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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfverfahren und eine Prüfvorrichtung für eine Membranelektrodenanordnung.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Bezüglich eines Prüfverfahrens für eine Membranelektrodenanordnung für eine Brennstoffzelle berücksichtigt zum Beispiel eine Technologie, die in der Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-162745 (
JP 2017 -
162 745 A ) beschrieben ist, die Tatsache, dass Röntgenstrahlen durch Katalysatorpartikel, die in Elektrolytmembranen enthalten sind, absorbiert werden und berechnet die unterstützte Anzahl an Katalysatorpartikeln in den Elektrolytmembranen basierend auf einer Röntgenstrahldurchlässigkeit, die aus der Differenz zwischen einer Röntgenstrahlenemissionsintensität und einer Erfassungsintensität berechnet wird.
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Kurzfassung der Erfindung
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Fremdstoffe mit der Fähigkeit zur Absorption von Röntgenstrahlen, wie beispielsweise Fe-Partikel, können während der Herstellung in der Membranelektrodenanordnung eingesprengt werden. Die vorliegende Erfindung schafft ein Prüfverfahren und eine Prüfvorrichtung für eine Membranelektrodenanordnung, die eine Erfassung der Größe solcher Fremdstoffe unter Verwendung von Röntgenstrahlen mit einem hohen Maß an Präzision ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung kann in den nachfolgenden Aspekten realisiert werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfverfahren einer Membranelektrodenanordnung bereitgestellt. Das Prüfverfahren umfasst einen ersten Prozess zum Beziehen eines Röntgenstrahlenübertragungsbildes bzw. Röntgenbildes der Membranelektrodenanordnung, einen zweiten Prozess zum Identifizieren einer Region mit reduzierter Luminanz, die eine Luminanz aufweist, die niedriger ist als eine Luminanz einer Umgebungsregion in dem Röntgenbild, das in dem ersten Prozess bezogen wurde, einen dritten Prozess zum Korrigieren der Luminanz der Region mit reduzierter Luminanz, die in dem zweiten Prozess identifiziert wurde, entsprechend einer Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz, basierend auf einer Korrelation zwischen einer Flächengröße von Fremdstoffen in der Membranelektrodenanordnung und einer Änderung der Luminanz aufgrund einer Diffraktion von Röntgenstrahlen, und einen vierten Prozess zum Errechnen einer Dicke der Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung basierend auf der Luminanz, die in dem dritten Prozess korrigiert wurde. Gemäß diesem Aspekt kann die Dicke der Fremdstoffe als Größe der Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung mit einem hohen Maß an Präzision errechnet werden, indem die Effekte einer Diffraktion von Röntgenstrahlen auf die Luminanz des Röntgenbildes korrigiert werden.
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Der obige Aspekt kann ferner einen fünften Prozess zum Errechnen einer dreidimensionalen Größe der Fremdstoffe basierend auf der Dicke, die in dem vierten Prozess errechnet wurde, und der Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz umfassen. Gemäß diesem Aspekt kann die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe als Größe der Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung mit einem hohen Maß an Präzision errechnet werden.
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Der obige Aspekt kann ferner einen sechsten Prozess umfassen, um eine Qualitätsbestimmungsverarbeitung zum Bestimmen durchzuführen, ob die Membranelektrodenanordnung defekt oder nicht defekt ist, indem die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe, die in dem fünften Prozess errechnet wurde, mit einem Defektbestimmungsschwellenwert verglichen wird, der im Voraus eingestellt wird.
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Die vorliegende Erfindung kann zusätzlich zu den oben beschriebenen Aspekten als Prüfverfahren einer Membranelektrodenanordnung in verschiedenen Aspekten realisiert werden, wie beispielsweise einer Prüfvorrichtung und einem Prüfsystem für eine Membranelektrodenanordnung.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung schafft eine Prüfvorrichtung einer Membranelektrodenanordnung. Die Prüfvorrichtung der Membranelektrodenanordnung umfasst eine Bezugseinheit, die eingerichtet ist, ein Röntgenbild der Membranelektrodenanordnung zu beziehen, und eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, eine Region mit reduzierter Luminanz zu identifizieren, die eine Luminanz aufweist, die niedriger ist als eine Luminanz einer Umgebungsregion in dem Röntgenbild, die Luminanz der Region mit reduzierter Luminanz entsprechend einer Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz basierend auf einer Korrelation zwischen einer Flächengröße von Fremdstoffen in der Membranelektrodenanordnung und einer Änderung der Luminanz aufgrund von Diffraktion von Röntgenstrahlen zu korrigieren und eine Dicke der Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung basierend auf der korrigierten Luminanz zu errechnen.
