JP2003344008A - 絶縁膜の膜厚測定方法及び装置 - Google Patents
絶縁膜の膜厚測定方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 校正試験片と物性の異なる材料の絶縁膜の膜
厚測定を可能とする絶縁膜の膜厚測定方法を提供する。 【解決手段】 （ａ） 導電率が同じであり透磁率が未
知の複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚
の絶縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測し
たときの計測信号を求めるステップと、（ｂ） 複数の
前記計測信号に基づいて、前記導電率が一定である場合
の前記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｃ） 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えている。
厚測定を可能とする絶縁膜の膜厚測定方法を提供する。 【解決手段】 （ａ） 導電率が同じであり透磁率が未
知の複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚
の絶縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測し
たときの計測信号を求めるステップと、（ｂ） 複数の
前記計測信号に基づいて、前記導電率が一定である場合
の前記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｃ） 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜の膜厚測定
装置に関する。特に、ガスタービンのコーティング検査
に好適な非磁性・非導電性膜（絶縁膜）の膜厚測定装置
に関する。
装置に関する。特に、ガスタービンのコーティング検査
に好適な非磁性・非導電性膜（絶縁膜）の膜厚測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】渦流探傷検査（ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎ
ｔ ｔｅｓｔ、以下ＥＣＴという）とは、非破壊検査
（材料や製品を破壊することなく、外部より内部にある
欠陥を見出す検査）の一種で、電気を流すことのできる
物体を、交番磁界（向きが変わる磁界）に内に置くと、
電流が流れるが、もし物体内にきずや欠陥があると、電
流の流れが乱され、変動するので、その変化の状態を観
察することによって、物体内の欠陥の有無が検査できる
ものである。
ｔ ｔｅｓｔ、以下ＥＣＴという）とは、非破壊検査
（材料や製品を破壊することなく、外部より内部にある
欠陥を見出す検査）の一種で、電気を流すことのできる
物体を、交番磁界（向きが変わる磁界）に内に置くと、
電流が流れるが、もし物体内にきずや欠陥があると、電
流の流れが乱され、変動するので、その変化の状態を観
察することによって、物体内の欠陥の有無が検査できる
ものである。
【０００３】渦流センサの原理構成を図４に示す。発振
器により金属板に対向したコイルに電流を流した場合、
電磁誘導により金属板に電界及び渦電流ｉが発生する。
この渦電流が逆にコイル内に誘導電流を発生させる働き
をするため、信号検出部からみたコイルのインピーダン
スＺは各条件が決まっている場合は一定の値をもつ。距
離ｈが変化するとインピーダンスＺも変化する。対象物
の種類、コイル寸法、距離をあらかじめ定め、距離によ
り直接的に変化する出力電圧（ＥＣＴ信号）が得られる
ように補正しておけば、距離センサとして用いることが
できる。
器により金属板に対向したコイルに電流を流した場合、
電磁誘導により金属板に電界及び渦電流ｉが発生する。
この渦電流が逆にコイル内に誘導電流を発生させる働き
をするため、信号検出部からみたコイルのインピーダン
スＺは各条件が決まっている場合は一定の値をもつ。距
離ｈが変化するとインピーダンスＺも変化する。対象物
の種類、コイル寸法、距離をあらかじめ定め、距離によ
り直接的に変化する出力電圧（ＥＣＴ信号）が得られる
ように補正しておけば、距離センサとして用いることが
できる。
【０００４】渦電流ｉは金属板の導電率σ、透磁率μ、
厚さｔ、温度Ｔの関数であり、またコイルの寸法、それ
に対応する金属板の大きさにより、距離に対する特性曲
線が変化する。外部磁界の影響もある。実際の使用にあ
たっては、こうした特性に注意する必要がある。精度は
コイル寸法、計測範囲などで決まり、さまざまなものが
つくられている。膜厚測定用として０〜１５μｍといっ
た計測範囲のものもある。
厚さｔ、温度Ｔの関数であり、またコイルの寸法、それ
に対応する金属板の大きさにより、距離に対する特性曲
線が変化する。外部磁界の影響もある。実際の使用にあ
たっては、こうした特性に注意する必要がある。精度は
コイル寸法、計測範囲などで決まり、さまざまなものが
つくられている。膜厚測定用として０〜１５μｍといっ
た計測範囲のものもある。
【０００５】現状のＥＣＴ検査方法は、検査対象物と同
材質の校正試験片（絶縁膜を施していない）上に、厚さ
