JP2006010454A - Ｘ線液面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 実際に液面検査を行っているときに、無検査状態を検知することができるＸ線液面検査装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線液面検査装置では、制御部において、Ｘ線検出・判定用位置検出器からの被検査容器検出信号とＸ線センサからのＸ線センサ出力信号とを対比し、前記Ｘ線センサ出力信号が減弱した場合に（ステップＳ１）、前記Ｘ線検出・判定用位置検出器で前記被検査容器が検出されていないと判断した場合（ステップＳ２）、前記Ｘ線検出・判定用位置検出器が異常であると判断する（ステップＳ３）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ビール、ジュース等の液体あるいは液状体（以下、単に液体という）が充填、密封された容器内の液面をＸ線照射により検査するＸ線液面検査装置に関する。

従来のＸ線液面検査装置として、搬送手段によって搬送されてきた被検査容器に対してＸ線を照射するＸ線源と、該Ｘ線源から照射され前記被検査容器を透過したＸ線を検出するＸ線センサと、該Ｘ線センサで検出された透過Ｘ線により前記被検査容器内の液面の適否を判定する判定部と、前記被検査容器が液面検査位置に到達したことを検出する位置検出器とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

このようなＸ線液面検査装置では、被検査容器に向かってＸ線源からＸ線が照射され、Ｘ線センサにおいて被検査物を透過したＸ線を検出し、これに基づいて判定部で液面の高さの良否が判定されるようになっている。判定部における判定は、位置検出器で被検査物が検査位置に到達したことが検知された後、所定のタイミングで行われるようになっている。
特開平１１−１７３９９９号公報 特開２００３−１８５４９０号公報

このようなＸ線液面検査装置において、例えば、Ｘ線源、Ｘ線センサ、位置検出器等の寿命や故障等により、検査が行われなくなる状態となることも考えられる。従来、このような無検査状態となることを防止する方策としては、検査を行う前に、液量の分かっている被検査容器の検査を行い、正常に検査が行われているかを確認するといったことが行われていた。

しかし、実際に検査を行っているときに寿命などがきてしまうこともある。従来のＸ線液面検査装置では、実際に液面検査を行っているときに、その検査が正常に行われているかをチェックすることはできなかった。

本発明の目的は、実際に液面検査を行っているときに、無検査状態を検知することができるＸ線液面検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、搬送手段によって搬送された被検査容器に対してＸ線を照射するＸ線源と、該Ｘ線源から照射され前記被検査容器を透過したＸ線を検出するＸ線センサと、該Ｘ線センサで検出された透過Ｘ線により前記被検査容器内の液面の適否を判定する判定部と、前記被検査容器の液面検査位置への到達を検出する位置検出器とを備えたＸ線液面検査装置であって、前記位置検出器によって検出された到達検査位置と前記Ｘ線センサによって検出された透過Ｘ線に基づいて、前記Ｘ線源、前記Ｘ線センサ、及び前記位置検出器の何れかが異常であると判断する制御部を備えたことを特徴とする。

このような請求項１に記載の発明では、搬送手段によりＸ線液面検査装置に搬送された被検査容器に、Ｘ線源からＸ線を照射する。そして、位置検出器により、被検査容器の液面検査位置への到達を検出すると、被検査容器を透過したＸ線をＸ線センサで検出し、検出した透過Ｘ線により判定部が被検査容器内の液面の適否を判定する。
このとき、位置検出器によって検出された到達検査位置と前記Ｘ線センサによって検出された透過Ｘ線に基づいて、Ｘ線源、Ｘ線センサ、および位置検出器の何れかが異常であると判断される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記制御部は、前記位置検出器によって前記被検査容器が検出されないにも拘わらず、前記Ｘ線センサ出力信号が減弱された場合、前記位置検出器が異常であると判断することを特徴とする。

