JP2011202995A

JP2011202995A - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP2011202995A
Application number: JP2010068387A
Authority: JP
Inventors: Norimi Kodaira; 法美小平; Tomoji Onishi; 友治大西
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: JP5200048B2

Abstract

【課題】小型化を実現することができ、検体の内部に生じた異常の位置だけでなく異常の程度も容易に把握することができるＸ線検査装置の提供。
【解決手段】Ｘ線をハンドレール２に照射するＸ線発生器１と、Ｘ線発生器１に対向して配置され、ハンドレール２を透過したＸ線を受光するＸ線受光器６と、Ｘ線受光器６に受光されたＸ線の量を画像として検出するＣＣＤカメラ５及びビデオキャプチャー８と、ＣＣＤカメラ５及びビデオキャプチャー８で得られた画像を分析してハンドレール２の異常の有無を検出するパソコン９と、Ｘ線発生器１とハンドレール２との間に配置され、Ｘ線発生器１から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体とを備え、遮蔽体は、円筒状に形成され、ハンドレール２に当接して回動するローラ７ａ，７ｂから成り、ローラ７ａ，７ｂはＸ線発生器１から発生したＸ線を透過させるスリット１０ａ，１０ｂを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、検体にＸ線を照射することにより、検体を透過したＸ線の量を分析して検体の内部に生じた異常の有無を検査するＸ線検査装置に関する。

従来より、検体の内部に生じた異常の有無を非破壊で検査する装置として、搬送装置、例えばコンベアによって移動する被検査容器、すなわち検体にＸ線を照射するＸ線源、すなわちＸ線発生器と、このＸ線発生器と対向配置され、検体の透過Ｘ線を検出して透過Ｘ線データを出力する複数チャンネルの検出素子を配列してなるＸ線検出器、すなわちＸ線受光器と、透過Ｘ線データからＸ線像を生成する画像処理部、すなわち画像処理器と、Ｘ線像を表示する表示部とを備えたＸ線異物検査装置において、コンベアの移動速度に基づき検体の位置を計算する手段を備えたＸ線異物検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、コンベアの移動速度に基づき検体の位置を計算する手段は、操作者がＸ線発生条件や検体の寸法等の各種パラメータを入力する操作部と、コンベアの進行方向においてＸ線発生器の前方に配置され、搬送される検体を検出する位置センサと、操作部に入力された各種パラメータや位置センサ等の検出信号に基づき、画像処理器のＸ線像の生成条件等をそれぞれ制御する統括制御部とを有している。そして、この統括制御部が、コンベアの単位搬送距離と位置センサの検出信号を読み込み、操作部から入力された位置センサからＸ線発生器に到達するまでの距離及び検体の寸法を通過する時間を算出することにより、正確な検体の認識信号を出力している。これにより、コンベアの移動速度に変動が生じても適正な異物の判定が可能となっている。

特開２００４−１７７２９８号公報

特許文献１に開示されたＸ線異物検査装置は、上述したようにコンベアの移動速度に変動が生じても適切に対応することができるが、統括制御部が操作部から入力された位置センサからＸ線発生器に到達するまでの距離を算出するために、コンベアの進行方向においてＸ線発生器の前方に位置センサを設置する必要があるので、統括制御部及び位置センサによって装置が大型になり、設置作業に多大な負担が生じている。

また、上述のＸ線異物検査装置を使用することによって検体の内部に生じた異常の有無を検査することはできるが、検体の内部に生じた異常の程度、例えば検体の内部における欠損の長さを識別することができない問題がある。

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、小型化を実現することができ、検体の内部に生じた異常の位置だけでなく異常の程度も容易に把握することができるＸ線検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線を検体に照射するＸ線発生器と、このＸ線発生器に対向して配置され、前記検体を透過したＸ線を受光するＸ線受光器と、このＸ線受光器に受光されたＸ線の量を画像として検出する画像取得器と、この画像取得器で得られた前記画像を分析して前記検体の異常の有無を検出する画像処理器とを備えたＸ線検査装置において、前記Ｘ線発生器と前記検体との間に配置され、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体を備え、この遮蔽体は、円筒状に形成され、前記検体に当接して回動するローラから成り、このローラは前記Ｘ線発生器から発生したＸ線を透過させるスリットを有することを特徴としている。

