JP6857259B2 - Measuring device and measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、測定装置および測定方法に関する。 The present invention relates to a measuring device and a measuring method.

通常、船舶等の大型鋼構造物に塗装された塗膜の膜厚測定は、ウェット塗膜に対してはウェットゲージ、乾燥塗膜に対しては電磁膜厚計が用いられており、いずれも接触方式による測定方法である。一方、非接触方式の測定方法としては、赤外線を用いることが知られているが、例えば、特許文献1に記載されているように、測定対象との距離と角度を一定にすることができる生産ラインに膜厚測定装置を固定し、製造物の検査等にのみ利用されている。 Normally, a wet gauge is used for a wet coating film and an electromagnetic film thickness meter is used for a dry coating film to measure the film thickness of a coating film coated on a large steel structure such as a ship. This is a measurement method based on the contact method. On the other hand, it is known that infrared rays are used as a non-contact measurement method. For example, as described in Patent Document 1, production capable of keeping the distance and angle to the measurement target constant. A film thickness measuring device is fixed to the line and used only for inspection of products.

また、特許文献2には、赤外線反射強度を用いた塗膜の膜厚測定装置および測定方法が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a film thickness measuring device and a measuring method for a coating film using infrared reflection intensity.

特開昭63−242375号公報JP-A-63-242375 特開2016−17164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-17164

前述の船舶内部のような複雑な形状を有する大型鋼構造物に塗装された塗膜を測定対象とする場合、現行の接触方式による測定では、高所での危険な作業が必要となる上、作業のための足場を組むことによる経済的な不利益がある。そのため、非接触方式の測定方法の開発が望まれている。また、上記以外の場合であっても、測定対象に対して損傷を与えるおそれのない非接触方式が好ましい。 When a coating film applied to a large steel structure having a complicated shape such as the inside of a ship is to be measured, the measurement by the current contact method requires dangerous work at a high place. There are financial disadvantages to building a foothold for work. Therefore, it is desired to develop a non-contact measurement method. Further, even in cases other than the above, a non-contact method that does not damage the measurement target is preferable.

その一方、電磁波の一種である赤外線を用いた膜厚測定方法において、検出できる赤外線反射強度は、測定対象からの距離や測定対象に対する正対からのずれ角度の影響を受ける。従来の赤外線膜厚測定方法では、この影響が考慮されていない。 On the other hand, in the film thickness measuring method using infrared rays, which is a kind of electromagnetic wave, the detectable infrared reflection intensity is affected by the distance from the measurement target and the deviation angle from the front to the measurement target. This effect is not taken into consideration in the conventional infrared film thickness measuring method.

本発明は、測定対象からの電磁波反射強度を基に、各種パラメータを非接触方式により精度良く測定可能な測定装置、およびその関連技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a measuring device capable of accurately measuring various parameters by a non-contact method based on the electromagnetic wave reflection intensity from a measurement target, and a related technique thereof.

本発明の第1の態様は、
測定対象に対する非接触式の測定装置であって、
電磁波が照射された測定対象からの電磁波反射強度を測定する検出器と、
測定対象からの距離を計測する距離計と、
測定対象と測定装置との正対からのずれ角度を計測するずれ角度計測機構と、
を含む、測定装置である。
The first aspect of the present invention is
A non-contact measuring device for the object to be measured,
A detector that measures the intensity of electromagnetic wave reflection from a measurement target irradiated with electromagnetic waves,
A rangefinder that measures the distance from the measurement target,
A deviation angle measuring mechanism that measures the deviation angle between the measurement target and the measuring device from the front,
Is a measuring device including.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の態様であって、
測定対象に対して電磁波を照射する発振部を更に含む。
The second aspect of the present invention is the aspect described in the first aspect.
It further includes an oscillator that irradiates the measurement target with electromagnetic waves.

本発明の第3の態様は、第2の態様に記載の態様であって、
前記発振部が、温度調節機能付きレーザーダイオードである。
A third aspect of the present invention is the aspect described in the second aspect.
The oscillator is a laser diode with a temperature control function.

本発明の第4の態様は、第2または第3の態様に記載の態様であって、
前記発振部から照射される電磁波の一部を取り出し、前記検出器とは別の検出器にて前記発振部の出力変動を監視する。
A fourth aspect of the present invention is the aspect described in the second or third aspect.
A part of the electromagnetic wave emitted from the oscillating unit is taken out, and the output fluctuation of the oscillating unit is monitored by a detector different from the detector.

本発明の第5の態様は、第1〜第4のいずれかの態様に記載の態様であって、
前記ずれ角度計測機構では、前記距離計により計測された距離に基づき、ずれ角度を演算する。
A fifth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to fourth aspects.
The deviation angle measuring mechanism calculates the deviation angle based on the distance measured by the range finder.

本発明の第6の態様は、第1〜第5のいずれかの態様に記載の態様であって、
可搬型である。
A sixth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to fifth aspects.
It is portable.

本発明の第7の態様は、第1〜第6のいずれかの態様に記載の態様であって、
さらに、偏光フィルターを有する。
A seventh aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to sixth aspects.
In addition, it has a polarizing filter.

本発明の第8の態様は、第1〜第7のいずれかの態様に記載の態様であって、
前記電磁波は非可視光であり、前記距離計からは可視光が照射される。
The eighth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to seventh aspects.
The electromagnetic wave is invisible light, and visible light is emitted from the rangefinder.

本発明の第9の態様は、第1〜第8のいずれかの態様に記載の態様であって、
前記距離計を複数有する。
A ninth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to eighth aspects.
It has a plurality of the distance meters.

本発明の第10の態様は、第9の態様に記載の態様であって、
測定対象に対して電磁波を照射する発振部を更に含み、
前記距離計はいずれも同一平面上にて前記発振部からの距離を等しくして配置され、かつ、前記発振部は前記距離計の位置の重心に配置される。
The tenth aspect of the present invention is the aspect described in the ninth aspect.
It also includes an oscillator that irradiates the measurement target with electromagnetic waves.
All of the rangefinders are arranged on the same plane with the same distance from the oscillating unit, and the oscillating unit is arranged at the center of gravity of the position of the rangefinder.

本発明の第11の態様は、第1〜第10のいずれかの態様に記載の態様であって、
前記電磁波の波長範囲は780nmを超え且つ3,000μm以下である。
The eleventh aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to tenth aspects.
The wavelength range of the electromagnetic wave is more than 780 nm and less than 3,000 μm.

本発明の第12の態様は、第1〜第11のいずれかの態様に記載の態様であって、
さらに、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度とから、測定対象の厚さを演算する演算機構を含む。
A twelfth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to eleventh aspects.
Further, it includes a calculation mechanism for calculating the thickness of the measurement target from the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device.

本発明の第13の態様は、第1〜第11のいずれかの態様に記載の態様であって、
さらに、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度から、測定対象の濃度を演算する演算機構を含む。
A thirteenth aspect of the present invention is the aspect according to any one of the first to eleventh aspects.
Further, it includes a calculation mechanism for calculating the density of the measurement target from the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device.

本発明の第14の態様は、
第12の態様に記載の測定装置を用いて測定対象の厚さを測定する、測定方法である。
A fourteenth aspect of the present invention is
A measuring method for measuring the thickness of a measurement target using the measuring device according to the twelfth aspect.

本発明の第15の態様は、
第13の態様に記載の測定装置を用いて測定対象の濃度を測定する、測定方法である。
A fifteenth aspect of the present invention is
A measuring method for measuring the concentration of a measurement target using the measuring device according to the thirteenth aspect.

本発明によれば、測定対象からの電磁波反射強度を基に、各種パラメータを非接触方式により精度良く測定可能な測定装置、およびその関連技術を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a measuring device capable of accurately measuring various parameters by a non-contact method based on the electromagnetic wave reflection intensity from a measurement target, and related technology thereof.

本実施形態の測定装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the measuring apparatus of this embodiment. 本実施形態の測定装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the measuring apparatus of this embodiment. 本実施例における、測定対象と同じ種類の物質(後述の塗膜X)に対する赤外線反射強度と厚さ(膜厚)との関係を表すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the infrared reflection intensity and the thickness (film thickness) with respect to the same kind of substance (coating film X which will be described later) as the measurement target in this Example. 本実施例における、測定対象と同じ種類の物質に対する赤外線反射強度と、該物質からの距離との関係を表すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the infrared reflection intensity with respect to the substance of the same kind as the measurement target in this Example, and the distance from the substance. 本実施例における、測定対象と同じ種類の物質に対する赤外線反射強度と、測定装置の該物質に対する正対からのずれ角度との関係を表すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the infrared reflection intensity with respect to the substance of the same kind as the measurement target in this Example, and the deviation angle from the face-to-face with respect to the substance of a measuring apparatus.

以下、本発明の一実施形態について、図1および図2を用いて説明する。変形例については後述する。本明細書において「〜」は所定の値以上かつ所定の値以下を指す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A modification will be described later. In the present specification, "~" refers to a predetermined value or more and a predetermined value or less.

本実施形態において例示する測定装置1は、少なくとも以下の構成を含む。
・測定対象に対して電磁波を照射する発振源11
・測定対象からの電磁波反射強度を測定する検出器12
・測定対象からの距離を計測する距離計13(13a〜13d)
・測定対象と測定装置1との正対からのずれ角度を計測するずれ角度計測機構14
The measuring device 1 illustrated in the present embodiment includes at least the following configurations.
Oscillation source 11 that irradiates the measurement target with electromagnetic waves
Detector 12 that measures the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target
-Distance meter 13 (13a to 13d) that measures the distance from the measurement target
A deviation angle measuring mechanism 14 that measures the deviation angle between the measurement target and the measuring device 1 from the front.

また、本明細書において“正対からのずれ角度”とは、測定装置1から照射される電磁波の光軸が測定対象に対して垂直となる位置を“正対”とし、その光軸からのずれを角度で表したものである。以降、特記無い限り、ずれ角度とは上記を意味する。 Further, in the present specification, the "deviation angle from the facing" is defined as the position where the optical axis of the electromagnetic wave emitted from the measuring device 1 is perpendicular to the measurement target, and is defined as "facing" from the optical axis. The deviation is represented by an angle. Hereinafter, unless otherwise specified, the deviation angle means the above.