を変えたシート（１００〜８００μｍ程度のテフロン
（登録商標）等の絶縁シート）を設置し、各シート厚さ
（膜厚を模擬）でのＥＣＴ信号を測定し、校正曲線を作
成する。その後、実際の検査対象物を測定し、作成した
校正曲線から膜厚を決定している。
材質の校正試験片（絶縁膜を施していない）上に、厚さ
を変えたシート（１００〜８００μｍ程度のテフロン
（登録商標）等の絶縁シート）を設置し、各シート厚さ
（膜厚を模擬）でのＥＣＴ信号を測定し、校正曲線を作
成する。その後、実際の検査対象物を測定し、作成した
校正曲線から膜厚を決定している。
【０００６】図３は、その校正曲線の一例を示してい
る。横軸は絶縁膜を施していない校正試験片の上に設置
されたシートの厚さ（μｍ）であり、縦軸はＥＣＴ信号
である。
る。横軸は絶縁膜を施していない校正試験片の上に設置
されたシートの厚さ（μｍ）であり、縦軸はＥＣＴ信号
である。
【０００７】上記のＥＣＴ検査方法の場合、校正試験片
と検査対象物の材質が異なる場合（検査対象物が磁化し
た場合を含む）、その物性値（導電率σ、透磁率μ）の
違いにより、検出されるＥＣＴ信号が変化する。そのた
め、前述の校正曲線からでは、校正試験片と物性の異な
る材料上の絶縁膜厚を正確に評価することが困難とな
る。
と検査対象物の材質が異なる場合（検査対象物が磁化し
た場合を含む）、その物性値（導電率σ、透磁率μ）の
違いにより、検出されるＥＣＴ信号が変化する。そのた
め、前述の校正曲線からでは、校正試験片と物性の異な
る材料上の絶縁膜厚を正確に評価することが困難とな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】校正試験片と物性の異
なる材料の絶縁膜の膜厚測定を可能とすることが望まれ
ている。ガスタービンのタービン機器の絶縁膜の膜厚測
定を可能とすることが望まれている。
なる材料の絶縁膜の膜厚測定を可能とすることが望まれ
ている。ガスタービンのタービン機器の絶縁膜の膜厚測
定を可能とすることが望まれている。
【０００９】本発明の目的は、校正試験片と物性の異な
る材料の絶縁膜の膜厚測定を可能とする絶縁膜の膜厚測
定方法及び装置を提供することである。本発明の他の目
的は、ガスタービンのタービン機器の絶縁膜の膜厚測定
を可能とする絶縁膜の膜厚測定方法及び装置を提供する
ことである。
る材料の絶縁膜の膜厚測定を可能とする絶縁膜の膜厚測
定方法及び装置を提供することである。本発明の他の目
的は、ガスタービンのタービン機器の絶縁膜の膜厚測定
を可能とする絶縁膜の膜厚測定方法及び装置を提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の絶縁膜の膜厚測
定方法は、（ａ） 導電率が同じであり透磁率が未知の
複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の絶
縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測したと
きの計測信号を求めるステップと、（ｂ） 複数の前記
計測信号に基づいて、前記導電率が一定である場合の前
記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｃ） 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えている。
定方法は、（ａ） 導電率が同じであり透磁率が未知の
複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の絶
縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測したと
きの計測信号を求めるステップと、（ｂ） 複数の前記
計測信号に基づいて、前記導電率が一定である場合の前
記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｃ） 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えている。
【００１１】本発明の絶縁膜の膜厚測定方法は、（ｄ）
透磁率が同じであり導電率が未知の複数の校正試験片
のそれぞれの上に設定された膜厚の絶縁シートを設置
し、渦流センサで前記膜厚を計測したときの計測信号を
求めるステップと、（ｅ） 複数の前記計測信号に基づ
いて、前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と前
記膜厚の関係を求めるステップと、（ｆ） 前記透磁率
が一定である場合の前記計測信号と前記膜厚の関係と、
計測対象物を前記渦流センサで計測したときの計測信号
に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の膜厚を求めるス
テップとを備えている。
透磁率が同じであり導電率が未知の複数の校正試験片
のそれぞれの上に設定された膜厚の絶縁シートを設置
し、渦流センサで前記膜厚を計測したときの計測信号を
求めるステップと、（ｅ） 複数の前記計測信号に基づ
いて、前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と前
