JP2003194780A - 鉄酸化皮膜検査装置および鉄酸化皮膜検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄酸化皮膜の厚みおよび鉄成分量を的確に評
価する。 【解決手段】 鉄酸化皮膜の性状を判定する評価部位を
選定し（ステップＳ１）、皮膜鉄成分量（ステップＳ
３）、皮膜厚さ（ステップＳ４）、皮膜電気的特性（ス
テップＳ５）および皮膜表面色（ステップＳ６）の計測
結果に基づいて、鉄酸化膜の性状評価を行う（ステップ
Ｓ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄酸化皮膜検査装
置および鉄酸化皮膜検査方法に関し、特に、発電設備等
で使用される冷却管内面を保護するために生成した鉄酸
化皮膜の性状を判定する場合に適用して好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】発電設備等で使用される冷却管では、運
転時に鉄イオンを注入し、冷却管内表面に鉄酸化皮膜を
強制的に生成することにより、海水からの腐食を防止す
ることが行われている。

【０００３】この冷却管内表面に鉄酸化皮膜を生成する
方法では、海水の成分によって鉄酸化皮膜の生成状態が
変化し、鉄酸化皮膜が付きにくくなる場合があり、鉄酸
化皮膜の生成が適正に行われないと、冷却管の腐食が生
じ易くなる。そして、腐食が冷却管の外面まで進行し、
ピット等の孔が冷却管に生じると、海水が漏洩するた
め、伝熱効率の低下をきたし、ひいてはタービン効率の
低下を招くようになる。

【０００４】このため、発電設備を効率よく運転するに
は、冷却管内の点検を定期的に行い、冷却管内表面に生
成される鉄酸化皮膜の性状を的確に計測・評価する必要
がある。

【０００５】冷却管内の性状を評価する方法として、冷
却管外面に設置した伝熱抵抗センサを用いて冷却管の伝
熱抵抗を測定することにより、内面付着汚れを評価する
方法があり、この方法の詳細は、日本機会学会講演論文
集Ｎｏ．９６９−１ 九州支部第４９期総会講演会「復
水器冷却管内面付着汚れの伝熱抵抗の簡易測定」（１９
９６）等に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却管
の伝熱抵抗を測定して冷却管の内面付着汚れを評価する
方法では、鉄酸化皮膜に含まれる鉄成分量を精度よく評
価することが難しく、皮膜性状を的確に判定することが
難しいという問題があった。

【０００７】また、海水中の微生物による生物皮膜の影
響を無視することができず、鉄酸化皮膜の厚みのみを精
度よく評価することが困難だった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、鉄酸化皮膜の厚
みおよび鉄成分量を的確に評価することが可能な鉄酸化
皮膜検査装置および鉄酸化皮膜検査方法を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明によれば、冷却管内面の皮
膜の鉄成分量、皮膜厚さ、皮膜の電気的特性および皮膜
表面の色情報の少なくともいずれか１つを計測するステ
ップと、前記計測結果に基づいて前記冷却管内面の皮膜
性状を評価するステップとを備えることを特徴とする。
これにより、鉄酸化皮膜の厚みおよび鉄成分量の評価結
果に基づいて皮膜性状を評価することが可能となり、鉄
酸化皮膜の生成状態を的確に判定することが可能となる
とともに、鉄酸化皮膜の生成状態に対応させて計測方法
を変更することが可能となり、必要に応じて高精度な計
測や簡易な計測を行うことが可能となる。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、前記
鉄成分量を計測するステップは、フラックスゲート型磁
束計を冷却管の内側に設置するステップと、前記フラッ
クスゲート型磁束計に交流電流を印加するステップと、
前記交流電流の印加時に前記フラックスゲート型磁束計
の鉄心に誘起される磁束を計測するステップと、前記計
測結果を磁束と鉄成分量との関係が登録されたマスター
カーブと照合することにより、鉄成分量を求めるステッ
プとを備えることを特徴とする。これにより、フラック
スゲート型磁束計を管内に設置して、微弱な磁界を検出
することが可能となり、皮膜の鉄成分量を精度よく求め
ることが可能となる。

【００１１】また、請求項３記載の発明によれば、前記
鉄成分量を計測するステップは、透磁率の異なる複数の
永久磁石を冷却管の内側に設置するステップと、前記冷
却管に対する前記永久磁石の吸着力を求めるステップ
と、前記吸着力に基づいて透磁率を計測するステップ
と、前記計測結果を透磁率と鉄成分量との関係が登録さ
れたマスターカーブと照合することにより、鉄成分量を
求めるステップとを備えることを特徴とする。これによ
り、永久磁石を管内に設置して、皮膜の鉄成分量を求め
ることが可能となり、簡易な計測を行うことが可能とな
る。

【００１２】また、請求項４記載の発明によれば、前記
鉄成分量を計測するステップは、励磁コイルと磁気抵抗
素子とを冷却管の内側に設置するステップと、前記励磁
コイルに所定の交流電流を印加して被検体を励磁させる
ステップと、前記励磁時に前記冷却管内面からの磁気信
号を前記磁気抵抗素子で計測するステップと、前記計測
結果を磁気信号と鉄成分量との関係が登録されたマスタ
ーカーブと照合することにより、鉄成分量を求めるステ
ップとを備えることを特徴とする。これにより、磁気抵
抗素子を管内に設置して、皮膜の鉄成分量を求めること
が可能となり、センサの小型軽量化が可能となる。

【００１３】また、請求項５記載の発明によれば、前記
皮膜厚さを計測するステップは、渦電流センサを前記冷
却管の内側に設置するステップと、前記冷却管内面を励
磁した時に発生する渦電流信号の出力電圧値を計測する
ステップと、前記計測結果を渦電流信号の出力電圧値と
皮膜厚さとの関係が登録されたマスターカーブと照合す
ることにより、皮膜厚さを求めるステップとを備えるこ
とを特徴とする。これにより、渦電流センサを管内に設
置して、皮膜厚さを求めることが可能となる。

【００１４】また、請求項６記載の発明によれば、前記
渦電流信号を計測するステップは、１または複数の周波
数を用いて前記冷却管内面を励磁するステップと、前記
励磁周波数ごとに発生する渦電流信号を計測するステッ
プと、前記励磁周波数に対する渦電流信号の振幅値の変
化を表す関係式を求めるステップとを備えることを特徴
とする。これにより、皮膜厚さの計測精度を容易に向上
させることが可能となる。

【００１５】また、請求項７記載の発明によれば、前記
皮膜厚さを計測するステップは、β線を照射するβ線源
とβ粒子ビームを検出するガイガーミュラー管とを前記
冷却管の内側に設置するステップと、β線を前記β線源
から前記冷却管内面に照射するステップと、前記冷却管
内面から後方散乱したβ粒子数を前記ガイガーミュラー
管にて計測するステップと、前記計測結果をβ粒子数と
皮膜厚さとの関係が登録されたマスターカーブと照合す
ることにより、皮膜厚さを求めるステップとを備えるこ
とを特徴とする。これにより、冷却管に非接触な状態
で、皮膜厚さを求めることが可能となり、管の内径が異
なっていたり、汚れなどにより管内に凹凸がある場合に
おいても、、皮膜厚さを求めることが可能となる。

【００１６】また、請求項８記載の発明によれば、前記
皮膜厚さの計測は、超音波法で皮膜厚さを計測すること
を特徴とする。これにより、マスターカーブと照合する
ことなく、皮膜厚さを計測することが可能となり、簡易
な測定が可能となる。

【００１７】また、請求項９記載の発明によれば、前記
皮膜の電気的特性を計測するステップは、印加電流用端
子および電圧計測用端子を前記冷却管の内側に設置する
ステップと、前記印加電流用端子から前記冷却管内面に
電流を印加するステップと、前記電流印加時の電圧を前
記電圧計測用端子で計測するステップと、前記計測結果
に基づいて導電率を算出するステップと、前記算出結果
を導電率と皮膜の電気的特性との関係が登録されたマス
ターカーブと照合することにより、前記皮膜の電気的特
性を求めるステップとを備えることを特徴とする。これ
により、皮膜の電気的特性を求めることが可能となり、
皮膜性状の総合的な評価を容易に行うことができる。

【００１８】また、請求項１０記載の発明によれば、前
記皮膜の色情報を計測するステップは、前記冷却管の内
側に撮像装置を設置するステップと、前記撮像装置にて
皮膜表面の画像データを取り込むステップと、前記画像
データから前記皮膜表面のＲＧＢ値を算出するステップ
と、前記ＲＧＢ値を不適合色の閾値と比較するステップ
と、前記比較結果に基づいて前記ＲＧＢ値の適合度を求
めるステップとを備えることを特徴とする。これによ
り、皮膜表面の画像データを取り込むだけで、皮膜性状
を判定することが可能となり、簡易な判定が可能とな
る。

【００１９】また、請求項１１記載の発明によれば、皮
膜の鉄成分量、皮膜厚さ、皮膜の電気的特性値および皮
膜表面の色情報の少なくとも１つを計測するセンサと、
前記センサを保持するセンサ保持手段と、前記センサの
軸および周方向への移動および回転走査を可能とするセ
ンサ駆動手段と、前記センサ駆動手段を制御する駆動制
御手段と、前記センサへの励磁あるいは前記センサから
の信号の受信を制御するセンサ制御手段と、前記センサ
による計測結果に基づいて皮膜性状を判定する判定手段
と、前記計測結果および判定結果を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする。これにより、冷却管内の測
定部位を任意に選択し、かつ様々の計測項目を適宜選択
して、皮膜の測定を行うことが可能となり、様々の状況
に対応して皮膜性状を的確に判定することが可能とな
る。

【００２０】また、請求項１２記載の発明によれば、前
記皮膜の鉄成分量を計測するセンサは、前記冷却管の内
側に設置された磁気光学素子と、前記磁気光学素子の周
囲に配置された励磁コイルと、前記励磁コイルに所定の
直流電流を印加した時に前記磁気光学素子上に現われる
磁区模様を取り込む取り込み手段と、前記磁区模様の変
化を計測する計測手段とを備えることを特徴とする。こ
れにより、磁気光学素子を管内に設置して、皮膜の鉄成
分量を求めることが可能となり、皮膜上に汚れが付着し
ている場合においても、皮膜性状を的確に評価すること
が可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
鉄酸化皮膜検査装置について図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明の第１実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の検査方法を示すブロック図である。図１において、鉄
酸化皮膜の性状を判定する評価部位を、過去のプラント
運転時の損傷事例などを参照して選定する（ステップＳ
１）。

