JP2011141165A - 塗装膜厚測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被塗装面の領域内において、膜厚を測定するための特定位置に簡単に膜厚センサを位置づけることができる膜厚測定装置を提供する。
【解決手段】塗装膜厚測定装置１０は、被塗装面に施された塗装の膜厚を測定する膜厚センサ１５と、被塗装面の領域内において、膜厚センサによる測定位置を標定する距離センサ１２とを備える。また、塗装膜厚測定装置１０は、被塗装面の領域内に設定された特定位置を記憶する記憶部２２と、記憶部２２に記憶された特定位置と距離センサ１２によって標定された測定位置とを比較し、両者の差分を求める比較部２４と、比較部２４によって求められた差分を通知する通知部２０と、をさらに備えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗装の膜厚を測定する塗装膜厚測定装置に関する。

屋外に設置されているスイッチギアや変圧器等の電気機器等には、錆や腐食を防止するために塗装が施されている。しかし、この塗装は、経年や周囲の環境により次第に劣化し、この劣化によって錆や腐食が生じると設備の損傷に到る可能性があるため、劣化が深刻にならない段階で再塗装を行う必要がある。
また、上記電気機器等は、大型になるほど塗装が必要な表面積が大きくなるため、再塗装にかかるコストも増大する。そのため、再塗装を行う最適な時期を見定めることが非常に重要である。

下記特許文献１には、塗装の劣化度を診断することによって再塗装が必要な時期を推定することが可能な塗膜劣化診断装置が開示されている。この塗膜劣化診断装置は、塗装のインピーダンスが時間の経過とともに変化することに基づき、この塗装のインピーダンスを求めることによって塗装の劣化度を診断している。また、この塗装のインピーダンスは塗装の膜厚によって変化するため、上記塗膜劣化診断装置は、塗装の膜厚を測定し、その膜厚によって塗装のインピーダンスを補正するように構成されている。

また、屋外の電気機器等が手塗りによって塗装されていると、膜厚のばらつきが大きくなり、膜厚によって補正された塗装のインピーダンスにもばらつきが生じるため、上記塗膜劣化診断装置は、一つの測定領域に対して複数の測定点で膜厚の測定を行い、各測定点における膜厚のばらつきが所定以下の場合にのみ、その測定領域において塗装のインピーダンスの測定を行うように構成されている。

特開２００７−１０１１８４号公報

特許文献１に記載の塗膜劣化診断装置は、塗装の劣化を診断するために塗装の膜厚やインピーダンス等、多くの測定が必要であり、これらのデータ処理も複雑となる。そのため、装置自体が非常に高価になり、測定に長時間を要することから作業コストも増大するという問題がある。特に、診断する電気機器の数が多い場合には作業コストの増大は顕著となる。

本来、このような塗膜劣化診断装置は、再塗装に最適な時期を見定めて塗装にかかるコストを抑制することを目的としているが、この目的達成のために、塗装の劣化を診断するためのコストが増大したのでは本末転倒な結果となる。そのため、できるだけ簡単で安価に塗膜の劣化を診断することが求められる。

より簡単に塗装劣化の診断する方法の一つとして、塗装の膜厚が経年によって薄くなっていくことに鑑み、この膜厚の変化のみ着目して劣化を診断することが考えられる。しかし、前述の通り、手塗りによって塗装を行っている場合は膜厚にばらつきが生じるため、膜厚のみによって劣化を診断するには、複数箇所において膜厚を測定するとともにその平均値や中間値を求めて膜厚を特定する必要がある。そのため、測定に長時間を要し、作業コストの削減は限定的となる。