記膜厚の関係を求めるステップと、（ｆ） 前記透磁率
が一定である場合の前記計測信号と前記膜厚の関係と、
計測対象物を前記渦流センサで計測したときの計測信号
に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の膜厚を求めるス
テップとを備えている。
【００１２】本発明の絶縁膜の膜厚測定方法において、
前記（ｄ）は、前記複数の校正試験片のそれぞれを磁気
的に飽和させた状態で実行され、前記（ｆ）の前記計測
対象物の前記渦流センサによる計測は、前記計測対象物
を磁気的に飽和させた状態で実行される。
前記（ｄ）は、前記複数の校正試験片のそれぞれを磁気
的に飽和させた状態で実行され、前記（ｆ）の前記計測
対象物の前記渦流センサによる計測は、前記計測対象物
を磁気的に飽和させた状態で実行される。
【００１３】本発明の絶縁膜の膜厚測定方法において、
前記計測対象物は、タービン機器であり、前記計測対象
物の絶縁膜は、サーマルバリアコーティングである。
前記計測対象物は、タービン機器であり、前記計測対象
物の絶縁膜は、サーマルバリアコーティングである。
【００１４】本発明の絶縁膜の膜厚測定装置は、導電率
が同じであり透磁率が未知の複数の校正試験片のそれぞ
れの上に設定された膜厚の絶縁シートが設置されたもの
の前記膜厚を渦流センサで計測したときの計測信号を格
納するデータベースと、前記データベースに格納された
複数の前記計測信号に基づいて、前記導電率が一定であ
る場合の前記計測信号と前記膜厚の関係を求める演算部
と、前記導電率が一定である場合の前記計測信号と前記
膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測した
ときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の
膜厚を求める膜厚測定部とを備えている。
が同じであり透磁率が未知の複数の校正試験片のそれぞ
れの上に設定された膜厚の絶縁シートが設置されたもの
の前記膜厚を渦流センサで計測したときの計測信号を格
納するデータベースと、前記データベースに格納された
複数の前記計測信号に基づいて、前記導電率が一定であ
る場合の前記計測信号と前記膜厚の関係を求める演算部
と、前記導電率が一定である場合の前記計測信号と前記
膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測した
ときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の
膜厚を求める膜厚測定部とを備えている。
【００１５】本発明の絶縁膜の膜厚測定装置は、透磁率
が同じであり導電率が未知の複数の校正試験片のそれぞ
れの上に設定された膜厚の絶縁シートが設置されたもの
の前記膜厚を渦流センサで計測したときの計測信号を格
納するデータベースと、前記データベースに格納された
複数の前記計測信号に基づいて、前記透磁率が一定であ
る場合の前記計測信号と前記膜厚の関係を求める演算部
と、前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と前記
膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測した
ときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の
膜厚を求める膜厚測定部とを備えている。
が同じであり導電率が未知の複数の校正試験片のそれぞ
れの上に設定された膜厚の絶縁シートが設置されたもの
の前記膜厚を渦流センサで計測したときの計測信号を格
納するデータベースと、前記データベースに格納された
複数の前記計測信号に基づいて、前記透磁率が一定であ
る場合の前記計測信号と前記膜厚の関係を求める演算部
と、前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と前記
膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測した
ときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の
膜厚を求める膜厚測定部とを備えている。
【００１６】本発明の絶縁膜の膜厚測定装置において、
更に、磁石を備え、前記透磁率が一定の前記複数の校正
試験片及び前記計測対象物は、前記磁石を用いて磁気的
に飽和させられたものである。
更に、磁石を備え、前記透磁率が一定の前記複数の校正
試験片及び前記計測対象物は、前記磁石を用いて磁気的
に飽和させられたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明の絶
縁膜の膜厚測定方法の一実施形態を説明する。
縁膜の膜厚測定方法の一実施形態を説明する。
【００１８】本実施形態は、ガスタービンの絶縁性塗装
膜（例えば、セラミック材などからなるサーマルバリア
コーティング）のコーティング検査に適用される。本実
施形態は、物性の異なる材料の絶縁膜の膜厚測定を可能
とする検査・評価方法に関するものである。
膜（例えば、セラミック材などからなるサーマルバリア