また、本明細書における電磁波とは、電磁場の周期的な変化で起こる波動のことであり、波長の長い方から電波、赤外線、可視光、紫外線、放射線が挙げられる。本実施形態における測定装置1の発振源が採用する電磁波の種類は、各種パラメータを非接触方式により精度良く測定可能であれば特に限定されない。本実施形態においては、一例として、780nmから3,000μm(3mm)までの波長範囲の電磁波を例示する。本明細書においてはこの波長範囲の電磁波を、説明の便宜上、赤外線と称する。 Further, the electromagnetic wave in the present specification is a wave generated by a periodic change of the electromagnetic field, and includes radio waves, infrared rays, visible light, ultraviolet rays, and radiation from the longest wavelength. The type of electromagnetic wave adopted by the oscillation source of the measuring device 1 in the present embodiment is not particularly limited as long as various parameters can be measured accurately by a non-contact method. In this embodiment, as an example, an electromagnetic wave in a wavelength range from 780 nm to 3,000 μm (3 mm) is illustrated. In the present specification, electromagnetic waves in this wavelength range are referred to as infrared rays for convenience of explanation.

本実施形態における測定装置1により測定される各種パラメータとしては、測定対象からの赤外線反射強度を基に得ることができる。この各種パラメータとしては特に制限は無く、例えば“厚さ”または“濃度”、或いは赤外線反射強度そのものが挙げられる。 Various parameters measured by the measuring device 1 in the present embodiment can be obtained based on the infrared reflection intensity from the measurement target. The various parameters are not particularly limited, and examples thereof include "thickness" or "density", or infrared reflection intensity itself.

ここで言う“厚さ”とは、測定対象の塗膜、防錆油や樹脂膜等の厚みであって、ウェット塗膜の厚み、乾燥膜厚のいずれであってもよい。なお、上記測定対象としては、測定対象に赤外線を照射した際、測定対象の厚みに応じて赤外線反射強度が変化するものであれば、特に制限されない。 The "thickness" referred to here is the thickness of the coating film to be measured, the rust preventive oil, the resin film, etc., and may be either the thickness of the wet coating film or the dry film thickness. The measurement target is not particularly limited as long as the infrared reflection intensity changes according to the thickness of the measurement target when the measurement target is irradiated with infrared rays.

本実施形態においては説明の便宜上、“厚さ”を測定する場合を例示する。本実施形態の中では、塗膜を測定対象とする場合を例示するが、本発明は膜厚測定に限定されるものではなく、以降に述べる好適例は、濃度を測定する場合にも有効である。濃度を測定する場合については後で詳述する。 In this embodiment, for convenience of explanation, a case where "thickness" is measured will be illustrated. In the present embodiment, a case where a coating film is a measurement target is illustrated, but the present invention is not limited to the film thickness measurement, and the preferred examples described below are also effective when measuring the concentration. is there. The case of measuring the concentration will be described in detail later.

図1に示すように、本実施形態における測定装置1は、大きく分けて、各機構が収納された略立方体状の筐体10と、該筐体の上面10aから外に向けて弧状に延在するハンドル20(すなわち測定装置1搬出時の持ち手)とを有し、可搬型である。ハンドル20には、赤外線の照射を行うための赤外線発振ボタン21を備えている。 As shown in FIG. 1, the measuring device 1 in the present embodiment is roughly divided into a substantially cubic housing 10 in which each mechanism is housed, and an arc extending outward from the upper surface 10a of the housing. It has a handle 20 (that is, a handle when the measuring device 1 is carried out) and is portable. The handle 20 is provided with an infrared oscillation button 21 for irradiating infrared rays.

赤外線を照射する発振源11は、筐体10に設けられ、筐体の前面10bから測定対象に対して赤外線を照射可能な構造を有している。このとき、赤外線の光軸が筐体の前面10b(更に言うと後述の4つの距離計13a、13b、13c、13d(4つをまとめたものには符号13を付す)が配置された同一平面)に対して垂直となるように発振源11を配置する。また、本実施形態において、発振源11における赤外線の出射部分も上記の同一平面上に配置してもよいが、出射部分を筐体の前面10bよりも測定対象側(すなわち外側)に配置しても構わないし、出射部分を筐体10の内部に設けても構わない。 The oscillation source 11 that irradiates infrared rays is provided in the housing 10 and has a structure capable of irradiating the measurement target with infrared rays from the front surface 10b of the housing. At this time, the optical axis of the infrared ray is the same plane on which the front surface 10b of the housing (more specifically, the four range finders 13a, 13b, 13c, 13d (the four are collectively referred to by reference numeral 13) are arranged). ), The oscillation source 11 is arranged so as to be perpendicular to). Further, in the present embodiment, the infrared emitting portion of the oscillation source 11 may also be arranged on the same plane as described above, but the emitting portion is arranged on the measurement target side (that is, outside) of the front surface 10b of the housing. Alternatively, the emitting portion may be provided inside the housing 10.

この発振源11としては、発光ダイオード、レーザーダイオード、ハロゲンランプなど、赤外線を出力できるものであればよく、直線的に強いエネルギーの赤外線を出力できるレーザーダイオードが好ましい。発振源11としてレーザーダイオードを選択することで、ハロゲンランプ等を使用する場合よりも省スペース化を図れるうえ、省電力により測定装置1の電池15の軽量化および小型化を図れる。 The oscillation source 11 may be a light emitting diode, a laser diode, a halogen lamp, or the like that can output infrared rays, and a laser diode capable of linearly outputting infrared rays having strong energy is preferable. By selecting the laser diode as the oscillation source 11, it is possible to save space as compared with the case of using a halogen lamp or the like, and it is possible to reduce the weight and size of the battery 15 of the measuring device 1 by saving power.

発振源11から照射される赤外線は、分解能に優れる点で近赤外線であることが好ましい。詳しく言うと、検出器12での赤外線の検出の際、赤外線の中でも近赤外線の検出精度が高く、分解能に優れる。具体的な波長の値は、好ましくは780nmを超え且つ30,000nm以下(或いは830nmを超え且つ30,000nm以下)、より好ましくは780nmを超え(或いは830nmを超え)且つ2,600nm以下、特に好ましくは830nmを超え且つ1,200nm以下である。また、上記発振源11から照射される赤外線は、使用環境による影響を受けにくい点より、超遠赤外線あるいはテラヘルツ波であることも好ましく、具体的には、波長が好ましくは30μmを超え且つ3,000μm以下、より好ましくは40〜300μmである。 The infrared rays emitted from the oscillation source 11 are preferably near infrared rays in terms of excellent resolution. More specifically, when the detector 12 detects infrared rays, the detection accuracy of near infrared rays is high among the infrared rays, and the resolution is excellent. Specific wavelength values are preferably greater than 780 nm and less than 30,000 nm (or more than 830 nm and less than 30,000 nm), more preferably more than 780 nm (or more than 830 nm) and less than 2,600 nm, particularly preferably. Is more than 830 nm and less than 1,200 nm. Further, the infrared rays emitted from the oscillation source 11 are preferably ultra-far infrared rays or terahertz waves because they are not easily affected by the usage environment. Specifically, the wavelength preferably exceeds 30 μm and 3, It is 000 μm or less, more preferably 40 to 300 μm.

赤外線レーザーダイオードを使用する場合、温度調節機能付きレーザーダイオードであることが好ましい。レーザーダイオードの連続発振等により、温度が変動することに起因する赤外線の出力変動を抑制することが可能となり、ひいては各種パラメータを更に精度良く測定することが可能となる。この温度調節機能を実現する機構としては、例えばペルチェ素子が挙げられる。 When an infrared laser diode is used, it is preferably a laser diode with a temperature control function. Continuous oscillation of the laser diode makes it possible to suppress infrared output fluctuations caused by temperature fluctuations, which in turn makes it possible to measure various parameters with higher accuracy. Examples of the mechanism for realizing this temperature control function include a Peltier element.

また、赤外線の出力変動は、上記のようにコントロールする方法以外に、赤外線の出力を監視する方法が挙げられる。一実施形態としては、電磁波反射強度を測定する検出器とは別の検出器を備えた構成とすることで、上記レーザーダイオードから照射される赤外線の一部をNDフィルターなどの光学フィルターで取り出し、上記別の検出器にて出力変動を監視することができる。例えば、照射される赤外線の90%が測定対象に照射され、残り10%を出力変動の監視に利用することができる。得られた出力変動に関する記録を基に強度への影響を解析する構成としてもよいし、出力変動に合わせて発振源の出力を変動させる構成としてもよい。 In addition to the method of controlling the infrared output fluctuation as described above, there is a method of monitoring the infrared output. In one embodiment, a detector different from the detector for measuring the electromagnetic wave reflection intensity is provided, and a part of the infrared rays emitted from the laser diode is taken out by an optical filter such as an ND filter. The output fluctuation can be monitored by the other detector described above. For example, 90% of the emitted infrared rays are applied to the measurement target, and the remaining 10% can be used for monitoring output fluctuations. The configuration may be such that the influence on the intensity is analyzed based on the obtained record of the output fluctuation, or the output of the oscillation source may be varied according to the output fluctuation.

測定対象からの赤外線反射光は、筐体10の内部であって筐体の後面10cに設けられた検出器12により強度が測定される。検出器12により測定された赤外線反射強度に基づいて、測定対象の膜厚を測定することができる。なお、検出器12としては、測定対象からの赤外線反射光を検知可能なものであって、赤外線反射強度を電圧値として測定可能なものであれば、公知のものを使用することができる。 The intensity of the infrared reflected light from the measurement target is measured by a detector 12 inside the housing 10 and provided on the rear surface 10c of the housing. The film thickness of the measurement target can be measured based on the infrared reflection intensity measured by the detector 12. As the detector 12, a known detector can be used as long as it can detect infrared reflected light from the measurement target and can measure the infrared reflected intensity as a voltage value.

なお、筐体の前面10bに集光レンズ16を設けても良い。これにより赤外線反射光(図2の破線矢印)を効率良く検出器12に向かわせることが可能となり、ひいては感度良く強度を測定することが可能となる。 The condenser lens 16 may be provided on the front surface 10b of the housing. As a result, the infrared reflected light (broken line arrow in FIG. 2) can be efficiently directed to the detector 12, and the intensity can be measured with high sensitivity.

また、本実施形態の測定装置1は、偏光フィルター17a、17b(まとめたものは符号17)を有することが好ましい。その理由は以下の通りである。 Further, the measuring device 1 of the present embodiment preferably has polarizing filters 17a and 17b (collectively, reference numeral 17). The reason is as follows.