また、膜厚の測定位置を一箇所に定め、毎回、同じ箇所の膜厚を測定することによって膜厚の変化を捉えることも考えられる。この場合、測定時間を短縮し、作業コストを削減することが可能であるが、測定の度に、メジャー等を使用して測定位置を探す作業が必要となり、作業者によって測定位置がずれてしまうおそれもある。
また、このような問題を解消するために測定箇所にマーキング等を施すことも考えられるが、外観の悪化を招いたり、塗装の膜厚の変化を伴ったりするため、好ましくない。また、電力会社や電気機器メーカー等が、電気機器を使用する顧客へのサービスとして塗装の劣化を診断する場合、顧客の所有物である電気機器にマーキングを施すことはできない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、被塗装面の領域内において、膜厚を測定するための特定位置に簡単に膜厚測定部を位置づけることができる塗装膜厚測定装置を提供することを目的とする。

本発明の塗装膜厚測定装置は、被塗装面に施された塗装の膜厚を測定する膜厚測定部と、被塗装面の領域内において、前記膜厚測定部による測定位置を標定する位置標定部と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、位置標定部によって膜厚測定部による膜厚測定位置を標定することができるので、予め被塗装面の領域内に設定された特定位置に膜厚測定部を容易に位置づけることができる。これにより、当該特定位置において膜厚の測定を迅速かつ正確に行うことができ、塗装の劣化を診断するための作業コストを削減することができる。

上記塗装膜厚測定装置は、被塗装面の領域内に設定された特定位置を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された特定位置と、前記位置標定部によって標定された測定位置とを比較し、両者の差分を求める比較部と、前記比較部によって求められた差分を通知する通知部と、をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、塗装膜厚測定装置は、位置標定部によって標定された膜厚測定部による測定位置と、記憶部に記憶された特定位置とを比較部によって比較し、その差分を通知部によって使用者に伝えることができる。したがって、使用者は、通知部によって通知された差分を打ち消す方向に塗装膜厚測定装置を移動させることにより、予め設定された特定位置へ膜厚測定部による測定位置を近づけることができる。

前記特定位置は、前回の測定で、前記膜厚測定部によって膜厚が測定された位置に設定されていることが好ましい。
このような構成によって、前回と今回との膜厚の変化をより確実に把握することができ、塗装の劣化を正確に判断することができる。

前記位置標定部は、前記膜厚測定部による測定位置から、被塗装面に沿う方向に離れた測定基準位置までの距離を測定するための少なくとも二つの距離センサを備えており、各距離センサは、距離の測定方向が互いに直交した関係にあることが好ましい。
このような構成によって、十分な精度で膜厚センサによる測定位置を標定することができる。なお、前記距離センサは、超音波式距離センサであってもよいし、レーザー式距離センサであってもよい。

本発明の塗装膜厚測定装置によれば、被塗装面における特定位置に膜厚測定部を簡単且つ迅速に位置づけて膜厚を測定することができる。

本発明の第一の実施形態に係る塗装膜厚測定装置の概略的な構成図である。 （ａ）は、塗装膜厚測定装置によって膜厚測定位置を標定し、膜厚を測定する状態を示す正面説明図、（ｂ）は、（ａ）の要部を拡大して示す正面説明図である。 塗装膜厚測定装置の機能構成を示すブロック図である。 距離センサによる距離の測定原理を示す図である。 塗装膜厚測定装置を使用した膜厚の測定手順を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態に係る塗装膜厚測定装置によって膜厚測定位置を標定し、膜厚を測定する状態を示す正面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る塗装膜厚測定装置１０の概略的な構成図である。
本実施形態の塗装膜厚測定装置１０は、例えばスイッチギアや変圧器などの電気機器の外箱に施された塗装の膜厚を測定するために好適に使用することができ、所定期間毎、例えば一年に一回、塗装の膜厚を測定することによって、経年による膜厚の変化を把握し、塗装の劣化度を診断するために利用される。

塗装膜厚測定装置１０は、膜厚センサ（膜厚測定部）１１と、この膜厚センサ１１による測定位置を標定するための距離センサ（位置標定部）１２と、これらを収納するケーシング１３とを備えている。本実施形態の塗装膜厚測定装置１０は、使用者が手でもって持ち運びや測定を行うことが可能なポータブルタイプとされている。