【００２２】次に、選定された評価部位に対して、検査
時点のプラントの運転状況、以前の計測結果との対比結
果、検査期間、管の内径などを総合的に判断して計測項
目を選定する（ステップＳ２）。この計測項目として
は、例えば、皮膜鉄成分量（ステップＳ３）、皮膜厚さ
（ステップＳ４）、皮膜電気的特性（ステップＳ５）、
皮膜表面色（ステップＳ６）などが挙げられる。そし
て、鉄酸化皮膜の性状を的確に評価するために、これら
全ての項目を評価してもよいし、鉄酸化皮膜の厚みおよ
び鉄成分量を評価するために、皮膜鉄成分量、皮膜厚さ
および皮膜電気的特性の計測を組み合わせて用いるよう
にしてもよい。また、検査期間を短縮するために、皮膜
表面色の計測のみを行ってもよい。

【００２３】皮膜鉄成分量の計測では、選定された部位
に対し、例えば、磁気手法を用いて皮膜の鉄成分量の計
測を行う。この磁気手法を用いる方法では、例えば、高
感度磁気センサを用いて鉄酸化皮膜に含まれる鉄成分の
存在により生じる磁束を計測する。あるいは、交流磁界
あるいは直流磁界を印可し、検出センサにより磁気信号
を計測するようにしてもよい。

【００２４】鉄成分量の計測値を評価する場合、同様の
方法を用いてテスト材を計測し、計測値と鉄成分量との
関係を求める。そして、計測値と鉄成分量との関係を鉄
成分量評価線で表し、そのマスターカーブをデータベー
ス化してコンピュータに格納しておく。そして、実際の
計測値をマスターカーブと照合することにより、鉄酸化
皮膜の鉄成分量を求めることができる。

【００２５】皮膜厚さの計測では、例えば、電磁気法、
超音波法、赤外線などを用いて皮膜厚さを計測する。皮
膜厚さの計測値を評価する場合も同様に、テスト材を計
測して、計測値と皮膜厚さの関係を求める。そして、計
測値と皮膜厚さの関係を表したマスターカーブをデータ
ベース化してコンピュータに格納し、実際の計測値をマ
スターカーブと照合することにより、鉄酸化皮膜の皮膜
厚さを求めることができる。

【００２６】皮膜電気的特性の計測では、例えば、４端
子のうちの外側の２端子で直流電流を印可し、内側の２
端子で計測した電位差から導電率を計測するようにして
もよい。また、セル内に配置した電極を用いて分極抵抗
を求めるようにしてもよい。

【００２７】皮膜表面色の計測では、例えば、ＣＣＤカ
メラで採取した鉄酸化皮膜表面の画像データから色差お
よびＲＧＢ３原色を求め、皮膜の表面色が緑あるいは黒
などの色データに適合しているか否かを評価する。

【００２８】次に、皮膜鉄成分量、皮膜厚さ、皮膜電気
的特性および皮膜表面色の計測結果に基づいて、鉄酸化
膜の性状評価を行う（ステップＳ７）。すなわち、これ
らの計測値がそれぞれの閾値あるいは適切な範囲に入っ
ているかを調べる。

【００２９】次に、この評価結果を元に皮膜の判定を行
い、鉄イオン（Ｆｅ^２＋）の注入量の提案、運転継続、
あるいは管の交換などの判定を行う（ステップＳ８）。

【００３０】このように、本発明の第１実施形態によれ
ば、発電設備等に用いられる冷却管内面に生成している
鉄酸化皮膜において、鉄成分量の計測結果、皮膜厚さの
計測結果、電気的特性地の計測結果、または色情報の計
測結果などを適宜選択して総合的に評価できるため、的
確かつ高精度に皮膜の性状判定を行うことができる。

【００３１】図２は、本発明の第２実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の検査装置の構成を示すブロック図である。

【００３２】図２において、センサ部１１は、皮膜鉄成
分量、皮膜厚さ、皮膜電気的特性および皮膜表面色の計
測を行うもので、例えば、磁気センサ、超音波センサ、
電磁気センサ、あるいは赤外線センサなどを内在あるい
は交換して構成することができる。

【００３３】センサ部１１はセンサ保持機構１２に連結
されている。そして、駆動機構制御装置１５は、センサ
駆動機構１３および管案内装置１４を介しセンサ部１１
の位置を制御することにより、センサ部１１を冷却管１
の内側の皮膜２に臨んで設置することができる。ここ
で、センサ駆動機構１３は、センサ部１１を冷却管１の
軸および周方向に移動させたり、センサ部１１の回転走
査を行わせたりすることができる。これにより、管１内
の任意の計測部位を選定して、皮膜２の性状評価を行う
ことができる。

【００３４】センサ制御装置１７はセンサ部１１に対す
る制御を行い、例えば、センサ部１１への励磁、超音波
発振、あるいはセンサ部１１に対する信号の送受信など
を行う。

【００３５】信号処理装置１８は受信信号を信号処理す
るもので、受信信号のピーク電圧値、磁束、あるいは超
音波音速などを計測処理する。ここで、信号処理装置１
８には、テスト材を用いて予め計測した結果に基づくデ
ータベースが格納され、センサ部１１から送られた計測
信号をデータベースの内容と照合することにより、皮膜
２の鉄成分量、皮膜２の厚さ、皮膜２の電気的特性、お
よび皮膜２の色情報などを求めることができる。

【００３６】皮膜性状判定装置１９は、皮膜２の鉄成分
量の計測結果、厚さの計測結果、電気的特性の計測結
果、および色情報の計測結果を単独または組み合わせて
用いることにより、皮膜２の性状を判定する。

【００３７】表示装置１３は、皮膜２の鉄成分量の計測
結果、厚さの計測結果、電気的特性の計測結果、色情報
の計測結果、および皮膜２の性状の判定結果などを表示
する。制御装置１６は、駆動機構制御装置１５、信号処
理装置１８および皮膜性状判定装置１９などの全体的な
制御を行い、管１内へのセンサ部１１の挿入および固
定、センサ部１１の制御、信号処理および計測結果の表
示などを自動または手動で行えるようにする。

【００３８】このように、本発明の第２実施形態によれ
ば、センサ部１１を冷却管１の内面の皮膜２に臨んで設
置し、皮膜２の鉄成分量、厚さ、電気的特性、および色
情報を任意に選択して計測することが可能となるととも
に、皮膜２の状態に応じて最適な計測方法を用いること
ができ、皮膜２の性状判定を的確かつ高精度に行うこと
が可能となる。

【００３９】図３は、本発明の第３実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の検査装置の構成を示すブロック図である。図
３において、この実施形態では、図２の構成に加え、セ
ンサ部４´が設けられている。このセンサ部４´は、標
準サンプルの冷却管１´の皮膜２´に臨んで設置され、
皮膜２´の鉄成分量、厚さ、電気的特性、および色情報
の計測を行う。

【００４０】これにより、皮膜性状判定装置１９は、未
知の皮膜２の鉄成分量、厚さ、電気的特性、および色情
報を、既知の標準サンプルの皮膜２´の鉄成分量、厚
さ、電気的特性、および色情報とそれぞれ比較しつつ、
皮膜２が適正か否かを判定することが可能となり、的確
かつ高精度に皮膜２の性状判定を行うことができる。

【００４１】このように、本発明の第３実施形態によれ
ば、皮膜２の計測結果を標準サンプルの値と比較しつ
つ、皮膜２の性状判定を行うことが可能となり、適正な
皮膜か否かの判定を的確に行うことができる。

【００４２】図４は、本発明の第４実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第４実施
形態は、フラックスゲート型磁束計を用いて鉄酸化皮膜
の鉄成分量の計測を行うようにしたものである。図４
（ａ）において、フラックスゲート型磁束計は、１次コ
イル２３、２次コイル２２が磁心２１に巻回されてい
る。このフラックスゲート型磁束計を皮膜２に近接させ
て配置し、１次コイル２３に交流の励磁電流を供給す
る。そして、その時発生する誘起電圧を２次コイル２２
で検出し、その第２高調波の振幅値Ｐを計測する。

【００４３】この第２高調波の振幅値Ｐは、図４（ｂ）
に示すように、外部磁界の大きさＨに比例する。また、
この磁界の大きさＨは、図４（ｃ）に示すように、鉄成
分量Ｗに依存する。従って、フラックスゲート型磁束計
を用いて第２高調波の振幅値Ｐを計測し、図４（ｂ）、
（ｃ）の関係を登録したマスターカーブと照合すること
により、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることができる。

【００４４】図５は、本発明の第４実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。図
５において、磁心２１には１次コイル２３および２次コ
イル２２が巻回され、発振器２４は交流の励磁電流を１
次コイル２３に供給するとともに、同期検波器２６にも
供給し、倍周波増幅器２５からの信号と同期を取る。そ
して、１次コイル２３に励磁電流が供給された時に発生
する誘起電圧は２次コイル２２で検出され、倍周波増幅
器２５を介して同期検波器２６に送られ、出力信号の高
調波成分が採取される。この信号はフィルタ２７を介し
て信号処理装置２８に入力され、ここで第２高調波の振
幅値Ｐが計測された後、鉄成分計測装置２９にて、磁界
の大きさＨおよび鉄成分量Ｗが求められる。さらに、そ
の結果は表示装置３０に表示される。

【００４５】このように、本発明の第４実施形態によれ
ば、フラックスゲート型磁束計を冷却管１の内側に設置
することにより、微弱な磁界を検出することが可能とな
り、皮膜２の鉄成分量を精度よく求めることが可能とな
る。

【００４６】図６は、本発明の第５実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第５実施
形態は、吸着式透磁率計を用いて鉄酸化皮膜の鉄成分量
の計測を行うようにしたものである。図６（ａ）におい
て、透磁率μが既知の永久磁石３３は、バネ３２を介し
て接触子３１と接続されている。この接触子３１を皮膜
２に接触させ、永久磁石３３を引き上げると、皮膜２の
磁性量に応じてバネ３２が伸縮する。磁性量が多い時に
は、バネ３２は大きく伸びるが、磁性量がない時は、接
触子３１の重量に対応して伸びる。このため、透磁率μ
の異なる永久磁石３３を順次交換し、バネ３２の変位Ｌ
が適正に変化する時を見つけることにより、皮膜２の透
磁率μを計測することができる。また、この時のバネ３
２の変位Ｌを変位計３７で計測することにより、磁性量
を測定することができる。

