金属、プラスチック、紙などのシート状物質の厚さ（面積重量）について、オンラインの測定及び流れ方向・幅方向制御が実現できる。上ヘッ２０及び下ヘッド１０をシート上でスキャンさせることにより幅方向の厚さ分布（プロファイル）の測定を行うことができ、オンラインによる連続プロファイル測定を行うことにより、製品品質向上、原料使用量削減、歩留り向上を図ることができる。非接触式センサなので被測定物を傷つけることなく連続測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＸ線厚さ測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】図１のＸ線厚さ測定装置の応用例を示す構成斜視図である。
【図３】Ｘ線厚さ測定装置の従来例を示す構成ブロック図である。
【図４】Ｘ線の透過量とシートの厚さの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１３  駆動回路
１４  Ｘ線源
２１  Ｘ線検出器
３０  被測定体
７１  制御手段
７３  保持手段
８１，８２  ビーム
８３，８４  スタンド
【図１】
2008128756.tif 000003
【図２】
2008128756.tif 000004
【図３】
2008128756.tif 000005
【図４】
2008128756.tif 000006