コーティング）のコーティング検査に適用される。本実
施形態は、物性の異なる材料の絶縁膜の膜厚測定を可能
とする検査・評価方法に関するものである。
【００１９】ＥＣＴ信号は、材料の導電率・透磁率によ
ってその出力信号の位相及び振幅が変化する。逆に、導
電率、透磁率が既知の場合、数値計算により信号を再現
することができる。上記のように位相及び振幅が変化す
る出力信号は、図１に示すような２次元座標上に表すこ
とができる。Ｘ座標は実部であり、Ｙ座標は虚部（ｊ成
分）である。
ってその出力信号の位相及び振幅が変化する。逆に、導
電率、透磁率が既知の場合、数値計算により信号を再現
することができる。上記のように位相及び振幅が変化す
る出力信号は、図１に示すような２次元座標上に表すこ
とができる。Ｘ座標は実部であり、Ｙ座標は虚部（ｊ成
分）である。
【００２０】以下では、（１）透磁率のみが変化する場
合のＥＣＴによる膜厚測定・評価方法、（２）導電率の
みが変化する場合のＥＣＴによる膜厚測定・評価方法、
（３）透磁率、導電率が変化する場合のＥＣＴによる膜
厚測定・評価方法について説明する。
合のＥＣＴによる膜厚測定・評価方法、（２）導電率の
みが変化する場合のＥＣＴによる膜厚測定・評価方法、
（３）透磁率、導電率が変化する場合のＥＣＴによる膜
厚測定・評価方法について説明する。
【００２１】（１）透磁率のみが変化する場合のＥＣＴ
による膜厚測定・評価方法
による膜厚測定・評価方法
【００２２】既知の導電率のデータを用いて、検査対象
物の透磁率変化とＥＣＴ信号の関係を予め数値計算によ
り計算しておき、データベースに集録しておく（図１参
照）。ここでは、校正試験片等を利用して予め導電率を
測定しておき、その測定値を用いる。
物の透磁率変化とＥＣＴ信号の関係を予め数値計算によ
り計算しておき、データベースに集録しておく（図１参
照）。ここでは、校正試験片等を利用して予め導電率を
測定しておき、その測定値を用いる。
【００２３】図１は、上記データベースに集録されたデ
ータに基づいて得られた、導電率が一定である場合のＥ
ＣＴ信号と膜厚との関係を示す図である。導電率が同じ
であり透磁率が未知の複数の校正試験片を複数用意す
る。それらの複数の校正試験片のそれぞれの上に、膜厚
がＡμｍであるシート（膜厚を模擬）を置いたときのＥ
ＣＴ信号を求め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２
次元座標上に表すと、破線で示す曲線ａ１のようにな
る。
ータに基づいて得られた、導電率が一定である場合のＥ
ＣＴ信号と膜厚との関係を示す図である。導電率が同じ
であり透磁率が未知の複数の校正試験片を複数用意す
る。それらの複数の校正試験片のそれぞれの上に、膜厚
がＡμｍであるシート（膜厚を模擬）を置いたときのＥ
ＣＴ信号を求め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２
次元座標上に表すと、破線で示す曲線ａ１のようにな
る。
【００２４】同様に、膜厚がＢμｍであるシート（膜厚
を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、そのときの
各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、破線で
示す曲線ａ２のようになり、膜厚がＣμｍであるシート
（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、その
ときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、
破線で示す曲線ａ３のようになり、膜厚がＤμｍである
シート（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求
め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に
表すと、破線で示す曲線ａ４のようになる。
を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、そのときの
各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、破線で
示す曲線ａ２のようになり、膜厚がＣμｍであるシート
（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、その
ときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、
破線で示す曲線ａ３のようになり、膜厚がＤμｍである
シート（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求
め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に
表すと、破線で示す曲線ａ４のようになる。
【００２５】上記のように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…μｍの膜
厚を模擬した各シートを、透磁率が未知で導電率が既知
の複数の校正試験片の上に置いたときの各ＥＣＴ信号の
