(57)【要約】【課題】  測定者が面倒な作業を踏まずに、遠隔操作によって複数のＸ線検出器を切り替えられること、及びＸ線検出器を交換するタイミングをプログラミングして自動で交換可能なシステムが望まれていた。【解決手段】  複数台の感度の異なるＸ線検出器が取り外し自在に配置されたX線検出器用交換機、前記交換機を回転させるモータドライバ、測定されるX線の強度に応じて前記交換機のモータを回転させてX線検出器を取り替えるモータコントローラ、及び無人でX線検出器を交換可能にするプログラミングを実行する制御コンピュータから構成されるＸ線検出器交換機システム。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台の感度の異なるＸ線検出器が取り外し自在に配置されたX線検出器用交換機、前記交換機を回転させるモータドライバ、測定されるＸ線の強度の合わせて前記交換機のモータを回転させてＸ線検出器を取り替えるモータコントローラ、及び無人でＸ線検出器を交換可能にするプログラミングを実行する制御コンピュータから構成されるＸ線検出器交換機システム。
【請求項２】
前記交換機が、Ｘ線検出器取付用穴を有する回転円盤、回転円盤を回転させるための回転シャフト、回転シャフトを回転させるモータ及び回転シャフトとモータ間の回転伝達部から構成される請求項１記載のシステム。
【請求項３】
感度の一番低い検出器番を使用して測定すべきＸ線を計数し、そのX線の強度が順次弱まり、その強度がその検出器によって測定できる最小強度値以下になった場合、Ｘ線検出器交換機を回転して次に感度のよい検出器に順次取り替え、交換機に用意されたＸ線検出器ではその検出感度が不足する場合には、そのX線測定を中止することも設定可能なアルゴリズムに基づいて動作する請求項１又は請求項２記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作で、かつ、自動的に所望のＸ線検出器を選択し、交換するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定のその場で測定者が判断し、Ｘ線検出器を付け替えた。これは測定の自動化を不可能にした。たとえば、Ｘ線強度の大きい領域では、感度の低いシリコン・ピンフォトダイオードＸ線検出器を用い、検出するＸ線強度が弱くなると、感度のより高いシンチレーション検出器に順次取り替えて測定する。放射光実験では、とくに、実験ハッチヘの入退室を繰り返す必要が生じ、測定時間のロスにつながった。
【０００３】
従来の別の方法としては、Ｘ線検出器前に、Ｘ線吸収板を配置し、検出器を取り替えずに吸収板を変えて、強度を測定することが行われる。この方法の不利な点は以下の通りである。あ）吸収板からの蛍光Ｘ線が生じる場合、使用頻度の高いシンチレーション検出器ではその強度の一部が測定値に含まれ、測定誤差の原因となりうる。い）測定に用いる入射Ｘ線のエネルギーに応じて、吸収板の材質、厚み、測定時間を設定する必要がある。この選択は、面倒な作業であり、Ｘ線実験以外を専門とする研究者、技術者には、不慣れな作業である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
あ）測定者が面倒な作業を踏まずに、遠隔操作によって複数のＸ線検出器を容易に切り替えられること、及びい）Ｘ線検出器を交換するタイミングをプログラミングできることが今日まで可能なシステムが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数台の感度の異なるＸ線検出器が取り外し自在に配置されたX線検出器用交換機、前記交換機を回転させるモータドライバ、測定されるＸ線の強度に応じて前記交換機のモータを回転させてＸ線検出器を取り替えるモータコントローラ、及び無人でX線検出器を交換可能にするプログラミングを実行する制御コンピュータから構成されるＸ線検出器交換機システムである。
【０００６】
即ち、本発明は、前記交換機が、Ｘ線検出器取付用穴を有する回転円盤、回転円盤を回転させるための回転シャフト、回転シャフトを回転させるモータ及び回転シャフトとモータ間の回転伝達部から構成されることにより、感度の一番低い検出器を使用してＸ線を測定し、そのX線の強度が順次弱まり、その強度がその検出器によって測定できる最小強度値に近づいた際に、Ｘ線検出器交換機を回転して次に感度のよい検出器に順次取り替え、交換機に用意されたＸ線検出器ではその検出感度が不足する場合には、そのＸ線測定を中止することも設定可能なアルゴリズムに基づいて動作するＸ線検出器交換機システムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、複数のＸ線検出器を必要に応じてリモートで切り替える装置であるので、本発明のシステムを利用すると、次のことを無人で行うことが可能となるという本発明に特有な顕著な効果を生ずる。
【０００８】
１）感度の異なるＸ線検出器を取り付け、Ｘ線の散乱強度が設定したある値以下になると、より高感度の検出器を切り替える。
