JP3152507B2 - 局部腐食深さ自動測定方法 - Google Patents
局部腐食深さ自動測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼などの耐
食材料表面に発生した孔食などの局部腐食損傷の深さを
自動測定する方法に関する。
食材料表面に発生した孔食などの局部腐食損傷の深さを
自動測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼やアルミニウム合金などの
耐食材料といえども、海水中や海塩粒子などの腐食性物
質の多い環境においては、孔食に代表される穴状の局部
腐食が発生する。材料の耐食性を正確に把握するには、
これら孔食の深さ分布を計測することが重要であり、実
構造物の場合には、最大孔食深さの時間変化を把握する
ことが材料の寿命推定にとって必要不可欠である。
耐食材料といえども、海水中や海塩粒子などの腐食性物
質の多い環境においては、孔食に代表される穴状の局部
腐食が発生する。材料の耐食性を正確に把握するには、
これら孔食の深さ分布を計測することが重要であり、実
構造物の場合には、最大孔食深さの時間変化を把握する
ことが材料の寿命推定にとって必要不可欠である。
【０００３】従来、孔食深さを測定する代表的な方法
は、光学顕微鏡を使用して肉眼にて孔食を探し出し、孔
食の底と孔食のない自由表面にそれぞれ焦点を合わせ
て、その際の対物レンズの移動量から深さを算出するも
のである。これは、人間が孔食の検出とピント合わせに
よる深さ測定など全ての操作に関与するものであり測定
精度や測定速度などを観察者に依存するうえ、測定に極
めて時間がかかるという欠点が存在した。
は、光学顕微鏡を使用して肉眼にて孔食を探し出し、孔
食の底と孔食のない自由表面にそれぞれ焦点を合わせ
て、その際の対物レンズの移動量から深さを算出するも
のである。これは、人間が孔食の検出とピント合わせに
よる深さ測定など全ての操作に関与するものであり測定
精度や測定速度などを観察者に依存するうえ、測定に極
めて時間がかかるという欠点が存在した。
【０００４】特開平３−１９９３９９号公報には、光学
式非接触変位計をＸ−Ｙ−Ｚ電動ステージに取り付け
て、これにて試験片表面を走査することで、孔食深さを
試験片の変位として計測する装置が開示されている。し
かし、孔食深さ測定にレーザー変位計を使用しているた
め、測定できる孔食の大きさや形状はレーザー光線の直
径およびレーザーの入射光軸と受光軸と角度に依存す
る。通常のレーザー変位計は、レーザー光の直径は５０
μｍ前後、入射光と受光軸との角度は約３０度であるた
め、開口直径が５０μｍ程度で深さが５０μｍ以上ある
鋭い形状をしたステンレス鋼など耐食材料表面の孔食深
さを正確に測定することは難しい。このように、現在ま
でのところ、ステンレス鋼などの表面に生じた孔食深さ
を迅速に測定する技術は開発されていない。
式非接触変位計をＸ−Ｙ−Ｚ電動ステージに取り付け
て、これにて試験片表面を走査することで、孔食深さを
試験片の変位として計測する装置が開示されている。し
かし、孔食深さ測定にレーザー変位計を使用しているた
め、測定できる孔食の大きさや形状はレーザー光線の直
径およびレーザーの入射光軸と受光軸と角度に依存す
る。通常のレーザー変位計は、レーザー光の直径は５０
μｍ前後、入射光と受光軸との角度は約３０度であるた
め、開口直径が５０μｍ程度で深さが５０μｍ以上ある
鋭い形状をしたステンレス鋼など耐食材料表面の孔食深
さを正確に測定することは難しい。このように、現在ま
でのところ、ステンレス鋼などの表面に生じた孔食深さ
を迅速に測定する技術は開発されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みなされたもので、ステンレス鋼など耐食材料表
面の孔食深さを自動測定する方法を提供することを目的
としてなされた。
点に鑑みなされたもので、ステンレス鋼など耐食材料表
面の孔食深さを自動測定する方法を提供することを目的
としてなされた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、孔食深さ
