JP3140817B2 - 誘電体材料の厚み測定方法とその装置 - Google Patents
誘電体材料の厚み測定方法とその装置Info
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- JP3140817B2 JP3140817B2 JP03340538A JP34053891A JP3140817B2 JP 3140817 B2 JP3140817 B2 JP 3140817B2 JP 03340538 A JP03340538 A JP 03340538A JP 34053891 A JP34053891 A JP 34053891A JP 3140817 B2 JP3140817 B2 JP 3140817B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂板、硝子
板、ビニール薄膜などの誘電体材料の厚みを非接触で測
定する方法と装置に関する。
板、ビニール薄膜などの誘電体材料の厚みを非接触で測
定する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、厚みの測定を行うものとしては、
線源量500 ミリキューリー程度のアイソトープを被検材
に透過させて測定をするβ線厚み計、近赤外線を被検材
に透過させて測定をする近赤外線厚み計、およびマイク
ロ波を被検材に透過させて測定をするマイクロ波厚み計
が知られている。
線源量500 ミリキューリー程度のアイソトープを被検材
に透過させて測定をするβ線厚み計、近赤外線を被検材
に透過させて測定をする近赤外線厚み計、およびマイク
ロ波を被検材に透過させて測定をするマイクロ波厚み計
が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、β線厚み計
は、その使用に際して放射線の危険性により、専門の取
扱い主任技術者が必要であるとともに、行政官庁への届
出が必要である等、その使用には制約がある。近赤外線
厚み計は、被検材が色物、不透明の場合には、赤外線が
透過できないので、用途に制限がある。また、マイクロ
波は大気中の水分により吸収され易いので、透過率の変
化を計測原理とするマイクロ波厚み計は、外乱（大気中
の水分）の影響を受け易いという問題がある。
は、その使用に際して放射線の危険性により、専門の取
扱い主任技術者が必要であるとともに、行政官庁への届
出が必要である等、その使用には制約がある。近赤外線
厚み計は、被検材が色物、不透明の場合には、赤外線が
透過できないので、用途に制限がある。また、マイクロ
波は大気中の水分により吸収され易いので、透過率の変
化を計測原理とするマイクロ波厚み計は、外乱（大気中
の水分）の影響を受け易いという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、行政上の制約を受けるこ
となく実施できるとともに、被検材が光学的に透明であ
るか否かを問わずその厚みを測定でき、しかも、外乱の
影響を受けずらい誘電体材料の厚み測定方法とその装置
を得ることにある。
となく実施できるとともに、被検材が光学的に透明であ
るか否かを問わずその厚みを測定でき、しかも、外乱の
影響を受けずらい誘電体材料の厚み測定方法とその装置
を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
に、本発明の誘電体材料の厚み測定方法は、ミリメート
ル波の定在波の腹または節の位置を測定した後、この定
在波中に誘電体材料よりなる被検材を挿入し、その状態
下での定在波の前記腹または節の位置を測定して前記定
在波の位相のずれ量ΔＺを求め、このずれ量ΔＺと前記
被検材の誘電率εとをもとに前記被検材の厚みを算出す
ることを特徴とする。
に、本発明の誘電体材料の厚み測定方法は、ミリメート
ル波の定在波の腹または節の位置を測定した後、この定
在波中に誘電体材料よりなる被検材を挿入し、その状態
下での定在波の前記腹または節の位置を測定して前記定
在波の位相のずれ量ΔＺを求め、このずれ量ΔＺと前記
被検材の誘電率εとをもとに前記被検材の厚みを算出す
ることを特徴とする。
【０００６】また、同様の目的を解決するために、本発
明の誘電体材料の厚み測定装置は、図１に示すようにガ
イド１と、このガイド１に摺動自在に案内される運台２
と、この運台２を往復移動させる運台送り手段３と、前
記運台２に取付けられこの運台２の移動方向一方向に向
けてミリメートル波を放射するミリメートル波発生器４
と、この発生器４との間に誘電体材料よりなる被検材５
の挿入を許すスペースを設けて前記ミリメートル波発生
器４の前方に対向して配置された反射板６と、前記ミリ
メートル波発生器４に並設して前記運台２に取付けられ
た定在波センサー７と、前記運台２の移動量を検出する
測長センサー８と、前記定在波センサー７の出力をもと