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In dem obigen Aspekt kann die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, eine dreidimensionale Größe der Fremdstoffe basierend auf der Dicke, die durch die Verarbeitungseinheit errechnet wurde, und der Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz zu errechnen.
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In dem obigen Aspekt kann die Verarbeitungseinheit eingerichtet sein, eine Qualitätsbestimmungsverarbeitung zur Bestimmung durchzuführen, ob die Membranelektrodenanordnung defekt oder nicht defekt ist, indem die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe mit einem Defektbestimmungsschwellenwert verglichen wird, der im Voraus eingestellt wird.
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Figurenliste
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Merkmale und Vorteile sowie eine technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden Bezug nehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
- 1 ein erklärendes Schema eines Prüfsystems, das zur Prüfung einer Membranelektrodenanordnung verwendet wird;
- 2 ein Prozessschema, das ein Verfahren zur Prüfung der Membranelektrodenanordnung zeigt;
- 3 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils eines Röntgenbildes;
- 4 ein erklärendes Schema, das eine Beziehung zwischen der Flächengröße von Fremdstoffen und dem Maß an Reduktion der Luminanz zeigt;
- 5 ein erklärendes Schema, das eine Beziehung zwischen der Dicke von Fremdstoffen und dem Maß an Reduktion der Luminanz zeigt; und
- 6 ein Schema zur Beschreibung von Effekten einer Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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A. Erste Ausführungsform
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1 ist ein erklärendes Schema eines Prüfsystems 100, das zur Prüfung einer Membranelektrodenanordnung verwendet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Prüfsystem 100 eine Röntgenstrahlquelle 10, eine Erfassungskamera 20, einen Objekttisch 30 und eine Prüfvorrichtung 40. Eine Membranelektrodenanordnung 50 wird auf den Objekttisch 30 platziert. 1 zeigt die X-, Y- und Z-Richtungen, die rechtwinklig zueinander sind. Die Z-Richtung ist die Dickenrichtung der Membranelektrodenanordnung 50. Die Y-Richtung ist die Transportrichtung des Objekttisches 30. Die X-Richtung ist eine Richtung, die rechtwinklig zu der Y-Richtung und der Z-Richtung ist. Die X-Richtung und die Y-Richtung sind planare Richtungen der Membranelektrodenanordnung 50 und sind in der vorliegenden Ausführungsform laterale Richtungen.
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Die Röntgenstrahlquelle 10 emittiert Röntgenstrahlen in Richtung der Membranelektrodenanordnung 50, die auf dem Objekttisch 30 platziert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Objekttisch 30 mit einer Öffnung 60 ausgebildet. Die Röntgenstrahlquelle 10 bestrahlt die Membranelektrodenanordnung 50 von unten, durch die Öffnung 60, mit Röntgenstrahlen. Als Röntgenstrahlquelle 10 kann eine wassergekühlte oder luftgekühlte Röntgenröhre verwendet werden, zum Beispiel kann die Röhrenspannung 15 kV bis 50 kV betragen, und der Röhrenstrom kann sich auf 0,1 mA bis 35 mA belaufen.