を自動測定するシステムについて検討した結果、孔食有
無の検出方法および顕微鏡の利用方法に工夫を加えるこ
とにより、直径が５０μｍ程度の孔食であっても充分自
動測定可能な方法を発明することに成功した。
を自動測定するシステムについて検討した結果、孔食有
無の検出方法および顕微鏡の利用方法に工夫を加えるこ
とにより、直径が５０μｍ程度の孔食であっても充分自
動測定可能な方法を発明することに成功した。
【０００７】本発明の主旨とするところは、ステンレス
鋼やアルミニウム合金など耐食材料表面に発生する孔食
などの局部腐食の検出と深さの測定を、顕微鏡によって
自動的におこなう方法であって、被検体の局部腐食の生
じていない面に光源からの光の焦点を合わせながら被検
体を被検体の面内で移動させるとともに被検体からの反
射光の強度変化をモニターすることによって、検出しよ
うとする大きさ（閾値）以上の大きさを有する局部腐食
を自動的に検出したうえで、前記検出された局部腐食の
深さを測定するためのプロセスに移行し、該プロセスに
おいては、対物レンズの移動（変位）量および反射光の
光量との関係から、光量最大の試料表面への合焦点と標
準試料を用いた検定から求めた光量ゼロ近傍の点との距
離によって、局部腐食の深さを測定するようにしたこと
を特徴とする局部腐食深さ自動測定方法である。
鋼やアルミニウム合金など耐食材料表面に発生する孔食
などの局部腐食の検出と深さの測定を、顕微鏡によって
自動的におこなう方法であって、被検体の局部腐食の生
じていない面に光源からの光の焦点を合わせながら被検
体を被検体の面内で移動させるとともに被検体からの反
射光の強度変化をモニターすることによって、検出しよ
うとする大きさ（閾値）以上の大きさを有する局部腐食
を自動的に検出したうえで、前記検出された局部腐食の
深さを測定するためのプロセスに移行し、該プロセスに
おいては、対物レンズの移動（変位）量および反射光の
光量との関係から、光量最大の試料表面への合焦点と標
準試料を用いた検定から求めた光量ゼロ近傍の点との距
離によって、局部腐食の深さを測定するようにしたこと
を特徴とする局部腐食深さ自動測定方法である。
【０００８】さらに、本発明では、材料表面に発生する
孔食などの局部腐食の検出と深さの測定を、共焦点型光
学系を有する顕微鏡とレーザー光源とによって自動的に
おこなう方法であって、レーザー光源からの光を微小ス
ポット径として被検体表面の測定視野内を走査しながら
被検体を被検体の面内で移動させるとともに被検体から
の反射光の強度変化をモニターすることによって、検出
しようとする大きさ（閾値）以上の直径を有する局部腐
食を自動的に検出したうえで、前記検出された局部腐食
の深さを測定するためのプロセスに移行し、該プロセス
においては、対物レンズの移動（変位）量および最大輝
度を示す画素数との関係から、画素数最大の試料表面へ
の合焦点と標準試料を用いた検定から求めた画素数ゼロ
近傍の点との距離によって、局部腐食の深さを測定する
ようにしたことを特徴とする局部腐食深さ自動測定方法
を要旨とする。 上記のように、顕微鏡として、共焦点型
光学系を有する装置を使用することにより、焦点深度を
極めて浅くし、孔食の存在の判定および測定する孔食深
さの精度を向上させることが可能となる。また、顕微鏡
の光源をレーザー光とし顕微鏡の測定視野内を微小スポ
ットにて走査することにより、平面内での分解能を向上
させると同時に各スポットごとの深さが計測可能とな
る。
孔食などの局部腐食の検出と深さの測定を、共焦点型光
学系を有する顕微鏡とレーザー光源とによって自動的に
おこなう方法であって、レーザー光源からの光を微小ス
ポット径として被検体表面の測定視野内を走査しながら
被検体を被検体の面内で移動させるとともに被検体から
の反射光の強度変化をモニターすることによって、検出
しようとする大きさ（閾値）以上の直径を有する局部腐
食を自動的に検出したうえで、前記検出された局部腐食
の深さを測定するためのプロセスに移行し、該プロセス
においては、対物レンズの移動（変位）量および最大輝