に前記ミリメートル波発生器４および定在波センサー７
と前記反射板６との間に形成される定在波の腹または節
を見出す制御部９と、この制御部９からの出力および前
記測長センサー８の出力により前記定在波の位相のずれ
量ΔＺを求めるとともに、このずれ量ΔＺと前記被検材
５の誘電率εとから前記被検材５の厚みを算出する演算
部１０とを具備したものである。
明の誘電体材料の厚み測定装置は、図１に示すようにガ
イド１と、このガイド１に摺動自在に案内される運台２
と、この運台２を往復移動させる運台送り手段３と、前
記運台２に取付けられこの運台２の移動方向一方向に向
けてミリメートル波を放射するミリメートル波発生器４
と、この発生器４との間に誘電体材料よりなる被検材５
の挿入を許すスペースを設けて前記ミリメートル波発生
器４の前方に対向して配置された反射板６と、前記ミリ
メートル波発生器４に並設して前記運台２に取付けられ
た定在波センサー７と、前記運台２の移動量を検出する
測長センサー８と、前記定在波センサー７の出力をもと
に前記ミリメートル波発生器４および定在波センサー７
と前記反射板６との間に形成される定在波の腹または節
を見出す制御部９と、この制御部９からの出力および前
記測長センサー８の出力により前記定在波の位相のずれ
量ΔＺを求めるとともに、このずれ量ΔＺと前記被検材
５の誘電率εとから前記被検材５の厚みを算出する演算
部１０とを具備したものである。
【０００７】
【作用】上記の構成において、ミリメートル波発生器４
がミリメートル波を放射すると、その進行波は反射板６
で反射されるから、この反射波と前記進行波との相互干
渉により、ミリメートル波発生器４と反射板６との間の
空間には、放射されたミリメートル波の波長の１／２波
長の周期長を有して垂直方向に振幅する定在波Ｗ（図２
参照）が形成される。定在波センサー７は前記定在波を
検出し、運台送り手段３は運台２を移動させ、測長セン
サー８は運台２の移動量を検出する。
がミリメートル波を放射すると、その進行波は反射板６
で反射されるから、この反射波と前記進行波との相互干
渉により、ミリメートル波発生器４と反射板６との間の
空間には、放射されたミリメートル波の波長の１／２波
長の周期長を有して垂直方向に振幅する定在波Ｗ（図２
参照）が形成される。定在波センサー７は前記定在波を
検出し、運台送り手段３は運台２を移動させ、測長セン
サー８は運台２の移動量を検出する。
【０００８】したがって、運台２を移動させながら定在
波センサー７による定在波Ｗを検出することにより、制
御部９は、定在波センサー７からの出力をもとに定在波
Ｗの腹または節（図２に腹の位置を符号Ａで示す）を検
出し、この検出時点で測長センサー８の出力（すなわち
定在波Ｗの腹または節の位置）を読み込む。
波センサー７による定在波Ｗを検出することにより、制
御部９は、定在波センサー７からの出力をもとに定在波
Ｗの腹または節（図２に腹の位置を符号Ａで示す）を検
出し、この検出時点で測長センサー８の出力（すなわち
定在波Ｗの腹または節の位置）を読み込む。
【０００９】この後、定在波Ｗ中に誘電率が予め分かっ
ている誘電体材料からなる被検材５を挿入する。そうす
ると、定在波Ｗの位相が図２において点線で示すように
反射板６側にずれる。次に、この状態で運台送り手段３
を動作させ、その際の定在波センサー７からの出力をも
とに制御部９は、位置ずれした定在波Ｗ′の前記腹また
は節（図２に腹の位置を符号Ａ′で示す）を検出すると
ともに、その際の測長センサー８の出力（すなわち定在
波Ｗ′の腹または節の位置）を読み込む。
ている誘電体材料からなる被検材５を挿入する。そうす
ると、定在波Ｗの位相が図２において点線で示すように
反射板６側にずれる。次に、この状態で運台送り手段３
を動作させ、その際の定在波センサー７からの出力をも
とに制御部９は、位置ずれした定在波Ｗ′の前記腹また
は節（図２に腹の位置を符号Ａ′で示す）を検出すると
ともに、その際の測長センサー８の出力（すなわち定在
波Ｗ′の腹または節の位置）を読み込む。
【００１０】演算部１０は以上の検出により得られた測
長センサー８からの出力を処理して定在波のずれ量ΔＺ
の算出した後、このずれ量ΔＺと被検材５の誘電率εと
をもとにして被検材５の厚みを算出する。前記ずれ量Δ
Ｚと被検材５の厚みｔおよび誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・
ε1/2 の関係があるから、被検材５の厚みｔを算出する
式はｔ＝ΔＺ／ε1/2 で与えられており、この算式にし
たがって前記演算部１０は演算を実施して、被検材５の
厚みｔの測定を完了する。
長センサー８からの出力を処理して定在波のずれ量ΔＺ
の算出した後、このずれ量ΔＺと被検材５の誘電率εと
をもとにして被検材５の厚みを算出する。前記ずれ量Δ
Ｚと被検材５の厚みｔおよび誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・