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Die Erfassungskamera 20 ist derart angeordnet, dass sie der Röntgenstrahlquelle 10 zugewandt ist, wobei sich der Objekttisch 30 dazwischen befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Erfassungskamera 20 über dem Objekttisch 30, wobei sie nach unten zeigt. Die Erfassungskamera 20 weist eine vorbestimmte Pixelauflösung und Luminanzauflösung auf und bildet die Membranelektrodenanordnung 50 ab, die mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, um ein Röntgenbild zu erzeugen. Fremdstoffe, die durch die Erfassungskamera 20 erfasst werden, sind Fremdstoffe mit der Fähigkeit, Röntgenstrahlen zu absorbieren, und sind bei der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel eisenbasierte Fremdstoffe, wie beispielsweise Eisen oder nichtrostender Stahl. Als Erfassungskamera 20 können lineare Bildsensoren vom Typ Charge-Coupled Device (CCD) oder komplementäre Metalloxid-Halbleiter (CMOS) oder Flächenbildsensoren verwendet werden. Der Bildsensor kann ein Sensor mit zeitversetzter Integration (Time Delay Integration, TDI) sein. Die Positionsbeziehung zwischen der Erfassungskamera 20 und der Röntgenstrahlquelle 10 kann in der Aufwärts-Abwärts-Richtung umgekehrt sein.
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In der vorliegenden Anmeldung hat „Luminanz“ bei einem Röntgenbild die gleiche Bedeutung wie „Signalintensität“. Insbesondere steht die Luminanz von jedem Pixel für die Signalintensität der Röntgenstrahlen, die durch die Membranelektrodenanordnung 50 übertragen wird, was bedeutet, dass je höher die Luminanz ist, desto höher ist die Signalintensität der Röntgenstrahlen, die durch die Membranelektrodenanordnung 50 übertragen werden. Jegliche in der Membranelektrodenanordnung 50 vorhandenen Fremdstoffe, die die Fähigkeit haben, Röntgenstrahlen zu absorbieren, werden Röntgenstrahlen absorbieren und entsprechend wird die Signalintensität der Röntgenstrahlen, die durch die Membranelektrodenanordnung 50 übertragen wird, schwach, und die Luminanz verringert sich. Folglich erscheinen Regionen, in denen Fremdstoffe in dem Röntgenbild vorhanden sind, als dunkle Regionen.
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Der Objekttisch 30 ist eingerichtet, in der lateralen Richtung zwischen der Röntgenstrahlquelle 10 und der Erfassungskamera 20 beweglich zu sein. Der Objekttisch 30 umfasst eine Fixierspannvorrichtung, die aus der Darstellung ausgelassen wurde, um die Membranelektrodenanordnung 50 auf dem Objekttisch 30 zu fixieren. Der Objekttisch 30 wird durch eine Bewegungsvorrichtung in der lateralen Richtung transportiert und bewegt, wie beispielsweise durch ein lineares Stellglied, ein Gurtförderband oder dergleichen, das in der Darstellung ausgelassen wurde. Eine Mehrzahl von Objekttischen 30 kann vorbereitet sein und eine Mehrzahl von Membranelektrodenanordnungen 50 können kontinuierlich inspiziert werden, indem die Objekttische 30 nacheinander zwischen der Röntgenstrahlquelle 10 und der Erfassungskamera 20 bewegt werden.
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Die Prüfvorrichtung 40 ist durch einen Computer eingerichtet, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und eine Speichervorrichtung umfasst, und steuert die Röntgenstrahlquelle 10, die Erfassungskamera 20 und den Objekttisch 30. Die Prüfvorrichtung 40 umfasst eine Bezugseinheit 41, die Röntgenbilder bezieht, die durch die Erfassungskamera 20 aufgenommen wurden, eine Verarbeitungseinheit 42, welche die Größe von Fremdstoffen in der Membranelektrodenanordnung 50 basierend auf den Röntgenbildern errechnet, die durch die Bezugseinheit 41 bezogen werden. Die Bezugseinheit 41 und die Verarbeitungseinheit 42 sind funktionale Einheiten, die durch die in der Prüfvorrichtung 40 ausgebildete CPU realisiert werden, indem diese ein in der Speichervorrichtung gespeichertes Programm ausführt wird. Es ist zu beachten, dass die Bezugseinheit 41 und die Verarbeitungseinheit 42 als Schaltung eingerichtet sein können.