【００４７】すなわち、ばね３２の変位Ｌと透磁率μの
関係は、図６（ｂ）のように表され、透磁率μと鉄成分
量Ｗの関係は、図６（ｃ）のように表される。従って、
これらの図６（ｂ）および図６（ｃ）の関係をマスター
カーブとして登録しておく。そして、永久磁石３３を順
次交換し、バネ３２の変位Ｌが適正に変化する時の永久
磁石３３の透磁率μを計測し、マスターカーブと照合す
ることにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを計測することがで
きる。

【００４８】図７は、本発明の第５実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。図
７において、透磁率μが既知の永久磁石ユニット３３
は、バネ３２を介して接触子３１と接続されている。そ
して、駆動装置３５は、駆動機構３４を介して永久磁石
ユニット３３を駆動し、接触子３１を皮膜２に接触させ
た状態から永久磁石ユニット３３を引き上げる。する
と、皮膜２の磁性量に応じてバネ３２が伸縮し、この伸
縮量を変位量計測装置３７にて計測する。ここで、透磁
率計測装置３８は、透磁率μの異なる永久磁石を順次交
換した際のバネ３２の変位Ｌが適正に変化する時を見つ
けることにより、皮膜２の透磁率μを計測する。皮膜２
の透磁率μが計測されると、マスターカーブと照合する
ことにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを計測することができ
る。

【００４９】なお、駆動装置３５および変位量計測装置
３７はコンピュータ３６に接続され、このコンピュータ
３６が全体的な制御を行うことにより、永久磁石の交
換、接触子３１の設置、永久磁石ユニット３３を引き上
げ、マスターカーブとの照合などの一連の処理を手動ま
たは自動で行うことができる。

【００５０】このように、本発明の第５実施形態によれ
ば、吸着式透磁率計を冷却管１の内側に設置することに
より、皮膜２の鉄成分量を求めることが可能となり、皮
膜２の性状を適正に評価することができる。

【００５１】図８は、本発明の第６実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。こ
の第６実施形態は、吸着式透磁率計を用いて鉄成分量の
計測を行う際に、鉄酸化皮膜の励磁を行うようにしたも
のである。図８において、この実施形態では、図７の構
成に加え、励磁コイル３９および励磁電源部４０が設け
られている。この励磁コイル３９は、吸着式透磁率計の
接触子３１の外側に配置され、励磁電源部４０により励
磁コイル３９を励磁することにより、皮膜２に磁界を印
可する。

【００５２】そして、異なる透磁率を有する複数の永久
磁石が設けられた吸着式透磁率センサを管１の内側に設
置し、各センサを所定の位置から管１の内面に接触ある
いは一定の距離を保持して近接させた後着脱して所定の
位置に戻す操作を順次行い、各センサごとに着脱時の吸
着力を求め、複数の永久磁石の中から適正な吸着力を有
する永久磁石を判別してその透磁率を計測し、その透磁
率をマスターカーブと照合することにより、鉄成分量Ｗ
を計測することができる。

【００５３】このように、本発明の第６実施形態によれ
ば、励磁コイル３９を用いて皮膜２に磁界を印可するこ
とにより、皮膜２の磁気成分を増幅して計測することが
できる。

【００５４】図９は、本発明の第７実施形態に係わる鉄
酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第７実施
形態は、ホール素子を用いて鉄酸化皮膜の鉄成分量の計
測を行うようにしたものである。図９（ａ）において、
磁心４２には励磁コイル４３が巻回され、励磁コイル４
３の中央にはホール素子４１が配置されている。そし
て、ホール素子４１を皮膜２に近接させて配置し、励磁
コイル４３に励磁電流を供給することにより、皮膜２に
交流磁界を印加し、その時のホール素子４１の出力電圧
Ｖｏを計測する。ここで、出力電圧Ｖｏと磁束Φｘとの
関係は、図９（ｂ）に示すようになり、磁束Φｘと鉄成
分量Ｗとの関係は、図９（ｃ）に示すようになる。従っ
て、ホール素子４１で出力電圧Ｖｏを計測し、図９
（ｂ）、（ｃ）の関係を登録したマスターカーブと照合
することにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることがで
きる。

【００５５】なお、皮膜２の鉄成分量Ｗが大きい場合
は、外部磁界を印加することなく、ホール素子４１のみ
を用いて出力電圧Ｖｏを検出するようにしてもよい。

【００５６】図１０は、本発明の第７実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、磁心４２には励磁コイル４３が巻回さ
れ、励磁コイル４３の中央にはホール素子４１が設けら
れている。そして、励磁制御装置４５の制御下で、励磁
電源部４４から励磁コイル４３を介して皮膜２に交流磁
界を印加し、ホール素子４１にて出力電圧Ｖｏを計測す
る。この出力電圧Ｖｏは、信号処理装置４７を介して鉄
成分計測装置４８に送られ、ここで、予めデータベース
化されたマスターカーブと照合されて、鉄成分量Ｗが算
出される。この鉄成分量Ｗは表示装置４９に表示され
る。

【００５７】なお、励磁制御装置４５および鉄成分計測
装置４８はコンピュータ４６に接続され、コンピュータ
４６が全体的な制御を行うことにより、励磁や計測など
を自動または手動で行うことが可能となる。

【００５８】このように、本発明の第７実施形態によれ
ば、ホール素子４１を冷却管１の内側に設置することに
より、皮膜２の鉄成分量を求めることが可能となり、皮
膜２の性状を適正に評価することができる。

【００５９】図１１は、本発明の第８実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第８実
施形態は、バルクハウゼンノイズセンサを用いて鉄酸化
皮膜の鉄成分量の計測を行うようにしたものである。ま
ず、励磁コイルとその中央に配置した検出コイルからな
るセンサ部を皮膜上に設置する。そして、図１１（ａ）
に示すように、励磁コイルに励磁電流Ｉｒを流し、皮膜
に交流磁界を印加すると、皮膜内に存在する鉄成分の磁
区の移動に伴い、図１１（ｂ）に示すように、バルクハ
ウゼンノイズ（ＢＨＮ）信号が発生する。このバルクハ
ウゼンノイズ信号のピーク電圧値Ｖｐは、皮膜内の磁性
成分量に対応して変化し、このピーク電圧値Ｖｐと鉄成
分量Ｗとの関係は、図１１（ｃ）のようになる。

【００６０】従って、検出コイルによりバルクハウゼン
ノイズ信号を検出し、図１１（ｃ）の関係を登録したマ
スターカーブと照合することにより、皮膜の鉄成分量Ｗ
を計測することができる。

【００６１】図１２は、本発明の第８実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測方法を示すフローチャートである。図
１２において、皮膜上に磁心Ｄ１１、Ｄ１２、・・を所
定間隔で円弧状に配置し、それらの磁心Ｄ１１、Ｄ１
２、・・の中央に検出コイル５１を配置する。ここで、
磁心Ｄ１１、Ｄ１２、・・に巻回された各励磁コイルの
対向する２脚を１組とし、磁心Ｄ１１−Ｄ１２、Ｄ２１
−Ｄ２２、Ｄ３１−Ｄ３２、Ｄ４１−Ｄ４２をそれぞれ
組として、皮膜に交流磁界を印加する（Ｓ１１）。そし
て、検出コイル５１により、その時に発生するバルクハ
ウゼンノイズ信号のピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ
３、Ｖｐ４を検出する（Ｓ１２）。

【００６２】次に、これらのピーク電圧値Ｖｐ１、Ｖｐ
２、Ｖｐ３、Ｖｐ４の平均値Ｖｐを算出し（Ｓ１３）、
このピーク電圧値ＶｐをデータベースＤＢに登録されて
いる評価線（マスターカーブ）と照合することにより
（Ｓ１４）、鉄成分量Ｗを算出し、算出結果を表示する
（Ｓ１５）。

【００６３】図１３は、本発明の第８実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。
図１３において、センサ部５３には、励磁コイル５２お
よびその中央に配置された検出コイル５１が設けられて
いる。そして、センサ部５３を皮膜２上に設置し、励磁
装置５４から励磁コイル５２に励磁電流を流すことによ
り、皮膜２に交流磁界を印加する。すると、皮膜２内に
存在する鉄成分の磁区の移動が起こり、この時発生する
バルクハウゼンノイズ信号を検出コイル５１で検出す
る。検出されたバルクハウゼンノイズ信号は、アンプ５
７を介して信号処理装置５８に送られ、バルクハウゼン
ノイズ信号のピーク電圧値Ｖｐが計測される。このピー
ク電圧値Ｖｐは制御装置５５を介して鉄成分計測装置５
６に送られ、鉄成分計測装置５６にて、ピーク電圧値Ｖ
ｐと鉄成分量Ｗとの関係を登録したマスターカーブと照
合することにより、鉄成分量Ｗが算出される。この計測
結果および評価結果は表示装置５９に表示される。

【００６４】なお、磁気センサ５３は、円弧状に複数の
脚を有する鉄心にコイルを巻回した励磁コイルを備え、
コイルが鉄心に巻回された磁気検出コイルをその励磁コ
イルの中心に配置してもよい。

【００６５】このように、本発明の第８実施形態によれ
ば、円周方向の励磁コイル５２を用いて順次励磁を行う
ことにより、計測部位全体のあらゆる方向のバルクハウ
ゼンノイズ信号を検出することができ、各位置でのピー
ク電圧値の平均値を求めることで、皮膜２内の鉄成分量
Ｗの平均的な状態を求めることができる。

【００６６】また、個々のデータからは、皮膜２内に含
まれる鉄成分の生成状態（方向性）も計測することもで
きる。

【００６７】図１４は、本発明の第９実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第９実
施形態は、ＭＡＥセンサを用いて鉄酸化皮膜の鉄成分量
の計測を行うようにしたものである。