度を示す画素数との関係から、画素数最大の試料表面へ
の合焦点と標準試料を用いた検定から求めた画素数ゼロ
近傍の点との距離によって、局部腐食の深さを測定する
ようにしたことを特徴とする局部腐食深さ自動測定方法
を要旨とする。 上記のように、顕微鏡として、共焦点型
光学系を有する装置を使用することにより、焦点深度を
極めて浅くし、孔食の存在の判定および測定する孔食深
さの精度を向上させることが可能となる。また、顕微鏡
の光源をレーザー光とし顕微鏡の測定視野内を微小スポ
ットにて走査することにより、平面内での分解能を向上
させると同時に各スポットごとの深さが計測可能とな
る。
【０００９】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の方法
の第１の特徴は、孔食の生じていない面に焦点を合わせ
て試験片を走査すると同時に顕微鏡の視野内の反射光強
度変化をモニターすることで、視野内の孔食有無を判定
する、ことである。
の第１の特徴は、孔食の生じていない面に焦点を合わせ
て試験片を走査すると同時に顕微鏡の視野内の反射光強
度変化をモニターすることで、視野内の孔食有無を判定
する、ことである。
【００１０】顕微鏡の焦点位置と反射光強度との関係
は、図２のようになる。反射光の強度は、観察する物体
に顕微鏡の光学レンズ系の焦点が合ったときに最も明る
くなる。したがって、孔食が存在しない面に焦点を合わ
せて、試験片を走査すると、孔食の存在する部分にはピ
ントが合わないため、視野内に孔食が存在する場合には
反射光強度が弱くなる。顕微鏡の視野の反射光度をモニ
ターを電気信号に変換し、或る閾値を電気的に設定する
ことにより、孔食の存在を検出し、次の測定動作に移行
することが可能である。孔食の口はほぼ円形をしている
ために、反射光強度と直径や面積との関係を検定してお
けば、自動測定の対象とする孔食の直径に或る閾値を設
定することも可能である。
は、図２のようになる。反射光の強度は、観察する物体
に顕微鏡の光学レンズ系の焦点が合ったときに最も明る
くなる。したがって、孔食が存在しない面に焦点を合わ
せて、試験片を走査すると、孔食の存在する部分にはピ
ントが合わないため、視野内に孔食が存在する場合には
反射光強度が弱くなる。顕微鏡の視野の反射光度をモニ
ターを電気信号に変換し、或る閾値を電気的に設定する
ことにより、孔食の存在を検出し、次の測定動作に移行
することが可能である。孔食の口はほぼ円形をしている
ために、反射光強度と直径や面積との関係を検定してお
けば、自動測定の対象とする孔食の直径に或る閾値を設
定することも可能である。
【００１１】また、使用する顕微鏡を共焦点型光学系と
することにより、孔食検出の感度が向上する。共焦点光
学系とは、図３に模式的に示したもので、光源５と受光
器６の前にスリットもしくはピンホール４ａ，４ｂを設
けたものである。この場合、焦点はずれの光は、ピンホ
ールもしくはスリットを通りぬけることができなくなり
スリットにより除去されるため、ピントが合った場合に
のみ強い反射光を検出することになる。この結果、孔食
のない面に観察視野のピントを合わせておくと、孔食の
生じている部分はピントはずれのため、反射光がほぼ完
全にカットされることになり、孔食の検出感度が向上す
ることになる。
することにより、孔食検出の感度が向上する。共焦点光
学系とは、図３に模式的に示したもので、光源５と受光
器６の前にスリットもしくはピンホール４ａ，４ｂを設
けたものである。この場合、焦点はずれの光は、ピンホ
ールもしくはスリットを通りぬけることができなくなり
スリットにより除去されるため、ピントが合った場合に
のみ強い反射光を検出することになる。この結果、孔食
のない面に観察視野のピントを合わせておくと、孔食の
生じている部分はピントはずれのため、反射光がほぼ完
全にカットされることになり、孔食の検出感度が向上す
ることになる。
【００１２】また、光源を微小スポット径のレーザー光
とし測定視野内を走査し、その際の反射光をモニターす
ることにより、レーザー光の走査方向での孔食の直径を
実時間にて計測することも可能である。この場合には、