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Die Membranelektrodenanordnung 50 ist ein Element, bei dem auf beiden Seiten einer Elektrolytmembran Katalysatorelektrodenschichten ausgebildet sind. Die Elektrolytmembran ist zum Beispiel eine Feststoffpolymermembran, die aus einem sulfoniertes Fluorpolymer ausgebildet ist. Die Katalysatorelektrodenschicht ist zum Beispiel aus einem katalysator-tragenden Kohlenstoff, der Katalysatorpartikel wie beispielsweise Platin trägt, und einem Elektrolytharz eingerichtet. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich eine Gasdiffusionsschicht, die aus Kohlenstoffpapier, verfestigtem Kohlenstoffvlies oder dergleichen eingerichtet ist, auf einer oder beiden Seiten der Membranelektrodenanordnung 50 und eine Prüfung wird in einem Zustand durchgeführt, in dem ein Harzrahmenelement durch ein Klebemittel um die Membranelektrodenanordnung 50 herum fixiert ist. Nach der Prüfung wird die Brennstoffzelle fertiggestellt, indem ein Paar Gasabscheider derart angeordnet werden, dass sie eine Membranelektrodenanordnung 50, in der keine Fremdstoffe erfasst wurden, sowie das Rahmenelement sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Es ist zu beachten, dass einer Prüfung der Membranelektrodenanordnung 50 in einem Zustand durchgeführt werden kann, in dem das Rahmenelement und die Gasdiffusionsschicht nicht darauf angeordnet sind.
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2 ist ein Prozessschema, das ein Prüfverfahren der Membranelektrodenanordnung zeigt, die in der Prüfvorrichtung 40 ausgeführt wird. Zuerst, in Schritt S10, steuert die Prüfvorrichtung 40 die Röntgenstrahlquelle 10, die Erfassungskamera 20 und den Objekttisch 30, um die Membranelektrodenanordnung 50 mit Röntgenstrahlen zu bestrahlen, und die Bezugseinheit 41 bezieht ein Röntgenbild. Der Prozess aus Schritt S10 wird auch als erster Prozess bezeichnet.
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In Schritt S20 identifiziert die Verarbeitungseinheit 42 der Prüfvorrichtung 40, Regionen mit reduzierter Luminanz anhand des Röntgenbildes, das in Schritt S10 bezogen wurde. Der Prozess aus Schritt S20 wird auch als zweiter Prozess bezeichnet.
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3 ist eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils eines Röntgenbildes. Die Verarbeitungseinheit 42 identifiziert eine Region in dem Röntgenbild mit einer niedrigeren Luminanz als die Umgebungsregion als Region BA mit reduzierter Luminanz. Insbesondere wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Gruppe an Pixeln mit einem Luminanzwert, der um ein 10-faches oder mehr dunkler ist als die Luminanzwerte der Umgebungspixel, als Region BA mit reduzierter Luminanz identifiziert. In 3 ist die Region BA mit reduzierter Luminanz als durch eine dicke Linie umgeben dargestellt. Die Verarbeitungseinheit 42 identifiziert das Maß an Reduktion der Luminanz eines Pixels CP in der Mitte der Region BA mit reduzierter Luminanz als das Maß an Reduktion von Luminanz in der Region BA mit reduzierter Luminanz. Das Maß an Reduktion von Luminanz bezieht sich auf das Maß an Reduktion einer Luminanz von der maximalen Luminanz des Röntgenbilds und stellt ein Abschwächungsmaß von Röntgenstrahlen dar. Je größer das Maß an Reduktion der Luminanz ist, desto niedriger ist der Luminanzwert, und je kleiner das Maß an Reduktion der Luminanz ist, desto höher ist der Luminanzwert.
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In Schritt S30 aus 2 korrigiert die Verarbeitungseinheit 42 das Maß der Reduktion von Luminanz in der Region mit reduzierter Luminanz entsprechend der Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz, die in Schritt S20 identifiziert wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Flächengröße der Bereich von der Region BA mit reduzierter Luminanz.