ε1/2 の関係があるから、被検材５の厚みｔを算出する
式はｔ＝ΔＺ／ε1/2 で与えられており、この算式にし
たがって前記演算部１０は演算を実施して、被検材５の
厚みｔの測定を完了する。
【００１１】
【実施例】図３は本発明の一実施例に係る誘電体材料の
厚み測定装置の全体構成を示す斜視図である。同図中１
５は左右両端に上下方向に延びる脚１５ａを有した走査
用ガイド体であり、その両脚１５ａをつないで左右方向
（図３において矢印Ｘで示す）に延びるガイド部１５ｂ
にはセンサユニット１１が摺動自在に支持されている。
厚み測定装置の全体構成を示す斜視図である。同図中１
５は左右両端に上下方向に延びる脚１５ａを有した走査
用ガイド体であり、その両脚１５ａをつないで左右方向
（図３において矢印Ｘで示す）に延びるガイド部１５ｂ
にはセンサユニット１１が摺動自在に支持されている。
【００１２】このユニット１１は走査用送り手段１２に
より往復動される。この送り手段１２は、センサユニッ
ト１１を挿通してガイド部１５ｂの下側にこれと平行に
配置されて、左右両端部を両脚１５ａに夫々回転自在に
支持された水平なボールねじ１３と、このねじ１３の一
端に連結して一方の脚１５ａに固定された駆動源１４と
から形成されている。駆動源１４にはステッピングモー
タまたは直流サーボモータなどが採用される。
より往復動される。この送り手段１２は、センサユニッ
ト１１を挿通してガイド部１５ｂの下側にこれと平行に
配置されて、左右両端部を両脚１５ａに夫々回転自在に
支持された水平なボールねじ１３と、このねじ１３の一
端に連結して一方の脚１５ａに固定された駆動源１４と
から形成されている。駆動源１４にはステッピングモー
タまたは直流サーボモータなどが採用される。
【００１３】走査用ガイド体１５の両脚１５ａ間には、
ボールねじ１３およびセンサユニット１１の下方に位置
してガイド部１５ｂと平行に反射板６が取付けられてい
る。反射板６は金属製例えばアルミニューム合金の平板
で形成されている。この反射板６とセンサユニット１１
との間には誘電率が予め分かっている被検材５が挿入さ
れる。
ボールねじ１３およびセンサユニット１１の下方に位置
してガイド部１５ｂと平行に反射板６が取付けられてい
る。反射板６は金属製例えばアルミニューム合金の平板
で形成されている。この反射板６とセンサユニット１１
との間には誘電率が予め分かっている被検材５が挿入さ
れる。
【００１４】被検材５はガイド部１５ｂの全長よりも幅
が短いシート状またはフィルム状をなす誘電体であっ
て、例えば図３において矢印Ｙ方向に走行する。すなわ
ち、本実施例の測定装置は被検材５の製造ラインにおい
て、ガイド部１５ｂと反射板６とが被検材５の上下両側
に位置するように配置されるものである。
が短いシート状またはフィルム状をなす誘電体であっ
て、例えば図３において矢印Ｙ方向に走行する。すなわ
ち、本実施例の測定装置は被検材５の製造ラインにおい
て、ガイド部１５ｂと反射板６とが被検材５の上下両側
に位置するように配置されるものである。
【００１５】ガイドユニット１１内には図４に示す構造
物が収納されている。この構造物は、上下方向に延びる
ガイド１を備え、このガイド１には運台２が上下方向に
沿い摺動自在に取付けられているとともに、この運台２
を往復移動させる運台送り手段３が取付けられている。
運台送り手段３による運台２の移動量は0.5 〜数10ｍｍ
である。この送り手段３は、ガイド１の上下両端から同
方向に突出された腕１ａに、上下両端部を回転自在に支
持して設けられた垂直なボールねじ１７と、このねじ１
７の一端に連結して一方の腕１ａに固定された駆動源１
８とから形成されている。駆動源１８にはステッピング
モータまたは直流サーボモータなどが採用される。
物が収納されている。この構造物は、上下方向に延びる
ガイド１を備え、このガイド１には運台２が上下方向に
沿い摺動自在に取付けられているとともに、この運台２
を往復移動させる運台送り手段３が取付けられている。
運台送り手段３による運台２の移動量は0.5 〜数10ｍｍ
である。この送り手段３は、ガイド１の上下両端から同
方向に突出された腕１ａに、上下両端部を回転自在に支
持して設けられた垂直なボールねじ１７と、このねじ１
７の一端に連結して一方の腕１ａに固定された駆動源１
８とから形成されている。駆動源１８にはステッピング
モータまたは直流サーボモータなどが採用される。
【００１６】図６に示すように運台２上には、ミリメー
トル波発生器４と定在波センサー７とが相接して並設さ
れている。ミリメートル波発生器４は波長１〜10ｍｍの
電磁波を前記反射板６に向けて放射するものであり、そ
の指向性を持たせるための放射ホーン４ａを有してい
る。定在波センサー７は、ミリメートル波発生器４およ
び定在波センサー７と反射板６との間に形成される定在
波を検出するもので、これには例えば入射ホーン７ａ