孔食の直径を孔食検出のための閾値とすることも可能で
ある。
とし測定視野内を走査し、その際の反射光をモニターす
ることにより、レーザー光の走査方向での孔食の直径を
実時間にて計測することも可能である。この場合には、
孔食の直径を孔食検出のための閾値とすることも可能で
ある。
【００１３】孔食の存在しない面にピントを合わせる方
法としては、孔食に比べて充分太いビーム径のレーザー
変位計を用いて対物レンズと試験片との距離を一定に制
御する方法、および対物レンズ近傍に取り付けたエアー
ノズルの噴出圧力を一定に制御することで、結果として
対物レンズと試験片との距離を一定に保つシステムなど
がある。また、通常のレーザー変位計を使用する場合に
も、孔食のように表面形状の変化が激しいと孔食内部か
らの光は散乱されて受光素子に返ってこないため、結果
として孔食のない面の変位を計測することとなる。
法としては、孔食に比べて充分太いビーム径のレーザー
変位計を用いて対物レンズと試験片との距離を一定に制
御する方法、および対物レンズ近傍に取り付けたエアー
ノズルの噴出圧力を一定に制御することで、結果として
対物レンズと試験片との距離を一定に保つシステムなど
がある。また、通常のレーザー変位計を使用する場合に
も、孔食のように表面形状の変化が激しいと孔食内部か
らの光は散乱されて受光素子に返ってこないため、結果
として孔食のない面の変位を計測することとなる。
【００１４】本発明の方法の第２の特徴は、孔食の深さ
を対物レンズの移動量と反射光の光量との関係から計測
する、ことである。一般に、顕微鏡で観察される像は、
共焦点型光学系の場合も含めて、対物レンズを試料面の
法線方向に動かした場合、ピントが合う位置で輝度が最
大となり、ピントがずれる程暗くなる。したがって、孔
食が視野内に存在する時に、対物レンズの移動量と視野
の明るさは図４のようになる。図中Ａ点は、反射光強度
が最大の位置を示しており、孔食の口（試験片の表面）
の位置に対応する。また、図中Ｂ点は、孔食の底の位置
を示している。図中ＡＢ間の対物レンズ移動量が、目的
とする孔食の深さである。顕微鏡には、レンズ特性と光
学系に依存した焦点深度があるため、輝度がゼロの点を
直接Ｂ点（孔食の底）とすることはできない。完全に輝
度がゼロになる位置Ｃから、Ｂ点がどの程度はなれてい
るかは、使用する顕微鏡の光学系や光源の種類に依存す
るため、標準試料を用いて検定する必要がある。必要な
場合には、レンズ移動量−輝度曲線を１回微分して或る
傾きの位置をもってＢ点としたり、スムージング処理後
に低輝度側へ外挿するなどの数学的な処理が必要にな
る。共焦点型光学系を使用した場合には、一般的にＢＣ
間の距離は焦点深度の数倍程度である。
を対物レンズの移動量と反射光の光量との関係から計測
する、ことである。一般に、顕微鏡で観察される像は、
共焦点型光学系の場合も含めて、対物レンズを試料面の
法線方向に動かした場合、ピントが合う位置で輝度が最
大となり、ピントがずれる程暗くなる。したがって、孔
食が視野内に存在する時に、対物レンズの移動量と視野
の明るさは図４のようになる。図中Ａ点は、反射光強度
が最大の位置を示しており、孔食の口（試験片の表面）
の位置に対応する。また、図中Ｂ点は、孔食の底の位置
を示している。図中ＡＢ間の対物レンズ移動量が、目的
とする孔食の深さである。顕微鏡には、レンズ特性と光
学系に依存した焦点深度があるため、輝度がゼロの点を
直接Ｂ点（孔食の底）とすることはできない。完全に輝
度がゼロになる位置Ｃから、Ｂ点がどの程度はなれてい
るかは、使用する顕微鏡の光学系や光源の種類に依存す
るため、標準試料を用いて検定する必要がある。必要な
場合には、レンズ移動量−輝度曲線を１回微分して或る
傾きの位置をもってＢ点としたり、スムージング処理後
に低輝度側へ外挿するなどの数学的な処理が必要にな
る。共焦点型光学系を使用した場合には、一般的にＢＣ
間の距離は焦点深度の数倍程度である。
【００１５】また、顕微鏡の光源をレーザー光とし、顕
微鏡の観察視野内を走査する方式を用いる場合には、レ
ーザー光のスポットサイズが面内の分解能に相当するた