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4 ist ein erklärendes Schema, das eine Beziehung zwischen der Flächengröße von Fremdstoffen und dem Maß an Reduktion der Luminanz zeigt. Die horizontale Achse des in 4 gezeigten Graphen ist die Flächengröße der Fremdstoffe und die vertikale Achse ist das Maß an Reduktion der Luminanz. Es ist bekannt, dass Röntgenstrahlen, wie Licht, eine Eigenschaft haben, sich hinter Hindernissen abzuwinkeln. Wenn Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung 50 vorhanden sind, werden die Röntgenstrahlen hinter den Fremdstoffen entsprechend abgelenkt (in 4 obere Seite) und beeinflussen das Maß an Reduktion der Luminanz in der Region mit reduzierter Luminanz. Die Größenordnung des Effekts ändert sich entsprechend der Flächengröße der Fremdstoffe. Insbesondere wenn, wie in 4 gezeigt, die Flächengröße der Fremdstoffe gering ist, ist die Anzahl an Röntgenstrahlen, die sich hinter den Fremdstoffen abwinkeln, groß, und entsprechend ist das Maß an Reduktion der Luminanz gering. Wenn dagegen die Flächengröße der Fremdstoffe groß ist, ist die Anzahl an Röntgenstrahlen, die sich hinter den Fremdstoffen abwinkeln, relativ gering in Bezug auf die Flächengröße der Fremdstoffe, und entsprechend wird das Maß an Reduktion der Luminanz hoch. Allerdings tritt die Diffraktion von Röntgenstrahlen an den Rändern der Fremdstoffe auf und wenn die Flächengröße der Fremdstoffe über ein bestimmtes Maß hinaus steigt, beeinflusst die Diffraktion von Röntgenstrahlen entsprechend nicht das Maß an Reduktion der Luminanz in der Mitte der Fremdstoffe. Aufgrund eines solchen Phänomens wird das Maß an Reduktion der Luminanz bezüglich der Flächengröße der Fremdstoffe kleiner, während die Flächengröße der Fremdstoffe in einem Bereich kleiner wird, in dem die Flächengröße der Fremdstoffe geringer ist als ein vorbestimmter Wert (Schwellenwert), und in einem Bereich, in dem die Flächengröße nicht kleiner ist als der Schwellenwert, wird das Maß an Reduktion der Luminanz ungeachtet der Flächengröße der Fremdstoffe konstant, wie in 4 gezeigt. Es ist zu beachten, dass, wenn die Flächengröße der Fremdstoffe innerhalb des Größenbereichs liegt, der für diese Ausführungsform angenommen wird (nicht mehr als etwa 1 mm Durchmesser), die Korrelation zwischen der Flächengröße der Fremdstoffe und dem Maß an Reduktion der Luminanz unverändert ist, selbst wenn sich die Dicke der Fremdstoffe unterscheidet.
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In Schritt S30 führt die Verarbeitungseinheit 42 basierend auf der Korrelation zwischen der Flächengröße der Fremdstoffe und der Veränderung der Luminanz, die in 4 gezeigt ist, eine Korrektur durch, bis das Maß an Reduktion der Luminanz in der Region BA mit reduzierter Luminanz das ursprüngliche Maß an Reduktion der Luminanz beträgt, wodurch die Effekte der Diffraktion von Röntgenstrahlen eliminiert werden. Insbesondere wenn die Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz geringer ist als der Schwellenwert, gilt, dass je kleiner die Flächengröße ist, desto größer ist die Korrekturgröße zum Erhöhen des Maßes an Reduktion der Luminanz. Auch führt die Verarbeitungseinheit 42 keine Korrektur durch, wenn die Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz nicht kleiner ist als der Schwellenwert. Die Beziehung zwischen der Flächengröße der Fremdstoffe und der Veränderung der Luminanz kann im Voraus als Funktion oder Kennfeld eingestellt werden, indem Simulationen und Versuche durchgeführt werden. Die Verarbeitungseinheit 42 kann die oben beschriebene Korrektur durchführen, indem sie eine solche Funktion oder Kennfeld verwendet. Der Prozess aus Schritt S30 wird auch als dritter Prozess bezeichnet.
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In Schritt S40 aus 2 errechnet die Verarbeitungseinheit 42 die Dicke der Fremdstoffe, die in der Region BA mit reduzierter Luminanz vorhanden sind, basierend auf dem korrigierten Maß an Reduktion der Luminanz.