（必ずしも必要ではない。）付きの超高感度電力計が採
用される。
トル波発生器４と定在波センサー７とが相接して並設さ
れている。ミリメートル波発生器４は波長１〜10ｍｍの
電磁波を前記反射板６に向けて放射するものであり、そ
の指向性を持たせるための放射ホーン４ａを有してい
る。定在波センサー７は、ミリメートル波発生器４およ
び定在波センサー７と反射板６との間に形成される定在
波を検出するもので、これには例えば入射ホーン７ａ
（必ずしも必要ではない。）付きの超高感度電力計が採
用される。
【００１７】前記両ホーン４ａ，７ａの開口面は同一面
内に位置されているとともに、これらの開口面と前記反
射板６とは平行となっている。しかも、これら両ホーン
４ａ，７ａの開口面と反射板６とは相対向して例えば20
0 ｍｍ程度離されている。
内に位置されているとともに、これらの開口面と前記反
射板６とは平行となっている。しかも、これら両ホーン
４ａ，７ａの開口面と反射板６とは相対向して例えば20
0 ｍｍ程度離されている。
【００１８】ガイド１には運台２の移動量を検出する測
長センサー８が取付けられている。このサンサー８には
差動トランスまたはマグネスケール等が使用される。な
お、図示の例では差動トランスを採用した場合を示して
おり、図４において符号８ａは運台２と一緒に動くセン
サー軸である。
長センサー８が取付けられている。このサンサー８には
差動トランスまたはマグネスケール等が使用される。な
お、図示の例では差動トランスを採用した場合を示して
おり、図４において符号８ａは運台２と一緒に動くセン
サー軸である。
【００１９】図３において符号９は、制御盤２１内に格
納された制御部であって、その制御出力を駆動源１４，
１８に夫々与えて、これらの駆動を夫々制御するもので
ある。制御部９は、これに入力される定在波センサー７
の出力からミリメートル波発生器４および定在波センサ
ー７と反射板６との間に形成される定在波の腹または節
を見出すものである。例えば本実施例の場合は定在波の
腹を見出すもので、定在波センサー７の出力電力波形
（図５参照）の半周期について電力値を経時的にメモリ
に読込んで、その最大電力値を求めることで行う。
納された制御部であって、その制御出力を駆動源１４，
１８に夫々与えて、これらの駆動を夫々制御するもので
ある。制御部９は、これに入力される定在波センサー７
の出力からミリメートル波発生器４および定在波センサ
ー７と反射板６との間に形成される定在波の腹または節
を見出すものである。例えば本実施例の場合は定在波の
腹を見出すもので、定在波センサー７の出力電力波形
（図５参照）の半周期について電力値を経時的にメモリ
に読込んで、その最大電力値を求めることで行う。
【００２０】その具体的な一例を説明すれば、図５にお
いてs1時の電力値v2をその後のs2時の電力値v3とを比較
器で比較し、そのうちの大きい方の電力値v3を比較器に
更新記憶した後に、さらにs3時の電力値v4を前記比較器
でこれに更新記憶された電力値v3と比較して、そのうち
大きい方の電力値v3を比較器に更新記憶し、以下同様の
手順をsn時まで繰返し比較を行う。その結果、最後に比
較器に残った電力値が出力電力波形の最大電力値（ピー
ク値）であるので、以上の処理により定在波の腹Ａを見
出だすことができる。なお、節を見出だす場合には、最
小電力値と最小電力値を既述の手順で見出だした後に、
これらの値の丁度半分の電力値を演算処理で求めること
により、節を見出だすことができる。
いてs1時の電力値v2をその後のs2時の電力値v3とを比較
器で比較し、そのうちの大きい方の電力値v3を比較器に
更新記憶した後に、さらにs3時の電力値v4を前記比較器
でこれに更新記憶された電力値v3と比較して、そのうち
大きい方の電力値v3を比較器に更新記憶し、以下同様の
手順をsn時まで繰返し比較を行う。その結果、最後に比
較器に残った電力値が出力電力波形の最大電力値（ピー
ク値）であるので、以上の処理により定在波の腹Ａを見
出だすことができる。なお、節を見出だす場合には、最
小電力値と最小電力値を既述の手順で見出だした後に、
これらの値の丁度半分の電力値を演算処理で求めること
により、節を見出だすことができる。
【００２１】制御盤２１内には制御部９の出力が入力さ
れる演算部１０が格納されている。この演算部１０は、
前記定在波中に被検材５を挿入したときの、この定在波
の位相のずれ量を算出するとともに、求められたずれ量
と被検材５の誘電率εとをもとに、被検材５の厚みｔを
算出し、あわせて補正処理を行うものである。
れる演算部１０が格納されている。この演算部１０は、
前記定在波中に被検材５を挿入したときの、この定在波
の位相のずれ量を算出するとともに、求められたずれ量
と被検材５の誘電率εとをもとに、被検材５の厚みｔを
算出し、あわせて補正処理を行うものである。
【００２２】定在波の位相のずれ量ΔＺの算出は、定在
波Ｗの腹Ａを見出だした時点での測長センサー８の出力