このように構成した本発明は、Ｘ線発生器とＸ線受光器との間に配置された検体にＸ線発生器がＸ線を照射すると、Ｘ線は検体を透過してＸ線受光器に受光される。そして、画像取得器は、Ｘ線受光器に受光されたＸ線の量を画像として検出し、検出した画像を画像処理器に送信する。画像処理器は画像取得器で得られた画像を分析して検体の内部に生じた異常の有無を評価する。ここで、Ｘ線が照射された検体のうち異常が生じている部分のＸ線の受光量は、Ｘ線が照射された検体のうち異常が生じていない部分のＸ線の受光量と異なるので、画像処理器による画像の分析においてＸ線が照射された検体のうち異常が生じている部分と異常が生じていない部分とを判別することができる。従って、Ｘ線発生器及びＸ線受光器を検体に対して相対的に移動させることにより、検体全体における内部の異常の有無を検査することができる。

本発明のＸ線検査装置は、円筒状に形成された遮蔽体のローラがＸ線発生器と検体との間に配置されているので、Ｘ線発生器から発生したＸ線の一部が遮蔽体のローラによって遮蔽される。また、ローラはＸ線発生器から発生したＸ線を透過させるスリットを有しているので、Ｘ線発生器、ローラのスリット、及びＸ線受光器が一直線上に並んだ場合に、Ｘ線発生器から発生したＸ線はローラのスリットを通過し、さらに検体を透過してＸ線受光器に受光される。これにより、画像処理器による画像の分析において、Ｘ線が照射された検体のうち異常が生じている部分の画像、Ｘ線が照射された検体のうち異常が生じていない部分の画像、及びスリット画像が区別される。

そして、円筒状に形成された遮蔽体のローラは検体に当接し、検体に沿って回動するので、画像処理器による画像の分析において、画像処理器はＸ線が照射された検体のうち異常が生じている部分の画像を検出すると共に、スリット画像を周期的に検出する。そのため、検出したスリット画像の周期を基準とすることにより、検体の内部に生じた異常の位置及び異常の程度を容易に把握することができる。また、本発明のＸ線検査装置は、上述したようにＸ線発生器と検体との間に遮蔽体のローラを設置するだけで良いので、装置を小型化することができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記発明において、前記Ｘ線受光器は、前記検体を透過したＸ線を受けて蛍光する蛍光体と、この蛍光体によって蛍光された光を反射する反射体とを備え、前記画像取得器は前記反射体に反射された光の量を検出するカメラから成ることを特徴としている。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記発明において、前記検体は乗客コンベアに備えられるハンドレールから成ることを特徴としている。

本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線発生器と検体との間に配置され、Ｘ線発生器から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体を備え、この遮蔽体は、円筒状に形成され、検体に当接して回動するローラから成り、このローラはＸ線発生器から発生したＸ線を透過させるスリットを有しており、Ｘ線発生器及びＸ線受光器を検体に対して相対的に移動させることによって、検体を透過したＸ線の量を画像取得器で画像として検出し、この画像を画像処理器で分析して検体の内部に生じた異常の有無を検査する。これにより、画像処理器による画像の分析において、スリット画像を周期的に検出すると共に、Ｘ線が照射された検体のうち異常が生じている部分と異常が生じていない部分を判別することができる。従って、検出したスリット画像の周期を基準とすることにより、検体の内部に生じた異常の位置及び異常の程度を容易に把握でき、従来に比べて装置の性能を向上させることができる。また、本発明のＸ線検査装置は、上述したようにＸ線発生器と検体との間に遮蔽体のローラを設置するだけで良いので、装置の小型化を実現させることができ、設置作業における作業者の負担を軽減することができる。

本発明に係るＸ線検査装置の一実施形態の構成を示す図である。図１に示すローラを拡大して示す図であり、図１の矢視Ａ方向から見た図である。図１に示すパソコンの表示部に表示される抗張体の状態を示す図であり、（ａ）図はＸ線発生器、ローラのスリット、及び受光紙が一直線上に並列したときの図、（ｂ）図はローラの位相が（ａ）図のローラの位相よりもθ（０＜θ＜π）異なるときの図である。図１に示すパソコンの画面に表示される抗張体の状態を示す図であり、（ａ）図はローラの位相が図３（ａ）図のローラの位相よりもθ（θ＝π）異なるときの図であり、（ｂ）図はローラの位相が図３（ａ）図のローラの位相よりもθ（π＜θ＜２π）異なるときの図である。