膜厚センサ１１には、磁気式、電磁誘導式、渦電流式、超音波式、レーザー式など、従来公知のセンサが使用されている。また、膜厚センサ１１には表示パネル１５が設けられ、この表示パネル１５に膜厚の測定結果が表示される。

距離センサ１２には、超音波式の距離センサが使用されている。この超音波式の距離センサ１２は、送信部と受信部とを備え、送信部から送信され且つ測定基準位置Ｓにおいて反射した超音波を受信部で受信することによって、距離センサ１２から測定基準位置Ｓまでの距離を測定するように構成されている。

例えば図４に示すように、距離センサ１２の送信部が超音波を発してから受信部が超音波を受信するまでの時間をＴとしたとき、距離センサ１２から測定基準位置までの距離Ｌは、以下の式で求めることができる。
Ｌ＝Ｖ×Ｔ／２
ただし、Ｖは超音波の伝搬速度である。

また、本実施形態の塗装膜厚測定装置１０は、４つの距離センサ１２を備えている。各距離センサ１２は、膜厚センサ１１を中心として、上方向、下方向、右方向、及び左方向の四方向について、測定基準位置Ｓまでの距離を測定可能である。

図２（ａ）は、塗装膜厚測定装置１０によって膜厚測定位置を標定し、膜厚を測定する状態を示す正面説明図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部を拡大して示す正面説明図である。本実施形態では、スイッチギア１６の外箱の扉１７に施された塗装の膜厚を測定する例について説明する。スイッチギア１６の扉１７は、縦長の長方形状に形成されている。各距離センサ１２は、扉１７の表面（被塗装面）に対して超音波を送信し、当該表面を伝搬して扉１７の端部で反射した超音波を受信する。したがって、上側の距離センサ１２は、扉１７の上端までの距離Ｈ１を測定し、下側の距離センサ１２は、扉１７の下端までの距離Ｈ２を測定する。また、右側の距離センサ１２は、扉１７の右端までの距離Ｗ１を測定し、左側の距離センサ１２は、扉１７の左端までの距離Ｗ２を測定する。したがって、扉１７の４つの端部が距離センサ１２による測定基準位置Ｓとなる。

なお、各距離センサ１２は、互いに混信しないように異なる周波数の超音波を送受信する。また、左右の距離センサ１２によって扉１７の左右端部までの水平距離を測定し、上下の距離センサによって扉１７の上下端部までの垂直距離を測定することができるように、塗装膜厚測定装置１０には水準器（図示略）が備えられている。

図３は、塗装膜厚測定装置１０の機能構成を示すブロック図である。本実施形態の塗装膜厚測定装置１０は、膜厚センサ１１、距離センサ１２、表示パネル１５の他、制御部１９及び通知部２０を備えている。
制御部１９は、演算部２１と記憶部２２とを備えており、記憶部２２には、距離の測定や膜厚の測定を実行するためのプログラムや各種データが記憶されている。また、記憶部２２には、距離センサ１２や膜厚センサ１１の測定結果が入力され、記憶される。さらに、記憶部２２には、扉１７の表面に設定された特定位置Ａ（図２参照）についての位置情報が記憶されている。この位置情報は、扉１７の４つの端部から特定位置Ａまでの距離Ｈ１’，Ｈ２’，Ｗ１’，Ｗ２’である。なお、特定位置Ａは、塗装膜厚測定装置１０によって膜厚を測定すべき位置であり、本実施形態では、前回（例えば、一年前）に、膜厚の測定を行った位置と同一位置に設定されている。

演算部２１は、記憶部２２に記憶されているプログラムを用いて測定結果を含む各種データを処理し、その処理結果を表示パネル１５や通知部２０に出力する。表示パネル１５には、膜厚センサ１１によって測定された測定結果が表示される。通知部２０は、演算部２１によって求められた情報を音声化して出力する。
また、演算部２１は、各距離センサ１２から扉１７の端部までの距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２に対して、各距離センサ１２から膜厚センサ１１による測定位置Ｂまでの距離を加算することによって、各距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２の値を補正し、測定位置Ｂから扉１７の各端部までの距離を求める。

