JP7143567B2 - 材料試験機および放射線ct装置 - Google Patents
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Description
まず、第1の従来例に係る材料試験機105を用いてX線CT撮影を行った場合、試験片TPのX線CT像に強いアーティファクトが発生する。そのため、試験片TPの内部観察を精度良く行うことが非常に困難であるという問題が懸念される。
すなわち、本発明に係る材料試験機は、互いに対向配置された放射線源と放射線検出器との間に配置された回転ステージ上に載置される材料試験機であって、基台と、前記基台の中央に配設され、試験片を支持する第1部材と、前記試験片を挟んで前記第1部材に対して対向配置される第2部材と、前記基台に立設された複数本の支柱と、前記試験片に対して前記負荷を加える方向に前記第1部材および第2部材の少なくとも一方を駆動させる駆動機構と、を備え、前記回転ステージをステージ面の直交軸周りに回転させつつ放射線CT撮影を行うときに、前記試験片に対して任意の方向から前記放射線が照射される場合について、前記放射線源から照射されて前記試験片を透過し前記放射線検出器に検出される放射線が、前記放射線検出器に検出されるまでに透過する前記支柱の数が1本以下となるように、前記支柱の各々は立設されていることを特徴とするものである。
すなわち本発明に係る材料試験機は、基台と、前記基台の中央に配設され、試験片を支持する第1部材と、前記試験片を挟んで前記第1部材に対して対向配置される第2部材と、前記基台に立設された複数本の支柱と、前記試験片に対して前記負荷を加える方向に前記第1部材および第2部材の少なくとも一方を駆動させる駆動機構と、を備え、前記支柱のうち任意の2本を通過する直線によって形成される領域が前記試験片と重複しないように、前記支柱の各々は立設されていることを特徴とするものである。
X線CT装置1は、X線源3と、X線検出器5と、回転ステージ7と、高電圧発生装置9とを備えている。X線源3とX線検出器5は、回転ステージ7を挟んで対向配置されている。回転ステージ7はX線源3とX線検出器5との間に配設されており、ステージ面に直交する軸の周りに回転可能となるように構成されている。回転ステージ7は符号Gで示すz方向の軸周りに回転する。回転ステージ7に材料試験機10を載置させることにより、材料試験機10に保持されている試験片TPの非破壊内部観察を行うことができる。
転テーブル7をz方向の軸周りに回転させつつ、X線源3から断続的にX線Fを試験片TPへ照射させる。そして微小回転角度ごとに生成された、360°分の試験片TPのX線画像データを再構成させることにより、xy平面に沿ってスライスされた試験片TPのX線CT画像が取得される。また、再構成部15は360°分のX線画像データを用いて三次元画像を再構成させる。
次に、実施例に係る材料試験機10の構成について説明する。図2(a)は材料試験機10の斜視図であり、図2(b)は材料試験機10の縦断面図である。
S1・(1/2)≧S2+S3 ……(1)
すなわち、S2およびS3の和がS1の半分以下となるように、基台23に支柱25を立設させる位置や支柱25の太さなどを調整する。(1)で示される条件式の詳細については後述する。
ここで実施例に係るX線CT装置1の動作について、図面を用いて説明する。
材料試験機10を回転させつつX線を照射してX線CT撮影を行う際に、試験片TPに対する任意のX線照射角度において、試験片TPを透過してX線検出器5に検出されるX線4は多くとも1本の支柱25を透過する。X線4が2本以上の支柱25を透過する場合はX線4が大きく減衰する一方、X線4が1本の支柱を透過する場合はX線4の減衰率が小さい。
J=S1・(cos60°)=S1・(1/2) ……(2)
V=J-S2=S1・(1/2)-S2 …… (3)
V=S1・(1/2)-S2≧S3 …… (4)
θ=2π・(n-1)/2n ……(5)
よって、直線NMaと直線NTとがなす角度θ1と、直線NMbと直線NTとがなす角度θ2はそれぞれ等しく、π・(n-1)/2nに相当する。
J=S1・(cosθ1)=S1・cos{π・(n-1)/2n} ……(6)
V=J-S2=S1・cos{π・(n-1)/2n}-S2 …… (7)
V=S1・cos{π・(n-1)/2n}-S2≧S3 …… (8)
S1・cos{π・(n-1)/2n}≧S2+S3 …… (9)
3 …X線源
5 …X線検出器
7 …回転テーブル
9 …高電圧発生装置
13 …画像算出部
15 …再構成部(再構成処理部)
19 …制御部
21 …モニタ
23 …基台
25 …支柱
27 …充放電制御部
29a …下側掴み具(第1部材)
29b …上側掴み具(第2部材)
31 …駆動機構
35 …回転部材
37 …ネジ棒
39 …モータ
Claims (6)
- 互いに対向配置された放射線源と放射線検出器との間に配置された回転ステージ上に載置される材料試験機であって、
基台と、
前記基台の中央に配設され、試験片を支持する第1部材と、
前記試験片を挟んで前記第1部材に対して対向配置される第2部材と、
前記基台に立設された複数本の支柱と、
前記試験片に対して負荷を加える方向に前記第1部材および第2部材の少なくとも一方を駆動させる駆動機構と、
を備え、
前記回転ステージをステージ面の直交軸周りに回転させつつ放射線CT撮影を行うときに、前記試験片に対して任意の方向から放射線が照射される場合について、前記放射線源から照射されて前記試験片を透過し前記放射線検出器に検出される放射線が、前記放射線検出器に検出されるまでに透過する前記支柱の数が1本以下となるように、前記支柱の各々は立設されている
ことを特徴とする材料試験機。 - 請求項1に記載の材料試験機において、
前記支柱の各々は、
前記第1部材を中心とする、頂点の数が奇数である正多角形の前記頂点の各々に相当する位置に立設されている
ことを特徴とする材料試験機。 - 請求項2に記載の材料試験機において、
前記支柱の各々は、
前記第1部材を中心とする正三角形の各頂点に相当する位置に立設されている
ことを特徴とする材料試験機。 - 試験片に対して放射線を照射する放射線源と、
前記試験片を透過した前記放射線を検出して放射線検出信号を出力する放射線検出器と、
前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置され、前記試験片を支持した材料試験機を載置する回転テーブルと、
前記回転テーブルを回転させる回転機構と、
前記回転テーブルを回転する間に、前記放射線源に放射線照射を繰り返させる制御を行う放射照射制御部と、
前記放射線源が放射線照射を行うたびに前記放射線検出器が出力する放射線検出信号に基づいて、前記試験片の放射線CT画像を再構成させる再構成処理部と、
を備え、
前記材料試験機は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の材料試験機である
ことを特徴とする放射線CT装置。
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