このような請求項２に記載の発明では、位置検出器が正常に機能しており、液面検査が正常に行われている場合には、被検査容器が液面検査位置に到達すると、位置検出器で被検査容器が検出され、また、Ｘ線源から照射されるＸ線は被検査容器を透過することにより減弱することから、Ｘ線センサ出力信号は減弱する。しかし、位置検出器が正常に機能していない場合には、被検査容器が液面検査位置に到達した場合、Ｘ線センサ出力信号は減弱するが、位置検出器では被検査容器が検出されない。したがって、制御部は、被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号とを対比することにより、位置検出器で被検査容器が検出されていないにも拘わらず、Ｘ線センサ出力信号が減弱した場合、位置検出器が異常であると判断することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の前記制御部は、前記位置検出器で前記被検査容器が検出されたにも拘わらず、前記Ｘ線センサからのＸ線センサ出力信号の減弱量が所定の減弱量よりも小さい場合、前記Ｘ線源あるいは前記Ｘ線センサが異常であると判断することを特徴とする。

このような請求項３に記載の発明では、Ｘ線源あるいはＸ線センサが正常に機能しており、液面検査が正常に行われている場合には、被検査容器が液面検査位置に到達すると、位置検出器で被検査容器が検出され、また、Ｘ線源から照射されるＸ線は被検査容器を透過することにより減弱して、Ｘ線センサ出力信号は所定の減弱量よりも減弱する。しかし、Ｘ線源あるいはＸ線センサのいずれかが正常に機能しなくなると、液面検査位置に被検査容器が到達した場合、この被検査容器は位置検出器で検出されるが、Ｘ線センサ出力信号は所定よりも減弱量が小さくなる。したがって、制御部は、被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号とを対比することにより、位置検出器で被検査容器が検出されたにも拘わらず、Ｘ線センサ出力信号の減弱量が所定の減弱量よりも小さい場合、Ｘ線源あるいはＸ線センサが異常であると判断することができる。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線源、Ｘ線センサ、および位置検出器のうちの何れかの異常を検知することができ、これらの何れかが正常に機能していないことが原因で液面適否の検査が行われていないことを検知することができる。

請求項２に記載の発明によれば、位置検出器の異常を検知することができ、該位置検出器が正常に機能していないことが原因で液面適否の検査が行われていないことを検知することができる。

請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線源あるいはＸ線センサの異常を検知することができ、これらＸ線源あるいはＸ線センサが正常に機能していないことが原因で液面適否の検査が行われていないことを検知することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るＸ線液面検査装置の実施の形態の一例について詳細に説明する。
図１は本発明に係るＸ線液面検査装置の実施の形態の一例の概略を示す平面図、図２は本発明に係るＸ線液面検査装置の実施の形態の一例の概略を示す側面図、図３は図１，２に示すＸ線液面検査装置のＸ線センサを示す図である。

図において、符号１は本例のＸ線液面検査装置を示している。このＸ線液面検査装置１は、図１に二点鎖線で示した装置本体２を備えている。この装置本体２の内部は、放射線防護室を構成しており、かかる装置本体２内に、Ｘ線源３、Ｘ線センサ４、Ｘ線検出・判定用位置検出器５が設けられている。

装置本体２内には、搬送手段としてのコンベア６により被検査容器７が搬送されるようになっている。そして、コンベア６によって装置本体２内に搬送された被検査容器７には、液面検査位置８において、Ｘ線源３からＸ線が照射され液面適否の判定が行われるようになっている。

その他、Ｘ線液面検査装置１は、Ｘ線源３を制御するためのＸ線制御器９、Ｘ線源３からＸ線を照射するために、コンベア６上の被検査容器７を検出するためのＸ線照射用位置検出器１０を備え、さらに、増幅回路１１、判定部１２、制御部１３を備えている。

前記Ｘ線センサ４は、図３に示すように、幅Ｗが例えば１ｍｍ以下、高さｈがそれ以下の小寸法のセンサ素子４ａが多数個、例えば６４個、ライン上に密着配列されて構成されているＸ線ラインセンサである。前記センサ素子４ａは、液面方向（水平方向）に対して垂直となる向き、すなわち鉛直方向に向けて配列されている。