め、観察視野内を多数の画素に分けて扱うことが可能と
なる。対物レンズを動かして各画素の反射光強度変化を
測定すると、各画素はピントが合った位置で輝度が最大
になる。したがって、全画素について、対物レンズを移
動させる際の移動量とその時に最大輝度を示す画素数と
の関係を計測すると、図５のような曲線を得ることがで
きる。
微鏡の観察視野内を走査する方式を用いる場合には、レ
ーザー光のスポットサイズが面内の分解能に相当するた
め、観察視野内を多数の画素に分けて扱うことが可能と
なる。対物レンズを動かして各画素の反射光強度変化を
測定すると、各画素はピントが合った位置で輝度が最大
になる。したがって、全画素について、対物レンズを移
動させる際の移動量とその時に最大輝度を示す画素数と
の関係を計測すると、図５のような曲線を得ることがで
きる。
【００１６】一般に、孔食の穴の部分の面積は観察視野
に比べて小さいので、曲線の最大値は孔食のない試験片
の自由表面にピントが合っていることを示している。対
物レンズを試験片に近づけていって、最大輝度の画素数
がゼロになった位置は孔食の底に対応する。厳密には、
最大画素数ゼロの位置は、完全に孔食の底には一致しな
い。各画素ごとに、最大輝度位置を測定する際に、顕微
鏡の焦点深度や散乱光による誤差が混入しているため
で、図４にて説明したのと同じように孔食の底が図５の
どのような位置に対応するのかを標準試験片を用いて検
定する必要がある。必要な場合には、レンズ移動量−輝
度曲線を１回微分して或る傾きの位置をもってＢ点とし
たり、スムージング処理後に低輝度側へ外挿するなどの
数学的な処理が必要になる。以上に述べた原理に従い、
測定する孔食の検出と深さ計測を行うことで、孔食深さ
の自動測定を行うことが可能である。
に比べて小さいので、曲線の最大値は孔食のない試験片
の自由表面にピントが合っていることを示している。対
物レンズを試験片に近づけていって、最大輝度の画素数
がゼロになった位置は孔食の底に対応する。厳密には、
最大画素数ゼロの位置は、完全に孔食の底には一致しな
い。各画素ごとに、最大輝度位置を測定する際に、顕微
鏡の焦点深度や散乱光による誤差が混入しているため
で、図４にて説明したのと同じように孔食の底が図５の
どのような位置に対応するのかを標準試験片を用いて検
定する必要がある。必要な場合には、レンズ移動量−輝
度曲線を１回微分して或る傾きの位置をもってＢ点とし
たり、スムージング処理後に低輝度側へ外挿するなどの
数学的な処理が必要になる。以上に述べた原理に従い、
測定する孔食の検出と深さ計測を行うことで、孔食深さ
の自動測定を行うことが可能である。
【００１７】
【実施例】図１に、試作した孔食深さ測定装置のブロッ
ク図を示す。光源の種類と使用した光学系の組み合わせ
を表１に示す。すなわち、顕微鏡の光源１２としては、
５０Ｗのハロゲンランプと出力１．５ｍＷのＨｅ−Ｎｅ
レーザー（対物レンズを通した際のスポット径は約１μ
ｍ）を使用し、受光素子１１には、光源がハロゲンラン
プの際はＳｉフォトダイオード、レーザー光の際にはフ
ォトマルおよびＣＣＤカメラを使用した。それぞれの受
光素子の組み合わせの場合について、受光素子の手前に
幅約５０μｍのスリットを入れた場合と入れない場合に
ついて試した。スリットを入れた場合が共焦点型光学系
である。
ク図を示す。光源の種類と使用した光学系の組み合わせ
を表１に示す。すなわち、顕微鏡の光源１２としては、
５０Ｗのハロゲンランプと出力１．５ｍＷのＨｅ−Ｎｅ
レーザー（対物レンズを通した際のスポット径は約１μ
ｍ）を使用し、受光素子１１には、光源がハロゲンラン
プの際はＳｉフォトダイオード、レーザー光の際にはフ
ォトマルおよびＣＣＤカメラを使用した。それぞれの受
光素子の組み合わせの場合について、受光素子の手前に
幅約５０μｍのスリットを入れた場合と入れない場合に
ついて試した。スリットを入れた場合が共焦点型光学系
である。
【００１８】いずれの場合も対物レンズ１７として５０
倍で開口数０．９５のものを使用した。試験片７を乗せ
るステージ８はステッピングモーターで駆動される電動
ステージで、顕微鏡のステージはサーボモーター付きス