値Ｅと、同定在波中に被検材５が挿入された時に変位し
た定在波Ｗ′の腹Ａ′（図２参照）を見出だした時点で
の測長センサー８の出力値Ｆとの間の絶対値を見出だす
という、演算処理によってなされる。そして、被検材５
の厚みｔの算出は、定在波の位相のずれ量ΔＺと被検材
５の誘電率εとをもとに、（ΔＺ／ε1/2 ）の演算によ
り行われる。尚、前記演算式における1/2 は（数学上の
根記号である）ルートと同一内容であり、したがって前
記演算式中のε1/2 はルートεとも表記できる。
波Ｗの腹Ａを見出だした時点での測長センサー８の出力
値Ｅと、同定在波中に被検材５が挿入された時に変位し
た定在波Ｗ′の腹Ａ′（図２参照）を見出だした時点で
の測長センサー８の出力値Ｆとの間の絶対値を見出だす
という、演算処理によってなされる。そして、被検材５
の厚みｔの算出は、定在波の位相のずれ量ΔＺと被検材
５の誘電率εとをもとに、（ΔＺ／ε1/2 ）の演算によ
り行われる。尚、前記演算式における1/2 は（数学上の
根記号である）ルートと同一内容であり、したがって前
記演算式中のε1/2 はルートεとも表記できる。
【００２３】また、例えばガイド部１５ｂと反射板６と
が平行でない場合には、測定の誤差要因となるために、
この影響を排除するための補正処理が演算部１０におい
てなされる。すなわち、被検材５がない状態において前
記走査用送り手段１２によりセンサユニット１１を移動
させるとともに、前記定在波Ｗの腹Ａを検出することに
より、センサユニット１１の移動方向に沿う前記腹Ａの
分布を測定して置き、このデータを補正値（初期値）と
して予め演算部１０に与えて、この補正値で前記演算の
際などに補正をかけることにより、前記誤差要因の影響
を排除するものである。なお、演算部１０の出力端には
ＸーＹプロッタやＣＲＴ等の外部記録装置（図示しな
い）が接続され、これに測定結果が表示されるようにな
っている。なお、前記構成において、制御部９および演
算部１０はマイクロコンピュータにより形成されてい
る。
が平行でない場合には、測定の誤差要因となるために、
この影響を排除するための補正処理が演算部１０におい
てなされる。すなわち、被検材５がない状態において前
記走査用送り手段１２によりセンサユニット１１を移動
させるとともに、前記定在波Ｗの腹Ａを検出することに
より、センサユニット１１の移動方向に沿う前記腹Ａの
分布を測定して置き、このデータを補正値（初期値）と
して予め演算部１０に与えて、この補正値で前記演算の
際などに補正をかけることにより、前記誤差要因の影響
を排除するものである。なお、演算部１０の出力端には
ＸーＹプロッタやＣＲＴ等の外部記録装置（図示しな
い）が接続され、これに測定結果が表示されるようにな
っている。なお、前記構成において、制御部９および演
算部１０はマイクロコンピュータにより形成されてい
る。
【００２４】次に、前記構成の装置による測定手順を説
明する。ミリメートル波発生器４と反射板６との間に被
検材５が挿入された状態において、本装置を動作させる
と、制御盤２１からの指令により、まず、走査用送り手
段１２が動作されてセンサユニット１１を被検材５と対
向しない位置に移動させる。この位置においては、ミリ
メートル波発生器４から放射されたミリメートル波の進
行波は反射板６の位置を節として反射されるから、この
反射波と前記進行波との相互干渉により、ミリメートル
波発生器４と反射板６との間の空間には、放射されたミ
リメートル波の波長の１／２波長の周期長を有して垂直
方向に振幅する定在波Ｗ（図２参照）が形成される。
明する。ミリメートル波発生器４と反射板６との間に被
検材５が挿入された状態において、本装置を動作させる
と、制御盤２１からの指令により、まず、走査用送り手
段１２が動作されてセンサユニット１１を被検材５と対
向しない位置に移動させる。この位置においては、ミリ
メートル波発生器４から放射されたミリメートル波の進
行波は反射板６の位置を節として反射されるから、この
反射波と前記進行波との相互干渉により、ミリメートル
波発生器４と反射板６との間の空間には、放射されたミ
リメートル波の波長の１／２波長の周期長を有して垂直
方向に振幅する定在波Ｗ（図２参照）が形成される。
【００２５】次に、前記基準位置で制御盤２１からの指
令により、運台送り手段３を動作させて、ミリメートル
波発生器４および定在波センサー７を同時に反射板６側
に移動させる。そのため、ミリメートル波発生器４に近
接された定在波センサー７により前記定在波が検出さ
れ、その出力電力の変化をもとに制御部９が定在波Ｗの
腹（図２に腹の位置を符号Ａで示す）を検出する。この
検出時点で、測長センサー８の出力が制御部９に読み込
まれ、このセンサー出力Ｅは演算部１０に記憶されて測
定の基準となる。
令により、運台送り手段３を動作させて、ミリメートル
波発生器４および定在波センサー７を同時に反射板６側
に移動させる。そのため、ミリメートル波発生器４に近