このように構成されたＸ線センサ４は、被検査容器の透過Ｘ線を電気信号に変換し、これをＸ線センサ出力信号として増幅回路１１に出力するようになっている。増幅回路１１では、前記Ｘ線センサ出力信号を増幅してこれを判定部１２に出力するようになっており、判定部１２は増幅されたＸ線センサ出力信号に基づいて液面の適否を判定するようになっている。判定部１２は、液面の適否を判定すると、制御部１３に対して液面検査終了信号を出力するようになっている。

前記Ｘ線検出・判定用位置検出器５、Ｘ線照射用位置検出器１０は、光電センサや赤外線センサなどであり、発信部から受信部へ発信される光あるいは赤外線が被検査容器７によって遮られたときに、被検査容器７を検出することができるようになっている。そして、このとき被検査容器検出信号が制御部１３に出力されるようになっている。

このようにしてＸ線照射用位置検出器１０によって被検査容器７が検出されると、Ｘ線源３からＸ線が照射されるようになっている。また、液面検査位置８に被検査容器７が到達し、Ｘ線検出・判定用位置検出器５により被検査容器７が検出されると、Ｘ線源３から被検査容器７に照射された透過Ｘ線をＸ線センサ４に検出させ、その検出信号が増幅回路１１、判定部１２に送られて、判定部１２で液面適否の判定が行われるようになっている。言い換えれば、Ｘ線検出・判定用位置検出器５により被検査容器７が検出されると、Ｘ線センサ４でＸ線データが収集され、液面の適否の判定が行われるようになっている。したがって、Ｘ線検出・判定用位置検出器５が正常に機能しなくなり、被検査容器７が液面検査位置８に到達しても、Ｘ線検出・判定用位置検出器５で被検査容器７が検出されなくなると、前記のようにＸ線センサ４で透過Ｘ線を検出してその強弱により液面の適否を判定することが行われなくなる。すなわち、無検査状態となってしまう。そこで、本例ではこのようにして無検査状態の原因となるＸ線検出・判定用位置検出器５の異常をも検知することができるようになっている（後に詳述する）。

前記制御部１３は、Ｘ線検出・判定用位置検出器５からの被検査容器検出信号とＸ線センサ４からのＸ線センサ出力信号とを対比することにより、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の異常、または、Ｘ線源３あるいはＸ線センサ４の異常を判断するようになっている（詳細は後述する）。また、制御部１３は、Ｘ線検出・判定用位置検出器５によって被検査容器が検出されたにも拘わらず、判定部１２から被検査容器に対応した液面検査終了信号が入力されない場合には、異常と判断するようになっている（詳細は後述する）。

次に、このように構成されるＸ線液面検査装置１による被検査容器７の液面検査の際の動作を説明する。
コンベア６により、被検査容器７は図１の左側から右側へ向かって搬送される。そして、Ｘ線照射用位置検出器１０が被検査容器７を検出すると、Ｘ線源３からＸ線が照射される。被検査容器７が液面検査位置８に到達し、Ｘ線検出・判定用位置検出器５が被検査容器７を検出すると、被検査容器７を透過したＸ線をＸ線センサ４が検出する。このとき、Ｘ線センサ４を構成するセンサ素子４ａのうち、被検査容器７の液面より低い位置に位置するセンサ素子４ａには、被検査容器７の壁面と被検査容器７内の内容物とで減弱された弱いＸ線が入射する。また、被検査容器７内の液面より高い位置にあるセンサ素子４ａにはそのＸ線通過路に内容物がないため被検査容器７の壁面のみで減弱された強いＸ線が入射する。

そして、Ｘ線センサ４のセンサ素子４ａへの入射Ｘ線はこれらセンサ素子４ａで電気信号に変換され、増幅回路１１、判定部１２に送られて液面の適否の判定が行われる（具体的な判定方法については、特許文献１参照）。

以上のようにして液面検査が行われるＸ線液面検査装置１では、制御部１３において、Ｘ線検出・判定用位置検出器５からの被検査容器検出信号とＸ線センサ４からのＸ線センサ出力信号の対比を行うことにより、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の異常と、Ｘ線源３あるいはＸ線センサ４の異常の判断を行う。以下、これについて具体的に説明する。