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5 ist ein erklärendes Schema, das eine Beziehung zwischen der Dicke von Fremdstoffen und dem Maß an Reduktion der Luminanz zeigt. Die horizontale Achse des in 5 gezeigten Graphen zeigt die Dicke der Fremdstoffe an und die vertikale Achse zeigt das Maß an Reduktion der Luminanz an. Fremdstoffe, die die Fähigkeit haben, Röntgenstrahlen zu absorbieren, absorbieren mehr Röntgenstrahlen, je größer ihre Dicke ist. Entsprechend gilt, dass je größer die Dicke der Fremdstoffe ist, desto größer ist das Maß an Reduktion der Luminanz, wie in 5 gezeigt. Die Verarbeitungseinheit 42 verwendet eine Funktion oder ein Kennfeld, in dem das Verhältnis zwischen der Dicke des Fremdstoffs und dem Maß an Reduktion der Luminanz im Voraus durch Simulation oder einen Versuch bestimmt wird, und anhand des Maßes an Reduktion der Luminanz, die in Schritt S30 korrigiert wird, wird die Dicke errechnet, die dem Maß an Reduktion ihrer Luminanz entspricht. Der Prozess aus Schritt S40 wird auch als vierter Prozess bezeichnet.
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In Schritt S50 aus 2 errechnet die Verarbeitungseinheit 42 die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe, basierend auf der Dicke, die in Schritt S40 errechnet wurde, und der Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Oberflächenbereich der Fremdstoffe in diesem Schritt S50 errechnet. Insbesondere wird der Oberflächenbereich errechnet, der eine Säulenform aufweist und der die Region BA mit reduzierter Luminanz, die in Schritt S20 identifiziert wurde, auf der oberen Seite und der unteren Seite aufweist, und der die Dicke, die in Schritt S40 errechnet wurde, als Höhe aufweist. Der Prozess aus Schritt S50 wird auch als fünfter Prozess bezeichnet.
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In Schritt S60 führt die Verarbeitungseinheit 42 eine Qualitätsbestimmungsverarbeitung zur Bestimmung durch, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt oder nicht defekt ist, indem die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe, die in Schritt S50 errechnet wurde, mit einem Defektbestimmungsschwellenwert verglichen wird, der im Voraus eingestellt wird. Wenn die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe, die in Schritt S50 errechnet wurde, nicht kleiner ist als der Defektbestimmungsschwellenwert, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, dass die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist, und wenn die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe, die in Schritt S50 gefunden wurde, kleiner ist als der Defektbestimmungsschwellenwert, bestimmt sie, dass die Membranelektrodenanordnung 50 nicht defekt ist. Es ist zu beachten, dass wenn eine Mehrzahl von Regionen BA mit reduzierter Luminanz in Schritt S20 identifiziert wird, die Verarbeitung von den obigen Schritten S30 bis S60 für alle Regionen BA mit reduzierter Luminanz ausgeführt wird und wenn auch nur bei einer davon bestimmt wird, dass sie defekt ist, so wird bestimmt, dass die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist. Wenn in Schritt S20 keine Region mit reduzierter Luminanz in der Membranelektrodenanordnung 50 identifiziert wird, wird außerdem die Verarbeitung von Schritt S30 bis Schritt S50 übersprungen und in Schritt S60 wird bestimmt, dass die Membranelektrodenanordnung 50 nicht defekt ist. Die Prüfvorrichtung 40 kann Bestimmungsergebnisse der Qualitätsbestimmungsverarbeitung durch eine Ausgabevorrichtung ausgeben, wie beispielsweise eine Anzeigevorrichtung, die mit der Prüfvorrichtung 40 verbunden ist.
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Wenn eine Qualitätsbestimmung, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist oder nicht defekt ist, wie oben beschrieben in dem Prüfsystem 100 erfolgt, werden die Membranelektrodenanordnungen 50, bei denen bestimmt wird, dass sie nicht defekt sind, verwendet, um Brennstoffzellen herzustellen. Das in 2 gezeigte Prozessschema zeigt einen Prüfprozess für eine Membranelektrodenanordnung 50. Entsprechend können die Membranelektrodenanordnungen 50 nacheinander inspiziert werden, indem die Prozesse aus den Schritten S10 bis S60, die oben beschrieben sind, wiederholt ausgeführt werden.