値をプロットしていくことで（マップ作成）、図１に示
すようなＥＣＴ信号と膜厚との関係を求め、データベー
スに格納する（μとｈをパラメータとして変化させた場
合）。
厚を模擬した各シートを、透磁率が未知で導電率が既知
の複数の校正試験片の上に置いたときの各ＥＣＴ信号の
値をプロットしていくことで（マップ作成）、図１に示
すようなＥＣＴ信号と膜厚との関係を求め、データベー
スに格納する（μとｈをパラメータとして変化させた場
合）。
【００２６】次に、検査対象物（導電率は既知で透磁率
が未知）を測定し、得られたＥＣＴ信号の値を上記デー
タベースと照合する。得られたＥＣＴ信号の値が図１上
の破線で示す曲線ａ１上に相当する場合には、その検査
対象物の膜厚は、Ａμmであることが分かる。同様に、
得られたＥＣＴ信号の値が図１上の破線で示す曲線ａ２
上に相当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｂμ
mであることが分かり、得られたＥＣＴ信号の値が図１
上の破線で示す曲線ａ３上に相当する場合には、その検
査対象物の膜厚は、Ｃμmであることが分かり、得られ
たＥＣＴ信号の値が図１上の破線で示す曲線ａ４上に相
当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｄμmであ
ることが分かる。
が未知）を測定し、得られたＥＣＴ信号の値を上記デー
タベースと照合する。得られたＥＣＴ信号の値が図１上
の破線で示す曲線ａ１上に相当する場合には、その検査
対象物の膜厚は、Ａμmであることが分かる。同様に、
得られたＥＣＴ信号の値が図１上の破線で示す曲線ａ２
上に相当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｂμ
mであることが分かり、得られたＥＣＴ信号の値が図１
上の破線で示す曲線ａ３上に相当する場合には、その検
査対象物の膜厚は、Ｃμmであることが分かり、得られ
たＥＣＴ信号の値が図１上の破線で示す曲線ａ４上に相
当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｄμmであ
ることが分かる。
【００２７】これにより、検査対象物の透磁率が変化し
た場合でも、正確に厚厚を測定・評価することが可能と
なる。
た場合でも、正確に厚厚を測定・評価することが可能と
なる。
【００２８】上記のように、温度Ｔが一定であるとする
と、出力電圧Ｅ＝ｆ（μ，σ，ｈ）により表される（但
し、ｈは膜厚）。上記（１）はσが一定であり、次の
（２）はμが一定である。
と、出力電圧Ｅ＝ｆ（μ，σ，ｈ）により表される（但
し、ｈは膜厚）。上記（１）はσが一定であり、次の
（２）はμが一定である。
【００２９】（２）導電率のみが変化する場合のＥＣＴ
膜厚測定・評価方法
膜厚測定・評価方法
【００３０】既知の透磁率のデータを用いて、検査対象
物の導電率変化とＥＣＴ信号の関係を予め数値計算によ
り計算しておき、データベースに集録しておく（図２参
照）。ここでは、校正試験片等を利用して予め透磁率を
測定しておき、その測定値を用いる。
物の導電率変化とＥＣＴ信号の関係を予め数値計算によ
り計算しておき、データベースに集録しておく（図２参
照）。ここでは、校正試験片等を利用して予め透磁率を
測定しておき、その測定値を用いる。
【００３１】図２は、上記データベースに集録されたデ
ータに基づいて得られた、透磁率が一定である場合のＥ
ＣＴ信号と膜厚との関係を示す図である。透磁率が同じ
であり導電率が未知の複数の校正試験片を複数用意す
る。それらの複数の校正試験片のそれぞれの上に、膜厚
がＡμｍであるシート（膜厚を模擬）を置いたときのＥ
ＣＴ信号を求め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２
次元座標上に表すと、破線で示す曲線ａ５のようにな
る。
ータに基づいて得られた、透磁率が一定である場合のＥ
ＣＴ信号と膜厚との関係を示す図である。透磁率が同じ
であり導電率が未知の複数の校正試験片を複数用意す
る。それらの複数の校正試験片のそれぞれの上に、膜厚
がＡμｍであるシート（膜厚を模擬）を置いたときのＥ
ＣＴ信号を求め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２
次元座標上に表すと、破線で示す曲線ａ５のようにな
る。
【００３２】同様に、膜厚がＢμｍであるシート（膜厚
を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、そのときの
各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、破線で
示す曲線ａ６のようになり、膜厚がＣμｍであるシート
（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、その
ときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、
破線で示す曲線ａ７のようになり、膜厚がＤμｍである
シート（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求