先ず、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の異常の判断について説明する。図４はＸ線検出・判定用位置検出器５の被検査容器検出信号と、Ｘ線センサ４のＸ線センサ出力信号を示す図である。図において、Ｘ線センサ出力信号は、被検査容器７の液面よりも低い位置のセンサ素子４ａにおけるものを示している。

被検査容器７が液面検査位置８に到達し、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の発信部と受信部の間を被検査容器７が遮ると、図に示すように、被検査容器検出信号は容器無し（ＯＦＦ）から容器有り（ＯＮ）となる。これは被検査容器７が検出された状態である。また、被検査容器７が液面検査位置８に到達してＸ線源からのＸ線が被検査容器７に照射されると、図に示すように被検査容器７によってＸ線が減弱される。このときの減弱量をＶ１とする。Ｖ１は、被検査容器７の壁面と内容物を透過したときのＸ線の減弱量である。

しかしながら、Ｘ線検出・判定用位置検出器５が故障などにより正常に機能していない場合、液面検査位置８に被検査容器７が到達すると、図５に示すようにＸ線センサ出力信号はＶ１だけ減弱されるが、被検査容器検出信号は容器無し（ＯＦＦ）の状態のままで、被検査容器７が検出されない。

このようなことから、制御部１３は、被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号の対比を行い、図６に示すステップＳ１からステップＳ３の処理を行うことにより、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の異常を判断する。すなわち、ステップＳ１において、Ｘ線センサ出力信号が減弱した場合、次のステップＳ２において被検査容器７が検出されたか否かを判断する。そして、このステップＳ２において被検査容器７が検出されたと判断した場合には、ステップＳ１へと戻る。一方、ステップＳ２において被検査容器７が検出されないと判断した場合には、次のステップＳ３へと移行し、このステップＳ３においてＸ線検出・判定用位置検出器５の異常と判断する。

次に、Ｘ線源３またはＸ線センサ４の異常の判断について説明する。Ｘ線源３またはＸ線センサ４が正常に機能している場合、Ｘ線センサ出力信号と被検査容器出力信号は図４に示す通りとなる。一方、Ｘ線源３またはＸ線センサ４のいずれかが故障などにより正常に機能していない場合、液面検査位置８に被検査容器７が到達すると、図７に示すように、被検査容器検出信号は容器無し（ＯＦＦ）の状態から容器有り（ＯＮ）の状態となり被検査容器７が検出されるが、Ｘ線センサ出力信号は、僅かな減弱が起きるに止まる（あるいは全く減弱が起きない）。そこで、Ｘ線センサ出力信号が、Ｘ線源３またはＸ線センサ４が正常に機能している場合のＸ線センサ出力信号の減弱量のうちで最小の減弱量よりも小さい減弱量となった場合、Ｘ線源３またはＸ線センサ４が異常であるということができる。

ここで、前記Ｘ線源３またはＸ線センサ４が正常に機能している場合のＸ線センサ出力信号の減弱量のうちで最小の減弱量をＶ２とする（請求項２にいう所定の減弱量に相当）。被検査容器７の透過Ｘ線の減弱量は、内容物の入っている部分、すなわち被検査容器７内の液面より低い位置の減弱量（前記Ｖ１）よりも、内容物の入っていない部分、すなわち被検査容器７内の液面よりも高い位置の減弱量の方が小さいことから、かかる後者の減弱量がＶ２である。しかしながら、被検査容器７内の液面よりも高い位置の透過Ｘ線の減弱量は一様ではない。これについて図８を用いて説明する。図８は、被検査容器７内の液面よりも高い位置のＸ線センサ出力信号を示す図である（Ｘ線センサ出力信号の大きさは、他の図よりも拡大して示している）。図において、Ｘ線センサ出力信号の減弱部分は、減弱量が一様ではなく、その両端の減弱量が大きくなっている。これは、被検査容器７を正面から見た場合、その両端の壁面の肉厚が厚くなることから、この部分でのＸ線の吸収量が多くなるためである。前記所定の減弱量Ｖ２は、このような減弱量が一様ではないＸ線センサ出力信号の減弱部分のうち、最も減弱量の小さい部分の減弱量である。