測定対象からの反射光には、鏡面反射による正反射光と、測定対象内における拡散反射による散乱光とが含まれている。仮に、測定装置1が測定対象に対して正対ではなく、ずれ角度が存在する場合、正反射光の強度はずれ角度に依存して変化する。これは、測定対象に対する角度による感度差が大きくなることを意味する。 The reflected light from the measurement target includes regular reflected light due to specular reflection and scattered light due to diffuse reflection in the measurement target. If the measuring device 1 is not directly facing the measurement target and has a deviation angle, the intensity of the specularly reflected light changes depending on the deviation angle. This means that the sensitivity difference depending on the angle with respect to the measurement target becomes large.

その一方、偏光フィルター17により正反射光をカットすることができれば、検出器12は散乱光のみを検出して赤外線反射強度を測定することになるので、測定結果に対する測定装置1のずれ角度による影響を小さくすることが可能となる。 On the other hand, if the specularly reflected light can be cut by the polarizing filter 17, the detector 12 detects only the scattered light and measures the infrared reflection intensity. Therefore, the influence of the deviation angle of the measuring device 1 on the measurement result. Can be made smaller.

さらに、正反射光の強度は、測定対象の膜厚に加え、測定対象の表面状態に一部依存する。つまり、偏光フィルター17により正反射光をカットすることにより、膜厚に起因する反射光強度を精度良く測定することが可能となる。 Further, the intensity of the specularly reflected light depends in part on the surface condition of the measurement target in addition to the film thickness of the measurement target. That is, by cutting the specularly reflected light by the polarizing filter 17, it is possible to accurately measure the reflected light intensity due to the film thickness.

ただし、正反射光は強度の高い光であり、測定対象によっては膜厚測定に好適な場合がある。偏光フィルター17は、反射光全体の強度は低下させるため、操作者の意図に応じて偏光フィルター17の機能のオン/オフを切り替えられる偏光フィルター切替機構(不図示)を測定装置1に備えさせても良い。この偏光フィルター切替機構としては、例えば筐体10のタッチパネルである液晶ディスプレイ18やスイッチ(不図示)等で操作することにより、偏光フィルター17の有無を切り替えても良いし、偏光フィルター17の位置を物理的に変更してもよい。 However, the specularly reflected light is high-intensity light and may be suitable for film thickness measurement depending on the measurement target. Since the polarizing filter 17 reduces the intensity of the entire reflected light, the measuring device 1 is provided with a polarizing filter switching mechanism (not shown) that can switch the function of the polarizing filter 17 on / off according to the intention of the operator. Is also good. As the polarizing filter switching mechanism, the presence or absence of the polarizing filter 17 may be switched by operating the liquid crystal display 18 which is the touch panel of the housing 10 or a switch (not shown), or the position of the polarizing filter 17 may be changed. It may be physically changed.

なお、図2には、偏光フィルター17の配置を概略的に記載しているが、偏光フィルター17を配置する態様には特に制限は無く、例えば発振源11における赤外線の出射部分に第1の偏光フィルター17aを設けて一方向のみの波とし、検出器12に対して正反射光をカットすべく、該一方向と直交する方向の第2の偏光フィルター17bを設けても構わない。 Although the arrangement of the polarizing filter 17 is schematically shown in FIG. 2, there is no particular limitation on the mode in which the polarizing filter 17 is arranged. For example, the first polarizing portion is applied to the infrared emitting portion of the oscillation source 11. A filter 17a may be provided to make a wave in only one direction, and a second polarizing filter 17b in a direction orthogonal to the one direction may be provided in order to cut the specularly reflected light from the detector 12.

また、本実施形態の測定装置1は、分光器を備えた構成とすることができる。
一具体例としては、発振源11から照射される電磁波の入射波と反射波の位相差を基に、測定対象の膜厚を測定してもよい。
位相差は、電磁波が膜内で往復する距離に膜の屈折率を乗じた値によって決定される。つまり、位相差は膜厚に依存する。そのため、予め位相差と膜厚との関係性(例えば検量線)を得ていれば、分光器によって分離した上記入射波と上記反射波の位相差を検出器12で測定することにより、膜厚を測定することが可能となる。
別の具体例としては、近赤外分光カメラや近赤外分光組成分析装置のように、特定波長における電磁波反射強度を検出器12により測定してもよい。なお、特定波長における電磁波の反射強度は一次元解析してもよいし、二次元解析(イメージング)してもよい。
Further, the measuring device 1 of the present embodiment may be configured to include a spectroscope.
As a specific example, the film thickness of the measurement target may be measured based on the phase difference between the incident wave and the reflected wave of the electromagnetic wave emitted from the oscillation source 11.
The phase difference is determined by the value obtained by multiplying the distance that the electromagnetic wave reciprocates in the film by the refractive index of the film. That is, the phase difference depends on the film thickness. Therefore, if the relationship between the phase difference and the film thickness (for example, a calibration curve) is obtained in advance, the film thickness can be measured by measuring the phase difference between the incident wave and the reflected wave separated by the spectroscope with the detector 12. Can be measured.
As another specific example, the electromagnetic wave reflection intensity at a specific wavelength may be measured by the detector 12 as in a near-infrared spectroscopic camera or a near-infrared spectroscopic composition analyzer. The reflection intensity of the electromagnetic wave at a specific wavelength may be one-dimensionally analyzed or two-dimensionally analyzed (imaging).

本実施形態の特徴の一つであるが、筐体の前面10bには、測定対象からの距離を計測する距離計13が4つ設けられている。距離計13はいずれも同一平面上にて正方形または長方形の頂点の位置に配置され、かつ、発振源11は距離計13の重心に配置されている。この距離計13としては、測定対象からの距離を計測可能なものであれば公知のものを使用して構わず、例えばパルスレーザーを照射し、反射光が再び距離計13に入射する時間を基に距離を計測しても構わない。なお、本実施形態において、距離計13の内部に上記パルスレーザーの反射光を検出する機構が設けられており、赤外線反射強度を測定する検出器12とは別である場合を例示する。 One of the features of this embodiment is that four rangefinders 13 for measuring the distance from the measurement target are provided on the front surface 10b of the housing. The rangefinder 13 is arranged at the apex of a square or a rectangle on the same plane, and the oscillation source 11 is arranged at the center of gravity of the rangefinder 13. As the distance meter 13, a known one may be used as long as it can measure the distance from the measurement target. For example, it is based on the time when a pulse laser is irradiated and the reflected light is incident on the distance meter 13 again. You may measure the distance to. In this embodiment, a mechanism for detecting the reflected light of the pulse laser is provided inside the rangefinder 13, which is different from the detector 12 for measuring the infrared reflection intensity.

また、本実施形態においては、距離計13からは可視光(波長400〜780nm(或いは830nm)、なお、この範囲以外の電磁波のことを非可視光と称する。)が照射されることが好ましい。その理由は以下の通りである。 Further, in the present embodiment, it is preferable that the rangefinder 13 irradiates visible light (wavelength 400 to 780 nm (or 830 nm), and electromagnetic waves outside this range are referred to as invisible light). The reason is as follows.

本実施形態の測定装置1を用いて測定を実施する際、測定対象には発振源11より赤外線が照射されるが、赤外線は不可視光線であるため、発振源11だけでは測定対象のどの位置に赤外線が照射されているのか、操作者が把握できない。 When the measurement is carried out using the measuring device 1 of the present embodiment, the measurement target is irradiated with infrared rays from the oscillation source 11, but since the infrared rays are invisible light, the position of the measurement target is located only by the oscillation source 11. The operator cannot grasp whether infrared rays are being emitted.

一方、距離計13から可視光(例えば、可視光のパルスレーザー)が照射される場合、本実施形態において距離計13は同一平面上にて正方形または長方形の頂点の位置に配置され、かつ、発振源11は距離計13の重心に配置しているため、4つの距離計13から可視光が照射されることで、操作者は、測定対象上に4つの光点を視認することができ、4つの光点を対角線で結んだ交点上に赤外線が照射されていることを容易に把握できる。 On the other hand, when visible light (for example, a pulsed laser of visible light) is emitted from the distance meter 13, in the present embodiment, the distance meter 13 is arranged at the position of a square or rectangular apex on the same plane and oscillates. Since the source 11 is arranged at the center of gravity of the distance meter 13, the operator can visually recognize the four light spots on the measurement target by irradiating visible light from the four distance meters 13. It can be easily grasped that infrared rays are emitted on the intersection of two light spots diagonally connected.

その際、測定装置1のハンドルに備えられたボタンに対し、浅く押す場合は距離計13のみを起動して可視光を照射し、操作者による目視の位置決めが完了した後にボタンを深押しして赤外線を照射する構成を採用しても構わない。つまり、可視光と赤外線とで光線の種類を切り替える切替機構を設けても構わない。もちろん、この具体的な構成以外であってもよく、例えば1回目にボタンを押したときには可視光が照射され、2回目にボタンを押したときには赤外線が照射される構成でもよい。 At that time, when the button provided on the handle of the measuring device 1 is pressed shallowly, only the distance meter 13 is activated to irradiate visible light, and the button is deeply pressed after the visual positioning by the operator is completed. A configuration that irradiates infrared rays may be adopted. That is, a switching mechanism for switching the type of light rays between visible light and infrared light may be provided. Of course, the configuration may be other than this specific configuration. For example, when the button is pressed for the first time, visible light is emitted, and when the button is pressed for the second time, infrared light is emitted.

本実施形態の特徴の一つは、測定対象と測定装置1との正対からのずれ角度を計測する、ずれ角度計測機構14を有していることにある。ずれ角度計測機構14として一例を挙げると、距離計13により計測された距離に基づき、ずれ角度を計測する機構である。その計測の一例を、測定対象からの距離を計測する具体例と共に、以下に示す。 One of the features of the present embodiment is that it has a deviation angle measuring mechanism 14 for measuring the deviation angle between the measurement target and the measuring device 1 from the front. As an example of the deviation angle measuring mechanism 14, it is a mechanism that measures the deviation angle based on the distance measured by the distance meter 13. An example of the measurement is shown below together with a specific example of measuring the distance from the measurement target.

本実施形態の測定装置1の発振源11から赤外線(上記例では赤外線レーザー)を照射すると同時に、4つの距離計13から可視光のパルスレーザーが測定対象へ同時に照射される。赤外線レーザーを照射した測定対象からの反射光は、集光レンズ16を通して検出器12で検知され、電圧値としてその強度を得ることができる。 At the same time as irradiating infrared rays (infrared laser in the above example) from the oscillation source 11 of the measuring device 1 of the present embodiment, visible light pulse lasers are simultaneously radiated to the measurement target from the four range finders 13. The reflected light from the measurement target irradiated with the infrared laser is detected by the detector 12 through the condenser lens 16, and its intensity can be obtained as a voltage value.

