JP2004354215A

JP2004354215A - 放射線透過非破壊検査装置

Info

Publication number: JP2004354215A
Application number: JP2003152555A
Authority: JP
Inventors: Akira Sato; 明良佐藤
Original assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】従来の放射線透過非破壊検査装置では、円柱形状を成す被検査体を検査する場合、放射線の透過距離が部分的に異なるため、透過距離の相違によるコントラストの差により内部の確認が困難であると共に、散乱線により像質が低下するという問題点があった。
【解決手段】被検査体ＷにＸ線を照射するＸ線源１と、被検査体Ｗを透過した放射線の強度分布を検出するＸ線ラインセンサ２と、被検査体Ｗの円周部両側に添う調整体３を備え、調整体３が、放射線の透過性を有し、被検査体Ｗの直径に基づいて設定した厚みを有すると共に、Ｘ線ラインセンサ２に近接して配置してある放射線透過非破壊検査装置とし、被検査体Ｗにおける放射線の透過距離の部分的な相違を補償すると共に、散乱線による影響を抑制する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円柱形状を成す被検査体に放射線を透過させて内部を検査するのに用いる放射線透過非破壊検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円柱形状を成す被検査体の放射線透過非破壊検査装置としては、例えば図３に示すようなものがあった。図示の装置は、放射線としてＸ線を用いるものであって、点光源であるＸ線源１０１と、被検査体Ｗの背後に配置したＸ線フィルム１０２を備えており、被検査体Ｗを静止状態にして、Ｘ線源１０１から被検査体ＷにＸ線を照射し、被検査体Ｗを透過したＸ線をＸ線フィルム１０２に撮影する。また、この種の装置では、被検査体Ｗの向きを軸線回りに所定角度ずつ変えて撮影を繰り返し行うことにより、被検査体の全体の内部をより確実に検査するようにしていた。
【０００３】
さらに、その他の放射線透過非破壊検査装置としては、Ｘ線源から放射したＸ線をコリメータによって線状のＸ線ビームにし、このＸ線ビームを被検査体に向けて走査して、被検査体を透過したＸ線を検出するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１２４２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示す従来の放射線透過非破壊検査装置にあっては、被検査体Ｗが円柱形状を成していることから、被検査体ＷにおけるＸ線の透過距離が部分的に異なり、中央部分で透過距離が大きく、両側で透過距離が小さいので、撮影したＸ線フィルム１０２上で透過距離の相違によるコントラストの差によって、内部の確認が困難になるという問題があり、また、Ｘ線フィルム１０２の両端部に散乱線（図中に矢印で示す）が入り易く、これにより像質が低下するという問題点があり、これらの問題点を解決することが課題であった。
【０００６】
なお、上記特許公報に記載された放射線透過非破壊検査装置にあっても、円柱形状を成す被検査体の内部を検査するに際して、被検査体におけるＸ線の透過距離が部分的に異なることで生じる不具合や、散乱線により生じる像質低下を解消するものではなかった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、円柱形状を成す被検査体に対して、被検査体における放射線の透過距離の部分的な相違を補償すると共に、散乱線による影響を抑制して、被検査体の内部を高精度に検査することができる放射線透過非破壊検査装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線透過非破壊検査装置は、請求項１として、円柱形状を成す被検査体を放射線透過により非破壊検査する装置であって、被検査体に放射線を照射する放射線源と、被検査体を透過した放射線の強度分布を検出する放射線センサと、放射線の放射方向に対して被検査体の円周部両側に添う状態で配置する調整体を備え、調整体が、放射線に対して透過性を有し、放射線の透過方向に被検査体の直径に基づいて設定した厚みを有すると共に、放射線センサに近接して配置してあることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の放射線透過非破壊検査装置は、請求項２として、調整体が、放射線の透過性において被検査体に類似した材料で形成してあることを特徴とし、請求項３として、被検査体を軸線回りに回転させる回転テーブルを備えたことを特徴とし、請求項４として、放射線センサが、被検査体の軸線に対して直交する状態に配置したラインセンサであり、被検査体及びラインセンサの少なくとも一方を被検査体の軸線方向に移動させる移動手段を備えたことを特徴とし、請求項５として、放射線がＸ線であり、放射線センサがＸ線センサであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる放射線透過非破壊検査装置では、被検査体が円柱形状であって、放射線源と放射線センサの間に被検査体を配置すると共に、被検査体に対して、放射線の放射方向に対して被検査体の円周部両側に添う状態となる調整体を配置する。そして、放射線源から被検査体に放射線を照射し、被検査体を透過した放射線の濃度分布を放射線センサで検出する。
【００１１】
この際、放射線透過非破壊検査装置では、調整体が、放射線に対して透過性を有するので、とくに被検査体の円周部両側では、放射線が被検査体と調整体を透過し、なお且つ、調整体が、放射線の透過方向に被検査体の直径に基づいて設定した厚みを有するので、この調整体によって、円柱形状を成す被検査体の中央部分での放射線の透過距離と、円周部両側での透過距離との差を小さくし、被検査体における放射線の透過距離の部分的な相違を補償する。また、放射線透過非破壊検査装置では、調整体が、放射線センサに近接して配置してあるので、この調整体によって、放射線センサへの散乱線の入り込みを抑制する。
【００１２】
本発明の請求項２に係わる放射線透過非破壊検査装置では、調整体が、放射線の透過性において被検査体に類似した材料で形成してあるので、被検査体と調整体における放射線の透過状況が近いものとなり、放射線センサで検出する放射線の濃度分布に対して調整体が過剰に影響するのを防止する。
【００１３】
本発明の請求項３に係わる放射線透過非破壊検査装置では、回転テーブルにより、被検査体を軸線回りに回転させながら放射線の照射及び検出を行うことで、被検査体の内部を全周にわたって連続的に検査する。
【００１４】
本発明の請求項４に係わる放射線透過非破壊検査装置では、放射線センサが、被検査体の軸線に対して直交する状態に配置したラインセンサであることから、放射線の濃度分布を検出する範囲がラインセンサに対応した帯状の範囲となり、さらに、移動手段により、被検査体及びラインセンサの少なくとも一方を被検査体の軸線方向に移動させながら放射線の照射及び検出を行うことで、被検査体の内部を軸線方向にわたって連続的に検査する。
【００１５】
本発明の請求項５に係わる放射線透過非破壊検査装置では、放射線としてＸ線を用いて、被検査体の内部の検査が行われる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる放射線透過非破壊検査装置によれば、円柱形状を成す被検査体の内部を放射線透過により検査する装置において、調整体を採用したことにより、被検査体における放射線の透過距離の部分的な相違を補償して、放射線センサで検出した濃度分布上で、放射線の透過距離の相違によるコントラストの差を解消することができると共に、散乱線による影響を抑制して像質を高めることができ、被検査体の内部を高精度に検査することができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係わる放射線透過非破壊検査装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、放射線センサで検出する放射線の濃度分布に対して調整体が過剰に影響するのを防止して、検査精度のさらなる向上を実現することができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係わる放射線透過非破壊検査装置によれば、請求項１及び２と同様の効果を得ることができるうえに、被検査体の内部を全周にわたって連続的に検査して、短時間で高精度な検査を行うことができ、多くの被検査体を順次検査する場合に非常に好適であり、また、被検査体の内部の３次元データを得ることが可能であって、検査精度のさらなる向上を実現することができる。
【００１９】
本発明の請求項４に係わる放射線透過非破壊検査装置によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、被検査体の内部を軸線方向にわたって連続的に検査して、検査精度のさらなる向上を実現し得ると共に、小型の放射線センサによって被検査体の全体を高精度に検査することができ、とくに、請求項３に記載の回転テーブルと組み合わせれば、検出データをスパイラル状に連続させて、被検査体の内部の３次元データを得ることが可能になる。
【００２０】
本発明の請求項５に係わる放射線透過非破壊検査装置によれば、請求項１〜４と同様の効果を得ることができるうえに、放射線としてＸ線を用いて、放射線透過非破壊検査をより容易に行うことができる。
【００２１】
【実施例】
図１に示す放射線透過非破壊検査装置は、円柱形状の被検査体Ｗの内部を放射線透過により検査する装置である。この実施例における被検査体Ｗは、例えばロケットモータであり、金属製又は複合材製のモータケースＣに、インシュレータＩを介して、内孔Ｈを有する固体推進薬Ｐが装填してある。そして、上記検査装置により、固体推進薬Ｐ中における異物や空洞といった内部欠陥の有無を検査する。
【００２２】
上記検査装置は、被検査体Ｗに放射線を照射する放射線源（１）と、被検査体Ｗを透過した放射線の強度分布を検出する放射線センサ（２）と、放射線の放射方向に対して被検査体Ｗの円周部両側に添う状態で配置する調整体３を備えている。この実施例において、放射線源は、放射線であるＸ線を照射するＸ線源１である。これに対して、放射線センサは、被検査体Ｗの軸線に対して直交する状態に配置したＸ線ラインセンサ２であって、Ｘ線源１に対向して被検査体Ｗの背後に設けてある。
【００２３】
また、上記検査装置は、軸線方向を垂直方向とした被検査体Ｗを軸線回りに回転させる回転テーブル４を備えると共に、被検査体Ｗ及びＸ線ラインセンサ２の少なくとも一方を被検査体Ｗの軸線方向に移動させる移動手段として、Ｘ線ラインセンサ２を被検査体Ｗの軸線方向にわたって上下動させる移動手段５を備えている。回転テーブル４は、減速機構類を含むモータ６を駆動源とし、被検査体Ｗを定速回転させる。Ｘ線ラインセンサ２の検出信号は、処理装置７で信号処理されると共に、図示しないモニターで画像として表すことができる。
【００２４】
調整体３は、被検査体Ｗの軸線方向の長さに対応した高さを有するブロックであって、放射線（この実施例ではＸ線）に対して透過性を有しており、とくに、Ｘ線の透過性において被検査体Ｗに類似した材料で形成してある。この実施例では、被検査体Ｗが、モータケースＣを形成する金属又は複合材や、インシュレータＩ及び固体推進薬Ｐを形成するゴム類などで構成してあるので、これらの材料に類似した透過性を有する材料で調整体３を形成している。
【００２５】
また、調整体３は、円柱形状を成す被検査体Ｗの円周部に添う曲面３ａを有すると共に、Ｘ線の透過方向に被検査体Ｗの直径に基づいて設定した厚みＴを有しており、この実施例においては、被検査体Ｗの直径よりも小さい厚みＴとなっている。調整体３の左右方向の寸法は適宜選択し得る。そして、調整体３は、先述したように被検査体Ｗの円周部両側に添う状態で配置され、且つまた放射線センサ２に近接して配置してある。なお、調整体３は、回転する被検査体Ｗに対して不動であるため、曲面３ａと被検査体Ｗの間には僅かな隙間を形成する。
【００２６】
上記の構成を備えた放射線透過非破壊検査装置は、Ｘ線源１から被検査体ＷにＸ線を放射して、被検査体Ｗを透過したＸ線の濃度分布をＸ線ラインセンサ２で検出することとなり、この際、回転テーブル４により被検査体Ｗを定速回転させると共に、この回転に同期して、移動手段５によりＸ線ラインセンサ２を被検査体Ｗの上端から下端（又は下端から上端）に移動させる。
【００２７】
すなわち、上記検査装置では、Ｘ線の濃度分布を検出する範囲がＸ線ラインセンサ２に対応した帯状の範囲であるから、上記の如く被検査体Ｗを回転させるとともにＸ線ラインセンサ２を移動させることで、検出データをスパイラル状に連続させて被検査体Ｗの全体の３次元データを得ることが可能となる。
【００２８】
また、上記検査装置では、調整体３が、Ｘ線に対して透過性を有するので、とくに被検査体Ｗの円周部両側においては、Ｘ線が被検査体Ｗと調整体３を透過することになり、なお且つ、調整体３が、Ｘ線の透過方向に被検査体Ｗの直径に基づいて設定した厚みＴを有するので、この調整体３によって、円柱形状を成す被検査体Ｗの中央部分でのＸ線の透過距離と、円周部両側での透過距離との差が小さくなる。