接された定在波センサー７により前記定在波が検出さ
れ、その出力電力の変化をもとに制御部９が定在波Ｗの
腹（図２に腹の位置を符号Ａで示す）を検出する。この
検出時点で、測長センサー８の出力が制御部９に読み込
まれ、このセンサー出力Ｅは演算部１０に記憶されて測
定の基準となる。
【００２６】この後、誘電率εが予め分かっている誘電
体材料からなる被検材５を、反射板６と平行にして定在
波Ｗ中に挿入する。すなわち、本実施例の場合には、制
御盤２１から指令で走査用送り手段１２を再び動作し
て、センサユニット１１を被検材５と対向する位置に移
動させるとともに、このユニット１１で走行している被
検材５を幅方向に走査する。
体材料からなる被検材５を、反射板６と平行にして定在
波Ｗ中に挿入する。すなわち、本実施例の場合には、制
御盤２１から指令で走査用送り手段１２を再び動作し
て、センサユニット１１を被検材５と対向する位置に移
動させるとともに、このユニット１１で走行している被
検材５を幅方向に走査する。
【００２７】そうすると、定在波Ｗの位相が図２におい
て点線で示すように反射板６側にずれる。すなわち、定
在波Ｗ中に被検材５が挿入されると、この被検材５につ
いてのミリメートル波の通過速度が被検材５を通らない
場合に比べて遅くなり、それによって見掛け上は定在波
Ｗ′が長い距離を進んでいるのと同じとなるから、前記
定在波Ｗに対して反射板６方向に上記定在波Ｗ′がずれ
る。このときの定在波の位相のずれ量Δと、被検材５の
厚みｔと、被検材５の誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・ルート
ε、すなわち、ΔＺ＝ｔ・ε1/2 の式で示される関係に
ある。
て点線で示すように反射板６側にずれる。すなわち、定
在波Ｗ中に被検材５が挿入されると、この被検材５につ
いてのミリメートル波の通過速度が被検材５を通らない
場合に比べて遅くなり、それによって見掛け上は定在波
Ｗ′が長い距離を進んでいるのと同じとなるから、前記
定在波Ｗに対して反射板６方向に上記定在波Ｗ′がずれ
る。このときの定在波の位相のずれ量Δと、被検材５の
厚みｔと、被検材５の誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・ルート
ε、すなわち、ΔＺ＝ｔ・ε1/2 の式で示される関係に
ある。
【００２８】この状態で運台送り手段３を動作させて、
運台２を介して定在波センサー７およびミリメートル波
発生器４を反射板６側に移動させ、その際の定在波セン
サー７からの出力をもとに制御部９により、位置ずれし
た定在波Ｗ′の腹（図２に符号Ａ′で示す）を検出す
る。その時点での測長サンサー８の出力が制御部９に読
み込まれ、このセンサー出力Ｆが演算部１０で演算処理
される。
運台２を介して定在波センサー７およびミリメートル波
発生器４を反射板６側に移動させ、その際の定在波セン
サー７からの出力をもとに制御部９により、位置ずれし
た定在波Ｗ′の腹（図２に符号Ａ′で示す）を検出す
る。その時点での測長サンサー８の出力が制御部９に読
み込まれ、このセンサー出力Ｆが演算部１０で演算処理
される。
【００２９】すなわち、演算部１０は以上の検出により
得られた測長センサー８からの出力Ｅ，Ｆに基づき、こ
れらの間の絶対値を求めて定在波の位相のずれ量ΔＺを
算出する。この後、演算部１０は、ずれ量ΔＺと被検材
５の誘電率εとをもとにした被検材５の厚みを算出す
る。
得られた測長センサー８からの出力Ｅ，Ｆに基づき、こ
れらの間の絶対値を求めて定在波の位相のずれ量ΔＺを
算出する。この後、演算部１０は、ずれ量ΔＺと被検材
５の誘電率εとをもとにした被検材５の厚みを算出す
る。
【００３０】詳しくは、前記ずれ量ΔＺと被検材５の厚
みｔおよび誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・ε1/2 の関係があ
るから、被検材５の厚みｔを算出する式はｔ＝（ΔＺ／
ε1/2 ）で与えられており、この算式にしたがって演算
部１０は被検材５の厚みｔを算出する。なお、その際
に、補正の必要がある場合には、補正値による補正処理
が行われるものであり、以上のようにして得られた測定
結果は外部記憶装置に出力される。
みｔおよび誘電率εとは、ΔＺ＝ｔ・ε1/2 の関係があ
るから、被検材５の厚みｔを算出する式はｔ＝（ΔＺ／
ε1/2 ）で与えられており、この算式にしたがって演算
部１０は被検材５の厚みｔを算出する。なお、その際
に、補正の必要がある場合には、補正値による補正処理
が行われるものであり、以上のようにして得られた測定
結果は外部記憶装置に出力される。
【００３１】前記実施例においてはセンサユニット１１
の１走査ごとに被検材５の数箇所について、以上の厚み
検出を実行するものである。そして、１走査ごとに、は
じめにセンサユニット１１を被検材５がない位置に動か