演算部２１は、扉１７の表面に設定された特定位置Ａと、膜厚センサ１１による測定位置Ｂとを比較し、両者の距離の差分を求める比較部２４を備えている。具体的には、図２（ａ）に示すように、距離センサ１２が、扉１７の４つの端部までの距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ測定すると、比較部２４は、これらの距離と、予め記憶部に記憶されている特定位置Ａの位置情報Ｈ１’，Ｈ２’，Ｗ１’，Ｗ２’とを比較する。そして、図２（ｂ）に示すように、特定位置Ａと測定位置Ｂとの上下方向及び左右方向の差分Δｈ，Δｗを求める。

制御部１９は、比較部２４によって求められた差分Δｈ，Δｗを通知部２０へ出力する。通知部２０は、ΔｈやΔｗの値を音声で発することによって使用者に通知する。したがって、使用者は、膜厚センサ１１の測定位置Ｂが、特定位置Ａからどの方向にどれだけ量だけずれているかを把握することができる。そして、使用者は、塗装膜厚測定装置１０をΔｈ，Δｗの寸法だけ移動させることによって、膜厚センサ１１の測定位置Ｂを特定位置Ａに位置づけることができる。

図５は、塗装膜厚測定装置１０を使用した膜厚の測定手順を示すフローチャートである。以下、この図を参照して塗装膜厚測定装置１０による膜厚測定手順を説明する。
まず、使用者は、膜厚の測定対象物である扉１７に対して塗装膜厚測定装置１０をあてがい、塗装膜厚測定装置１０のスタートボタン（図示略）を操作する。すると、ステップＳ１において、塗装膜厚測定装置１０の制御部１９は、前回の膜厚の測定位置（特定位置）Ａを記憶部２２から読み出す。例えば、塗装の膜厚の測定を一年に一回行う場合は、一年前に行った膜厚の測定位置Ａを記憶部２２から読み出す。

次いで、ステップＳ２において、各距離センサ１２は、扉１７の端部までの距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２を測定し、さらに、制御部１９は、この距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２に対して、各距離センサ１２から膜厚センサ１１の測定位置Ｂまでの距離を加算する補正を行い、現段階での膜厚センサ１１における測定位置Ｂを標定する。

ステップＳ３において、制御部１９（比較部２４）は、前回の測定位置（特定位置）Ａと、今回、距離センサ１２を使用して標定した膜厚センサ１１の測定位置Ｂとを比較し、ステップＳ４において、両者の差分Δｈ，Δｗが所定の閾値以下であるか否かを判断する。両者の差分Δｈ，Δｗが所定の閾値以下である場合は、両位置Ａ，Ｂがほぼ一致し、閾値を越える場合は、両位置Ａ，Ｂがずれていると判断することができる。前者の場合、ステップＳ６に処理を進め、後者の場合、ステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ５において、通知部２０は、比較部２４によって求められた両位置Ａ，Ｂの差分Δｈ，Δｗを音声により使用者に通知する。使用者は、この通知に基づいて、膜厚センサ１１の測定位置Ｂが前回の測定位置Ａに近づくように塗装膜厚測定装置１０を移動させることができる。そして、ステップＳ２において、移動後の膜厚センサ１１の測定位置Ｂを再度標定し、ステップＳ３，Ｓ４の手順を繰り返し行う。

ステップＳ６において、膜厚センサ１１は、前回の測定位置Ａとほぼ同位置である測定位置Ｂにおいて扉１７の塗装の膜厚を測定し、その測定結果を表示パネル１５に表示する。
そして、ステップＳ７において、今回の膜厚の測定位置Ｂを新たな特定位置として記憶部２２に記憶し、処理を終了する。この新たな特定位置Ｂは、次回、膜厚の測定位置を標定する際に使用される。