以下、本発明に係るＸ線検査装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。

本発明に係るＸ線検査装置の一実施形態は、検体として、例えば図１に示すように乗客コンベアに備えられるハンドレール２の内部に生じた異常の有無の検査に適用される。本実施形態は、Ｘ線をハンドレール２に照射するＸ線発生器１と、このＸ線発生器１に対向して配置され、ハンドレール２を透過したＸ線を受光するＸ線受光器６とを備えている。また、本実施形態は、このＸ線受光器６に受光されたＸ線の量を画像として検出する画像取得器と、この画像取得器で得られた画像を分析してハンドレール２の異常の有無を検出する画像処理器、例えばパソコン９とを備えている。

Ｘ線受光器６は、ハンドレール２を透過したＸ線を受けて蛍光する蛍光体、例えば蛍光紙３と、この蛍光紙３によって蛍光された光を反射する反射体、例えば鏡４とを内部に格納している。また、画像取得器は、鏡４に反射された光の量を検出するカメラ、例えばＣＣＤカメラ５と、このＣＣＤカメラ５で取得した画像をデジタル化してデータをパソコン９へ送信するビデオキャプチャー８とを有している。なお、ＣＣＤカメラ５は、蛍光紙３及び鏡４と同様にＸ線受光器６の内部に格納されている。

本実施形態は、Ｘ線発生器１とハンドレール２との間に配置され、Ｘ線発生器１から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体を備えている。この遮蔽体は、図１、図２に示すように円筒状に形成され、ハンドレール２に当接して回動するローラ７ａから成り、このローラ７ａはＸ線発生器１から発生したＸ線を透過させるスリット１０ａを有している。また、本実施形態はローラ７ａと同様のローラ７ｂを備えている。すなわち、本実施形態は、Ｘ線発生器１とハンドレール２との間に配置され、Ｘ線発生器１から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体を備え、この遮蔽体は、図１、図２に示すように円筒状に形成され、ハンドレール２に当接して回動するローラ７ｂから成り、このローラ７ｂはＸ線発生器１から発生したＸ線を透過させるスリット１０ｂを有している。さらに、ハンドレール２は、内部に後述する１８本の抗張体を有しており、ローラ７ａ，７ｂは、この抗張体の位置に合わせて１８本のスリット１０ａ，１０ｂをそれぞれ有している。

そして、ローラ７ａ，７ｂは、一定の間隔Ｂを保って配置されており、Ｘ線発生器１のＸ線の発生源に設置されている。具体的には、間隔Ｂは、ローラ７ａ，７ｂの間をＸ線発生器１から照射したＸ線が通過し、さらにＸ線がローラ７ａ，７ｂの外側に照射されることを制限するように設定されている。また、ローラ７ａ，７ｂの向きは、図２に示すように各スリット１０ａ，１０ｂの位置が同期してローラ７ａ，７ｂが回動するように設定されており、ローラ７ａ，７ｂの双方の位相が常に揃っている。なお、パソコン９には、ビデオキャプチャー８から送信される画像データを画像として表示する図示しない表示部が設けられている。

次に、本実施形態の動作を説明する。

本実施形態は、ハンドレール２の内部に生じた異常の有無を検査するとき、Ｘ線発生器１及びＸ線受光器６をハンドレール２の伸長方向へ移動させて行う。そこで、Ｘ線発生器１からＸ線が照射されると、Ｘ線がローラ７ａ，７ｂの間を通過してハンドレール２を透過する。このとき、Ｘ線の一部がローラ７ａ，７ｂに遮蔽される。ここで、Ｘ線発生器１及びＸ線受光器６をハンドレール２に対して移動させることによってローラ７ａ，７ｂがハンドレール２に沿って回動するので、Ｘ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂ、及び蛍光紙３が一直線上にそれぞれ並んだときに、Ｘ線がローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂを通過する。

ハンドレール２を透過したＸ線がＸ線受光器６の受光紙３に当たると、受光紙３がＸ線の受光量に応じて蛍光する。そして、受光紙３によって蛍光された光を鏡４でＣＣＤカメラ５へ反射する。ＣＣＤカメラ５が鏡４に反射された光の量を検出すると、ビデオキャプチャー８がＣＣＤカメラ５で取得した画像をデジタル化してデータをパソコン９へ送信する。パソコン９が画像データを受信すると、後述するように図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）の順にパソコン９の表示部に画像が表示される。