【００６８】まず、励磁コイルおよびその中央または近
傍に配置されたＭＡＥセンサからなるセンサ部を皮膜上
に設置する。そして、図１４（ａ）に示すように、励磁
コイルに矩形状の励磁電流Ｉｒを流し、皮膜に交流磁界
を印加すると、その立ち上がりと立ち下りの磁界の急激
な変化に対応して、図１４（ｂ）に示すように、磁気歪
み効果によるＭＡＥ信号が発生する。このＭＡＥ信号の
ピーク電圧値Ｖｐは、皮膜内の磁性成分量に対応して変
化し、このピーク電圧値Ｖｐと鉄成分量Ｗとの関係は、
図１４（ｃ）のようになる。

【００６９】従って、ＭＡＥセンサによりＭＡＥ信号を
検出し、図１４（ｃ）の関係を登録したマスターカーブ
と照合することにより、皮膜の鉄成分量Ｗを計測するこ
とができる。

【００７０】図１５は、本発明の第９実施形態に係わる
鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図である。
図１５において、磁気センサ６１には、励磁コイル６２
およびその中央あるいはその近傍に配置されたＭＡＥセ
ンサ６３が設けられている。そして、磁気センサ６１を
計測部位の皮膜２上に臨んで配置し、励磁電源部６４お
よび励磁制御装置６５からの制御に基づいて、励磁コイ
ル６２に矩形状の励磁電流Ｉｒを流し、皮膜２に交流磁
界を印加すると、その立ち上がりと立下りの磁界の急激
な変化に対応して磁気歪み効果によりＭＡＥ信号が発生
する。そのＭＡＥ信号は、ＭＡＥセンサ６３により計測
され、アンプ６７で増幅された後、信号処理装置６８に
送られる。信号処理装置６８では、このＭＡＥ信号のピ
ーク電圧値Ｖｐが算出され、鉄成分評価装置６９に送ら
れる。

【００７１】鉄成分評価装置６９では、予めデータベー
ス化されているピーク電圧値Ｖｐと鉄成分量Ｗとの関係
を照合することにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを計測す
る。鉄成分量Ｗの計測結果および評価結果は表示装置７
０に表示される。また、励磁制御装置６５および鉄成分
評価装置６９はコンピュータ６６に接続され、これらの
全体的な制御はコンピュータ６６にて行われる。

【００７２】このように、本発明の第９実施形態によれ
ば、ＭＡＥセンサ６３を冷却管１の内側に設置すること
により、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることが可能とな
り、皮膜２の性状を適正に評価することができる。

【００７３】図１６は、本発明の第１０実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
０実施形態は、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を用いて鉄酸
化皮膜の鉄成分量の計測を行うようにしたものである。

【００７４】まず、励磁コイルおよびその中央に磁気抵
抗素子が配置された磁気センサを計測部位の皮膜上に臨
んで配置する。そして、図１６（ａ）に示すように、三
角波（あるいはサイン波）の交流電流Ｉｒを励磁コイル
に印加して皮膜を励磁させると、磁気抵抗素子に誘起起
電圧が発生する。この磁気抵抗素子からの出力値Ｖｏ
は、皮膜内の磁性成分量に対応して変化し、この出力値
Ｖｏと鉄成分量Ｗとの関係は、図１６（ｂ）のようにな
る。従って、この磁気抵抗素子からの出力電圧値Ｖｏを
計測し、図１６（ｂ）の関係を登録したマスターカーブ
と照合することにより、皮膜の鉄成分量Ｗを計測するこ
とができる。

【００７５】なお、磁気抵抗素子としては、ＡＭＲ（ａ
ｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉ
ｖｅ）素子、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅ
ｓｉｓｔｉｖｅ）素子、あるいはＴＭＲ（ｔｕｎｎｅｌ
ｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子など
を用いることができる。

【００７６】図１７は、本発明の第１０実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図１７において、磁気センサ７１には、励磁コイル
７２およびその中央に配置された磁気抵抗素子７３が設
けられている。そして、磁気センサ７１を計測部位の皮
膜２上に臨んで配置し、励磁電源部７４および励磁制御
装置７５の制御により、三角波あるいはサイン波の交流
電流Ｉｒを励磁コイル７２に印加して皮膜２を励磁させ
ると、磁気抵抗素子７３に誘起起電圧が生じる。

【００７７】この磁気抵抗素子７３に生じた誘起起電圧
は、アンプ７７で増幅された後、信号処理装置７８に送
られ、信号処理装置７８で信号処理することにより、磁
束を求めることができる。信号処理装置７８からの出力
値Ｖｏは鉄成分評価装置７６に送られ、鉄成分評価装置
７６では、予めデータベース化されている出力値Ｖｏと
鉄成分量Ｗとの関係を照合することにより、皮膜２の鉄
成分量Ｗを計測する。鉄成分量Ｗの計測結果および評価
結果は表示装置７９に表示される。

【００７８】このように、本発明の第１０実施形態によ
れば、磁気抵抗素子７３を冷却管１の内側に設置するこ
とにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることが可能とな
り、皮膜２の性状を適正に評価することができる。

【００７９】図１８は、本発明の第１１実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
１実施形態は、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を用
いて鉄酸化皮膜の鉄成分量の計測を行うようにしたもの
である。図１８（ａ）において、超伝導量子干渉素子８
３をピックアップコイル８２を介して皮膜上に設置す
る。ここで、超伝導量子干渉素子８３は、２つの弱い結
合を持った超電導の円環である。そして、皮膜に存在す
る磁性成分をピックアップコイル８２を介して超伝導量
子干渉素子８３に導くと、磁束Φｘの変化量に対応する
電位差Ｖが超伝導体の両側に発生する。この電位差Ｖ
は、量図１８（ｂ）に示すように、磁束Φｘの変化量に
対し、単位磁束量Φ０（＝２×１０^−１５ウェーバ程
度）を周期として変化する。一方、磁束Φｘと鉄成分量
Ｗとの関係は、図１８（ｃ）に示すようになる。従っ
て、この超伝導量子干渉素子８３から出力される電位差
Ｖに基づいて磁束Φｘを計測し、図１８（ｃ）の関係を
登録したマスターカーブと照合することにより、皮膜２
の鉄成分量Ｗを計測することができる。

【００８０】また、超伝導量子干渉素子８３の外周ある
いは近傍に励磁コイルを設置し、磁界を印加しながら計
測を行ってもよい。

【００８１】さらに、ピックアップコイル８２を管内面
に配置し、超伝導量子干渉素子８３を管の外側に設置し
て計測を行うようにしてもよい。

【００８２】このように、超伝導量子干渉素子センサ８
１を用いることにより、地磁気の１００万倍以上の感度
で磁気を検出することが可能となり、皮膜２内に存在す
る微小磁気成分も容易に検出することができる。

【００８３】図１９は、本発明の第１１実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図１９において、超伝導量子干渉素子センサ８１に
は、ピックアップコイル８２、超伝導量子干渉素子８３
および２次コイル８４が設けられ、これらのコイルは液
体窒素中に収められている。そして、超伝導量子干渉素
子センサ８１を皮膜２上に設置し、皮膜２に存在する磁
束Φｘをピックアップコイル８２を介して超伝導量子干
渉素子８３に導く。ここで検出された信号は、２次コイ
ル８４およびアンプ８５を介して信号処理装置８６に導
かれ、信号処理装置８６にて磁束Φｘが計測される。そ
して、得られた磁束Φｘを、実験等で予め求めた鉄成分
量Ｗと磁束Φｘの関係からなるマスターカーブと照合す
ることにより、皮膜２内の鉄成分量Ｗを計測することが
できる。

【００８４】このように、本発明の第１１実施形態によ
れば、超伝導量子干渉素子センサ８１を冷却管１の内側
に設置することにより、皮膜２の磁気成分が微小である
場合においても、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることが可
能となり、皮膜２の性状を適正に評価することができ
る。

【００８５】図２０は、本発明の第１２実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
２実施形態は、磁気光学素子を用いて鉄酸化皮膜の鉄成
分量の計測を行うようにしたものである。図２０におい
て、皮膜２上には磁気光学素子９６が設置され、光源９
１から入射した光は、偏光子９２、ハーフミラー９３お
よびレンズ９４を介して磁気光学素子９６に入射され
る。ここで、皮膜２には励磁コイル９５によって直流磁
界が印加されており、磁気光学素子９６上の磁気模様が
皮膜２の磁性成分により変化する。この磁気模様は、ハ
ーフミラー９３および偏向子１００を介してＣＣＤカメ
ラ１０１に取り込まれ、モニタ１０２に表示される。こ
こで、磁気画像の磁区間隔Ｓと鉄成分量Ｗとの関係は、
図２０（ｂ）のようになる。従って、磁気画像の磁区間
隔Ｓを求め、図２０（ｂ）の評価線と照合することによ
り、鉄成分量Ｗを求めることができる。

【００８６】図２１は、本発明の第１２実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図２１において、皮膜２上には磁気光学素子９６が
設置され、光源９１から入射した光は、偏光子９２、ハ
ーフミラー９３およびレンズ９４を介して磁気光学素子
９６に入射される。ここで、皮膜２には、励磁電源部９
８および励磁制御装置９９の制御下で、励磁コイル９５
によって直流磁界が印加されており、皮膜２の磁性成分
により磁気光学素子９６上の磁気模様が変化する。この
磁気模様は、ハーフミラー９３および偏向子１００を介
してＣＣＤカメラ１０１に取り込まれ、モニタ１０２に
表示される。この画像データは画像処理装置１０３に送
られ、この磁気模様の変化量が画像処理装置１０３で解
析されることにより、計測パラメータの１つである磁気
画像の磁区間隔Ｓが算出される。この磁気画像の磁区間
隔Ｓは鉄成分計測装置１０４に送られ、図２０（ｂ）の
評価線と照合することにより、鉄成分量Ｗを求めること
ができる。また、光源制御装置９７、励磁制御装置９
９、画像処理装置１０３および鉄成分計測装置１０４は
コンピュータ１０５に接続され、これらの全体的な制御
はコンピュータ１０５にて行われる。

【００８７】このように、本発明の第１２実施形態によ
れば、皮膜２上に設置された磁気光学素子９６の磁区模
様の変化量を計測することにより、皮膜２の鉄成分量Ｗ
を求めることが可能となり、皮膜２の性状を適正に評価
することができる。