め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に
表すと、破線で示す曲線ａ８のようになる。
を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、そのときの
各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、破線で
示す曲線ａ６のようになり、膜厚がＣμｍであるシート
（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求め、その
ときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に表すと、
破線で示す曲線ａ７のようになり、膜厚がＤμｍである
シート（膜厚を模擬）を置いたときのＥＣＴ信号を求
め、そのときの各ＥＣＴ信号の値を上記２次元座標上に
表すと、破線で示す曲線ａ８のようになる。
【００３３】上記のように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…μｍの膜
厚を模擬した各シートを、導電率が未知で透磁率が既知
の複数の校正試験片の上に置いたときの各ＥＣＴ信号の
値をプロットしていくことで、図２に示すようなＥＣＴ
信号と膜厚との関係を求め（マップ作成）、データベー
スに格納する（σとｈをパラメータとして変化させた場
合）。
厚を模擬した各シートを、導電率が未知で透磁率が既知
の複数の校正試験片の上に置いたときの各ＥＣＴ信号の
値をプロットしていくことで、図２に示すようなＥＣＴ
信号と膜厚との関係を求め（マップ作成）、データベー
スに格納する（σとｈをパラメータとして変化させた場
合）。
【００３４】次に、検査対象物（透磁率は既知で導電率
が未知）を測定し、得られたＥＣＴ信号の値を上記デー
タベースと照合する。得られたＥＣＴ信号の値が図２上
の破線で示す曲線ａ５上に相当する場合には、その検査
対象物の膜厚は、Ａμmであることが分かる。同様に、
得られたＥＣＴ信号の値が図２上の破線で示す曲線ａ６
上に相当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｂμ
mであることが分かり、得られたＥＣＴ信号の値が図２
上の破線で示す曲線ａ７上に相当する場合には、その検
査対象物の膜厚は、Ｃμmであることが分かり、得られ
たＥＣＴ信号の値が図２上の破線で示す曲線ａ８上に相
当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｄμmであ
ることが分かる。
が未知）を測定し、得られたＥＣＴ信号の値を上記デー
タベースと照合する。得られたＥＣＴ信号の値が図２上
の破線で示す曲線ａ５上に相当する場合には、その検査
対象物の膜厚は、Ａμmであることが分かる。同様に、
得られたＥＣＴ信号の値が図２上の破線で示す曲線ａ６
上に相当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｂμ
mであることが分かり、得られたＥＣＴ信号の値が図２
上の破線で示す曲線ａ７上に相当する場合には、その検
査対象物の膜厚は、Ｃμmであることが分かり、得られ
たＥＣＴ信号の値が図２上の破線で示す曲線ａ８上に相
当する場合には、その検査対象物の膜厚は、Ｄμmであ
ることが分かる。
【００３５】これにより、検査対象物の導電率が変化し
た場合でも、正確に膜厚を測定・評価することが可能と
なる。
た場合でも、正確に膜厚を測定・評価することが可能と
なる。
【００３６】（３）透磁率、導電率共に変化する場合の
膜厚測定・評価方法
膜厚測定・評価方法
【００３７】透磁率データとして、計測箇所毎の透磁率
を透磁率計により測定しておく。透磁率は場所によって
大きく変化するため、予め計測箇所を決定する。このよ
うに、透磁率が検出された後は、上記（２）と同様の条
件（透磁率が既知で導電率が未知）となるため、前述し
た上記（２）の方法を用いる。
を透磁率計により測定しておく。透磁率は場所によって
大きく変化するため、予め計測箇所を決定する。このよ
うに、透磁率が検出された後は、上記（２）と同様の条
件（透磁率が既知で導電率が未知）となるため、前述し
た上記（２）の方法を用いる。
【００３８】或いは、上記において透磁率を測定する方
法として以下の方法を用いることができる。複数の校正
試験片等及び検査対象物に磁場をかけ（強力な磁石使
用）、磁気的に飽和させることで比透磁率μｒを１にし
ておく。これにより、測定点毎の透磁率が既知となり、
上記（２）と同様の条件となるため、前述した上記
（２）の方法を用いる。即ち、複数の校正試験片等及び
検査対象物を磁気的に飽和させた状態で上記（２）の方
法を実行する。磁界の強さＨが大きな磁場を印加すれ
ば、比透磁率μｒが１になる。Ｂ＝μｒμｏＨ．ここ
で、μｒは比透磁率であり、μｏは真空透磁率である。
法として以下の方法を用いることができる。複数の校正
試験片等及び検査対象物に磁場をかけ（強力な磁石使
用）、磁気的に飽和させることで比透磁率μｒを１にし
ておく。これにより、測定点毎の透磁率が既知となり、
上記（２）と同様の条件となるため、前述した上記
（２）の方法を用いる。即ち、複数の校正試験片等及び