次に、本実施形態に備えられるパソコンによる画像の分析について、図３、図４に基づいて説明する。

図３は図１に示すパソコンの表示部に表示される抗張体の状態を示す図であり、（ａ）図はＸ線発生器、ローラのスリット、及び受光紙が一直線上に並列したときの図、（ｂ）図はローラの位相が（ａ）図のローラの位相よりもθ（０＜θ＜π）異なるときの図、図４は図１に示すパソコンの画面に表示される抗張体の状態を示す図であり、（ａ）図はローラの位相が図３（ａ）図のローラの位相よりもθ（θ＝π）異なるときの図であり、（ｂ）図はローラの位相が図３（ａ）図のローラの位相よりもθ（π＜θ＜２π）異なるときの図である。

本実施形態では、ローラ７ａ，７ｂがハンドレール２に沿って半回転する毎にＸ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂ、及び蛍光紙３が一直線上にそれぞれ並ぶ。ここで、Ｘ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂ、及び蛍光紙３が一直線上にそれぞれ並んだときのローラ７ａ，７ｂの位相をθとすると、各ローラ７ａ，７ｂがハンドレール２に沿って回動するので、図３、図４に示すようにパソコン９の表示部には、４つの状態の画像が繰り返して表示される。

具体的には、θ＝０のとき、すなわちＸ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂ、及び蛍光紙３が一直線上にそれぞれ並んだときに、図３（ａ）に示すようにＸ線がハンドレール２の内部の抗張体を透過したことを示す抗張体画像１１、及びＸ線がローラ７ａ，７ｂのスリット１０ａ，１０ｂの双方を通過したことを示すスリット画像１２ａ，１２ｂが表示される。次に、０＜θ＜πのとき、図３（ｂ）に示すように抗張体を透過したことを示す抗張体画像１１、及びローラ７ａのスリット１０ａを通過したことをスリット画像１３が表示される。

次に、θ＝πのとき、すなわちＸ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂの各スリット１０ａ，１０ｂ、及び蛍光紙３が一直線上にそれぞれ並んだときに、図４（ａ）に示すようにＸ線がハンドレール２の内部の抗張体を透過したことを示す抗張体画像１１、及びＸ線がローラ７ａ，７ｂのスリット１０ａ，１０ｂの双方を通過したことを示すスリット画像１４ａ，１４ｂが表示される。このとき、抗張体に異常、例えば抗張体が欠損している場合には、Ｘ線が抗張体を透過しないので、蛍光紙３によって蛍光される光の量が大きくなる。そのため、抗張体が欠損していることを示す欠損画像１５が表示される。次に、π＜θ＜２πのとき、図４（ｂ）に示すように抗張体を透過したことを示す抗張体画像１１、及びローラ７ｂのスリット１０ｂを通過したことを示すスリット画像１６が表示される。このとき、θ＝πのときと同様に抗張体が欠損している場合には、抗張体が欠損していることを示す欠損画像１７が表示される。

このように構成した本実施形態は、Ｘ線発生器１によって照射されたＸ線がハンドレール２の内部を透過し、透過したＸ線をＸ線受光器６の蛍光紙３が受光する。そして、蛍光紙３が受光するＸ線の受光量に応じてパソコン９に表示される画像が異なる。本実施形態は、Ｘ線が照射されたハンドレール２の抗張体のうち欠損が生じている部分の受光量は、Ｘ線が照射されたハンドレール２の抗張体のうち欠損が生じていない部分の受光量と異なるので、図４に示すようにパソコン９による画像の分析においてＸ線が照射されたハンドレール２の抗張体のうち欠損が生じている部分と欠損が生じていない部分とを判別することができる。従って、Ｘ線発生器１及びＸ線受光器６をハンドレール２に対して相対的に移動させることにより、ハンドレール２全体における内部の抗張体に生じた欠損の有無を検査することができる。

