(57)【要約】【課題】小型でありながら石材の内部に密閉された異物の有無を非破壊で容易に検知することができる石材内の異物検査装置を提供することを課題とする。【解決手段】予め選定された周波数で発振器１０６を動作させて送信アンテナ１０４から荷物１０１に向けて電波を送信すると、荷物１０１及び石材１０２を透過した電波は受信アンテナ１０５で受信されると共にこの透過電波の強度がスペクトラムアナライザ１０７により検出される。ここで、石材１０２の内部に空隙１０３が形成されている場合、その部分で透過電波の強度が減少する。従って、荷物１０１に対して送信アンテナ１０４及び受信アンテナ１０５の位置を移動させ、その際の透過電波の強度変化をスペクトラムアナライザ１０７を介してコンピュータ１０８で検出することにより、石材１０２内の空隙１０３及び異物を検知することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である石材に向けて電波を送信する送信手段と、
石材を間に挟んで前記送信手段に対向するように配置されると共に石材を透過する電波を受信する受信手段と、
前記送信手段からの電波が石材内を透過した位置に応じて前記受信手段で受信される透過電波の強度の変化により石材内の空隙及び異物の有無を検知する空隙検知手段と
を備えることを特徴とする石材内の異物検査装置。
【請求項２】
前記空隙検知手段は、前記送信手段及び受信手段と石材とを互いに相対移動させる移動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の石材内の異物検査装置。
【請求項３】
前記送信手段は、石材に対して互いに異なる位置に配置された複数の送信アンテナを含み、前記受信手段は、前記複数の送信アンテナにそれぞれ対応して配置された複数の受信アンテナを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の石材内の異物検査装置。
【請求項４】
前記空隙検知手段は、前記送信手段から送信される電波の周波数を変化させたときの前記受信手段で受信された透過電波の強度に基づいて周波数を予め選定し、選定された周波数の電波を用いて検査を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の石材内の異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、石材内の異物検査装置に係り、特に石材の内部に形成された空隙に密閉された密輸品等の異物を非破壊で検査する検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、拳銃や麻薬等の密輸が増加し社会問題化している。これに対し、海外から国内に入ってくる荷物の量は増加の一途をたどっており、税関での密輸検査は極めて重要である。また、国内における国際物流拠点の機能強化策として２００５年までに、船舶が入港してから貨物ヤードを出るまでの日数を３、４日から２日程度に短縮することを目標にした物流施策が提案されており、税関での正確で迅速な検査が求められている。しかし、個々の荷物を時間をかけて検査することは不可能な状況にある。そこで、従来から以下に述べる種々の検査方法が検討され実用化されている。
【０００３】
従来法の一つとして、コンテナ内から荷物を取り出すことなくトレーラーごと非破壊検査する方法が開発され実用化されている。この方法は、Ｘ線の透過画像によりコンテナ内部を可視化して検査するものであり、高級盗難車等の密輸の摘発に威力を発揮している。
【０００４】
また、別の方法として、主に拳銃等の金属を容易に検出することが可能な金属探知機による方法がある。この方法では、探知機のサーチコイルに低い周波数の電流を流して電磁波を発生させることにより、この電磁波がサーチコイルを通って外部へ放出され、検査対象物の内部に磁界を形成する。ここで、この磁界内に金属が存在すると、金属表面に渦電流が発生して新たな磁界を発生させるため、サーチコイルでこの磁場の変化を検出することにより検査対象物内の金属の存在を検知することができる。このとき、検出できる深さは金属の大きさや検査対象物の種類によって大きく変化する。
【０００５】
また、特許文献１には、電磁波センサにより検査対象物内の異物の有無を検査する方法が開示されている。この方法では、送信アンテナとこの送信アンテナに隣接して設けられた受信アンテナとからアンテナモジュールが構成されており、このアンテナモジュールを検査対象物の表面に配置し、検査対象物を介してレーダー波の送受信を行うと共にこのレーダー波の変化を検出することにより検査対象物内の異物を検知するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１２１５７６号公報
【０００７】
また、麻薬検査に関しては、従来から犬の嗅覚を利用した方法が利用されているが、処理できる荷物量が限定されると共に犬に指示を与える検査官が必要不可欠であるため、結果としてコストが高いことが問題となっている。
一方、犬の嗅覚に頼らずに麻薬を検知する方法として、オンラインで大気中の麻薬成分を捕集すると共にこの成分をβ線でイオン化して質量分析を行うことにより麻薬を検知する方法が近年開発され実用化されている。同様の原理で、この手法は爆発物に使用されている揮発性成分を検出することによる爆弾検知にも応用することができ、汎用性が高い。
【０００８】