【００８８】図２２は、本発明の第１３実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。この第１３実施形態は、磁気フィルムを用いて鉄酸
化皮膜の鉄成分量の計測を行うようにしたものである。
図２２において、皮膜２上には磁気フィルム１１６が設
置され、光源１１１から入射した光は、偏光子１１２、
ハーフミラー１１３およびレンズ１１４を介して磁気フ
ィルム１１６に入射される。ここで、皮膜２には、励磁
装置１１８の制御下で、励磁コイル１１５により直流磁
界が印加されており、皮膜２の磁性成分により磁気フィ
ルム１１６上の磁区模様が変化する。この磁区模様は、
ハーフミラー１１３および偏向子１２０を介してＣＣＤ
カメラ１２１に取り込まれ、モニタ１２２に表示され
る。また、この画像データは画像処理装置１２３に送ら
れ、この磁区模様の変化量が画像処理装置１２３にて解
析され、計測パラメータと鉄成分量の関係を求めた評価
線と照合することにより、鉄成分量を求めることができ
る。また、光源制御装置１１７、画像処理装置１２３お
よび鉄成分計測装置１２４は、コンピュータ１２５に接
続され、これらの全体的な制御はコンピュータ１２５に
て行われる。

【００８９】ここで、磁気フィルム１１６は、消磁する
ことで再度使用することができる。また、異なる皮膜２
に対して同一の磁気フィルム１１６を連続して使用する
ことにより、両者の画像を表示させ、違い明確化するこ
ともできる。

【００９０】このように、本発明の第１３実施形態によ
れば、皮膜２上に設置された磁気フィルム１１６の磁区
模様の変化量を計測することにより、皮膜２の鉄成分量
Ｗを求めることが可能となり、皮膜２の性状を適正に評
価することができる。

【００９１】図２３は、本発明の第１４実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を示すフローチャートである。
この第１４実施形態は、Ｘ線回折法を用いて鉄酸化皮膜
の鉄成分量の計測を行うようにしたものである。図２３
において、Ｘ線源３０１から皮膜２に対して特性Ｘ線を
照射し（ステップＳ２１）、皮膜２からの反射量をＸ線
計数管３０２にて計測することにより、Ｘ線回折強度を
求める（ステップＳ２２）。個々の原子は特有の回折角
度を有しているため、このＸ線回折強度分布を計測する
ことにより、皮膜２全体における鉄成分の相対比率を求
めることができる。また、これを規格化し、計数値と鉄
成分量Ｗとの関係を予めデータベース化したマスターカ
ーブと照合することにより、鉄成分量Ｗを求めることが
できる（ステップＳ２３）。

【００９２】このように、本発明の第１４実施形態によ
れば、Ｘ線照射時に皮膜２からのＸ線反射量を計測する
ことにより、皮膜２に非接触で皮膜２の鉄成分量Ｗを求
めることが可能となり、管１の内径が異なっていたり、
汚れなどにより管１内に凹凸がある場合においても、皮
膜２の性状を適正に評価することができる。

【００９３】図２４は、本発明の第１５実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
５実施形態は、渦電流法を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚さ
の計測を行うようにしたものである。図２４（ａ）にお
いて、渦電流センサ１３１を皮膜２上に設置し、皮膜２
に渦電流を発生させると、磁力線１３２が発生する。そ
して、この時の渦電流出力Ｕは、図２４（ｂ）に示すよ
うに、皮膜厚さｄ１〜ｄ３に依存して異なった値とな
り、皮膜厚さｄと渦電流出力Ｕの関係は、図２４（ｃ）
のようになる。従って、図２４（ｄ）に示すように、皮
膜厚さｄ０が未知の被検体に対して渦電流出力Ｖ０を測
定し、図２４（ｃ）の評価線と照合することにより、未
知の被検体の皮膜厚さｄ０を求めることができる。

【００９４】図２５は、本発明の第１５実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図２５において、渦電流センサ１３１は、発振回路
１３３を介して周波数制御回路１３４に接続されてい
る。そして、渦電流センサ１３１を皮膜２上に設置し、
任意の周波数で励磁させ、あるいは複数の周波数で連続
的にスイープしながら、皮膜２に渦電流を発生させる。
この渦電流の励磁により皮膜２上で生じた渦電流の変化
を、受信回路１３５を介して信号処理装置１３６に送
る。信号処理装置１３６では、検出信号の出力電圧値お
よび位相データを求める処理を行う。計測された出力電
圧値は、事前の試験で皮膜厚さと良い相関が認められて
おり、この相関を皮膜厚さ計測用評価線とすることで、
未知の皮膜２の厚さを計測することができる。この計測
結果は表示装置１３７で表示することができる。

【００９５】このように、本発明の第１５実施形態によ
れば、渦電流信号の計測において、励磁周波数として、
１種類あるいは複数の周波数を用いて管１内面を励磁
し、前記励磁周波数ごとに発生する渦電流信号を計測
し、前記励磁周波数に対する渦電流信号の振幅値の変化
を表す関係式を求め、計測値を予めデータベース化した
マスターカーブと照合させることにより、皮膜厚さを計
測することができる。

【００９６】図２６は、本発明の第１６実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
６実施形態は、β線を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚さの計
測を行うようにしたものである。図２６（ａ）におい
て、β線源１４１からβ線１４２を皮膜２に照射し、皮
膜２から反射したβ線粒子１４３をβ線検出器１４４で
計測する。ここで、図２６（ｂ）に示すように、皮膜厚
さｄ１〜ｄ３に対応して、単位時間ΔＴ１当たりのβ線
粒子１４３の検出個数は異なり、図２６（ｃ）に示すよ
うに、単位時間ΔＴ１当たりの平均β線粒子数は、皮膜
厚さｄに対して一様に増加する。従って、皮膜２にβ線
１４２を照射した時のβ線粒子１４３の個数を計測する
ことにより、皮膜厚さｄを求めることができる。

【００９７】図２７は、本発明の第１６実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図２７において、β線源１４１からβ線１４２を皮
膜２に照射し、皮膜２から反射したβ線粒子１４３をβ
線検出器１４４で計測する。β線検出器１４４で計測さ
れた計測値はβ線計数器１４５に送られ、β線計数器１
４５でβ線粒子１４３の個数が計数される。この計数値
は信号処理装置１４６に送られ、計数結果の表示が表示
装置１４８で行われる。信号処理装置１４６および表示
装置１４８はコンピュータ１４７に接続され、これらの
制御はコンピュータ１４７により行われる。ここで、皮
膜厚さｄとβ線粒子数は相関関係があり、皮膜厚さｄが
大きいほど検出できる粒子数も多い結果が得られてい
る。このため、β線計数器１４５で計数されたβ線粒子
数を、皮膜厚さｄとβ線粒子数との関係が登録されたデ
ータベースと照合することにより、皮膜厚さｄを求める
ことができる。

【００９８】このように、本発明の第１６実施形態によ
れば、β線を照射するβ線源１４１とβ粒子ビーム１４
３を検出するガイガーミュラー管とからなる計測センサ
を管１の内側に設置し、β線１４２を管１の内面に照射
し、管１の内面から後方散乱したβ粒子１４２をガイガ
ーミュラー管にて計測し、β粒子数の計測値と皮膜厚さ
ｄとの関係を予めデータベース化したマスターカーブと
照合することにより、皮膜厚さｄを計測することができ
る。

【００９９】図２８は、本発明の第１７実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
７実施形態は、超音波法を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚さ
の計測を行うようにしたものである。図２８（ａ）にお
いて、送信用の超音波探触子１５１ａおよび受信用の超
音波探触子１５１ｂを皮膜２上に対向配置し、周波数ｆ
で超音波を送受信した時の音速ｖは、超音波探触子１５
１ａ、１５１ｂ間の距離をＬ、伝達時間をＴとすると、
以下の式で求められる。 ｖ＝Ｌ／Ｔ

【０１００】次に、超音波周波数を変化させて音速ｖを
求めると、超音波周波数（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）が大きく
なるに従って、皮膜２の厚さ方向における振動エネルギ
ー１５２は小さくなる。このため、皮膜２と管１の音速
が異なる条件下（皮膜２の音速＞管１の音速）では、周
波数ｆが小さくなるに従って、振動エネルギー１５２が
管１まで伝わり易くなるため、音速ｖが小さくなる。そ
して、周波数ｆが大きくなるに従って、音速ｖが増加
し、ある周波数以上で音速ｖが一定になる。

【０１０１】ここで、図２８（ｂ）に示すように、皮膜
２の厚みｄ２が小さいと、皮膜２の厚みｄ１がより大き
い場合と比較して、より大きな周波数ｆに対しても、振
動エネルギー１５２が管１まで伝わり、音速ｖがより小
さくなる。このため、皮膜２の厚み（ｄ１＞ｄ２＞ｄ
３）に対し、周波数ｆを変化させた場合に音速ｖは、図
２８（ｃ）に示すようになり、特定の周波数ｆｉでは、
皮膜２の厚みｄと音速ｖとは、図２８（ｄ）に示すよう
な相関関係が得られる。

【０１０２】従って、周波数ｆｉにおける音速ｖを求
め、皮膜２の厚みｄと音速ｖとの関係を登録したマスタ
ーカーブと照合することにより、皮膜２の厚みｄを求め
ることができる。

【０１０３】図２９は、本発明の第１７実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図２９において、２個の超音波探触子１５１ａ、１
５１ｂが皮膜２上に対向配置され、一方が送信用、他方
が受信用として用いられる。これらの超音波探触子１５
１ａ、１５１ｂは、超音波送受信装置１５３を介して超
音波周波数制御装置１５４に接続され、超音波周波数を
順次変化させて連続的に信号の送受信が行われる。すな
わち、超音波送受信装置１５３は、送信用探触子１５１
ａを介して皮膜２に超音波を送る。皮膜２に送られた超
音波は、振動エネルギー１５２となって皮膜２を伝わ
り、受信用探触子１５１ｂを介して超音波送受信装置１
５３により受信される。

【０１０４】ここで、皮膜２に送られる超音波は、超音
波周波数制御装置１５４により周波数のスイープが行わ
れ、超音波送受信装置１５３により受信された超音波信
号は、超音波音速測定装置１５５に送られる。そして、
超音波信号の伝達時間Ｔに基づいて各周波数ごとの音速
ｖが求められる。