２）空間分解能のない検出器とその分解能を有する検出器との間で切り替えることができる。エネルギー分解能のない検出器とエネルギー分解能の有る検出器の間でも勿論切り替えることができる。
【０００９】
３）従来、必要に応じて人がＸ線検出器を切り替えた。これは測定の自動化を不可能にした。例えば、放射光実験では、Ｘ線検出器を感度の低いシリコン・ピンフォトダイオード検出器を強度の大きい領域で用い、検出するＸ線強度が弱くなると、感度の異なるシンチレーション検出器に順次変えて測定する。そのたびに、実験ハッチへの人の入退室を繰り返す。本発明によって、こういった手間を省き、測定時間を有効に使えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（Ｘ線検出器交換システムの構成）
本発明のＸ線検出器交換機システムは、Ｘ線検出器交換機、モータドライバ、モータコントローラ、及びその制御コンピュータから構成される。
【００１１】
（Ｘ線検出器交換機の構造)
Ｘ線検出器の交換は、検出器を取り付けた円盤（１）を遠隔に回転して実現する。図１は、その主要構成要素を示す。回転駆動用モータ（２）は回転板の中心軸からはずれた位置にあり、回転伝達部（３）を経由して、円盤の中心軸にある回転シャフト（４）に回転を伝える。本発明のＸ線検出器交換機は、モータおよび円盤支え（５）により、Ｘ線回折計などの検出器アームに搭載される。図１は、４個の独立するＸ線検出器を取り付けるため９０度おきの穴が４カ所（６）あいている。この数は例である。それぞれの検出器の形状、大きさが異なる場合、アダプタを介し、検出器をその穴にとりつける。図には、そのアダプタは示されていない。ある回転角に位置する１台のＸ線検出器にだけＸ線は入射する構造になっている。
【００１２】
（検出器交換機のプログラミングの典型的な例）
無人でＸ線検出器を交換可能にするためのプログラミングのアルゴリズムをここで示す。本発明のアルゴリズムでは、感度の一番低い検出器をＮ＝１と設定した。Ｎ＝２，３，４と感度はよくなるので、より小さなＸ線強度を検出できると規定した。図２中のＩ２ａ，Ｉ３ａ，Ｉ４ａは、番号Ｎ（Ｉに続く数字）のＸ線検出器によって測定できる最大強度値である。Ｉ１，Ｉ２ｂ，Ｉ３ｂ，Ｉ４ｂは番号Ｎ（Ｉに続く数字）のＸ線検出器によって統計的に意味のある最小強度値である。これらの値は、検出器とその計数回路によって決まる値である。図２中の中止とは、用意されたＸ線検出器において感度が不足することを意味する。
【００１３】
この例では、感度が不足する場合、中止するアルゴリズムにしたが、この点は、アルゴリズムの設定によって自由に変更可能である。
図２に示されるように、感度の一番低い番号N=1の検出器を使用してＸ線を計数する。そのＸ線強度が順次弱まり、その強度が番号N=1の検出器によって測定できる最小強度値I1以下の場合、モータコントローラによりモータードライバーを作動させＸ線検出器交換機のモータを回転し、番号N=2の検出器に取り替える。
【００１４】
番号N=２の検出器を使用して測定できるX線を測定する。そのＸ線強度が順次弱まり、その強度が番号N=２の検出器によって測定できる最小強度値I２b以下の場合、モータコントローラによりモータードライバーを作動させてＸ線検出器交換機のモータを回転し、番号N=3の検出器に取り替える。
【００１５】
番号N=3の検出器を使用して測定できるX線を測定する。そのＸ線強度が順次弱まり、その強度が番号N=3の検出器によって測定できる最小強度値I3b以下の場合、モータコントローラによりモータードライバーを作動させてＸ線検出器交換機のモータを回転し、番号N=4の検出器に取り替える。
【００１６】
番号N=4の検出器を使用して測定できるＸ線を計数する。そのＸ線強度が順次弱まり、その強度が番号N=4の検出器によって測定できる最小強度値I4b以下の場合、用意されたＸ線検出器ではその検出感度が不足すると判断し、そのＸ線測定を中止する。
【実施例】
【００１７】
（Ｘ線交換機システムの使用例）
図３に示されるように、本発明のＸ線検出器交換機（図の枠内）は、Ｘ線回折計などの検出器アームに搭載される。矢印は検出器に入射するＸ線の位置を示す。そのＸ線検出器部分を拡大したものが図４である。ここでは、１個のシリコン・ピンフォトダイオード検出器と３個の感度の異なるシンチレーション検出器が、Ｘ線検出器交換機に備わっている。（ただし、そのうちの２台はケーブルを接続していない状態で撮影された。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＸ線検出器用交換機の構造を示す図である。
【図２】本発明の無人でＸ線検出器を交換可能にするプログラミングを示す図である。
【図３】Ｘ線回折計に搭載された本発明のＸ線検出器用交換機を示す図である。四角の枠内がＸ線検出器用交換機である。
【図４】図３のＸ線検出部の拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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