検査対象物を磁気的に飽和させた状態で上記（２）の方
法を実行する。磁界の強さＨが大きな磁場を印加すれ
ば、比透磁率μｒが１になる。Ｂ＝μｒμｏＨ．ここ
で、μｒは比透磁率であり、μｏは真空透磁率である。
【００３９】上記で得られた既知の透磁率データを用
い、各透磁率毎に検査対象物の導電率変化とＥＣＴ信号
の関係を予め数値計算により計算し、データベースに集
録しておく。
い、各透磁率毎に検査対象物の導電率変化とＥＣＴ信号
の関係を予め数値計算により計算し、データベースに集
録しておく。
【００４０】検査対象物を測定し、得られたＥＣＴ信号
を上記データベースと照合する。これにより、検査対象
物の透磁率、導電率変化が生じている場合にも、正確に
膜厚を測定・評価することが可能となる。
を上記データベースと照合する。これにより、検査対象
物の透磁率、導電率変化が生じている場合にも、正確に
膜厚を測定・評価することが可能となる。
【００４１】本実施形態によれば、コーティング膜の膜
厚の検査精度が向上することから、施された絶縁膜検査
の信頼性が向上する。これにより、タービン機器の健全
性の確保に寄与できる。
厚の検査精度が向上することから、施された絶縁膜検査
の信頼性が向上する。これにより、タービン機器の健全
性の確保に寄与できる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の絶縁膜の膜厚測定方法によれ
ば、校正試験片と物性の異なる材料の絶縁膜の膜厚測定
を行うことができる。
ば、校正試験片と物性の異なる材料の絶縁膜の膜厚測定
を行うことができる。
【図１】図１は、本発明の絶縁膜の膜厚測定装置の一実
施形態で用いる透磁率のみが変化する場合のＥＣＴによ
る膜厚測定に用いる図である。
施形態で用いる透磁率のみが変化する場合のＥＣＴによ
る膜厚測定に用いる図である。
【図２】図２は、本発明の絶縁膜の膜厚測定装置の一実
施形態で用いる導電率のみが変化する場合のＥＣＴによ
る膜厚測定に用いる図である。
施形態で用いる導電率のみが変化する場合のＥＣＴによ
る膜厚測定に用いる図である。
【図３】図３は、従来のＥＣＴ検査方法で用いる校正曲
線を示す図である。
線を示す図である。
【図４】図４は、渦流センサの原理構成図である。
ａ１ 膜厚Ａを示す曲線
ａ２ 膜厚Ｂを示す曲線
ａ３ 膜厚Ｃを示す曲線
ａ４ 膜厚Ｄを示す曲線
ａ５ 膜厚Ａを示す曲線
ａ６ 膜厚Ｂを示す曲線
ａ７ 膜厚Ｃを示す曲線
ａ８ 膜厚Ｄを示す曲線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 東 正剛
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
Ｆターム(参考） 2F063 AA16 BA04 BD11 BD13 CA10
CB03 CB05 DA01 DA05 DA23
DB02 GA08
Claims (7)
- 【請求項１】（ａ） 導電率が同じであり透磁率が未知
の複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の
絶縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測した
ときの計測信号を求めるステップと、（ｂ） 複数の前
記計測信号に基づいて、前記導電率が一定である場合の
前記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｃ） 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えた絶縁膜の膜厚測定
方法。 - 【請求項２】（ｄ） 透磁率が同じであり導電率が未知
の複数の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の
絶縁シートを設置し、渦流センサで前記膜厚を計測した
ときの計測信号を求めるステップと、（ｅ） 複数の前
記計測信号に基づいて、前記透磁率が一定である場合の
前記計測信号と前記膜厚の関係を求めるステップと、
（ｆ） 前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測
したときの計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁
膜の膜厚を求めるステップとを備えた絶縁膜の膜厚測定
方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の絶縁膜の膜厚測定方法に
おいて、 前記（ｄ）は、前記複数の校正試験片のそれぞれを磁気
的に飽和させた状態で実行され、 前記（ｆ）の前記計測対象物の前記渦流センサによる計
測は、前記計測対象物を磁気的に飽和させた状態で実行
される絶縁膜の膜厚測定方法。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
絶縁膜の膜厚測定方法において、 前記計測対象物は、タービン機器であり、 前記計測対象物の絶縁膜は、サーマルバリアコーティン
グである絶縁膜の膜厚測定方法。 - 【請求項５】 導電率が同じであり透磁率が未知の複数
の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の絶縁シ