【０１０５】音速ｖは各周波数ごとに皮膜厚さ計測装置
１５６に送られ、音速と皮膜厚さのデータベース１５７
を参照することにより、皮膜厚さｄが計測される。ここ
で、周波数変化に伴う音速ｖの変化は、皮膜厚さｄの違
いに依存して変化することが事前の計測で求められてお
り、データベース１５７にはこの関係が登録されてい
る。従って、周波数変化に伴う音速ｖの変化を求め、こ
の音速ｖの変化をデータベース１５７と照合することに
より、皮膜厚さｄを求めることができる。なお、これら
の計測結果は表示装置１５８にて表示することができ
る。

【０１０６】このように、本発明の第１７実施形態によ
れば、被検体表面に対向配置した１組の超音波探触子１
５１ａ、１５１ｂを用い、一方を送信、他方を受信用と
し、送受信時の周波数を順次変化させつつ、表面波を伝
播させて伝達時間を計測し、１組の探触子間距離を伝達
時間で除算して各周波数についての音速を計測し、これ
らの結果を元に周波数変化に対する音速の変化率を求
め、その変化率を予めデータベース化したマスターカー
ブと照合することにより、皮膜厚さを計測することがで
きる。

【０１０７】なお、超音波法は、漏洩表面波を用いるよ
うにしてもよい。この場合、皮膜に臨んで配置する皮膜
計測用超音波センサは、漏洩表面波を送受信できるセン
サであり、周波数を任意に可変できる制御装置と、音速
測定が可能な信号処理装置とを備えている。

【０１０８】また、超音波センサは、振動子の形状を円
錐形にしてもよい。

【０１０９】図３０は、本発明の第１８実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
８実施形態は、超音波法を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚さ
の計測を行うようにしたものである。図３０において、
超音波探触子３１０を皮膜２上に設置し、皮膜２の厚み
方向に対して超音波探触子３１０から超音波を入射させ
る。すると、皮膜２と管１の界面からは反射波Ｆが戻っ
てくるとともに、管１の端面からは反射波Ｂが戻ってく
る。ここで、皮膜２と管１の界面からの反射波Ｆの到達
時間をｔ０とすると、皮膜厚さｄ０は以下の式で求める
ことができる。ｄ０＝ｔ０×皮膜２の音速

【０１１０】従って、皮膜２と管１の界面からの反射波
Ｆの到達時間ｔ０を計測することにより、皮膜厚さｄ０
を求めることができるこのように、本発明の第１８実施
形態によれば、高周波超音波探触子３１０を管１の内側
に設置し、超音波探触子３１０から超音波ビームを管内
面に垂直方向に入射させ、管内表面と、皮膜と基材の界
面からの反射波Ｆ、あるいは界面の多重反射波を検出し
て、各々の反射波の時間差を求め、前記時間差と予め実
験により求めた皮膜の音速値との乗算から皮膜厚さを計
測することができる。

【０１１１】図３１は、本発明の第１９実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第１
９実施形態は、集束超音波を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚
さの計測を行うようにしたものである。図３１におい
て、集束型探触子３１１を媒質３１２を介して膜２に対
向させて設置し、皮膜２と管１との界面に焦点を結ぶよ
うにして、集束型探触子３１１から超音波を入射させ
る。そして、皮膜２と管１の界面からの反射波Ｆの到達
時間ｔ０を計測することにより、皮膜厚さｄ０を計測す
ることができる。

【０１１２】このように、本発明の第１９実施形態によ
れば、集束型探触子３１１から出射される集束超音波を
用いることにより、集束型探触子３１１を皮膜２に接触
させることなく、皮膜厚さｄ０を計測することができ、
管１の内径が異なっていたり、汚れなどにより管１内に
凹凸がある場合においても、皮膜性状を適正に評価する
ことが可能となる。

【０１１３】図３２は、本発明の第２０実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第２
０実施形態は、赤外線法を用いて鉄酸化皮膜の皮膜厚さ
の計測を行うようにしたものである。図３２（ａ）にお
いて、加熱源１６１および赤外線カメラ１６２を皮膜２
の表面に臨んで配置する。そして、加熱源１６１を用い
て皮膜２を加熱し、赤外線カメラ１６２により皮膜２の
表面の温度変化を計測する。ここで、皮膜２の熱伝達率
が管１の熱伝達率より小さい場合、図３２（ｂ）に示す
ように、皮膜２の厚み（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）が厚いほ
ど、皮膜２の表面温度Ｔは速く上昇する。従って、皮膜
２の表面における加熱時の温度変化率（ΔＴ／Δｔ）は
皮膜厚さｄに依存し、図３２（ｃ）のようになる。

【０１１４】一方、皮膜２を加熱した後に加熱源１６１
をオフにし、赤外線カメラ１６２により皮膜２の表面の
温度変化を計測すると、図３２（ｄ）に示すように、皮
膜２の厚み（ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）が厚いほど、皮膜２の
表面温度Ｔは遅く下降する。従って、皮膜２の表面にお
ける冷却時の温度変化率（ΔＴ／Δｔ）も皮膜厚さｄに
依存し、図３２（ｅ）のようになる。

【０１１５】従って、皮膜２の加熱時あるいは冷却時の
温度変化を計測し、皮膜２の加熱時あるいは冷却時の温
度変化と皮膜厚さｄとの関係を登録したマスターカーブ
と照合することにより、皮膜厚さｄを求めることができ
る。

【０１１６】図３３は、本発明の第２０実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図３３において、皮膜２の表面に臨んで加熱源１６
１および赤外線カメラ１６２を配置する。そして、熱源
制御装置１６３の制御により加熱源１６１をオンにして
皮膜２を加熱させ、この時の温度変化を赤外線カメラ１
６２を介して赤外線制御装置１６５に取り込む。ここ
で、コンピュータ１６４は、熱源制御装置１６３および
赤外線制御装置１６５の動作を制御し、加熱源１６１の
起動時に同期をとって赤外線制御装置１６５を作動させ
る。赤外線カメラ１６２により取り込まれた温度データ
は信号処理装置１６６に送られ、加熱開始時からの温度
変化として処理され、皮膜厚さ計測装置１６７に送られ
る。

【０１１７】皮膜２の表面の温度変化は、皮膜２と管１
の熱伝達率に依存し、皮膜厚さｄに依存することも事前
の実験で確認されている。すなわち、皮膜２の熱伝達率
が管１の熱伝達率に比べて小さい場合、図３２（ｃ）に
示すように、皮膜厚さｄが厚いほど皮膜表面の温度変化
は大きくなる。従って、加熱開始時からの温度変化を、
皮膜厚さと加熱時の温度変化率の関係がデータベース化
されたトレースカーブと照合することにより、計測部位
の皮膜厚さｄを求めることができる。

【０１１８】また、コンピュータ１６４は、加熱源１６
１により皮膜２を加熱した後、加熱源１６１のオフ時に
同期をとって赤外線制御装置１６６を作動させる。この
場合、赤外線カメラ１６２により取り込まれた温度デー
タは信号処理装置１６６に送られ、冷却開始時からの温
度変化として処理され、皮膜厚さ計測装置１６７に送ら
れる。冷却時においては、図３２（ｅ）に示すように、
皮膜厚さｄが厚いほど皮膜表面の温度変化は小さくな
る。従って、冷却開始時からの温度変化を、皮膜厚さと
冷却時の温度変化率の関係がデータベース化されたトレ
ースカーブと照合することにより、計測部位の皮膜厚さ
ｄを求めることができる。なお、これらの計測結果は、
表示装置１６８に表示することができる。

【０１１９】なお、皮膜２を加熱した後の皮膜２の冷却
方法は、自然冷却あるいは強制冷却のいずれを用いても
よい。

【０１２０】また、管内面を加熱する熱源と管内面に対
して４５°方向に傾斜しているミラーからなる計測ヘッ
ド部を管の内側に設置するとともに、赤外線カメラを赤
外線案内管を介して管の外側に設置し、加熱源を用いて
管内面を加熱させた時に赤外線カメラにて管内面の加熱
温度変化を測定するようにしてもよい。

【０１２１】このように、本発明の第２０実施形態によ
れば、皮膜２の加熱時または冷却時の温度変化を計測す
ることにより、皮膜２と非接触で皮膜厚さを求めること
ができ、管１の内径が異なっていたり、汚れなどにより
管１内に凹凸がある場合においても、管１の皮膜性状を
適正に評価することが可能となる。

【０１２２】図３４は、本発明の第２１実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第２
１実施形態は、電気抵抗法を用いて鉄酸化皮膜の電気的
特性の計測を行うようにしたものである。図３４（ａ）
において、４端子からなる接触子１７１ａ、１７１ｂ、
１７２ａ、１７２ｂを皮膜２上に並べて配置し、外側の
２端子１７２ａ、１７２ｂ間に直流電流Ａを印加する。
そして、この時生じる電位差Ｖを内側の２端子１７１
ａ、１７１ｂで計測することにより、皮膜２の導電率σ
を求める。ここで、皮膜２が鉄、管１が黄銅の場合、導
電率σと鉄成分量Ｗとの間には、図３４（ｂ）に示すよ
うな関係がある。従って、皮膜２の導電率σを計測し、
図３４（ｂ）の関係を登録したマスターカーブと照合す
ることにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを求めることができ
る。

【０１２３】図３５は、本発明の第２１実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図３５において、接触子１７１ａ、１７１ｂは電圧
計測装置１７５に接続されるとともに、接触子１７２
ａ、１７２ｂは印加電流制御装置１７３に接続されてい
る。そして、接触子１７１ａ、１７１ｂ、１７２ａ、１
７２ｂを皮膜２上に並べて配置し、外側の２端子１７２
ａ、１７２ｂ間に直流電流Ａを印加した時に生じる電位
差Ｖを、内側の２端子１７１ａ、１７１ｂにて計測し、
電圧計測装置１７５を介してデータ処理装置１７６に送
る。

【０１２４】ここで、印加電流制御装置１７３およびデ
ータ処理装置１７６はコンピュータ１７４に接続され、
コンピュータ１７４は、２端子１７２ａ、１７２ｂ間に
印加した直流電流Ａおよび２端子１７１ａ、１７１ｂ間
に生じた電位差Ｖに基づいて導電率σを求める。この導
電率σは鉄成分評価装置１７７に送られ、鉄成分評価装
置１７７は、導電率σと鉄成分量Ｗとの関係が登録され
た評価線と照合することにより、皮膜２の鉄成分量Ｗを
求めることができる。