測定対象からの距離の計測であるが、4つの距離計13は、測定装置1の前面10bにおいて、正方形または長方形の頂点の位置となるよう設置されている。また、発振源11である赤外線レーザーダイオードは、4つの距離計13の設置位置から対角線で結んだ交点上(重心)に配置されている。そのため、4つの距離計13から得られた距離の平均値は、赤外線レーザーダイオードから測定対象までの距離とみなしても構わないし、測定対象が平面状ならば測定対象までの距離そのものである。なお、この手法は、赤外線レーザーダイオードを取り囲む距離計13の数が3個であっても実現可能である。 Regarding the measurement of the distance from the measurement target, the four range finders 13 are installed so as to be at the positions of the vertices of a square or a rectangle on the front surface 10b of the measuring device 1. Further, the infrared laser diode which is the oscillation source 11 is arranged on the intersection (center of gravity) diagonally connected from the installation position of the four range finders 13. Therefore, the average value of the distances obtained from the four rangefinders 13 may be regarded as the distance from the infrared laser diode to the measurement target, and if the measurement target is flat, it is the distance itself to the measurement target. Note that this method can be realized even if the number of distance meters 13 surrounding the infrared laser diode is three.

そして、ずれ角度の計測であるが、測定装置1の前面10bに向かって見た時、距離計13は発振源11から等しい水平距離に配置されていることから、水平ずれ角度およびその角度を有する平面の方程式を得ることができる。同様に、発振源11から等しい垂直距離に距離計13が配置されていることから、垂直ずれ角度およびその角度を有する平面の方程式も得ることができる。本実施形態において、測定対象と前面10bの2つの平面が成す角はずれ角度と等しい。 Then, regarding the measurement of the deviation angle, when viewed toward the front surface 10b of the measuring device 1, the distance meter 13 has a horizontal deviation angle and its angle because it is arranged at the same horizontal distance from the oscillation source 11. You can get the equation of a plane. Similarly, since the rangefinder 13 is arranged at the same vertical distance from the oscillation source 11, the equation of a plane having a vertical deviation angle and the angle can also be obtained. In the present embodiment, the angle formed by the two planes of the measurement target and the front surface 10b is equal to the deviation angle.

以上の構成により、測定対象からの距離および測定対象に対する正対からのずれ角度を計測することが可能となる。本実施形態の測定装置1は、測定対象の赤外線反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度とから、測定対象の膜厚を演算する演算機構19を更に設けることが好ましい。 With the above configuration, it is possible to measure the distance from the measurement target and the deviation angle from the front to the measurement target. The measuring device 1 of the present embodiment is a calculation mechanism 19 that calculates the film thickness of the measurement target from the infrared reflection intensity of the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device. It is preferable to further provide.

例えば、特許文献2の図3等や後述の実施例の図3等の検量線に示されるように、測定対象の膜厚は、測定対象の赤外線反射強度と相関関係がある。 For example, as shown in the calibration curve of FIG. 3 and the like of Patent Document 2 and FIG. 3 and the like of Examples described later, the film thickness of the measurement target has a correlation with the infrared reflection intensity of the measurement target.

そして、測定装置1により検出される赤外線反射強度は、測定対象からの距離が遠くなるほど減衰する。その際に、測定対象の赤外線反射強度と測定対象からの距離との間には相関関係がある(後述の実施例の図4の検量線参照)。 Then, the infrared reflection intensity detected by the measuring device 1 is attenuated as the distance from the measurement target increases. At that time, there is a correlation between the infrared reflection intensity of the measurement target and the distance from the measurement target (see the calibration curve of FIG. 4 in Examples described later).

ずれ角度についても同様であり、ずれ角度が大きくなるほど赤外線反射強度は減衰する。その際に、測定対象の赤外線反射強度とずれ角度との間には相関関係がある(後述の実施例の図5の検量線参照)。 The same applies to the deviation angle, and the infrared reflection intensity decreases as the deviation angle increases. At that time, there is a correlation between the infrared reflection intensity of the measurement target and the deviation angle (see the calibration curve of FIG. 5 in Examples described later).

後述の実施例に示す検量線により表される関係は、測定対象の組成や各組成の含有量が同等ならば維持される。その一方で、組成や各成分の含有量が異なる測定対象に対して測定を行う場合、上記関係をそのまま使用したり、上記関係に対して何らかの補正を行うよりも、その測定対象と同じ種類の物質に対する、膜厚と、赤外線反射強度と、該物質からの距離と、該物質と測定装置1との正対からのずれ角度との関係、すなわち検量線を予め得ておくことが好ましい。なお、この検量線は一つである必要は無く、図3〜5に示すように複数の検量線からなっても良い。 The relationship represented by the calibration curve shown in Examples described later is maintained if the composition to be measured and the content of each composition are equivalent. On the other hand, when measuring a measurement target having a different composition or content of each component, the same type of measurement target as the measurement target is used rather than using the above relationship as it is or making some correction to the above relationship. It is preferable to obtain in advance the relationship between the film thickness with respect to the substance, the infrared reflection intensity, the distance from the substance, and the deviation angle between the substance and the measuring device 1 from the front, that is, the calibration curve. The calibration curve does not have to be one, and may consist of a plurality of calibration curves as shown in FIGS. 3 to 5.

その結果、上記の各相関関係から得られた検量線により、測定装置1から測定対象に対して照射された赤外線反射強度から、測定対象からの距離およびずれ角度の影響を排した膜厚を測定することが可能となり、その結果を筐体10の液晶ディスプレイ18等にリアルタイムに表示することも可能となる。 As a result, the film thickness excluding the influence of the distance from the measurement target and the deviation angle is measured from the infrared reflection intensity radiated from the measurement device 1 to the measurement target by the calibration curve obtained from each of the above correlations. The result can be displayed in real time on the liquid crystal display 18 or the like of the housing 10.

なお、測定対象の種類ごとに用意された上記検量線を、測定対象の種類に応じて切り替え可能な種類選択機構(不図示)を、本実施形態の測定装置1に更に設けることが好ましい。なお、上記検量線は、筐体10内のメモリ(不図示)に保存しておき、演算機構19が作動する際にメモリから引き出せばよい。 It is preferable that the measuring device 1 of the present embodiment is further provided with a type selection mechanism (not shown) capable of switching the calibration curve prepared for each type of measurement target according to the type of measurement target. The calibration curve may be stored in a memory (not shown) in the housing 10 and pulled out from the memory when the arithmetic mechanism 19 operates.

演算機構19は、ずれ角度計測機構14と共通の構成としてもよく、例えば筐体10内に設けられた一つの演算機構19により、膜厚の演算およびずれ角度の計測を行っても構わない。また、演算機構19は、測定装置1と接続したパソコンやタブレット等の外部端末であってもよい。 The calculation mechanism 19 may have the same configuration as the deviation angle measurement mechanism 14, and for example, one calculation mechanism 19 provided in the housing 10 may be used to calculate the film thickness and measure the deviation angle. Further, the arithmetic mechanism 19 may be an external terminal such as a personal computer or a tablet connected to the measuring device 1.

なお、上記の構成により、本発明の効果に加え、以下の効果も奏する。 In addition to the effects of the present invention, the above-mentioned configuration also produces the following effects.

前述のように、本実施形態の測定装置1が検出できる赤外線反射強度は、測定対象からの距離が遠くなるほど減衰し、その測定精度も低下する。もちろん測定可能な距離は発振源11のパワーにも依存するが、本実施形態の測定装置1に使用した発振源11は、測定対象までの距離が5mであっても十分な精度で塗膜の膜厚を測定できることが確認されている。ちなみに、先に挙げた偏光フィルター切替機構にて偏光フィルター17の機能をオフにする場合は、正反射光を検出可能となるため、赤外線反射光の強度を大きく確保することができ、距離が10〜15mであっても十分な精度で塗膜の膜厚が測定できる。 As described above, the infrared reflection intensity that can be detected by the measuring device 1 of the present embodiment is attenuated as the distance from the measurement target increases, and the measurement accuracy thereof also decreases. Of course, the measurable distance depends on the power of the oscillation source 11, but the oscillation source 11 used in the measuring device 1 of the present embodiment has sufficient accuracy even if the distance to the measurement target is 5 m. It has been confirmed that the film thickness can be measured. By the way, when the function of the polarizing filter 17 is turned off by the polarizing filter switching mechanism mentioned above, the specular reflected light can be detected, so that the intensity of the infrared reflected light can be largely secured and the distance is 10. Even if it is ~ 15 m, the film thickness of the coating film can be measured with sufficient accuracy.

また、上記赤外線反射強度は、測定対象に対する正対からのずれ角度が大きくなるほど減衰するため、測定対象と装置の前面10bが正対に近いほど良好な測定精度を有する。その一方、本実施形態の測定装置1は、ずれ角度が大きくとも精度良く膜厚を測定することが可能である。例えば、本実施形態の測定装置1においては、測定対象に対する正対からのずれ角度は、85°以下であっても非常に良好な精度で測定を実施することが可能であり、75°以下であれば更に良好な精度となる。 Further, since the infrared reflection intensity is attenuated as the deviation angle from the face-to-face with respect to the measurement target increases, the closer the measurement target and the front surface 10b of the device are to the face-to-face, the better the measurement accuracy. On the other hand, the measuring device 1 of the present embodiment can measure the film thickness with high accuracy even if the deviation angle is large. For example, in the measuring device 1 of the present embodiment, even if the deviation angle from the face-to-face with respect to the measurement target is 85 ° or less, the measurement can be performed with very good accuracy, and the measurement can be performed at 75 ° or less. If there is, the accuracy will be even better.

もちろん本発明は本実施形態に限定されるものではない。以下、適用例または変形例を列挙する。なお、本実施形態にて挙げた好適例を以下の例に適宜組み合わせても構わない。 Of course, the present invention is not limited to the present embodiment. The application examples or modification examples are listed below. The preferred examples given in this embodiment may be appropriately combined with the following examples.