して定在波Ｗの腹Ａを検出することにより、１走査ごと
に較正をしているので、測定の信頼性が高い。
の１走査ごとに被検材５の数箇所について、以上の厚み
検出を実行するものである。そして、１走査ごとに、は
じめにセンサユニット１１を被検材５がない位置に動か
して定在波Ｗの腹Ａを検出することにより、１走査ごと
に較正をしているので、測定の信頼性が高い。
【００３２】なお、前記一本実施例は被検材の厚みを測
定する構成であるが、これに代えて被検材の誘電率を測
定するようにしても良い。すなわち、その場合には、厚
みｔが予め分かっている被検材５が定在波Ｗ中に挿入さ
れるとともに、演算部１０は誘電率εを算出する算式、
つまり、ε＝（ΔＺ／ｔ）2 により演算を行うようにす
ればよい。
定する構成であるが、これに代えて被検材の誘電率を測
定するようにしても良い。すなわち、その場合には、厚
みｔが予め分かっている被検材５が定在波Ｗ中に挿入さ
れるとともに、演算部１０は誘電率εを算出する算式、
つまり、ε＝（ΔＺ／ｔ）2 により演算を行うようにす
ればよい。
【００３３】したがって、演算部１０が被検材の厚みｔ
を算出する算式と、誘電率εを算出する算式とを備えた
構成とする場合には、被検材の厚みｔおよび誘電率εを
測定できるものである。
を算出する算式と、誘電率εを算出する算式とを備えた
構成とする場合には、被検材の厚みｔおよび誘電率εを
測定できるものである。
【００３４】また、前記一実施例装置では、センサユニ
ットを移動させて被検材を走査するようにしたが、これ
に代えて図７に示すように、両脚１１５ａ間にわたって
反射板６が取付けられた支持体１１５の前記反射板６と
平行な支持部１１５ｂに複数のセンサユニット１１１を
並設固定し、これら移動不能なユニット１１１の夫々に
より被検材５の幅方向数箇所の厚み測定をするようにし
てもよい。
ットを移動させて被検材を走査するようにしたが、これ
に代えて図７に示すように、両脚１１５ａ間にわたって
反射板６が取付けられた支持体１１５の前記反射板６と
平行な支持部１１５ｂに複数のセンサユニット１１１を
並設固定し、これら移動不能なユニット１１１の夫々に
より被検材５の幅方向数箇所の厚み測定をするようにし
てもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の厚み測定方
法およびその装置によれば、誘電体材料製の被検材の厚
みをミリメートル波を用いて非接触で測定できるととも
に、被検材が誘電体材料であれば、それが光学的に透明
体であるか否かを問わず、その厚みを測定できる。そし
て、ミリメートル波の出力は微弱であって電波法の適用
外であるとともに、放射線を取扱わないから、行政上の
制約を受けることなく実施できる。しかも、波長の強さ
に関係なくミリメートル波の位相差を計測して厚み測定
を行うから外乱の影響が受けずらいとともに、被検材に
対する透過性が良いので、被検材の配置の自由度が大き
く取扱い易いものである。
法およびその装置によれば、誘電体材料製の被検材の厚
みをミリメートル波を用いて非接触で測定できるととも
に、被検材が誘電体材料であれば、それが光学的に透明
体であるか否かを問わず、その厚みを測定できる。そし
て、ミリメートル波の出力は微弱であって電波法の適用
外であるとともに、放射線を取扱わないから、行政上の
制約を受けることなく実施できる。しかも、波長の強さ
に関係なくミリメートル波の位相差を計測して厚み測定
を行うから外乱の影響が受けずらいとともに、被検材に
対する透過性が良いので、被検材の配置の自由度が大き
く取扱い易いものである。
【図１】本発明の厚み測定方法の測定原理を示す図。
【図２】定在波と被検材との関係を示す図。
【図３】本発明の厚み測定方法を実施する測定装置の一
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
【図４】同例に係る測定装置が備えるセンサユニットの
要部を示す側面図。
要部を示す側面図。
【図５】同例に係る定在波センサーの出力波形を示す
図。
図。
【図６】前記センサユニットの要部を図４中矢印Ｚ方向
から見た図。
から見た図。
【図７】本発明の厚み測定方法を実施する測定装置の他
の例を示す斜視図。
の例を示す斜視図。
１…ガイド、２…運台、３…運台送り手段、４…ミリメ
ートル波発生器、５…被検材、６…反射板、７…定在波
センサー、８…測長センサー、９…制御部、１０…演算
部。
ートル波発生器、５…被検材、６…反射板、７…定在波
センサー、８…測長センサー、９…制御部、１０…演算
部。
Claims (2)
- 【請求項１】 ミリメートル波の定在波の腹または節の
位置を測定した後、この定在波中に誘電体材料よりなる
被検材を挿入し、その状態下での定在波の前記腹または
節の位置を測定して前記定在波の位相のずれ量ΔＺを求
め、このずれ量ΔＺと前記被検材の誘電率εとをもとに
前記被検材の厚みを算出することを特徴とする誘電体材