テージ９にて垂直方向に駆動し、試料ステージに設けた
基準面（鏡面研磨された水平な面）の移動量をレーザー
変位計１３にて計測し、対物レンズすなわち試料ステー
ジの垂直方向の移動量を測定し孔食深さの計測に使用し
た。また、顕微鏡に付属している焦点調整ハンドルにサ
ーボモーターを取付けて、回転角度をロータリーエンコ
ーダにて計測して、試験片と対物レンズとの距離を測定
する方法も検討した。試験片の孔食のない面にピントを
合わせるには、対物レンズにエアー噴出ノズル１０を取
付け、その噴出圧力が一定になるように、すなわちレン
ズと試験片との距離が一定になるように、試料ステージ
を上下させることで制御した。
倍で開口数０．９５のものを使用した。試験片７を乗せ
るステージ８はステッピングモーターで駆動される電動
ステージで、顕微鏡のステージはサーボモーター付きス
テージ９にて垂直方向に駆動し、試料ステージに設けた
基準面（鏡面研磨された水平な面）の移動量をレーザー
変位計１３にて計測し、対物レンズすなわち試料ステー
ジの垂直方向の移動量を測定し孔食深さの計測に使用し
た。また、顕微鏡に付属している焦点調整ハンドルにサ
ーボモーターを取付けて、回転角度をロータリーエンコ
ーダにて計測して、試験片と対物レンズとの距離を測定
する方法も検討した。試験片の孔食のない面にピントを
合わせるには、対物レンズにエアー噴出ノズル１０を取
付け、その噴出圧力が一定になるように、すなわちレン
ズと試験片との距離が一定になるように、試料ステージ
を上下させることで制御した。
【００１９】電動ステージの駆動とステージの上下移動
は、モータードライバー１４，１５を通してコンピュー
タ１６にて制御した。試験片からの受光量は電圧に変換
することにより、コンピュータ１６により計測した。エ
アーノズルにて自動焦点をかけながら試験片を移動させ
て、反射光があらかじめ設定した条件を満足した場合に
孔食の存在を発見したとして、ステージを停止し、孔食
深さ測定動作に入ることとした。ハロゲンランプを光源
とした場合には、反射光強度に対して閾値を設定した。
レーザー光を使用して視野内を走査する場合には、反射
光の走査線の強度変化をモニターし、視野の水平方向で
のピントずれの範囲が一定値以上存在する場合に、孔食
を検出したものと設定した。孔食深さ測定動作では、自
動焦点位置に対して、対物レンズを１５μｍ離し、つい
で対物レンズをレンズの作動距離の範囲内で試験片に近
づけて行き、その際の受光量を測定する。
は、モータードライバー１４，１５を通してコンピュー
タ１６にて制御した。試験片からの受光量は電圧に変換
することにより、コンピュータ１６により計測した。エ
アーノズルにて自動焦点をかけながら試験片を移動させ
て、反射光があらかじめ設定した条件を満足した場合に
孔食の存在を発見したとして、ステージを停止し、孔食
深さ測定動作に入ることとした。ハロゲンランプを光源
とした場合には、反射光強度に対して閾値を設定した。
レーザー光を使用して視野内を走査する場合には、反射
光の走査線の強度変化をモニターし、視野の水平方向で
のピントずれの範囲が一定値以上存在する場合に、孔食
を検出したものと設定した。孔食深さ測定動作では、自
動焦点位置に対して、対物レンズを１５μｍ離し、つい
で対物レンズをレンズの作動距離の範囲内で試験片に近
づけて行き、その際の受光量を測定する。
【００２０】光源をハロゲンランプとした場合には、視
野内の光量変化と対物レンズ移動量を測定記録し、最大
輝度の位置と輝度がゼロになる位置を算出し、さらに焦
点深度に依存する誤差をソフトウェアー的に補正した
後、孔食深さの値をデータファイル化し、その後、孔食
を認識するためのステージ移動の動作に再び移行する。
野内の光量変化と対物レンズ移動量を測定記録し、最大
輝度の位置と輝度がゼロになる位置を算出し、さらに焦
点深度に依存する誤差をソフトウェアー的に補正した
後、孔食深さの値をデータファイル化し、その後、孔食
を認識するためのステージ移動の動作に再び移行する。
【００２１】光源がレーザー光の場合には、孔食深さ測
定動作においては、視野内の各画素について最高輝度を