例えば、測定対象としては、特に制限されないが、チタン白、亜酸化銅、酸化亜鉛、弁柄、黄色弁柄、クロムグリーンブラックヘマタイト、マンガンビスマスブラック、クロミウムアイアンオキサイド、ニッケルアンチモンチタニウムイエロールチル、クロムアンチモンチタニウムバフルチルおよびルチルスズ亜鉛等より選択される1種以上の赤外線反射材料を含有する塗膜であることが好ましく、また、赤外線に対する反射性と透過性の両方を併せ持つ性質を有する塗膜であることが好ましい。 For example, the measurement target is not particularly limited, but titanium white, cuprous oxide, zinc oxide, petal handle, yellow petal handle, chromium green black hematite, manganese bismuth black, chromium iron oxide, nickel antimony titanium yellow rutile, and chromium antimony. A coating film containing one or more infrared reflective materials selected from titanium baflutyl, rutile tin zinc and the like is preferable, and the coating film has properties of having both reflectivity and transparency to infrared rays. Is preferable.

このような塗膜の内、赤外線反射材料を多く含有する場合は、赤外線の透過率が下がるため、本装置により測定できる膜厚の範囲が狭くなる傾向にある。よって、測定対象の塗膜は、膜厚が2,000μm以下が好ましく、1,000μm以下がより好ましい。 When a large amount of infrared reflective material is contained in such a coating film, the transmittance of infrared rays is lowered, so that the range of film thickness that can be measured by this apparatus tends to be narrowed. Therefore, the coating film to be measured preferably has a film thickness of 2,000 μm or less, more preferably 1,000 μm or less.

また、その他の測定対象としては、赤外線を反射する基材、例えば鋼板などに塗布された防錆油や樹脂膜等の厚みを測定することも可能である。 Further, as another measurement target, it is also possible to measure the thickness of a base material that reflects infrared rays, for example, a rust preventive oil or a resin film applied to a steel plate or the like.

防錆油や樹脂膜は、厚みが増すと赤外線の吸収が大きくなるため、基材から反射する赤外線反射強度は減衰する。したがって、該相関関係を利用することで、赤外線を吸収する防錆油や樹脂膜等の厚みを非接触方式によりオンサイトで測定することも可能である。 As the thickness of the rust preventive oil or resin film increases, the absorption of infrared rays increases, so that the infrared reflection intensity reflected from the base material is attenuated. Therefore, by utilizing the correlation, it is possible to measure the thickness of the rust preventive oil or the resin film that absorbs infrared rays on-site by a non-contact method.

また、本実施形態の測定装置1は、測定対象中に含有する赤外線反射材料の濃度を測定することができる。この“濃度”とは、赤外線反射材料がどれだけ含有されているかを示すものであり、(重量、体積)含有率でもある。該濃度の測定は、前述の測定対象の厚さ測定と同様に、赤外線反射強度を測定対象からの距離と正対からのずれ角度に応じて補正することで測定される。 In addition, the measuring device 1 of the present embodiment can measure the concentration of the infrared reflective material contained in the measurement target. This "concentration" indicates how much the infrared reflective material is contained, and is also the (weight, volume) content. The concentration is measured by correcting the infrared reflection intensity according to the distance from the measurement target and the deviation angle from the face-to-face, similar to the thickness measurement of the measurement target described above.

具体例を挙げると、前述の厚さ測定の場合と同様に、測定対象と同じ塗料に対する濃度と、赤外線反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と測定装置1との正対からのずれ角度との関係、すなわち検量線を予め得ておくことで、測定対象からの距離およびずれ角度の影響が排された濃度を演算機構19によって演算することができる。 To give a specific example, as in the case of the thickness measurement described above, the concentration for the same paint as the measurement target, the infrared reflection intensity, the distance from the measurement target, and the face-to-face between the measurement target and the measurement device 1 By obtaining the relationship with the deviation angle, that is, the calibration curve in advance, the concentration excluding the influence of the distance from the measurement target and the deviation angle can be calculated by the calculation mechanism 19.

また、測定装置1を用いて、“濃度”が既知の塗料より形成された特定の膜厚(例えば、膜厚tμm)の塗膜に対し、赤外線反射強度を測定する。そして、その測定結果より、測定対象からの距離およびずれ角度の影響を排することで濃度を測定する。 Further, the measuring device 1 is used to measure the infrared reflection intensity of a coating film having a specific film thickness (for example, a film thickness of tμm) formed of a paint having a known “concentration”. Then, from the measurement result, the concentration is measured by excluding the influence of the distance from the measurement target and the deviation angle.

このようにして赤外線反射材料の濃度を測定することで、例えば、測定対象の塗膜が2成分型塗料より形成される場合、その混合比に誤りがないかを非破壊で容易に検査することができる。ちなみに上述の厚さ測定や濃度測定以外でも、本発明の技術的思想を適用可能であり、本明細書でいう各種パラメータのうち任意のパラメータと、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度との関係から、該任意のパラメータを演算機構14にて演算してもよい。 By measuring the concentration of the infrared reflective material in this way, for example, when the coating film to be measured is formed of a two-component paint, it is possible to easily inspect whether the mixing ratio is correct or not in a non-destructive manner. Can be done. Incidentally, the technical idea of the present invention can be applied to other than the above-mentioned thickness measurement and concentration measurement, and any parameter among various parameters referred to in the present specification, the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, and the measurement target The arbitrary parameter may be calculated by the calculation mechanism 14 from the relationship between the distance of the above and the deviation angle between the measurement target and the device.

なお、本実施形態の測定装置1の使用態様として特に制限は無いが、近赤外線を含む太陽光の下では、天候や測定対象の方位などによって影響を受けるおそれがあるため、近赤外線がほとんど含まれない照明(例えば、蛍光灯等)下の屋内での使用が好ましい。さらに、本実施形態の測定装置1は、完全な暗所であっても使用することができ、例えば夜間の屋外、船舶や構造物のブロック内部等のほとんど照明がない環境でも測定することができる。また、外光の赤外線強度が非常に高い環境でなければ、測定により得られた赤外線反射強度から外光による影響を排して厚さを求めることもできる。
一方、発振源の波長が、一般に超遠赤外線あるいはテラヘルツ波、サブテラヘルツ波と呼ばれる波長(例えば30μmを超え且つ3,000μm以下)である場合、太陽光の影響を受けにくいといった利点がある。
The usage mode of the measuring device 1 of the present embodiment is not particularly limited, but it contains almost all near infrared rays because it may be affected by the weather and the orientation of the measurement target under sunlight including near infrared rays. It is preferably used indoors under non-illuminated lighting (eg, fluorescent light, etc.). Further, the measuring device 1 of the present embodiment can be used even in a completely dark place, and can measure even in an environment with almost no lighting such as outdoors at night or inside a block of a ship or a structure. .. Further, if the infrared intensity of the external light is not very high, the thickness can be obtained by excluding the influence of the external light from the infrared reflection intensity obtained by the measurement.
On the other hand, when the wavelength of the oscillation source is a wavelength generally called ultra-far infrared rays, terahertz waves, or sub-terahertz waves (for example, more than 30 μm and less than 3,000 μm), there is an advantage that it is not easily affected by sunlight.

以下、本測定装置の変形例を列挙する。 Hereinafter, modifications of this measuring device are listed.

本実施形態においては、測定対象の赤外線反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度とから、測定対象の厚さを演算する演算機構19を設ける例を挙げた。その一方、上記距離およびずれ角度が液晶ディスプレイ18等に表示されることにより距離およびずれ角度を操作者が把握できれば、本実施形態の可搬型の測定装置1を測定対象に対して適切に配置することが可能となる。その結果、演算機構19を使用しない場合であっても、測定対象からの赤外線反射強度の基となる各種パラメータを非接触方式により短時間で精度良く測定可能となる。ただし、演算機構19を設ける方が操作者の負担が減る上、測定結果の精度も向上する。 In the present embodiment, there is an example in which a calculation mechanism 19 is provided that calculates the thickness of the measurement target from the infrared reflection intensity of the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device. Was mentioned. On the other hand, if the operator can grasp the distance and the deviation angle by displaying the distance and the deviation angle on the liquid crystal display 18 or the like, the portable measuring device 1 of the present embodiment is appropriately arranged with respect to the measurement target. It becomes possible. As a result, even when the arithmetic mechanism 19 is not used, various parameters that are the basis of the infrared reflection intensity from the measurement target can be measured accurately in a short time by the non-contact method. However, providing the arithmetic mechanism 19 reduces the burden on the operator and improves the accuracy of the measurement result.

本実施形態の測定装置1において、ずれ角度計測機構14は、距離計13により計測された距離に基づき、ずれ角度を計測する例を挙げたが、それ以外にも、測定装置1に重力センサー(不図示)を搭載する場合、測定対象を前面10bに対して垂直に配置することにより、測定装置1とのずれ角度を計測することが可能である。 In the measuring device 1 of the present embodiment, the deviation angle measuring mechanism 14 gives an example of measuring the deviation angle based on the distance measured by the distance meter 13, but in addition to this, the measuring device 1 has a gravity sensor ( When the (not shown) is mounted, the deviation angle from the measuring device 1 can be measured by arranging the measurement target perpendicular to the front surface 10b.

本実施形態の測定装置1は、距離計13を4つ有し、距離計13はいずれも同一平面上にて正方形または長方形の頂点の位置に配置され、かつ、発振源11が距離計13の重心に配置された場合を例示した。本実施形態において、距離計13を複数有することが好ましく、距離計13を3つ以上有することがより好ましい。その一方、距離計13は、例えば筐体の前面10bにおいて発振源11を中心として配置された1つの円環状の距離計であってもよく、測定対象からの距離(平均値)や、測定装置1に対する垂直方向、水平方向のずれ角度を得ることが可能となる。また、発振源11を挟んで2つの長尺な距離計を水平(垂直)方向に配置した態様であってもよい。 The measuring device 1 of the present embodiment has four distance meters 13, all of which are arranged at the positions of square or rectangular vertices on the same plane, and the oscillation source 11 is the distance meter 13. The case where it is arranged at the center of gravity is illustrated. In the present embodiment, it is preferable to have a plurality of rangefinders 13, and it is more preferable to have three or more rangefinders 13. On the other hand, the distance meter 13 may be, for example, one annular distance meter arranged around the oscillation source 11 on the front surface 10b of the housing, and may be a distance (average value) from a measurement target or a measuring device. It is possible to obtain the deviation angles in the vertical direction and the horizontal direction with respect to 1. Further, two long distance meters may be arranged in the horizontal (vertical) direction with the oscillation source 11 interposed therebetween.