近年、これら拳銃や麻薬等の異物を密閉する物として石材が使用されるケースがある。特に、輸入石材の量が増加していることに乗じたものであり、問題となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなＸ線を利用した検査装置は大型であるため、国内においても限られた場所でのみ建設運用されているのが現状である。
また、金属探知機は、基本的に全ての金属に反応してしまい、誤検出が多いため、正確な検査を実施するためには検査官の経験と熟練が必要となる。
また、特許文献１の電磁波センサでは、送信アンテナと受信アンテナとが隣接して配置されているため、検査対象物の一側に位置する送信アンテナから対象物内へ発されたレーダー波を同じ側の受信アンテナで受信するため、検査対象物が大きい厚みを有する石材の場合には、検査対象物内に発されたレーダー波が対象物内の異物まで到達しないことがあり、その場合、異物を検知できない虞がある。
さらに、犬の嗅覚により或いは大気中の麻薬成分または爆発物の揮発性成分を捕集して質量分析することにより麻薬や爆弾等の異物を検査する方法では、麻薬成分や爆発物の揮発性成分等が外部に漏れないように密閉されている場合にはそれらの検出が困難となる。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、小型でありながら石材の内部に密閉された異物の有無を非破壊で容易に検知することができる石材内の異物検査装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る石材内の異物検査装置は、検査対象である石材に向けて電波を送信する送信手段と、石材を間に挟んで送信手段に対向するように配置されると共に石材を透過する電波を受信する受信手段と、送信手段からの電波が石材内を透過した位置に応じて受信手段で受信される透過電波の強度の変化により石材内の空隙及び異物の有無を検知する空隙検知手段とを備えるものである。
【００１１】
空隙検知手段は、送信手段及び受信手段と石材とを互いに相対移動させる移動手段を備えることが好ましい。
また、送信手段は石材に対して互いに異なる位置に配置された複数の送信アンテナを含み、受信手段は複数の送信アンテナにそれぞれ対応して配置された複数の受信アンテナを含むことが好ましい。
さらに、空隙検知手段は送信手段から送信される電波の周波数を変化させたときの受信手段で受信された透過電波の強度に基づいて周波数を予め選定し、選定された周波数の電波を用いて検査を行うことがより好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１にこの発明の実施の形態１に係る石材内の異物検査装置の全体構造を示す。ここでは、作業者一人が単一の荷物に対して検査を行う場合を想定している。荷物１０１は石材１０２を梱包して形成されている。荷物１０１の一方の側方には送信アンテナ１０４が配置されると共に、他方の側方には荷物１０１を介して送信アンテナ１０４と対向するように受信アンテナ１０５が配置される。送信アンテナ１０４は発振器１０６に電気的に接続されている。また、受信アンテナ１０５はスペクトラムアナライザ１０７に電気的に接続されている。さらに、受信アンテナ１０５、発振器１０６及びスペクトラムアナライザ１０７はそれぞれコンピュータ１０８に電気的に接続されており、このコンピュータ１０８は電波の送信及び受信を制御すると共にスペクトラムアナライザ１０７を介して受信アンテナ１０５により受信される電波の強度の変化を検出するようになっている。また、発振器１０６、スペクトラムアナライザ１０７及びコンピュータ１０８は、移動自在のキャスター上に設置されており、作業者１０９により容易に移動できる。また、送信アンテナ１０４及び受信アンテナ１０５の荷物１０１に対する位置も容易に移動できるようになっている。
【００１３】
なお、送信アンテナ１０４及び発振器１０６が本発明の送信手段を、受信アンテナ１０５が受信手段を、スペクトラムアナライザ１０７及びコンピュータ１０８が空隙検知手段をそれぞれ構成している。
【００１４】
次に、この実施の形態１に係る石材内の異物検査装置の動作について説明する。ここで、検査対象である石材１０２を内部に有する荷物１０１は例えば１００ｋｇ以上あり、移動が容易ではない。また、梱包において、外枠には主に木材が使用されると共に内部には発砲スチロールが緩衝材として使用されており、梱包の開放は比較的容易であるが梱包を開放しても石材の重量が重過ぎて人力での移動や持ち上げは困難である。さらに、リフト等の機器を用いて持ち上げる場合には、玉掛け作業等により一つの荷物の検査に多大の時間を費やすことになるため非現実的である。
そこで、本実施の形態１では、コンテナ内部に荷物が設置された状態、あるいは検査場所に荷物が設置された状態で異物検査を行うものとする。
【００１５】
まず作業者１０９は、検査対象である荷物１０１を間に挟んで送信アンテナ１０４及び受信アンテナ１０５が互いに対向するように配置して検査を開始する。このとき、実際に検査で使用される電波の周波数を、例えば８８５ＭＨｚとする。この周波数は、模擬空隙を設けた石材に対して送信アンテナ１０４から送信される電波の周波数を変化させ、その際に受信アンテナ１０５で受信された透過電波の強度に基づいて予め選定されたものであり、空隙の存在により透過電波の強度が著しく変化する値である。
【００１６】