したがって、所定の減弱量Ｖ２は、内容物の入った被検査容器７内の液面よりも高い位置の部分（内容物のない部分）のＸ線センサ出力信号の減弱量（空の被検査容器７の透過Ｘ線の減弱量と等しい）であって、なおかつかかる減弱量のうち、最も小さい減弱量である。

制御部１３は、被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号の対比を行い、被検査信号が検出されたにも拘わらず、Ｘ線センサ出力信号の減弱量がＶ２より小さい場合、Ｘ線源３またはＸ線センサ４が異常であると判断する。このときの制御部１３の処理を図９に基づき説明する。図９のステップＳ１０において、Ｘ線検出・判定用位置検出器５によって被検査容器７を検出した場合、次のステップＳ１１において、Ｘ線センサ出力信号が所定の減弱量Ｖ２よりも減弱したか否かを判断する。そして、このステップＳ１１においてＸ線センサ出力信号の減衰量が所定の減弱量Ｖ２よりも大きいと判断した場合には、ステップＳ１０に戻る。一方、ステップＳ１１においてＸ線センサ出力信号の減弱量が所定の減弱量Ｖ２よりも小さいと判断した場合には、次のステップＳ１２へと移行し、このステップＳ１２においてＸ線センサ出力信号の異常、Ｘ線源３またはＸ線センサ４が異常であると判断する。

また、本例のＸ線液面検査装置１では、制御部１３は、Ｘ線検出・判定用位置検出器５で被検査容器７が検出されたにも拘わらず、判定部１２から被検査容器７に対応した液面検査終了信号が入力されない場合にも異常と判断する。以下これについて具体的に説明する。

図１０は、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の被検査容器検出信号と、判定部の液面検査終了信号を示す図である。
上述したように、被検査容器７が液面検査位置８に到達し、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の発信部と受信部の間を被検査容器７が遮ると、図に示すように、被検査容器検出信号は容器無し（ＯＦＦ）から容器有り（ＯＮ）となる。そして、被検査容器検出信号が容器無し（ＯＦＦ）から容器有り（ＯＮ）となってｔ１秒後に液面判定の有効期間（ｔ２）となり、Ｘ線センサのＸ線データの収集を開始して、判定部１２において液面適否の判定を行う。判定部１２は、液面適否判定の有効期間であるｔ２を過ぎたとき、すなわち被検査容器検出信号がＯＮになってからｔ３秒後に、液面検査終了のパルス信号（液面検査終了信号）を出力する。

しかしながら、例えば、Ｘ線検出・判定用位置検出器５において、被検査容器７によって発信部からの光が遮られているにも拘わらず、乱反射などによって受光部に光が入射されたような場合には、被検査容器検出信号は図１１に示すように、遮られた期間だけＯＦＦとなる。これにより、被検査容器検出信号がＯＮになってからｔ３秒たたずに被検査容器検出信号がＯＦＦになってしまうので、液面検査終了信号が出力されないことになる。

その他、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の被検査容器検出信号が出力されたにも拘わらず、被検査容器７に対応した液面検査終了信号が出力されない場合の例としては、複数の被検査容器７が互いに接触したような状態で液面検査位置に到達した場合を挙げることができる。これについて、図１２を参照して説明すると、複数の被検査容器７が互いに接触したような状態で液面検査位置に到達した場合、図に示すように、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の被検査容器検出信号がＯＮになっても（この場合、複数の被検査容器７がＸ線検出・判定用位置検出器５の発信部および受信部を遮る時間は一つのときよりも長くなるので被検査容器検出信号がＯＮの状態となる時間も長くなる）、液面検査終了信号はｔ３秒後に一つしか出力されず、被検査容器７の個数に対応した液面検査終了信号が出力されない。被検査容器７一つ当たりの被検査容器検出信号がＯＮになる時間は予め把握できるので、かかる時間よりも被検査容器検出信号がＯＮになっている時間が長いにも拘わらず、液面検査終了信号が一つしか出力されていない場合、被検査容器７の個数に対応した液面検査終了信号が出力されていないことになる。