本実施形態の測定装置1は、距離計13がいずれも同一平面上にて発振源11からの距離を等しくして配置され、かつ、発振源11は距離計13の位置の重心に配置された場合を例示したが、この態様に限定されない。例えば、各距離計13の発振源11からの距離が異なる場合であっても、各距離計と発振源11との位置関係を基に、測定対象からの距離および正対からのずれ角度を、演算機構19によって演算することができる。 In the measuring device 1 of the present embodiment, the distance meters 13 are all arranged on the same plane with the same distance from the oscillation source 11, and the oscillation source 11 is arranged at the center of gravity at the position of the distance meter 13. The case has been illustrated, but the present invention is not limited to this aspect. For example, even if the distance of each rangefinder 13 from the oscillation source 11 is different, the distance from the measurement target and the deviation angle from the face-to-face are determined based on the positional relationship between each rangefinder and the oscillation source 11. It can be calculated by the calculation mechanism 19.

本実施形態の測定装置1は、絶対値としての厚さを得るべく、予め検量線を得ておく例を挙げたが、相対値としての厚さを得る場合、検量線は不要となる。例えば、測定対象が大面積である場合、測定対象の数箇所に対してランダムに赤外線を照射し、各測定箇所間での赤外線反射強度の差の有無を調べることにより、測定対象の厚さにバラツキがあるかどうかを調べることが可能となる。本明細書において、“演算機構19によって、測定対象の厚さおよび濃度の少なくともいずれかを演算する”とは、絶対値として、例えば厚さを得るための演算はもとより、相対値として、例えば厚さ(より詳細には、厚さの基となる赤外線反射強度)を得るための演算をも意味する。 The measuring device 1 of the present embodiment has given an example in which a calibration curve is obtained in advance in order to obtain a thickness as an absolute value, but when obtaining a thickness as a relative value, the calibration curve is unnecessary. For example, when the measurement target has a large area, the thickness of the measurement target is increased by randomly irradiating several measurement targets with infrared rays and examining the presence or absence of a difference in infrared reflection intensity between the measurement targets. It is possible to check whether there is any variation. In the present specification, "calculating at least one of the thickness and the concentration of the measurement target by the calculation mechanism 19" means, for example, as an absolute value, for example, as a relative value, for example, as a thickness. It also means an operation to obtain the value (more specifically, the infrared reflection intensity that is the basis of the thickness).

本実施形態において述べた、絶対値としての厚さを得る場合に加え、上記のように相対値としての厚さを得る場合において、測定対象の数箇所に対してランダムに赤外線を照射した際、各測定箇所での測定結果をメモリに保存し、上記演算機構19または別の演算機構により、測定結果の平均値や標準偏差等を算出しても良い。 In addition to the case of obtaining the thickness as an absolute value described in the present embodiment, in the case of obtaining the thickness as a relative value as described above, when several points to be measured are randomly irradiated with infrared rays, The measurement result at each measurement point may be saved in the memory, and the average value, standard deviation, or the like of the measurement result may be calculated by the above calculation mechanism 19 or another calculation mechanism.

本実施形態の測定装置1について詳述したが、この測定装置1を用いて測定対象の厚さおよび濃度の少なくともいずれかを測定することに、本発明の技術的思想が反映されている。 Although the measuring device 1 of the present embodiment has been described in detail, the technical idea of the present invention is reflected in measuring at least one of the thickness and the concentration of the measurement target using the measuring device 1.

また、本実施形態の測定装置1における厚さ補正に関する測定システムや測定プログラムについても本発明の技術的思想が反映されている。 Further, the technical idea of the present invention is also reflected in the measurement system and the measurement program related to the thickness correction in the measurement device 1 of the present embodiment.

測定システムとしての一構成としては、上記の測定装置1を測定システムと読み替えれば足りる。この測定システムは、例えば筐体10内の制御部(不図示)で制御される。 As one configuration as a measurement system, it is sufficient to read the above-mentioned measuring device 1 as a measuring system. This measurement system is controlled by, for example, a control unit (not shown) in the housing 10.

また、ずれ角度計測機構14や演算機構19は、サーバーを介して遠隔地にて接続されていても構わない。その逆に、演算機構19(または、それに加えてずれ角度計測機構14)を手元に存在させ、それ以外の構成はサーバーを介して遠隔地にて接続されていても構わない。また、測定対象の検量線が筐体10内のメモリに保存されていない場合、筐体10内の制御部(不図示)により、サーバーを介してメモリに上記検量線をダウンロードさせるような構成を採用しても構わない。 Further, the deviation angle measuring mechanism 14 and the calculation mechanism 19 may be connected to each other at a remote location via a server. On the contrary, the calculation mechanism 19 (or the deviation angle measurement mechanism 14 in addition to the calculation mechanism 19) may be present at hand, and other configurations may be connected at a remote location via the server. Further, when the calibration curve to be measured is not stored in the memory in the housing 10, the control unit (not shown) in the housing 10 is configured to download the calibration curve to the memory via the server. You may adopt it.

測定プログラムとしての一構成としては、測定装置1を、上記の各構成として機能させる測定プログラムであればよい。筐体10内の制御部により、コンピュータとしての測定装置1を機能させることにより測定プログラムは実行される。 One configuration as the measurement program may be a measurement program that causes the measuring device 1 to function as each of the above configurations. The measurement program is executed by making the measuring device 1 as a computer function by the control unit in the housing 10.

本明細書において、実施形態として可搬型の測定装置1を例示したが、測定装置1を据置型とした上で本発明の技術的思想を適用することに妨げは無い。 In the present specification, the portable measuring device 1 has been illustrated as an embodiment, but there is no hindrance to applying the technical idea of the present invention after making the measuring device 1 a stationary type.

また、測定装置1の構成の一部を据置型としても構わない。例えば、筐体10の外に発振源を配置しつつ、該発振源に導光部材(例:光ファイバ)の一端を接続し、該光ファイバの別の一端を筐体10内に収め、図1および図2の発振源11の位置に配置してもよい。このように発振源11の駆動源が筐体10の外に配置された場合にも、図1および図2に示すように電磁波(例:赤外線)が放出される発振源11そのものが配置された場合にも、本発明の技術的思想を適用可能である。本明細書では、発振源または導光部材にて電磁波を放射するもののことを「発振部」と称する。つまり、発振部の少なくとも一部を、図1および図2の発振源11の位置に配置してもよい。 Further, a part of the configuration of the measuring device 1 may be a stationary type. For example, while arranging an oscillation source outside the housing 10, one end of a light guide member (eg, an optical fiber) is connected to the oscillation source, and another end of the optical fiber is housed in the housing 10. It may be arranged at the position of the oscillation source 11 of 1 and FIG. Even when the drive source of the oscillation source 11 is arranged outside the housing 10, the oscillation source 11 itself that emits electromagnetic waves (eg, infrared rays) is arranged as shown in FIGS. 1 and 2. In some cases, the technical idea of the present invention can be applied. In the present specification, an oscillator that emits an electromagnetic wave from an oscillation source or a light guide member is referred to as an “oscillation unit”. That is, at least a part of the oscillation unit may be arranged at the position of the oscillation source 11 in FIGS. 1 and 2.

更に言うと、上記発振部を測定装置1とは別体の装置として配置しても構わない。また、上記発振部をそもそも設けず、例えば太陽光が照射された測定対象からの電磁波反射強度を検出器12により測定しても構わない。 Furthermore, the oscillating unit may be arranged as a device separate from the measuring device 1. Further, the oscillation unit may not be provided in the first place, and for example, the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target irradiated with sunlight may be measured by the detector 12.

なお、測定装置1の電源を筐体10の外に配置しても構わない。電源を外に配置する場合は、外部からの電力供給を受けることになる。 The power supply of the measuring device 1 may be arranged outside the housing 10. When the power supply is arranged outside, the power is supplied from the outside.

次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明する。以下の実施例において、本実施形態の測定装置1(図1)を塗膜の膜厚測定に用いた例を示すが、本発明は、以下の実施例に限定されない。 Next, the present invention will be described in more detail based on examples. In the following examples, an example in which the measuring device 1 (FIG. 1) of the present embodiment is used for measuring the film thickness of the coating film is shown, but the present invention is not limited to the following examples.

本例においては、特開2016−17164号公報の実施例5に記載のように、下塗り塗料SP−GYからなる下塗り塗膜を形成し、上塗り塗料IR−Uからなる上塗り塗膜を形成したものを合わせて測定対象塗膜とした。その上で、厚さを求める対象としては、上塗り塗料IR−Uの塗膜(以降、塗膜Xと称する。)を選択した。 In this example, as described in Example 5 of JP-A-2016-17164, an undercoat film made of the undercoat paint SP-GY is formed, and a topcoat film made of the topcoat paint IR-U is formed. Together, the coating film to be measured was used. Then, as a target for determining the thickness, a coating film of the topcoat coating film IR-U (hereinafter referred to as coating film X) was selected.

予め塗膜Xにおける検量線を得るべく、以下の手順を行った。 The following procedure was performed in order to obtain a calibration curve for the coating film X in advance.

まず、下記の手順で塗膜Xの乾燥膜厚が108μm、243μm、469μm、701μm、935μmの5つの膜厚の試験片を作成した。
<試験片の作成手順>
鋼板(幅70mm×長さ150mm×厚み1.6mm、ISO8501−1:2007に準拠した処理グレードSA2.5のサンドブラスト処理鋼板、以下同様)上に、下塗り塗料SP−GYを、約10μmとなるようにスプレー塗装し、室温で1週間乾燥させた。なお、下塗り塗膜の膜厚は、電磁膜厚計(Kett社製、LZ−990)で測定した。
得られた下塗り塗膜付き鋼板の下塗り塗膜上に、上塗り塗料IR−Uを、5種類の膜厚となるようにスプレー塗装した。得られたウェット塗膜を60℃で24時間乾燥させ、下塗り塗膜と塗膜Xからなる測定対象塗膜付き試験片を作成した。測定対象塗膜の膜厚を上記電磁膜厚計で測定し、得られた値から下塗り塗膜の膜厚を差し引いた値を塗膜Xの膜厚とした。
First, five test pieces having a dry film thickness of 108 μm, 243 μm, 469 μm, 701 μm, and 935 μm were prepared by the following procedure.
<Procedure for making test pieces>
On a steel sheet (width 70 mm x length 150 mm x thickness 1.6 mm, ISO8501-1: 2007-compliant treatment grade SA2.5 sandblasted steel sheet, the same applies hereinafter), the undercoat paint SP-GY is applied to a thickness of about 10 μm. Was spray-painted and dried at room temperature for 1 week. The film thickness of the undercoat film was measured with an electromagnetic film thickness meter (LZ-990, manufactured by Kett).
The topcoat coating film IR-U was spray-coated on the obtained undercoat coating film of the steel sheet with an undercoat coating film so as to have five different film thicknesses. The obtained wet coating film was dried at 60 ° C. for 24 hours to prepare a test piece with a coating film to be measured, which was composed of an undercoat coating film and a coating film X. The film thickness of the coating film to be measured was measured with the electromagnetic film thickness meter, and the value obtained by subtracting the film thickness of the undercoat coating film from the obtained value was defined as the film thickness of the coating film X.