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Gemäß dem Prüfverfahren der Membranelektrodenanordnung 50 bei der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform kann die Größe von Fremdstoffen in der Membranelektrodenanordnung 50, insbesondere die Dicke der Fremdstoffe, mit einem hohen Maß an Präzision errechnet werden, indem die Auswirkung der Diffraktion von Röntgenstrahlen auf die Luminanz des Röntgenbild korrigiert wird. Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Dicke der Fremdstoffe basierend auf dem korrigierten Maß an Reduktion der Luminanz errechnet und die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe wird basierend auf der Dicke und der Flächengröße der Region mit reduzierter Luminanz errechnet, und entsprechend kann die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe in der Membranelektrodenanordnung 50 mit einem hohen Maß an Präzision errechnet werden.
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Ferner können bei der vorliegenden Ausführungsform die Fremdstoffe erfasst werden, indem allein das Röntgenbild verwendet wird, und entsprechend kann eine Prüfung einfach durchgeführt werden, ohne andere Verfahren zu verwenden, wie beispielsweise eine Komponentenanalyse, wie eine Röntgenfluoreszenzanalyse und so weiter. Entsprechend können Zykluszeiten, die für eine Prüfung der Membranelektrodenanordnung 50 erforderlich sind, reduziert werden und Brennstoffzellen können effizienter hergestellt werden.
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6 ist ein Schema zur Beschreibung der Effekte der Ausführungsform. In dem in 6 gezeigten Graphen stellt die horizontale Achse den gemessenen Wert der dreidimensionalen Größe der Fremdstoffe dar und die vertikale Achse stellt den Wert der dreidimensionalen Größe der Fremdstoffe dar, die durch das oben beschriebene Prüfverfahren errechnet wurde. Der Wert, der durch das oben beschriebene Prüfverfahren errechnet wurde, wird im Nachfolgenden als „ermittelter Wert“ bezeichnet. Der gemessene Wert wurde errechnet, indem ein dreidimensionales Computertomographie(CT)-Bild der Fremdstoffe analysiert wurde. In 6 ist eine Region, die einen Bereich von 3σ repräsentiert, in den Daten von Fremdstoffen fallen, deren Maß an Reduktion der Luminanz in Schritt S30 des obigen Prüfverfahrens korrigiert wurde, als „R1“ bezeichnet, und eine Region, die einen Bereich von 3σ repräsentiert, in den Daten von Fremdstoffen fallen, die nicht korrigiert werden, ist als „R2“ bezeichnet. Diese Regionen sind Regionen, die statistisch erhalten werden, indem gemessene Werte und ermittelte Werte für dreißig Fremdstoffproben, die unterschiedliche Formen aufweisen, errechnet werden.
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Wie in 6 gezeigt, haben in der vorliegenden Ausführungsform der gemessene Wert der Fremdstoffgröße und der ermittelte Wert derselben eine stärkere Korrelation, wenn das Maß an Reduktion der Luminanz entsprechend der Flächengröße der Fremdstoffe durch Schritt S30 des Prüfverfahrens korrigiert wird, als wenn das Maß an Reduktion der Luminanz nicht korrigiert wird. Das heißt, indem das Maß an Reduktion der Luminanz korrigiert wird, kann die dreidimensionale Größe der Fremdstoffe mit einem hohen Maß an Präzision ermittelt werden. Folglich ist es nicht erforderlich, eine große Spanne für den Defektbestimmungsschwellenwert für eine Qualitätsbestimmung einzustellen, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist oder nicht defekt ist, und entsprechend kann der Defektbestimmungsschwellenwert auf einen hohen Wert eingestellt werden. Folglich kann ein Teil der Membranelektrodenanordnungen 50, bei denen bestimmt wird, dass sie ohne Korrektur defekt sind (die Membranelektrodenanordnungen 50, deren ermittelte Größe der Fremdstoffe dem schraffierten Abschnitt in 6 entspricht), als nicht defekt bestimmt werden und der Produktionsertrag der Membranelektrodenanordnungen 50 kann verbessert werden.