料の厚み測定方法。 - 【請求項２】 ガイドと、このガイドに摺動自在に案内
される運台と、この運台を往復移動させる運台送り手段
と、前記運台に取付けられこの運台の移動方向一方向に
向けてミリメートル波を放射するミリメートル波発生器
と、この発生器との間に誘電体材料よりなる被検材の挿
入を許すスペースを設けて前記ミリメートル波発生器の
前方に対向して配置された反射板と、前記ミリメートル
波発生器に並設して前記運台に取付けられた定在波セン
サーと、前記運台の移動量を検出する測長センサーと、
前記定在波センサーの出力をもとに前記ミリメートル波
発生器および定在波センサーと前記反射板との間に形成
される定在波の腹または節を見出す制御部と、この制御
部からの出力および前記測長センサーの出力により前記
定在波の位相のずれ量ΔＺを求めるとともに、このずれ
量ΔＺと前記被検材の誘電率εとから前記被検材の厚み
を算出する演算部とを具備した誘電体材料の厚み測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03340538A JP3140817B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 誘電体材料の厚み測定方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03340538A JP3140817B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 誘電体材料の厚み測定方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172556A JPH05172556A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3140817B2 true JP3140817B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=18337947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03340538A Expired - Fee Related JP3140817B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 誘電体材料の厚み測定方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140817B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022171816A1 (de) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | Emg Automation Gmbh | Vorrichtung zur dickenmessung von metallischen messobjekten |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2632653B2 (ja) * | 1994-11-18 | 1997-07-23 | 宇宙開発事業団 | 深さ計測装置 |
| JP5246801B2 (ja) * | 2009-12-01 | 2013-07-24 | 八光オートメーション株式会社 | シート状物の枚数検査装置 |
| JP6457408B2 (ja) * | 2016-01-04 | 2019-01-23 | 日本電信電話株式会社 | イメージング方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP03340538A patent/JP3140817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022171816A1 (de) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | Emg Automation Gmbh | Vorrichtung zur dickenmessung von metallischen messobjekten |
| DE102021103352A1 (de) | 2021-02-12 | 2022-08-18 | Emg Automation Gmbh | Vorrichtung zur Dickenmessung von metallischen Messobjekten |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05172556A (ja) | 1993-07-09 |
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