示す対物レンズの位置を計測し、対物レンズ移動量と最
高輝度画素数との関係を出し、最高輝度画素数が最も多
い位置を試験片の表面、最高輝度画素数がゼロになる対
物レンズ位置を算出し、さらに焦点深度に依存する誤差
をソフトウェアー的に補正した後、孔食深さの値をデー
タファイル化し、その後、孔食を認識するためのステー
ジ移動の動作に再び移行する。
定動作においては、視野内の各画素について最高輝度を
示す対物レンズの位置を計測し、対物レンズ移動量と最
高輝度画素数との関係を出し、最高輝度画素数が最も多
い位置を試験片の表面、最高輝度画素数がゼロになる対
物レンズ位置を算出し、さらに焦点深度に依存する誤差
をソフトウェアー的に補正した後、孔食深さの値をデー
タファイル化し、その後、孔食を認識するためのステー
ジ移動の動作に再び移行する。
【００２２】以上に述べた装置と測定手順により、ダイ
ヤモンド針にてステンレス鋼上につけられた深さ５０μ
ｍと３０μｍの圧痕（半球状）を測定した。測定結果を
表１に示す。比較のために、レーザースポット径３０μ
ｍのレーザー変位計での測定結果も示す。結果より明ら
かなように、本発明の装置を用いることで、極めて正確
にかつ迅速に多数の孔食深さを測定することが可能であ
る。
ヤモンド針にてステンレス鋼上につけられた深さ５０μ
ｍと３０μｍの圧痕（半球状）を測定した。測定結果を
表１に示す。比較のために、レーザースポット径３０μ
ｍのレーザー変位計での測定結果も示す。結果より明ら
かなように、本発明の装置を用いることで、極めて正確
にかつ迅速に多数の孔食深さを測定することが可能であ
る。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】以上述べた本発明の請求項１の測定方法
を用いることにより、ステンレス鋼など耐食材料表面に
発生する孔食などの局部腐食の深さを、正確かつ迅速に
計測することが可能となる。また、本発明の請求項２の
測定方法により、より高精度に局部腐食の深さを測定で
きる。
を用いることにより、ステンレス鋼など耐食材料表面に
発生する孔食などの局部腐食の深さを、正確かつ迅速に
計測することが可能となる。また、本発明の請求項２の
測定方法により、より高精度に局部腐食の深さを測定で
きる。
【図１】試作した孔食深さ自動測定装置のブロック図で
ある。
ある。
【図２】顕微鏡の対物レンズ移動量と反射光強度との関
係に対する焦点位置を示した図である。
係に対する焦点位置を示した図である。
【図３】共焦点型光学系の模式図である。
【図４】非走査型顕微鏡での反射光強度と対物レンズ移
動量との関係に対する試験片表面と孔食の底の位置を示
した図である。
動量との関係に対する試験片表面と孔食の底の位置を示
した図である。
【図５】走査型顕微鏡での各画素が最高輝度を示した位
置とその際の対物レンズの移動量との関係に対する試験
片表面と孔食の底の位置を示した図である。
置とその際の対物レンズの移動量との関係に対する試験
片表面と孔食の底の位置を示した図である。
１，７ 試験片 ２，１７ レンズ ３ ミラー ４ａ，４ｂ ピンホール ５，１２ 光源 ６，１１ 受光素子 ８ ＸＹ軸電動ステージ ９ Ｚ軸電動ステージ １０ 自動焦点用エアーノズル １３ レーザー変位差 １４，１５ ステージドライバー １６ コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室田 昭治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平３−199399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−313041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958
Claims (3)
- 【請求項１】 材料表面に発生する孔食などの局部腐食
の検出と深さの測定を、顕微鏡によって自動的におこな
う方法であって、被検体の局部腐食の生じていない面に
光源からの光の焦点を合わせながら被検体を被検体の面