そして、本実施形態は、円筒状に形成された遮蔽体のローラ７ａ，７ｂがＸ線発生器１とハンドレール２との間に配置されているので、Ｘ線発生器１から発生したＸ線の一部が遮蔽体のローラ７ａ，７ｂによって遮蔽される。また、ローラ７ａ，７ｂはＸ線発生器１から発生したＸ線を透過させるスリット１０ａ，１０ｂを有しているので、Ｘ線発生器１、ローラ７ａ，７ｂのスリット１０ａ，１０ｂ、及びＸ線受光器６が一直線上にそれぞれ並んだ場合、すなわち位相θ＝０，πのときに、Ｘ線発生器１から発生したＸ線はローラ７ａ，７ｂのスリット１０ａ，１０ｂをそれぞれ通過し、さらにハンドレール２を透過してＸ線受光器６の蛍光紙３に受光される。これにより、パソコン９による画像の分析において、図３、図４に示すようにハンドレール２の抗張体のうち異常が生じていないことを示す抗張体画像１１、ハンドレール２のうち異常が生じていることを示す欠損画像１５，１７、及びスリット画像１２ａ，１２ｂ，１３，１４ａ，１４ｂ，１６が区別されて表示される。

さらに、円筒状に形成された遮蔽体のローラ７ａ，７ｂはハンドレール２に当接し、ハンドレール２に沿って回動するので、パソコン９による画像の分析において、パソコン９は、図４に示すようにハンドレール２の抗張体のうち欠損が生じていることを示す欠損画像１５，１７を検出すると共に、図３、図４に示すようにスリット画像１２ａ，１２ｂ，１３，１４ａ，１４ｂ，１６を周期的に検出する。そのため、検出したスリット画像１２ａ，１２ｂ，１３，１４ａ，１４ｂ，１６の周期を基準とすることにより、ハンドレール２の抗張体の内部に生じた欠損の位置及び欠損の程度を容易に把握することができる。すなわち、ハンドレール２の検査を端から行った場合、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）の画像において欠損画像１５，１７及びスリット画像１８の数を計測することによってハンドレール２の端から抗張体の欠損の位置を特定することができる。また、図４に示すようにパソコン９の表示部に欠損画像１５，１７が表示された場合に、スリット画像１４ａ，１４ｂ，１６の各間隔と欠損の長さを比較することにより、欠損の程度を容易に識別することができる。これにより、装置の性能を向上させることができる。また、本実施形態は、上述したようにＸ線発生器１とハンドレール２との間に遮蔽体のローラ７ａ，７ｂを設置するだけで良いので、装置の小型化を実現させることができ、設置作業における作業者の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態は、ハンドレール２の内部の抗張体に生じた異常として抗張体に欠損が生じている場合について説明したが、各抗張体が重なり合う等の異常に対しても同様に検査することができる。

１Ｘ線発生器
２ハンドレール（検体）
３蛍光紙（蛍光体）
４鏡（反射体）
５ＣＣＤカメラ（画像取得器）
６Ｘ線受光器
７ａ，７ｂローラ（遮蔽体）
８ビデオキャプチャー（画像取得器）
９パソコン（画像処理器）
１０ａ，１０ｂスリット
１１抗張体画像
１２ａ，１２ｂ，１３，１４ａ，１４ｂ，１６スリット画像
１５，１７欠損画像

Claims

Ｘ線を検体に照射するＸ線発生器と、このＸ線発生器に対向して配置され、前記検体を透過したＸ線を受光するＸ線受光器と、このＸ線受光器に受光されたＸ線の量を画像として検出する画像取得器と、この画像取得器で得られた前記画像を分析して前記検体の異常の有無を検出する画像処理器とを備えたＸ線検査装置において、
前記Ｘ線発生器と前記検体との間に配置され、前記Ｘ線発生器から発生したＸ線の一部を遮蔽する遮蔽体を備え、この遮蔽体は、円筒状に形成され、前記検体に当接して回動するローラから成り、このローラは前記Ｘ線発生器から発生したＸ線を透過させるスリットを有することを特徴とするＸ線検査装置。
請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記Ｘ線受光器は、前記検体を透過したＸ線を受けて蛍光する蛍光体と、この蛍光体によって蛍光された光を反射する反射体とを備え、前記画像取得器は前記反射体に反射された光の量を検出するカメラから成ることを特徴とするＸ線検査装置。
請求項１又は２に記載のＸ線検査装置において、
前記検体は乗客コンベアに備えられるハンドレールから成ることを特徴とするＸ線検査装置。