【０１２５】このように、本発明の第２１実施形態によ
れば、印加電流用端子１７２ａ、１７２ｂと電圧計測用
端子１７１ａ、１７１ｂからなる計測センサヘッド部を
管１内面に設置し、管１内面に電流を印加した時の電圧
を計測し、ここで得られる導電率をマスターカーブと照
合することにより、皮膜厚さを計測することができる。

【０１２６】図３６は、本発明の第２２実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を説明する図である。この第２
２実施形態は、分極抵抗法を用いて鉄酸化皮膜の電気的
特性の計測を行うようにしたものである。図３６（ａ）
において、対極１８３および照合電極１８４が電解液１
８２に浸されたセル１８１を皮膜２上に設置し、皮膜２
に電極１８５を接続して分極抵抗Ｒを測定する。ここ
で、図３６（ｂ）のように、適正な皮膜ほど、すなわ
ち、鉄成分量が多く、皮膜厚さが適正なほど、分極抵抗
は高くなる。このため、分極抵抗Ｒを計測し、分極抵抗
Ｒと皮膜性状との関係を登録したトレースカーブと照合
することにより、皮膜性状の全体的な評価を行うことが
できる。

【０１２７】図３７は、本発明の第２２実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図３７において、分極抵抗測定装置１８６には、対
極１８３、照合電極１８４および電極１８５が接続され
ている。そして、対極１８３および照合電極１８４が電
解液１８２に浸されたセル１８１を、電解液１８２が皮
膜２上に接触するように設置するとともに、皮膜２に電
極１８５を接続することにより分極抵抗Ｒを測定する。

【０１２８】分極抵抗測定装置１８６により測定された
分極抵抗Ｒは皮膜性状評価装置１８７に送られ、事前の
計測で求めた適正な分極抵抗の閾値と比較することによ
り、皮膜性状を評価することができる。なお、計測結果
等は表示装置１８８にて表示される。

【０１２９】このように、本発明の第２２実施形態によ
れば、対極１８３と照合電極１８４と電解液１８２とで
構成されセル１８１を被検体に設置するとともに、被検
体に電極１８５を設置し、電流の大きさおよび掃引速度
を制御しつつ、電流印加時の電圧変化を計測して分極抵
抗を求めることにより、皮膜性状を評価することができ
る。

【０１３０】図３８は、本発明の第２３実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測方法を示すフローチャートである。
この第２３実施形態は、鉄酸化皮膜の色情報を用いて鉄
酸化皮膜の性状評価を行うようにしたものである。図３
８において、皮膜２の表面を光源１９１で照らした状態
で、ＣＣＤカメラ１９２にて皮膜２の表面画像を採取す
る（ステップＳ３１）。採取した画像データは、ＲＧＢ
の３原色に分割処理され（ステップＳ３２）、予めテス
ト材で採取されてデータベース化された不適合色の閾値
Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃと比較される（ステップＳ３３）。こ
こで、鉄酸化皮膜の無い皮膜２には、黒色あるいは緑色
の強い緑青色が存在する。従って、Ｒ＜Ｒｃ，Ｇ＞Ｇ
ｃ，Ｂ＞Ｂｃがどうかを判断し、この条件を満たさない
場合、不適合でない皮膜性状と判断し（ステップＳ３
４）、この条件を満たす場合、不適合な皮膜性状と判断
することができる（ステップＳ３５）。

【０１３１】なお、色差計を用いて皮膜表面色を計測
し、不適合度を評価するようにしてもよい。また、皮膜
２の表面画像を表示装置１９３に表示させ、目視により
皮膜２の皮膜性状を判定するようにしてもよい。

【０１３２】図３９は、本発明の第２３実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置の構成を示すブロック図であ
る。図３９において、皮膜２の表面には光源１９１から
の光が照射され、皮膜２の表面状態はＣＣＤカメラ１９
２にて画像データとして採取され、モニタ１９３を介し
て画像処理装置１９６に送られる。画像処理装置１９６
は、採取した画像データをＲＧＢの３原色に分割処理
し、このＲＧＢ値を予めテスト材で採取してデータベー
ス化された不適合色の閾値と比較することにより、その
不適合度を求める。すなわち、鉄酸化皮膜がない皮膜
は、黒色あるいは緑色の強い緑青色が存在する。従っ
て、このような色が存在する場合、不適合な皮膜性状と
なる。コンピュータ１９５は光源制御装置１９４，画像
処理装置１９６および色判定装置１９７に接続され、こ
れらの制御はコンピュータ１９６で行われるとともに、
計測結果は表示装置１９８に表示される。なお、色差計
を用いて皮膜表面色を計測することにより、不適合度を
評価するようにしてもよい。

【０１３３】このように、本発明の第２３実施形態によ
れば、管１内面に設置したＣＣＤカメラ１９２にて皮膜
２表面の色情報を画像として取り込み、画像処理にてＲ
ＧＢ３原色をデジタル値として分離して求め、ＲＧＢの
各値を予めデータベース化した不適合色のしきい値と比
較することにより、その適合度を簡易に求めることがで
きる。

【０１３４】図４０は、本発明の第２４実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置における管案内装置の構成を示
す図である。この第２４実施形態は、固定脚を用いて計
測センサを管内面へ固定するようにしたものである。図
４０において、計測ヘッド２０１には、計測センサ２０
２を中央にして、その周囲に固定脚２０３が配置される
とともに、案内管２０５を介して保持脚２０６により保
持される。ここで、案内管２０５はセンサ駆動装置２０
７に接続され、案内管２０５を管１の長手方向に出し入
れしたり、管１の円周方法に回転させたりすることによ
り、計測ヘッド２０１を管１内に挿入した際の計測ヘッ
ド２０１の位置を制御することができる。

【０１３５】また、固定脚２０３は、計測ヘッド２０１
の軸方向の前後に、その円周方向に等間隔で配置され、
固定脚２０３を管１に押し付けることにより、計測セン
サ２０２の固定を行うことができる。ここで、固定脚２
０３はセンサ押し付け制御装置２０９に接続され、セン
サ押し付け制御装置２０９により、固定脚２０３の円周
方向への押し付け、引き出し、および押し付け力の制御
が行われる。また、計測センサ２０２はセンサ制御装置
２０８に接続され、計測センサ２０２の制御が行われ
る。

【０１３６】このように、本発明の第２４実施形態によ
れば、計測ヘッド２０１を管１内の所定の位置に手動あ
るいは自動で設置可能とする案内機構を設けるととも
に、複数個の脚２０３を計測ヘッド２０１の円周方向に
等間隔で設け、その脚２０３を管１内面に所定の強さで
押し付ける機構を設けることにより、計測センサ２０２
と管１内面までの距離を一定に保持することができ、安
定して計測を行うことができる。

【０１３７】図４１は、本発明の第２５実施形態に係わ
る鉄酸化皮膜の計測装置における管案内装置の構成を示
す図である。この第２５実施形態は、空気圧を用いて計
測センサを管内面へ固定するようにしたものである。図
４１において、計測ヘッド部２０１には、図４０の固定
脚２０３の代わりに、空気２０４を吹き出すための小孔
２１２が設けられている。この小孔２１２は案内管２０
５を介して空気吹き出し口に接続され、計測ヘッド２０
１が常時所定の位置に固定されるように、小孔２１２か
らの空気吹き出し量がエア制御装置２１１により制御さ
れる。

【０１３８】このように、本発明の第２５実施形態によ
れば、複数個の孔２１２を計測ヘッド２０１の円周方向
に等間隔に設け、計測ヘッド２０１を管１内の所定の位
置に手動あるいは自動で設置可能とする案内機構を設け
るとともに、孔２１２から空気２０４を供給するエア制
御装置２１１を設けることにより、管１の内径が異なっ
ていたり、汚れなどにより管１内に凹凸がある場合にお
いても、計測センサ２０２と管１内面までの距離を一定
に保持することができ、安定して計測を行うことができ
る。

【０１３９】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、
本発明の技術的思想の範囲内で様々の変更が可能であ
る。例えば、磁気インダクタンス効果素子（ＭＩ素子）
などを用いて鉄成分量を計測するようにしてもよい。

【０１４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉄酸化皮膜の厚みおよび鉄成分量を適正に評価すること
が可能となり、冷却管内表面に生成する鉄酸化皮膜の品
質を適正に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる鉄酸化皮膜の検
査方法を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係わる鉄酸化皮膜の検
査装置の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係わる鉄酸化皮膜の検
査装置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測方法を説明する図である。

【図５】本発明の第４実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測装置の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第５実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測方法を説明する図である。

【図７】本発明の第５実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測装置の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第６実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測装置の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の第７実施形態に係わる鉄酸化皮膜の計
測方法を説明する図である。

【図１０】本発明の第７実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第８実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測方法を説明する図である。

【図１２】本発明の第８実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測方法を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の第８実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第９実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測方法を説明する図である。

【図１５】本発明の第９実施形態に係わる鉄酸化皮膜の
計測装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第１０実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図１７】本発明の第１０実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図１８】本発明の第１１実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図１９】本発明の第１１実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第１２実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図２１】本発明の第１２実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の第１３実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図２３】本発明の第１４実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を示すフローチャートである。

【図２４】本発明の第１５実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図２５】本発明の第１５実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図２６】本発明の第１６実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図２７】本発明の第１６実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図２８】本発明の第１７実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図２９】本発明の第１７実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図３０】本発明の第１８実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図３１】本発明の第１９実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図３２】本発明の第２０実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図３３】本発明の第２０実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図３４】本発明の第２１実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図３５】本発明の第２１実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図３６】本発明の第２２実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を説明する図である。

【図３７】本発明の第２２実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図３８】本発明の第２３実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測方法を示すフローチャートである。

【図３９】本発明の第２３実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図４０】本発明の第２４実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置における管案内装置の構成を示す図である。