内で移動させるとともに被検体からの反射光の強度変化
をモニターすることによって、検出しようとする大きさ
（閾値）以上の大きさを有する局部腐食を自動的に検出
したうえで、前記検出された局部腐食の深さを測定する
ためのプロセスに移行し、該プロセスにおいては、対物
レンズの移動（変位）量および反射光の光量との関係か
ら、光量最大の試料表面への合焦点と標準試料を用いた
検定から求めた光量ゼロ近傍の点との距離によって、局
部腐食の深さを測定するようにしたことを特徴とする局
部腐食深さ自動測定方法。 - 【請求項２】 材料表面に発生する孔食などの局部腐食
の検出と深さの測定を、共焦点型光学系を有する顕微鏡
とレーザー光源とによって自動的におこなう方法であっ
て、レーザー光源からの光を微小スポット径として被検
体表面の測定視野内を走査しながら被検体を被検体の面
内で移動させるとともに被検体からの反射光の強度変化
をモニターすることによって、検出しようとする大きさ
（閾値）以上の直径を有する局部腐食を自動的に検出し
たうえで、前記検出された局部腐食の深さを測定するた
めのプロセスに移行し、該プロセスにおいては、対物レ
ンズの移動（変位）量および最大輝度を示す画素数との
関係から、画素数最大の試料表面への合焦点と標準試料
を用いた検定から求めた画素数ゼロ近傍の点との距離に
よって、局部腐食の深さを測定するようにしたことを特
徴とする局部腐食深さ自動測定方法。 - 【請求項３】 前記閾値が５０μｍ以下であることを特
徴とする請求項２に記載の局部腐食深さ自動測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941292A JP3152507B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 局部腐食深さ自動測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18941292A JP3152507B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 局部腐食深さ自動測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634552A JPH0634552A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3152507B2 true JP3152507B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16240840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18941292A Expired - Fee Related JP3152507B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 局部腐食深さ自動測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3152507B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001083098A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光学的表面検査機構及び光学的表面検査装置 |
| CN105300996B (zh) * | 2015-11-20 | 2018-10-16 | 昆明信诺莱伯科技有限公司 | 一种警用线性痕迹激光检测系统 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP18941292A patent/JP3152507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0634552A (ja) | 1994-02-08 |
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