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B. Andere Ausführungsformen
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B-1
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Bei der obigen Ausführungsform wird eine Qualitätsbestimmung, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt oder nicht defekt ist, basierend auf der dreidimensionalen Größe der Fremdstoffe durchgeführt. Folglich kann eine Qualitätsbestimmung, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist oder nicht defekt ist, basierend auf der Dicke der Fremdstoffe durchgeführt werden. In diesem Fall wird Schritt S50 des Prüfverfahrens, das in 2 gezeigt ist, ausgelassen und in Schritt S60 wird die Qualitätsbestimmung, ob die Membranelektrodenanordnung 50 defekt ist oder nicht defekt ist, durchgeführt, indem die Dicke der Fremdstoffe mit einem vorbestimmten Qualitätsbestimmungsschwellenwert verglichen wird.
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B-2
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Bei der obigen Ausführungsform identifiziert die Verarbeitungseinheit 42 das Maß an Reduktion der Luminanz eines Pixels in der Mitte der Region BA mit reduzierter Luminanz als das Maß an Reduktion von Luminanz in der Region BA mit reduzierter Luminanz. Umgekehrt kann die Verarbeitungseinheit 42 das größte Maß an Reduktion der Luminanz in der Region BA mit reduzierter Luminanz als das Maß an Reduktion von Luminanz in der Region BA mit reduzierter Luminanz identifizieren.
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B-3
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Bei der obigen Ausführungsform errechnet die Verarbeitungseinheit 42 den Bereich der Region BA mit reduzierter Luminanz als Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz. Umgekehrt kann die Verarbeitungseinheit 42 die größte Ausdehnung der Region BA mit reduzierter Luminanz in der Ebenenrichtung oder die größere Größe in der X- und Y-Richtung als Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz errechnen.
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B-4
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Bei der obigen Ausführungsform errechnet die Verarbeitungseinheit 42 den Oberflächenbereich der Fremdstoffe als dreidimensionale Größe der Fremdstoffe. Umgekehrt kann die Verarbeitungseinheit 42 das Volumen der Fremdstoffe errechnen, indem sie das Produkt der Dicke, die in Schritt S40 aus 2 errechnet wurde, und die Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz als dreidimensionale Größe der Fremdstoffe errechnet.
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B-5
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Bei der obigen Ausführungsform korrigiert die Verarbeitungseinheit 42 das Maß an Reduktion der Luminanz von der Region BA mit reduzierter Luminanz. Umgekehrt kann die Verarbeitungseinheit 42 den Luminanzwert der Region BA mit reduzierter Luminanz korrigieren. Sowohl das Maß an Reduktion der Luminanz als auch der Luminanzwert sind Indikatoren für eine Luminanz und entsprechend kann man sagen, dass sowohl die Korrektur des Maßes an Reduktion der Luminanz als auch eine Korrektur des Luminanzwertes die Luminanz korrigieren. Es ist allerdings zu beachten, dass, wenn der Luminanzwert hoch ist, das Maß an Reduktion der Luminanz gering ist, und wenn der Luminanzwert niedrig ist, das Maß an Reduktion der Luminanz groß ist. Bei der Korrektur des Luminanzwertes in Schritt S30 aus 2 stellt die Verarbeitungseinheit 42 die Korrekturgröße zur Reduktion des Luminanzwertes entsprechend umso größer ein, je kleiner die Flächengröße ist, wenn die Flächengröße der Region BA mit reduzierter Luminanz geringer ist als der Schwellenwert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann mit verschiedenen Konfigurationen realisiert werden, ohne sich von ihrem Umfang zu entfernen. Zum Beispiel können die technischen Merkmale der Ausführungsformen, die den technischen Merkmalen in einem jeweiligem Modus entsprechen, der in dem Abschnitt der Kurzfassung der Erfindung beschrieben wird, zweckmäßig ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der obigen Probleme zu lösen oder um einen Teil oder alle der obigen Effekte zu erzielen. Wenn die technischen Merkmale in dieser Spezifikation nicht als essentiell beschrieben werden, können solche technischen Merkmale zweckmäßig ausgelassen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017162745 [0002]
- JP 2017 [0002]
- JP 162745 A [0002]