上記試験片を用い、測定装置1の前面10bの測定対象塗膜に対する正対からのずれ角度θ=0°、測定対象塗膜と測定装置1の前面10bとの間の距離が1m(4つの各距離計13と測定対象との間の距離La、Lb、Lc、Ldの平均値L=1m)であるときの測定装置1に設けられた赤外線レーザーダイオード(型式:QFLD−850−100S−PM、波長:855nm、QPhotonics,LLC社製)から発せられた赤外線反射強度を測定した。測定装置1に設けられた検出器12は、Si PINフォトダイオード(型式:S3204−08、寸法:18mm×18mm、浜松ホトニクス(株)製)とした。その測定結果、すなわち測定対象と同じ種類の物質(上記塗膜X)に対する赤外線反射強度と厚さ(膜厚)との関係を表すグラフを図3に示す。 Using the above test piece, the deviation angle θ = 0 ° of the front surface 10b of the measuring device 1 with respect to the measurement target coating film, and the distance between the measurement target coating film and the front surface 10b of the measuring device 1 is 1 m (four). An infrared laser diode (model: QFLD-850-100S-PM) provided in the measuring device 1 when the distance between each rangefinder 13 and the measurement target is the average value L = 1 m of La, Lb, Lc, and Ld). , Wavelength: 855 nm, manufactured by QPhotonics, LLC), the intensity of infrared reflection emitted was measured. The detector 12 provided in the measuring device 1 was a Si PIN photodiode (model: S3204-08, dimensions: 18 mm × 18 mm, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). FIG. 3 shows the measurement result, that is, a graph showing the relationship between the infrared reflection intensity and the thickness (film thickness) for the same type of substance (coating film X) as the measurement target.

図3に示すように、距離と角度を固定したとき、塗膜Xにおいて、測定装置1が検出する赤外線反射強度は、膜厚が厚くなるにつれて大きくなった。 As shown in FIG. 3, when the distance and the angle were fixed, the infrared reflection intensity detected by the measuring device 1 in the coating film X increased as the film thickness increased.

次に、上記試験片を用い、前面10bの測定対象塗膜に対する正対からのずれ角度をθ=0°とし、測定対象塗膜と測定装置1の前面10bとの間の距離を、50cm〜5mの範囲で変動させた場合の赤外線レーザーダイオードから発せられた赤外線反射強度を測定した。その測定結果、すなわち測定対象と同じ種類の物質に対する赤外線反射強度と、該物質からの距離との関係を表すグラフを図4に示す。 Next, using the above test piece, the deviation angle of the front surface 10b with respect to the measurement target coating film is set to θ = 0 °, and the distance between the measurement target coating film and the front surface 10b of the measuring device 1 is set to 50 cm or more. The infrared reflection intensity emitted from the infrared laser diode when changed in the range of 5 m was measured. FIG. 4 shows the measurement result, that is, a graph showing the relationship between the infrared reflection intensity for the same type of substance as the measurement target and the distance from the substance.

図4に示すように、角度を固定し、距離を変動させたとき、測定装置1が検出する赤外線反射強度は、距離が遠くなるほど小さくなった。 As shown in FIG. 4, when the angle is fixed and the distance is changed, the infrared reflection intensity detected by the measuring device 1 decreases as the distance increases.

次に、上記試験片を用い、測定対象塗膜と測定装置1の前面10bとの間の距離を1mとし、前面10bの測定対象塗膜に対する正対からのずれ角度を、θ=−65〜+65°の範囲で変動させた場合の赤外線レーザーダイオードから発せられた赤外線反射強度を測定した。その測定結果、すなわち測定対象と同じ種類の物質に対する赤外線反射強度と、測定装置1の該物質に対する正対からのずれ角度との関係を表すグラフを図5に示す。 Next, using the above test piece, the distance between the coating film to be measured and the front surface 10b of the measuring device 1 is set to 1 m, and the deviation angle of the front surface 10b from the front with respect to the coating film to be measured is θ = -65 to 5. The infrared reflection intensity emitted from the infrared laser diode when changed in the range of + 65 ° was measured. FIG. 5 shows a graph showing the measurement result, that is, the relationship between the infrared reflection intensity for a substance of the same type as the measurement target and the deviation angle of the measuring device 1 from the face-to-face with respect to the substance.

図5に示すように、距離を固定し、ずれ角度を変動させたとき、装置が検出する赤外線反射強度は、正対からのずれ角度が大きくなるにつれて小さくなった。 As shown in FIG. 5, when the distance was fixed and the deviation angle was changed, the infrared reflection intensity detected by the device decreased as the deviation angle from the face-to-face increased.

上記の手順により、測定対象と同じ種類の物質に対する、膜厚と、赤外線反射強度と、該物質からの距離と、測定装置1の該物質に対する正対からのずれ角度との関係(検量線)を得た。 According to the above procedure, the relationship between the film thickness, the infrared reflection intensity, the distance from the substance, and the deviation angle of the measuring device 1 from the face-to-face with respect to the substance of the same type as the measurement target (calibration curve). Got

そして、膜厚が未知である塗膜Xを含む測定対象塗膜に対し、本実施形態の測定装置1を用いて膜厚測定を行った。その結果は以下の通りであった。
赤外線レーザーダイオードから発せられた赤外線反射強度=0.850V
距離計13aの値La=980mm
距離計13bの値Lb=1,040mm
距離計13cの値Lc=1,020mm
距離計13dの値Ld=960mm
La、Lb、Lc、Ldの平均値(距離)=1,000mm(1m)
ずれ角度=41.1度
そして上記数値を、本実施形態にて述べた演算機構19にて先の関係(検量線)に当てはめた結果、得られた膜厚は322μmであった。
Then, the film thickness was measured using the measuring device 1 of the present embodiment for the coating film to be measured including the coating film X whose film thickness is unknown. The results were as follows.
Infrared reflection intensity emitted from an infrared laser diode = 0.850V
Value of distance meter 13a La = 980mm
Distance meter 13b value Lb = 1,040 mm
Distance meter 13c value Lc = 1,020mm
Distance meter 13d value Ld = 960mm
Mean value (distance) of La, Lb, Lc, Ld = 1,000 mm (1 m)
Deviation angle = 41.1 degrees And as a result of applying the above numerical values to the above relationship (calibration curve) by the arithmetic mechanism 19 described in this embodiment, the film thickness obtained was 322 μm.

上記の測定結果の精度を確認すべく、前述の試験片の作成手順に従い、先の測定対象塗膜の塗膜Xの膜厚を測定した。その結果、膜厚は320μmであった。電磁膜厚計の誤差範囲は2%とされているところ、本実施形態の測定装置1ならば、接触式に匹敵する精度で厚みを測定できることがわかった。 In order to confirm the accuracy of the above measurement results, the film thickness of the coating film X of the coating film to be measured was measured according to the procedure for preparing the test piece described above. As a result, the film thickness was 320 μm. Although the error range of the electromagnetic film thickness meter is 2%, it was found that the measuring device 1 of the present embodiment can measure the thickness with an accuracy comparable to that of the contact type.

なお、本発明者は、上記の赤外線レーザーダイオードに代え、以下の各種発振源を用いた場合についても試験を行った。
・「H8385030D」(Egismos Technology社製、小型レーザーダイオード、波長850nm)
・「KEDE1452H」(京都セミコンダクター(株)製、発光ダイオード、波長1200〜1600nm、2.8mW)
・「FLD−980−100S」(QPhotonics,LLC社製、温度調節機能付きファイバーレーザーダイオード、波長975nm)
・パナソニック(株)製のレフライト(写真撮影用、500W型散光タイプ)を測定装置1の筐体側方に設置した(すなわち測定装置1とは別体の発振源を筐体側方に設置した)。そして、塗膜から反射された波長900〜1700nmの電磁波の反射強度を赤外線カメラ「SC2500−NIR」(FLIR Systems社製)を用いて測定した。
その結果、これらの各種発振源を用いた場合、上記の実施例と同様、接触式に匹敵する精度で厚みを測定できることがわかった。
The present inventor also conducted a test in the case where the following various oscillation sources were used instead of the above-mentioned infrared laser diode.
"H8385030D" (manufactured by Egismos Technology, small laser diode, wavelength 850 nm)
-"KEDE1452H" (manufactured by Kyoto Semiconductor Co., Ltd., light emitting diode, wavelength 1200 to 1600 nm, 2.8 mW)
"FLD-980-100S" (QPhotonics, LLC, fiber laser diode with temperature control function, wavelength 975 nm)
-A Panasonic Corporation reflight (for photography, 500W type diffused light type) was installed on the side of the housing of the measuring device 1 (that is, an oscillation source separate from the measuring device 1 was installed on the side of the housing). Then, the reflection intensity of the electromagnetic wave having a wavelength of 900 to 1700 nm reflected from the coating film was measured using an infrared camera "SC2500-NIR" (manufactured by FLIR Systems).
As a result, it was found that when these various oscillation sources were used, the thickness could be measured with an accuracy comparable to that of the contact type, as in the above embodiment.

更に、本発明者は、波長3,000μmのテラヘルツ波を本発明の技術的思想に適用可能であることを示すべく試験を行った。この試験には以下の装置を使用した。
・発振源11として、Terasense社製のテラヘルツ光源(波長3,000μm(100GHz)、出力200mW)
・検出器12として、Terasense社製のテラヘルツイメージングカメラ(Tera−1024、100GHz)
なお、この試験においては発振源11と検出器12とは別装置である。
Furthermore, the present inventor conducted a test to show that a terahertz wave having a wavelength of 3,000 μm can be applied to the technical idea of the present invention. The following equipment was used for this test.
-As the oscillation source 11, a terahertz light source manufactured by Terrasense (wavelength 3,000 μm (100 GHz), output 200 mW).
-The detector 12 is a terahertz imaging camera (Tera-1024, 100 GHz) manufactured by Terasense.
In this test, the oscillation source 11 and the detector 12 are separate devices.