ートが設置されたものの前記膜厚を渦流センサで計測し
たときの計測信号を格納するデータベースと、 前記データベースに格納された複数の前記計測信号に基
づいて、前記導電率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係を求める演算部と、 前記導電率が一定である場合の前記計測信号と前記膜厚
の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測したとき
の計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の膜厚
を求める膜厚測定部とを備えた絶縁膜の膜厚測定装置。 - 【請求項６】 透磁率が同じであり導電率が未知の複数
の校正試験片のそれぞれの上に設定された膜厚の絶縁シ
ートが設置されたものの前記膜厚を渦流センサで計測し
たときの計測信号を格納するデータベースと、 前記データベースに格納された複数の前記計測信号に基
づいて、前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と
前記膜厚の関係を求める演算部と、 前記透磁率が一定である場合の前記計測信号と前記膜厚
の関係と、計測対象物を前記渦流センサで計測したとき
の計測信号に基づいて、前記計測対象物の絶縁膜の膜厚
を求める膜厚測定部とを備えた絶縁膜の膜厚測定装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の絶縁膜の膜厚測定装置に
おいて、 更に、 磁石を備え、 前記透磁率が一定の前記複数の校正試験片及び前記計測
対象物は、前記磁石を用いて磁気的に飽和させられたも
のである絶縁膜の膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148280A JP2003344008A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 絶縁膜の膜厚測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148280A JP2003344008A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 絶縁膜の膜厚測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344008A true JP2003344008A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29766921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002148280A Withdrawn JP2003344008A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 絶縁膜の膜厚測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003344008A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040827A1 (zh) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | 清华大学 | 用于在线膜厚测量系统的标定方法及标定装置 |
| CN106093581A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 刘相华 | 导电薄膜方块电阻的电涡流测量方法 |
| CN109579686A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-05 | 科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司 | 一种采用电涡流传感器测量金属厚度的方法及系统 |
-
2002
- 2002-05-22 JP JP2002148280A patent/JP2003344008A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013040827A1 (zh) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | 清华大学 | 用于在线膜厚测量系统的标定方法及标定装置 |
| CN106093581A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 刘相华 | 导电薄膜方块电阻的电涡流测量方法 |
| CN109579686A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-05 | 科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司 | 一种采用电涡流传感器测量金属厚度的方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |