Ｘ線検査方法

【課題】肉厚補正治具を使用することなく簡易かつ正確に検査対象物の欠陥等を検出する。
【解決手段】異なる複数の既知の厚みを有する較正体に対してＸ線を照射して各厚みとこの部分のＸ線透過量の関係を測定するステップと、各厚みとこの部分でのＸ線透過量の関係が直線状になるように前記各厚みにおける較正値を決定するステップと、欠陥等の無い正常な検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をマスタ画像として得るステップと、マスタ画像の各部のＸ線透過量より当該Ｘ線が透過した部分の前記検査対象物の厚みを得るステップと、通常の検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をテスト画像として得るステップと、前記マスタ画像と前記テスト画像の各部のＸ線透過量の差分たる差分Ｘ線透過量に基づいた差分画像を算出するステップと、前記差分画像の各部の位置に対応した前記マスタ画像部分の厚みにおける前記較正値を前記各部の差分Ｘ線透過量に乗じて較正差分Ｘ線透過量を算出してこれに基づく較正差分画像を得るステップとを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線検査方法に関し、特に、検査対象物の厚み変化に無関係に正確に検査対象物における欠陥等の検出を行うことが可能なＸ線検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みｘの物質をＸ線が透過する場合、透過するＸ線の線束密度(Ｘ線透過量)Ｉは以下の式（１）で表され、厚みｘに対して指数関数的に低減する。なお式（１）中、Ioは物質に入射するＸ線の線束密度、μは定数である。したがって、検査対象物が厚くなると、欠陥等の存在によって検査対象物の厚みが局部的に変化してもＸ線透過量の変化は小さく、欠陥等の検出感度が低くなるため正確な検出ができないという問題があった。そこで、例えば特許文献１では、検査対象物に肉厚補正治具を装着して検査対象物の厚み変化による検出感度の低下を回避するようにしている。
【０００３】
【数１】

【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５４５０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記公報に記載の方法では、肉厚補正治具を製作してこれを検査対象物に装着する手間を要するとともに、上記公報において指摘されているように肉厚補正治具自体の欠陥等によって検査対象物の欠陥等の正確な検出が妨げられるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、肉厚補正治具を使用することなく簡易かつ正確に検査対象物の欠陥等の検出ができるＸ線検査方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本第１発明では、異なる複数の既知の厚みを有する較正体に対してＸ線を照射して各厚みとこの部分のＸ線透過量の関係を測定するステップと、各厚みとこの部分でのＸ線透過量の関係が直線状になるように前記各厚みにおける較正値を決定するステップと、検査対象物にＸ線を照射してこのときのＸ線透過量より当該Ｘ線が透過した部分の厚みを得て、当該厚みにおける前記較正値を前記Ｘ線透過量に乗じて較正Ｘ線透過量を得るステップとを備える。
【０００８】
本第１発明によれば、Ｘ線透過量に、当該Ｘ線が透過した部分の厚みに応じた較正値を乗じて較正Ｘ線透過量を得ることにより、検査対象物の厚みが厚くなると厚み変化に対する検出感度が低下するという問題を回避でき、従来のような肉厚補正治具を使用することなく簡易かつ正確に検査対象物の欠陥等の検出をすることができる。
【０００９】
本第２発明では、異なる複数の既知の厚みを有する較正体に対してＸ線を照射して各厚みとこの部分のＸ線透過量の関係を測定するステップと、各厚みとこの部分でのＸ線透過量の関係が直線状になるように前記各厚みにおける較正値を決定するステップと、欠陥等の無い正常な検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をマスタ画像として得るステップと、マスタ画像の各部のＸ線透過量より当該Ｘ線が透過した部分の前記検査対象物の厚みを得るステップと、通常の検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をテスト画像として得るステップと、前記マスタ画像と前記テスト画像の各部のＸ線透過量の差分たる差分Ｘ線透過量に基づいた差分画像を算出するステップと、前記差分画像の各部の位置に対応した前記マスタ画像部分の厚みにおける前記較正値を前記各部の差分Ｘ線透過量に乗じて較正差分Ｘ線透過量を得るステップとを備える。
【００１０】
本第２発明においては、欠陥等を生じた部分のみに生じる差分Ｘ線透過量に較正値を乗じて較正差分Ｘ線透過量を得ることによって、欠陥等の位置、大きさ、深さ（高さ）等を正確に検出することができる。
【００１１】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明のＸ線検査方法によれば、肉厚補正治具を使用することなく簡易かつ正確に検査対象物の欠陥等の検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】較正体の全体斜視図である。
【図２】ワーク厚とＸ線透過量の関係を示すグラフである。
【図３】マスタ画像の正面図である。
【図４】テスト画像の正面図である。
【図５】差分画像の正面図である。
【図６】差分画像の要部の、反転信号の信号レベルを示すグラフである。
【図７】較正差分画像の正面図である。
【図８】較正差分画像の要部の、反転信号の信号レベルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明方法は、検査対象物に対しＸ線を照射してＸ線透過量に応じた透過画像を得るＸ線撮像装置と、以下に説明する各手順の処理を行うコンピュータ装置とによって実現される。
【００１５】
最初に、図１に示すような較正体１を使用して、検査対象物（ワーク）の厚みに対するＸ線透過量を測定する。すなわち本実施形態における較正体１はワークと同材で形成された長尺の角型棒体で、その一側縁には例えば１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、‥、と既知の厚みの、複数の階段部１１，１２，１３，１４，１５が形成されている。なお、図１では図解を容易にするために階段部１１〜１５の数を実際よりも少なくしてある。このような較正体１の階段部１１〜１５に対してＸ線管の管電圧を一定にして順次Ｘ線を照射して、この時のＸ線透過量を測定する。
【００１６】
Ｘ線透過量の測定値の一例を図２の白角印で示す。階段部（ワーク）の厚みに対するＸ線透過量の変化曲線ｍは先に式（１）で示した指数関数となるから、ワーク厚が厚くなるとその厚み変化に対するＸ線透過量の変化割合が小さくなり、厚み変化に他する感度が低くなる。そこで、本実施形態では、ワークの厚みとＸ線透過量の関係が図２の直線ｎ状になるような各厚みにおける較正値Ｃ1,Ｃ2,Ｃ3,Ｃ4,Ｃ5,Ｃ6を決定してこれをテーブルとして記憶しておく。
【００１７】
次に、例えば図３に示すような欠陥等のないワークにＸ線を照射して各部のＸ線透過量に応じた輝度のマスタ画像Ｍを得る。そして、このマスタ画像Ｍの各部の輝度（Ｘ線透過量）より、図１の線ｍの関係を使用してワーク各部の厚みを算出しておく。
【００１８】
続いて、同種の一般のワークにＸ線を照射して各部のＸ線透過量に応じた輝度のテスト画像Ｎ（図４）を得る。本実施形態ではワーク上とその近傍に、径の異なる金属硬球を間隔をおいて複数配置してこれらを欠陥等の代わりとした。テスト画像Ｎ中のＡ領域の黒点が金属硬球である。
【００１９】
次のステップでは、ガウシアンフィルタ等によってそれぞれマスタ画像Ｍとテスト画像Ｎのノイズ除去を行った後、両画像Ｍ，Ｎの位置を一致させる。この後、両画像Ｍ，Ｎの差分を算出する。差分画像Ｅを図５に示す。差分画像Ｅにはテスト画像ＮのＡ領域に配設された硬球の像Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3,Ｅ4,Ｅ5,Ｅ6のみが現れるが、硬球の像Ｅ2にはワークのエッジ部の像Ｅ21,Ｅ22が付随している。この場合の差分画像Ｅの、各部の輝度（差分Ｘ線透過量）を反転させた反転信号を図６に示すが、これより明らかなように、各硬球の像Ｅ1〜Ｅ6部分の反転信号Ｆ1,Ｆ2,Ｆ3,Ｆ4,Ｆ5,Ｆ6の信号レベルは、対応する硬球の径（厚み）に対応するものとはなっておらず、しかも、像Ｅ2に対応する反転信号Ｆ2にはワークエッジ部の像Ｅ21,Ｅ22による信号Ｆ21,Ｆ22が付随している。
【００２０】
ここにおいて、本実施形態では、差分画像Ｅの各部の輝度（差分Ｘ線透過量）に対して、当該各部のワーク厚みに対応する較正値Ｃ1〜Ｃ6を、先に準備した較正値テーブルから選択して、当該較正値Ｃ1〜Ｃ6を上記輝度に乗じて得られる較正輝度（較正差分Ｘ線透過量）よりなる較正差分画像Ｇ（図７）を得る。なお、画像Ｇ中の符号Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3,Ｇ4,Ｇ5,Ｇ6は、テスト画像Ｎ（図４）のＡ領域に配設された硬球の像である。
【００２１】
較正差分画像Ｇの、各部の較正輝度（較正差分Ｘ線透過量）を反転させた反転信号を図８に示す。これより明らかなように、各硬球の像Ｇ1〜Ｇ6部分の反転信号Ｈ1,Ｈ2,Ｈ3,Ｈ4,Ｈ5,Ｈ6の信号レベルは、対応する硬球の径（厚み）に正確に対応するものとなっており、しかも、反転信号Ｈ2には、反転信号Ｆ2に付随していた、ワークエッジ部の像Ｅ21,Ｅ22による信号Ｆ21,Ｆ22も付随していない。このように、較正差分画像Ｇを得ることによって、ワークに生じた欠陥等の位置、大きさ、深さ（高さ）等を正確に検出することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…較正体、Ｅ…差分画像、Ｇ…較正差分画像、Ｍ…マスタ画像、Ｎ…テスト画像。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の既知の厚みを有する較正体に対してＸ線を照射して各厚みとこの部分のＸ線透過量の関係を測定するステップと、各厚みとこの部分でのＸ線透過量の関係が直線状になるように前記各厚みにおける較正値を決定するステップと、検査対象物にＸ線を照射してこのときのＸ線透過量より当該Ｘ線が透過した部分の厚みを得て、当該厚みにおける前記較正値を前記Ｘ線透過量に乗じて較正Ｘ線透過量を得るステップとを備えるＸ線検査方法。
【請求項２】
異なる複数の既知の厚みを有する較正体に対してＸ線を照射して各厚みとこの部分のＸ線透過量の関係を測定するステップと、各厚みとこの部分でのＸ線透過量の関係が直線状になるように前記各厚みにおける較正値を決定するステップと、欠陥等の無い正常な検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をマスタ画像として得るステップと、マスタ画像の各部のＸ線透過量より当該Ｘ線が透過した部分の前記検査対象物の厚みを得るステップと、通常の検査対象物のＸ線透過量に基づいた画像をテスト画像として得るステップと、前記マスタ画像と前記テスト画像の各部のＸ線透過量の差分たる差分Ｘ線透過量に基づいた差分画像を算出するステップと、前記差分画像の各部の位置に対応した前記マスタ画像部分の厚みにおける前記較正値を前記各部の差分Ｘ線透過量に乗じて較正差分Ｘ線透過量を得るステップとを備えるＸ線検査方法。

【図１】