互いに隣り合って配置された発振源11および検出器12に正対するよう、距離20cmの位置にプラスチックボード(厚さ3mm)を設置した。そして、検出器12が捉えたプラスチックボードからの電磁波反射強度(電圧値)を測定した。その結果、電磁波反射強度は6.2×10−2Vであった。A plastic board (thickness 3 mm) was installed at a distance of 20 cm so as to face the oscillation source 11 and the detector 12 arranged adjacent to each other. Then, the electromagnetic wave reflection intensity (voltage value) from the plastic board captured by the detector 12 was measured. As a result, the electromagnetic wave reflection intensity was 6.2 × 10 -2 V.

上記発振源および検出器と上記プラスチックボードとの間の距離を19cmに変更し、測定を行った。その結果、電磁波反射強度は7.1×10−2V(距離20cm、正対状態の場合の電磁波反射強度(電圧値)に対する相対値1.18)であった。The distance between the oscillation source and the detector and the plastic board was changed to 19 cm, and the measurement was performed. As a result, the electromagnetic wave reflection intensity was 7.1 × 10-2 V (a distance of 20 cm, a relative value of 1.18 with respect to the electromagnetic wave reflection intensity (voltage value) in the facing state).

距離20cmは変更せず、上記プラスチックボードに対する正対からのずれ角度を30°に変更し、測定を行った。その結果、電磁波反射強度は4.1×10−2V(距離20cm、正対状態の場合の電磁波反射強度(電圧値)に対する相対値0.66)であった。The distance of 20 cm was not changed, but the deviation angle from the front to the plastic board was changed to 30 °, and the measurement was performed. As a result, the electromagnetic wave reflection intensity was 4.1 × 10-2 V (distance 20 cm, relative value 0.66 with respect to the electromagnetic wave reflection intensity (voltage value) in the facing state).

この試験により、長波長領域の電磁波(テラヘルツ波)であっても、電磁波反射強度は距離と角度の影響を受けることを確認した。 By this test, it was confirmed that the electromagnetic wave reflection intensity is affected by the distance and the angle even in the electromagnetic wave (terahertz wave) in the long wavelength region.

次に、<試験片の作成手順>にて説明した前記鋼板に対し、「CMP ノバ2000 ライトグレー」(中国塗料(株)製)を2種類の膜厚となるようにスプレー塗装した。得られたウェット塗膜を60℃で24時間乾燥させ、乾燥膜厚が262μm、431μmの2つの測定対象塗膜付き試験片2を作成した。 Next, "CMP Nova 2000 Light Gray" (manufactured by Chugoku Paint Co., Ltd.) was spray-coated on the steel sheet described in <Procedure for preparing test pieces> so as to have two types of film thicknesses. The obtained wet coating film was dried at 60 ° C. for 24 hours to prepare two test pieces 2 with a coating film to be measured having a dry film thickness of 262 μm and 431 μm.

発振源および検出器との間の距離が20cmであり、且つ、正対となる位置に、上記測定対象塗膜付き試験片2を設置し、検出器が捉えた試験片からの電磁波反射強度(電圧値)を測定した。 The test piece 2 with the coating film to be measured is installed at a position where the distance between the oscillation source and the detector is 20 cm and is facing each other, and the electromagnetic wave reflection intensity from the test piece captured by the detector ( Voltage value) was measured.

前記電磁膜厚計で測定した該試験片の乾燥膜厚が262μmの場合、電磁波反射強度は1.0×10−2Vであった。The dry film thickness of the test piece was measured with an electromagnetic film thickness meter case 262Myuemu, electromagnetic wave reflection intensity was 1.0 × 10 -2 V.

また、該試験への乾燥膜厚が431μmの場合、電磁波反射強度は4.2×10−2V(乾燥膜厚が262μmの場合に対する相対値4.2)であった。Further, when the dry film thickness for the test was 431 μm, the electromagnetic wave reflection intensity was 4.2 × 10 -2 V (relative value 4.2 with respect to the case where the dry film thickness was 262 μm).

この試験により、長波長領域の電磁波(テラヘルツ波)であっても、測定対象の塗膜の膜厚が、電磁波反射強度に影響することを確認した。 By this test, it was confirmed that the film thickness of the coating film to be measured affects the electromagnetic wave reflection intensity even in the electromagnetic wave (terahertz wave) in the long wavelength region.

上記2つの試験結果から、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度と、膜厚との関係を得られることが分かった。同様に濃度との関係を得ることも可能である。 From the above two test results, it was found that the relationship between the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, the distance from the measurement target, the deviation angle between the measurement target and the device from the front, and the film thickness can be obtained. Similarly, it is possible to obtain a relationship with the concentration.

前記関係が得られることに加え、測定対象からの距離は、測定装置1における距離計13にて、また、測定対象に対する正対からのずれ角度は、ずれ角度計測機構14にて測定でき、並びに、電磁波反射強度は、上記テラヘルツイメージングカメラを測定装置1に組み込んだうえで検出器12とすることで得られる。 In addition to obtaining the above relationship, the distance from the measurement target can be measured by the range finder 13 in the measuring device 1, and the deviation angle from the front to the measurement target can be measured by the deviation angle measuring mechanism 14. The electromagnetic wave reflection intensity can be obtained by incorporating the terahertz imaging camera into the measuring device 1 and then using it as the detector 12.

以上の結果、電磁波が波長3,000μmのテラヘルツ波であっても、本実施形態に係る測定装置1ならば、膜厚等を測定可能であることがわかった。 As a result of the above, it was found that even if the electromagnetic wave is a terahertz wave having a wavelength of 3,000 μm, the film thickness and the like can be measured by the measuring device 1 according to the present embodiment.

以上の結果より、本実施形態の測定装置1ならば、膜厚を非接触方式により精度良く測定可能であることがわかった。なお、膜厚以外の各種パラメータ(例えば、厚さ、濃度)であっても同様の手順を踏めば本発明の効果を奏する。 From the above results, it was found that the measuring device 1 of the present embodiment can accurately measure the film thickness by the non-contact method. Even if various parameters other than the film thickness (for example, thickness and concentration) are used, the effect of the present invention can be obtained by following the same procedure.

1…測定装置
10…筐体
10a…筐体の上面
10b…筐体の前面
10c…筐体の後面
11…発振源
12…検出器
13(13a、13b、13c、13d)…距離計
14…ずれ角度計測機構
15…電池
16…集光レンズ
17(17a、17b)…偏光フィルター
18…液晶ディスプレイ
19…演算機構
20…ハンドル
21…赤外線発振ボタン
1 ... Measuring device 10 ... Housing 10a ... Top surface of housing 10b ... Front surface of housing 10c ... Rear surface of housing 11 ... Oscillation source 12 ... Detector 13 (13a, 13b, 13c, 13d) ... Distance meter 14 ... Angle measurement mechanism 15 ... Battery 16 ... Condensing lens 17 (17a, 17b) ... Polarizing filter 18 ... Liquid crystal display 19 ... Calculation mechanism 20 ... Handle 21 ... Infrared oscillation button

Claims (14)

測定対象に対する非接触式の測定装置であって、
電磁波が照射された測定対象からの電磁波反射強度を測定する検出器と、
測定対象からの距離を計測する距離計と、
測定対象と測定装置との正対からのずれ角度を計測するずれ角度計測機構と、
を含む、可搬型測定装置。
A non-contact measuring device for the object to be measured,
A detector that measures the intensity of electromagnetic wave reflection from a measurement target irradiated with electromagnetic waves,
A rangefinder that measures the distance from the measurement target,
A deviation angle measuring mechanism that measures the deviation angle between the measurement target and the measuring device from the front,
Portable measuring device including.
測定対象に対して電磁波を照射する発振部を更に含む、請求項1に記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to claim 1, further comprising an oscillating unit that irradiates a measurement target with an electromagnetic wave. 前記発振部が、温度調節機能付きレーザーダイオードである、請求項2に記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to claim 2, wherein the oscillating unit is a laser diode with a temperature control function. 前記発振部から照射される電磁波の一部を取り出し、前記検出器とは別の検出器にて前記発振部の出力変動を監視する、請求項2または3に記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to claim 2 or 3, wherein a part of the electromagnetic wave emitted from the oscillating unit is taken out, and the output fluctuation of the oscillating unit is monitored by a detector different from the detector. 前記ずれ角度計測機構では、前記距離計により計測された距離に基づき、ずれ角度を演算する、請求項1〜4のいずれかに記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the deviation angle measuring mechanism calculates a deviation angle based on the distance measured by the range finder. さらに、偏光フィルターを有する、請求項1〜のいずれかに記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a polarizing filter. 前記電磁波は非可視光であり、前記距離計からは可視光が照射される、請求項1〜のいずれかに記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the electromagnetic wave is invisible light, and visible light is emitted from the range finder. 前記距離計を複数有する、請求項1〜のいずれかに記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to any one of claims 1 to 7 , which has a plurality of the rangefinders. 測定対象に対して電磁波を照射する発振部を更に含み、
前記距離計はいずれも同一平面上にて前記発振部からの距離を等しくして配置され、かつ、前記発振部は前記距離計の位置の重心に配置された、請求項に記載の可搬型測定装置。
It also includes an oscillator that irradiates the measurement target with electromagnetic waves.
The portable type according to claim 8 , wherein all the rangefinders are arranged on the same plane at equal distances from the oscillator, and the oscillators are arranged at the center of gravity of the position of the rangefinder. measuring device.
前記電磁波の波長範囲は780nmを超え且つ3,000μm以下である、請求項1〜のいずれかに記載の可搬型測定装置。 The portable measuring device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the wavelength range of the electromagnetic wave exceeds 780 nm and is 3,000 μm or less. さらに、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度とから、測定対象の厚さを演算する演算機構を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の可搬型測定装置。 Further, claims 1 to 1, which include a calculation mechanism for calculating the thickness of the measurement target from the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device. 10. The portable measuring device according to any one of 10. さらに、測定対象からの電磁波反射強度と、測定対象からの距離と、測定対象と装置との正対からのずれ角度から、測定対象の濃度を演算する演算機構を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の可搬型測定装置。 Further, claims 1 to 10 , further comprising a calculation mechanism for calculating the concentration of the measurement target from the electromagnetic wave reflection intensity from the measurement target, the distance from the measurement target, and the deviation angle between the measurement target and the device. The portable measuring device according to any one. 請求項11に記載の可搬型測定装置を用いて測定対象の厚さを測定する、測定方法。 A measuring method for measuring the thickness of a measurement target using the portable measuring device according to claim 11. 請求項12に記載の可搬型測定装置を用いて測定対象の濃度を測定する、測定方法。
A measuring method for measuring the concentration of a measurement target using the portable measuring device according to claim 12.
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