この周波数で発振器１０６を動作させて送信アンテナ１０４から電波を送信する。このとき、荷物１０１及び石材１０２を透過した電波は受信アンテナ１０５で受信されると共にこの透過電波の強度がスペクトラムアナライザ１０７により検出される。ここで、石材１０２の内部に空隙１０３が形成されている場合には、透過電波が空隙１０３の界面で生じる反射成分と干渉することによりその位置で透過電波の強度が減少する。従って、荷物１０１に対して送信アンテナ１０４及び受信アンテナ１０５の位置を移動させる、すなわち、電波が石材１０２内を透過する位置を移動させながらスペクトラムアナライザ１０７により透過電波の強度を測定し、この透過電波の強度変化をコンピュータ１０８で検出することにより、石材１０２内の空隙１０３の存在を検知すると共に石材１０２の内部における空隙１０３の位置及び大きさを推定して空隙１０３内に存在する拳銃や麻薬等の異物を検知することができる。
【００１７】
これにより、従来のように梱包を開いて荷物の中身を検査する目視検査法に比べて、石材内に密閉された異物の有無を非破壊で検知することができるため、極めて短時間で容易に検査を行うことが可能となる。
また、本実施の形態１の装置は小型で、Ｘ線検査装置のように大掛かりでなく、作業員一人で容易に検査を行うことができる。
さらに、石材１０２を透過する電波の強度変化により空隙１０３及びこの空隙１０３内の異物を検知するので、石材１０２の成分依存性（例えば鉄分含有率に対する依存性）の影響が低減される。
【００１８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２を図２により説明する。この実施の形態２は、実施の形態１の異物検査装置において、荷物１０１に対して移動可能な一対の送信アンテナ１０４及び受信アンテナ１０５を備える代わりに、門型のアンテナ支持枠２０１の両側に固定された５対の送信アンテナ２０２及び受信アンテナ２０３を備えるものである。また本実施の形態２では、アンテナ支持枠２０３に対して荷物１０１を移動するためのベルトコンベア２０４を移動手段としてさらに備えている。アンテナ支持枠２０１の一方の柱部材には、その高さ方向に各送信アンテナ２０２−ａ〜２０２−ｅが並べて配置されており、他方の柱部材には各送信アンテナ２０２−ａ〜２０２−ｅの高さに対応して各受信アンテナ２０３−ａ〜２０３−ｅが並べて配置されている。
なお、図示されていないが、５つの送信アンテナ２０２は発振器１０６に、５つの受信アンテナ２０３はスペクトラムアナライザ１０７にそれぞれ電気的に接続され、コンピュータ１０８により電波の送信と受信を制御している。また、スペクトラムアナライザ１０７、コンピュータ１０８及びベルトコンベア２０４により本発明の空隙検知手段が構成されている。また、送信アンテナ２０２と受信アンテナ２０３の間で送受信される電波の周波数は実施の形態１と同様の値とする。
【００１９】
コンピュータ１０８の制御により、送信アンテナ２０２−ａ〜２０２−ｅにおける電波の送信と対応する受信アンテナ２０３−ａ〜２０３−ｅにおける透過電波強度の検出を、各対ごとに高さ方向に高速で連続的に切り替えて行い、それと同時に荷物１０１をベルトコンベア２０４により移動させてアンテナ支持枠２０１内を通過させ荷物１０１全体を検査する。そして、５対の送信アンテナ２０２及び受信アンテナ２０３での透過強度の相関をとることにより、すなわち、送信アンテナ２０３からの電波が荷物１０１を透過した位置に応じて受信アンテナ２０３で受信される透過電波の強度変化を検出することにより、荷物１０１の石材内の空隙の存在を検知すると共に石材の内部における空隙の位置及び大きさを推定して空隙内に存在する拳銃や麻薬等の異物を検知することができ、実施の形態１と同様の効果が得られる。
加えて、この実施の形態２では、重い荷物１０１を移動可能とするベルトコンベア２０４を備えることで、より短時間で検査を行うことが可能である。
【００２０】
なお、上述の実施の形態２では、アンテナ支持枠２０１の両側に５対の送信アンテナ２０２及び受信アンテナ２０３を配置したが、その対の数は５対に限定されず、対応する複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナであればよい。
【００２１】
なお、実施の形態１及び２では、予め選定された周波数の電波を用いて検査を行っていたが、この代わりに、常に周波数を変化させながら透過電波の強度の測定を行ない、その結果を基に空隙及び異物の検知を行なうようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、検査対象である石材に向けて電波を送信する送信手段と、石材を間に挟んで送信手段に対向するように配置されると共に石材を透過する電波を受信する受信手段と、送信手段からの電波が石材内を透過した位置に応じて受信手段で受信される透過電波の強度の変化により石材内の空隙及び異物の有無を検知する空隙検知手段とを備えたので、小型でありながら石材の内部に密閉された異物の有無を非破壊で容易に検知することができる石材内の異物検査装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る石材内の異物検査装置を示す斜視図である。
【図２】実施の形態２に係る石材内の異物検査装置の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０１  荷物、１０２  石材、１０３  空隙、１０４  送信アンテナ、１０５受信アンテナ、１０６  発振器、１０７  スペクトラムアナライザ、１０８  コンピュータ、１０９  作業者、２０１  アンテナ支持枠、２０２  送信アンテナ、２０３  受信アンテナ、２０４  ベルトコンベア。
【図１】
2004333438.tif 000003
【図２】
2004333438.tif 000004