このように、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の被検査容器検出信号が出力されたにも拘わらず、被検査容器７に対応した液面検査終了信号が出力されない場合、液面検査終了信号が出力されていないものについては液面適否の判定が行われない（すなわち無検査状態となる）。したがって、制御部１３では、図１３に示すステップＳ２０からステップＳ２２の処理を行うことにより異常と判断する。

先ず、ステップＳ２０において、Ｘ線検出・判定用位置検出器５で被検査容器７を検出した場合、次のステップＳ２１において、被検査容器７に対応した液面検査終了信号が発生したか否かを判断する。そして、このステップＳ２１において被検査容器７に対応した液面検査終了信号が発生したと判断した場合には、ステップＳ２０に戻る。一方、ステップＳ２１において被検査容器７に対応した液面検査終了信号が発生していないと判断した場合には、次のステップＳ２２へ移行し、このステップＳ２２において異常と判断する。

以上説明した本例のＸ線液面検査装置１によれば、液面適否の検査を行っているときに、Ｘ線検出・判定用位置検出器５の異常や、Ｘ線源３あるいはＸ線センサ４の異常を検知することができ、また、液面適否の検査が行われていないことを検知することができる。

本発明に係るＸ線液面検査装置の実施の形態の一例の概略を示す平面図。 本発明に係るＸ線液面検査装置の実施の形態の一例の概略を示す側面図。 図１，２に示すＸ線液面検査装置のＸ線センサを示す図。 Ｘ線検出・判定用位置検出器、Ｘ線源あるいはＸ線センサが正常に機能している場合における被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号を示す図。 Ｘ線検出・判定用位置検出器が正常に機能していない場合における被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号を示す図。 制御部による処理フローを示す図。 Ｘ線源またはＸ線センサが正常に機能していない場合における被検査容器検出信号とＸ線センサ出力信号を示す図。 被検査容器内の液面よりも高い位置におけるＸ線センサ出力信号を示す図。 制御部による処理フローを示す図。 液面検査が正常に行われている場合における被検査容器検出信号と液面検査終了信号を示す図。 液面検査が正常に行われていない場合における被検査容器検出信号と液面検査終了信号を示す図。 液面検査が正常に行われていない場合における被検査容器検出信号と液面検査終了信号を示す図。 制御部による処理フローを示す図。

符号の説明

１ Ｘ線液面検査装置
２ 装置本体
３ Ｘ線源
４ Ｘ線センサ
４ａ センサ素子
５ Ｘ線検出・判定用位置検出器
６ コンベア
７ 被検査容器
８ 液面検査位置
９ Ｘ線制御器
１０ Ｘ線照射用位置検出器
１１ 増幅回路
１２ 判定部
１３ 制御部

Claims (3)

1. 搬送手段によって搬送された被検査容器に対してＸ線を照射するＸ線源と、該Ｘ線源から照射され前記被検査容器を透過したＸ線を検出するＸ線センサと、該Ｘ線センサで検出された透過Ｘ線により前記被検査容器内の液面の適否を判定する判定部と、前記被検査容器の液面検査位置への到達を検出する位置検出器とを備えたＸ線液面検査装置であって、
   前記位置検出器によって検出された到達検査位置と前記Ｘ線センサによって検出された透過Ｘ線に基づいて、前記Ｘ線源、前記Ｘ線センサ、及び前記位置検出器の何れかが異常であると判断する制御部を備えた
   ことを特徴とするＸ線液面検査装置。
2. 前記制御部は、前記位置検出器によって前記被検査容器が検出されないにも拘わらず、前記Ｘ線センサ出力信号が減弱された場合、前記位置検出器が異常であると判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線液面検査装置。
3. 前記制御部は、前記位置検出器で前記被検査容器が検出されたにも拘わらず、前記Ｘ線センサからのＸ線センサ出力信号の減弱量が所定の減弱量よりも小さい場合、前記Ｘ線源あるいは前記Ｘ線センサが異常であると判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線液面検査装置。

Images