【図４１】本発明の第２５実施形態に係わる鉄酸化皮膜
の計測装置における管案内装置の構成を示す図である。

【符号の説明】 ＤＢ１〜ＤＢ４、１５７…データベース １、１´…管 ２、２´…皮膜 １１、１１´、５３…センサ部 １２…センサ保持機構 １３…センサ駆動機構 １４…管案内装置 １５ 駆動機構制御装置 １６、５５、２１０…制御装置 １７、２０８…センサ制御装置１８、２８、４７、５
８、６８、７８、８６、１３６、１４６、１６６…信号
処理装置 １９…皮膜性状判別装置 ２０、３０、４９、５９、７０、７９、８７、１３７、
１４８、１５８、１６８、１７８、１８８、１９８…表
示装置 ２１、４２…磁心 ２２…１次コイル ２３…２次コイル ２４…発振器 ２５…倍周波増幅器 ２６…同期検波器 ２７…フィルタ ２９、４８、５６、７６、１０４、１２４…鉄成分計測
装置 ３１…接触子 ３２…ばね ３３…永久磁石ユニット ３４…駆動機構 ３５…駆動装置 ３６、４６、６６、１０５、１２５、１４７、１６４、
１７４、１９５…コンピュータ ３７…変位量計測装置 ３８…透磁率計測装置 ３９、４３、５２、６２、７２、９５、１１５…励磁コ
イル ４０、４４、６４、７４、９８…励磁電源部 ４１…ホール素子 ４５、６５、７５、９９…励磁制御装置 ５１…検出コイル ５４、１１８…励磁装置 ５７、６７、７７、８５…アンプ ６１、７１…磁気センサ ６３…ＭＡＥセンサ ６９、１７７…鉄成分評価装置 ７３…磁気抵抗素子 ８１…超電導量子干渉素子 ８２…ピックアップコイル ８３…超電導コイル ８４…２次コイル ９１、１１１、１９１…光源 ９２、１００、１１２、１２０…偏光子 ９３、１１３…ハーフミラー ９４、１１４…レンズ ９６、１１６…磁気光学素子 ９７、１１７、１９４…光源制御装置 １０１、１２１、１９２…ＣＣＤカメラ １０２、１２２、１９３…モニタ １０３、１２３、１９６…画像処理装置 １３１…渦電流センサ １３２…磁力線 １３３…発振回路 １３４…周波数制御回路 １３５…受信回路 １４１…β線源 １４２、１４３…β線 １４４…β線検出器 １４５…β線計数器 １５１ａ、１５１ｂ…探触子 １５２…超音波 １５３…超音波送受信装置 １５４…超音波周波数制御装置 １５５…超音波音速測定装置 １５６、１６７…皮膜厚さ計測装置 １６１…加熱源 １６２…赤外線カメラ １６３…熱源制御装置 １６５…赤外線制御装置 １７１ａ、１７１ｂ、１７２ａ、１７２ｂ…接触子 １７３…印加電流制御装置 １７５…電圧計測装置 １７６…データ処理装置 １８１…セル １８２…電解液 １８３…対極 １８４…照合電極 １８５…電極 １８６…分極抵抗測定装置 １８７…皮膜性状評価装置 １９７…色判定装置 ２０１…計測センサ ２０２…計測ヘッド ２０３…固定脚 ２０４…空気 ２０５…案内管 ２０６…保持脚 ２０９…センサ押し付け制御装置 ２１１…エア制御装置 ２１２…小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/27 Ｇ０１Ｎ 27/04 Ｚ ２Ｇ０５３ 27/04 Ｇ０１Ｂ 11/06 Ｈ ２Ｇ０５９ // Ｇ０１Ｂ 11/06 7/10 Ｚ ２Ｇ０６０ (72)発明者 久保 貴博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 長井 敏 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 尾関 敏明 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 2F063 AA16 BC02 BD13 GA08 LA30 2F065 AA30 BB08 BB17 CC31 FF04 GG21 JJ03 JJ08 2F067 AA27 BB06 BB16 GG01 HH06 JJ05 KK08 LL12 2F068 AA28 BB09 BB15 FF13 FF16 FF25 HH03 KK14 PP04 PP11 QQ45 2G020 AA08 DA05 DA31 DA34 DA45 2G053 AA02 AB01 AB07 AB20 BA02 BA12 BA16 BA19 BB11 BC02 BC04 BC14 BC20 CA03 CA05 CA06 CA09 CA10 CA16 CA18 CA20 CB16 CB27 CC03 DA01 DA10 DB04 DB06 DB21 2G059 AA01 AA05 BB10 CC03 EE02 EE13 FF06 HH02 JJ11 JJ13 JJ19 JJ30 KK04 MM05 PP10 2G060 AA08 AD01 AE40 AF07 EB02 KA09

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却管内面の皮膜の鉄成分量、皮膜厚
   さ、皮膜の電気的特性および皮膜表面の色情報の少なく
   ともいずれか１つを計測するステップと、 前記計測結果に基づいて前記冷却管内面の皮膜性状を評
   価するステップとを備えることを特徴とする鉄酸化皮膜
   検査方法。
2. 【請求項２】 前記鉄成分量を計測するステップは、 フラックスゲート型磁束計を冷却管の内側に設置するス
   テップと、 前記フラックスゲート型磁束計に交流電流を印加するス
   テップと、 前記交流電流の印加時に前記フラックスゲート型磁束計
   の鉄心に誘起される磁束を計測するステップと、 前記計測結果を磁束と鉄成分量との関係が登録されたマ
   スターカーブと照合することにより、鉄成分量を求める
   ステップとを備えることを特徴とする請求項１記載の鉄
   酸化皮膜検査方法。
3. 【請求項３】 前記鉄成分量を計測するステップは、 透磁率の異なる複数の永久磁石を冷却管の内側に設置す
   るステップと、 前記冷却管に対する前記永久磁石の吸着力を求めるステ
   ップと、 前記吸着力に基づいて透磁率を計測するステップと、 前記計測結果を透磁率と鉄成分量との関係が登録された
   マスターカーブと照合することにより、鉄成分量を求め
   るステップとを備えることを特徴とする請求項１記載の
   鉄酸化皮膜検査方法。
4. 【請求項４】 前記鉄成分量を計測するステップは、 励磁コイルと磁気抵抗素子とを冷却管の内側に設置する
   ステップと、 前記励磁コイルに所定の交流電流を印加して被検体を励
   磁させるステップと、 前記励磁時に前記冷却管内面からの磁気信号を前記磁気
   抵抗素子で計測するステップと、 前記計測結果を磁気信号と鉄成分量との関係が登録され
   たマスターカーブと照合することにより、鉄成分量を求
   めるステップとを備えることを特徴とする請求項１記載
   の鉄酸化皮膜検査方法。
5. 【請求項５】 前記皮膜厚さを計測するステップは、 渦電流センサを前記冷却管の内側に設置するステップ
   と、 前記冷却管内面を励磁した時に発生する渦電流信号の出
   力電圧値を計測するステップと、 前記計測結果を渦電流信号の出力電圧値と皮膜厚さとの
   関係が登録されたマスターカーブと照合することによ
   り、皮膜厚さを求めるステップとを備えることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか１項記載の鉄酸化皮膜検査
   方法。
6. 【請求項６】 前記渦電流信号を計測するステップは、 １または複数の周波数を用いて前記冷却管内面を励磁す
   るステップと、 前記励磁周波数ごとに発生する渦電流信号を計測するス
   テップと、 前記励磁周波数に対する渦電流信号の振幅値の変化を表
   す関係式を求めるステップとを備えることを特徴とする
   請求項５記載の鉄酸化皮膜検査方法。
7. 【請求項７】 前記皮膜厚さを計測するステップは、 β線を照射するβ線源とβ粒子ビームを検出するガイガ
   ーミュラー管とを前記冷却管の内側に設置するステップ
   と、 β線を前記β線源から前記冷却管内面に照射するステッ
   プと、 前記冷却管内面から後方散乱したβ粒子数を前記ガイガ
   ーミュラー管にて計測するステップと、 前記計測結果をβ粒子数と皮膜厚さとの関係が登録され
   たマスターカーブと照合することにより、皮膜厚さを求
   めるステップとを備えることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項記載の鉄酸化皮膜検査方法。
8. 【請求項８】 前記皮膜厚さの計測は、超音波法で皮膜
   厚さを計測することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か１項記載の鉄酸化皮膜検査方法。
9. 【請求項９】 前記皮膜の電気的特性を計測するステッ
   プは、 印加電流用端子および電圧計測用端子を前記冷却管の内
   側に設置するステップと、 前記印加電流用端子から前記冷却管内面に電流を印加す
   るステップと、 前記電流印加時の電圧を前記電圧計測用端子で計測する
   ステップと、 前記計測結果に基づいて導電率を算出するステップと、 前記算出結果を導電率と皮膜の電気的特性との関係が登
   録されたマスターカーブと照合することにより、前記皮
   膜の電気的特性を求めるステップとを備えることを特徴
   とする請求項１〜８のいずれか１項記載の鉄酸化皮膜検
   査方法。
10. 【請求項１０】 前記皮膜の色情報を計測するステップ
    は、 前記冷却管の内側に撮像装置を設置するステップと、 前記撮像装置にて皮膜表面の画像データを取り込むステ
    ップと、 前記画像データから前記皮膜表面のＲＧＢ値を算出する
    ステップと、 前記ＲＧＢ値を不適合色の閾値と比較するステップと、 前記比較結果に基づいて前記ＲＧＢ値の適合度を求める
    ステップとを備えることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか１項記載の鉄酸化皮膜検査方法。
11. 【請求項１１】 皮膜の鉄成分量、皮膜厚さ、皮膜の電
    気的特性値および皮膜表面の色情報の少なくとも１つを
    計測するセンサと、 前記センサを保持するセンサ保持手段と、 前記センサの軸および周方向への移動および回転走査を
    可能とするセンサ駆動手段と、 前記センサ駆動手段を制御する駆動制御手段と、 前記センサへの励磁あるいは前記センサからの信号の受
    信を制御するセンサ制御手段と、 前記センサによる計測結果に基づいて皮膜性状を判定す
    る判定手段と、 前記計測結果および判定結果を表示する表示手段とを備
    えることを特徴とする鉄酸化皮膜検査装置。
12. 【請求項１２】 前記皮膜の鉄成分量を計測するセンサ
    は、 前記冷却管の内側に設置された磁気光学素子と、 前記磁気光学素子の周囲に配置された励磁コイルと、 前記励磁コイルに所定の直流電流を印加した時に前記磁
    気光学素子上に現われる磁区模様を取り込む取り込み手
    段と、 前記磁区模様の変化を計測する計測手段とを備えること
    を特徴とする請求項１１記載の鉄酸化皮膜検査装置。