【００２９】
これにより、上記検査装置では、被検査体ＷにおけるＸ線の透過距離の部分的な相違を補償して、Ｘ線ラインセンサ２で検出した濃度分布上で、Ｘ線の透過距離の相違によるコントラストの差を解消することができ、また、調整体３がＸ線ラインセンサ２に近接して配置してあるので、Ｘ線ラインセンサ２への散乱線の入り込みを抑制して像質をより高めることができる。
【００３０】
さらに、上記検査装置では、調整体３が、Ｘ線の透過性において被検査体Ｗに類似した材料で形成してあるので、被検査体Ｗと調整体３におけるＸ線の透過状況が近いものとなり、これにより検査精度がより高められ、また、被検査体Ｗを回転させるとともにＸ線ラインセンサ２を移動させることで、被検査体Ｗを全周及び軸線方向にわたって検査して、被検査体Ｗの内部全体を短時間で高精度に検査し得るものとなる。
【００３１】
図２は、上記検査装置により得た被検査体Ｗの左側半分の２次元検出画像を示す図であり、図の左側から、調整体３、被検査体ＷのモータケースＣ、インシュレータＩ、固体推進薬Ｐ及び内孔Ｈが表れており、固体推進薬Ｐ内に内部欠陥である空洞Ｂが表れている。ここで、検出画像における空洞Ｂは、当然のことながら周辺部に比べてＸ線の透過が大きいので明るく見える。
【００３２】
調整体３が無い場合には、被検査体Ｗの円周部両側の部分（図中では左側の部分）においては、Ｘ線の透過距離が小さいので明るくなり、固体推進薬Ｐと空洞Ｂの区別が困難になる。これに対して、当該検査装置のように調整体３を採用すれば、被検査体ＷにおけるＸ線の透過距離の部分的な相違を補償し、Ｘ線の透過距離の相違によるコントラストの差が解消されるので、固体推進薬Ｐと空洞Ｂの明暗が明確になり、空洞Ｂを容易に確認し得る。
【００３３】
なお、本発明に係わる放射線透過非破壊検査装置は、詳細な構成が上記実施例のみに限定されることはなく、例えば放射線としてγ線やマイクロ波などを用いることも可能である。また、放射線センサへの散乱線の入り込みをより確実に防止するために、調整体に、放射線センサとの隙間を塞ぐ遮蔽部を設けることも有効である。さらに、移動手段としては、被検査体を移動させる手段又は被検査体と放射線センサの両方を移動させる手段とすることもでき、ラインセンサに対応して放射線をコリメータ等により平面状にして放射する場合には、ラインセンサとともに放射線源をも移動させる手段とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線透過非破壊検査装置を説明する平断面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。
【図２】上記検査装置により得た被検査体の左側半分の２次元検出画像を示す図である。
【図３】従来の放射線透過非破壊検査装置を説明する平面図である。
【符号の説明】
Ｗ被検査体
１Ｘ線源（放射線源）
２Ｘ線ラインセンサ（放射線センサ）
３調整体
４回転テーブル
５移動手段

Claims

円柱形状を成す被検査体を放射線透過により非破壊検査する装置であって、被検査体に放射線を照射する放射線源と、被検査体を透過した放射線の強度分布を検出する放射線センサと、放射線の放射方向に対して被検査体の円周部両側に添う状態で配置する調整体を備え、調整体が、放射線に対して透過性を有し、放射線の透過方向に被検査体の直径に基づいて設定した厚みを有すると共に、放射線センサに近接して配置してあることを特徴とする放射線透過非破壊検査装置。
調整体が、放射線の透過性において被検査体に類似した材料で形成してあることを特徴とする請求項１に記載の放射線透過非破壊検査装置。
被検査体を軸線回りに回転させる回転テーブルを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線透過非破壊検査装置。
放射線センサが、被検査体の軸線に対して直交する状態に配置したラインセンサであり、被検査体及びラインセンサの少なくとも一方を被検査体の軸線方向に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射線透過非破壊検査装置。
放射線がＸ線であり、放射線センサがＸ線センサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放射線透過非破壊検査装置。