以上詳述したように、本実施形態の塗装膜厚測定装置１０は、塗装の膜厚を測定する膜厚センサ１１と、この膜厚センサ１１による測定位置を標定する距離センサ１２とを備えており、この距離センサ１２を使用して膜厚センサ１１による測定位置Ｂを、予め設定された特定位置Ａに位置づけることができる。したがって、毎回、同じ位置で膜厚の測定を行うことができ、各回の膜厚を比較することによって塗装の劣化度を診断し、最適な再塗装の時期の判断に役立てることができる。

また、前回、膜厚を測定した位置を記憶部２２に記憶しておき、この位置を特定位置Ａとして、今回の膜厚の測定位置とすることによって、前回と今回との膜厚の変化をより確実に把握することができる。すなわち、例えば、膜厚の測定位置を一箇所だけに特定しておき、毎回、その特定位置Ａに膜厚の測定位置Ｂを合わせたとすると、ある回の測定では、特定位置Ａから右側に最大の許容誤差だけずれた位置で膜厚測定を行い、その次の回の測定では、特定位置Ａから左側に最大の許容誤差だけずれた位置で膜厚の測定を行うという事態が起こりうる。この場合、今回と前回との測定位置の差が大きくなるため、膜厚の変化を正確に把握し難くなる。したがって、本実施形態のように、測定の度にその測定位置を新たな特定位置として記憶しておき、前回の測定で記憶された特定位置に、今回の測定位置を位置づけて膜厚を測定することがより好ましい。

図６は、本発明の第二の実施形態に係る塗装膜厚測定装置１０によって膜厚測定位置を標定し、膜厚を測定する状態を示す正面説明図である。
本実施形態は、距離センサ１２としてレーザー式のものが使用されている。レーザー式の距離センサ１２は、距離センサ１２から発せられたレーザーを反射させるものが必要となるため、本実施形態では、スイッチギア１６に隣接して配置された他の機器２６や、壁２７、縁石２８、ひさし２９等を測定基準位置Ｓとして、これらにレーザーを反射させ、各距離センサ１２から各測定基準位置Ｓまでの距離Ｈ１，Ｈ２，Ｗ１，Ｗ２を測定することによって膜厚センサ１１の測定位置を標定するように構成されている。その他、構成や動作、作用効果は第一の実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、上記実施形態の塗装膜厚測定装置１０は４つの距離センサ１２が備えていたが、測定方向が互いに直交する少なくとも二つの距離センサ１２、例えば、扉１７の下端までの距離を測定する距離センサ１２と、扉１７の右端までの距離を測定する距離センサ１２とを備えていればよい。このように距離センサ１２の数を少なくしても、十分な精度で膜厚センサ１１の測定位置を標定することができる。また、距離センサ１２の数を減らすことで塗装膜厚測定装置１０の製造コストを低減し、また軽量化することもできる。

通知部２０は、音声による通知とするに限らず、差分Δｈ，Δｗを表示パネルに文字表示する構成であっても良い。

１０： 塗装膜厚測定装置
１１： 膜厚センサ（膜厚測定部）
１２： 距離センサ（位置標定部）
１３： ケーシング
１７： 扉（被塗装面）
２０： 通知部
２２： 記憶部
２４： 比較部

Claims (4)

1. 被塗装面に施された塗装の膜厚を測定する膜厚測定部と、
   被塗装面の領域内において、前記膜厚測定部による測定位置を標定する位置標定部と、
   を備えていることを特徴とする塗装膜厚測定装置。
2. 被塗装面の領域内に設定された特定位置を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された特定位置と、前記位置標定部によって標定された測定位置とを比較し、両者の差分を求める比較部と、
   前記比較部によって求められた差分を通知する通知部と、をさらに備えている請求項１に記載の塗装膜厚測定装置。
3. 前記特定位置が、前回の測定で、前記膜厚測定部によって膜厚が測定された位置とされている請求項２に記載の塗装膜厚測定装置。
4. 前記位置標定部は、前記膜厚測定部による測定位置から被塗装面に沿う方向に離れた測定対象物までの距離を測定するための少なくとも二つの距離センサを備えており、
   各距離センサは、距離の測定方向が互いに直交した関係とされている請求項１〜３のいずれか１つに記載の塗装膜厚測定装置。

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