JP3909581B2

JP3909581B2 - Film defect inspection apparatus and film defect inspection method

Info

Publication number: JP3909581B2
Application number: JP2002178351A
Authority: JP
Inventors: 和貴山下; 誠水上; 節夫友成; 健治蛯原; 幸彦山形; 善文小山
Original assignee: SANWA HITECH CO., LTD.; Kumamoto Technology and Industry Foundation
Current assignee: SANWA HITECH CO., LTD.; Kumamoto Technology and Industry Foundation
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004020474A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するための被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法に係り、特に、いわゆるベローズ管のような伸縮管に好適に用いられる被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属またはその他の導電性材料からなる管または管状の容器の内側側面に、例えばフッ素樹脂膜のような絶縁膜をコーティング（被覆）してなる製品は、半導体，環境設備，生活設備，食品管理，医療機器などの幅広い分野で、盛んに利用されるようになってきている。
【０００３】
このような製品においては、コーティングされた絶縁膜に何らかの原因によってピンホール欠陥のような被覆不良等が生じていると、その部分で絶縁性および被覆性の完全さが損なわれてしまい、その製品が用いられているプラントまたは装置等にプロセス上の欠陥または不調などを生じさせる要因となる場合がある。このため、ピンホール欠陥のような被覆不良を見つけ出すために検査を行うことが極めて重要なものとなっている。
【０００４】
そのような被覆不良を検出する技術としては、例えばエナメルレータ法が提案されている。このエナメルレータ法では、検査対象である管または管状の容器の内部に例えば塩化ナトリウム水溶液のような導電性液体を注入し、その中に検出装置の負極側電極を浸漬する一方、管または管状の容器の金属あるいは導電性材料からなる部分には検出装置の正極側電極を接触させる。そして、正極側電極と負極側電極との間に数ボルト程度の電圧を所定時間に亘って印加して、正極側電極と負極側電極との間で導電性液体を介して漏洩電流が流れた場合には、それを検知することによって、管または管状の容器の内側側面にコーティングされた絶縁膜に被覆不良が生じているものと判定する。あるいは、このとき漏洩電流が流れなかった場合には、その検査対象の絶縁膜には被覆不良は生じていないものと判定される。
【０００５】
また、他の技術として、金属缶体の内面に、界面活性剤を含有する電解質溶液を介して電極を接触させ、その電極を移動させながら、その電極と金属缶体との間に電圧を印加して、漏洩電流が流れた場合には、それに基づいて、金属缶体の内側側面にコーティングされた絶縁膜に被覆不良が生じているものと判定するという技術が提案されている（特開昭６３−４４１５８号公報）。
【０００６】
さらに他の技術として、熱硬化性樹脂塗膜または熱可塑性樹脂フィルムなどで内面が被覆されたシームレス金属缶における被覆欠陥を検査するため、検査対象であるシームレス金属缶の内部に導電性ブラシを挿入し、その導電性ブラシと容器との間に８００〜１０００Ｖの直流高電圧を印加しながら両者を相対回転し、それらの間に流れる電流値を計測し、その電流値に基づいて、検査対象であるシームレス金属缶における被覆欠陥を検知するという技術が提案されている（特開平６−７４９４１号公報）。
【０００７】
また、さらに他の技術として、内側に絶縁膜が被着された金属容器の内部の被覆性を検知するにあたり、検査対象の金属容器の内部に導電性ブラシを挿入して絶縁膜に接触させると共に、その絶縁膜の表面に比抵抗が１２ＭΩ・ｃｍ以上１６ＭΩ・ｃｍ以下の導電性液体を供給し、金属容器と導電性ブラシとを相対的に回転させることで導電性ブラシによって導電性液体を微粒子化して、その状態で金属容器と導電性ブラシとの間に５Ｖ以上３０Ｖ以下の電圧を印加して、このとき漏洩電流が生じた場合には、それを検知することにより、検査対象の金属容器における被覆欠陥を検知するという技術が提案されている（特開２０００−４６７７６公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来から、検査対象である管または管状の容器における絶縁膜の被覆材料を検査する技術として、検査対象と電極との間に電解質を介在させ、絶縁膜の被覆不良が生じていた場合には、それに起因した漏洩電流を生じさせることで、その被覆不良の発生を検知するという技術や、導電性ブラシを電極として用いて、その導電性ブラシを検査対象に接触させながら移動させるなどし、その導電性ブラシとピンホール欠陥のような被覆不良の部分との直接的な接触あるいは電解質を介しての接触によって漏洩電流を生じさせることで、その被覆不良の発生を検知するという技術が提案されていた。
【０００９】
しかしながら、電解質を用いる技術では、管または管状の容器の内側側面の全面に亘って確実に電解質を行き渡らせなければ正確な検査が困難となるという問題がある。また、電解質液を管または管状の容器の内部に充填あるいは塗布する作業、検査後にその電解質液を完全に除去したり洗浄する作業などが必要となるなど、検査プロセスが煩雑なものとなり、スループットが低いという問題もある。
【００１０】
導電性ブラシを用いる技術は、管の形状によっては導電性ブラシを絶縁膜に均一に接触させることが困難であるという問題がある。例えば伸縮管（ベローズ管）のように直線的な円筒状ではなく襞状の複雑な形状の管（これをΩ構造とも呼ぶ）の場合には、導電性ブラシが強く接触する部分と接触しない部分とが生じることとなり、例えば襞の奥まった部分にピンホール欠陥のような微小な欠陥が生じていた場合などには、その欠陥を検知できずに見過ごしてしまう虞がある。
【００１１】
また、導電性ブラシや電解質を接触させることに起因して、検査対象の管または管状の容器の内部の表面が傷ついたり材質変化を引き起こす場合もある。さらに、検査後に不純物が残留し、洗浄が必要である。
【００１２】
このように、上述のような従来の検査技術によっては、被覆不良の検査を簡易かつ確実に行うことは実質的には困難であった。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を、検査対象物の表面を損傷することなく、検査対象物の形状を問わず簡単かつ確実に検出することができるようにした被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、被膜に生じた欠陥の位置を検知することができるようにした被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による被膜欠陥検査装置は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するものであって、固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填され、被膜との間に間隙を保ちながら検査対象物の表面に配設される電極と、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部と、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力する放電検知部とを備えたものである。
【００１６】
本発明による被膜欠陥検査方法は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するものであって、固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填された電極を、被膜との間に間隙を保ちながら管体の表面に配設し、電圧印加部によって、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加し、放電検知部によって、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力するようにしたものである。
【００１７】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、検査対象物の表面に電極を配設した状態で、電圧印加部によって、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加すると、両者間の被膜にピンホール欠陥などの欠陥が生じている場合には、その欠陥に起因して無声放電またはアーク放電などの放電が発生し、放電検知部によって、放電検知信号が出力される。これにより、検査対象物の被膜におけるピンホール欠陥などの欠陥の有無が検知される。
【００１８】
ここで、本発明にいう「絶縁性の被膜」とは、絶縁性の被膜のみならず非導電性の被膜をも含む。なお、電機材料工学の観点からは、絶縁性と非導電性との区別は必ずしも明確な定義がなされているわけではないが、ここでは、いわゆる絶縁性物質と通常呼ばれている物質あるいは材料の特性を絶縁性と呼び、それよりも比抵抗などの特性としては低抵抗でも、実質的に電気的良導体ではない物質あるいは材料の特性を非導電性と呼ぶものとする。
【００１９】
さらに、本発明にいう「誘電体」とは、絶縁物が帯電導体どうしの間にあって、両者の間の電気作用を媒介するとみられるとき、この絶縁物を誘電体という。
【００２０】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、管状部材を、円筒状とし、検査対象物の内側に被着された被膜との間に間隙を保ちながら検査対象物に緩挿することができる。これにより、検査対象物の内側に被着された被膜の欠陥が検査される。
【００２１】
また、管状部材を、断面環状で、円筒状の空腔部を有するものとし、検査対象物を、検査対象物の外側に被着された被膜と管状部材との間に間隙を保ちながら管状部材の空腔部に緩挿することができる。これにより、検査対象物の外側に被着された被膜の欠陥が検査される。
【００２２】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、導電性液体が、管状部材内での水位が漸増するように管状部材に徐々に充填されるようにすることが好ましい。また、水位計測部によって、導電性液体の水位を計測して水位信号を出力し、位置信号生成部によって、放電検知信号と水位信号とに基づいて、放電の発生位置を表す位置信号を生成することが好ましい。これにより、検査対象物の被膜におけるピンホール欠陥などの欠陥の有無だけでなく、欠陥の位置も検知される。
【００２３】
放電検知部は、具体的には、電流計測部によって、検査対象物と電極との間の電流変化を検知して電流変化を表す信号を放電検知信号として出力するようにすることができる。あるいは、放電検知部は、放電光検知部によって、検査対象物と電極との間の放電光を検知して放電光の発生方向を表す信号を放電検知信号として出力するようにすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概要構成を表すものである。この被膜欠陥検査装置１０は、導電性の検査対象物である管体２０の内側に形成された絶縁性の被膜２１の欠陥を検査するものである。すなわち、検査対象物である管体２０の被膜２１に、ピンホール欠陥のような被覆不良または膜欠陥などの欠陥２１Ａが生じているか否かを判別し、さらに、欠陥２１Ａがある場合にはその位置を特定する。ここで、本明細書にいう「管体」とは、両端が開放された管のほか、両端のうち一端のみが開放され他方が閉鎖された管状の容器をも含む。
【００２６】
管体２０は、例えば、金属などからなる円筒形の導電性の管であって、両端が開放端となっている。管体２０の長さは例えば２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下、内径は例えば１０ｃｍ以上４０ｃｍ以下の範囲とすることができるが、この範囲に限られるものではない。被膜２１は、例えばフッ素樹脂のような絶縁性材料により形成され、管体２０の内周側面に均一な膜厚となるようにコーティング（被着）されている。
【００２７】
被膜欠陥検査装置１０は、電極３０，電圧印加部４０，電流計測部５０，水位計測部６０および位置信号生成部７０を備えている。電極３０は、検査対象物である管体２０の表面に配設されている。電極３０は、例えば円筒状の管状部材３２を有し、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に緩挿されている。管状部材３２には、例えば食塩（ＮａＣｌ）を溶解した電解液などの導電性液体３３が充填されており、導電性液体３３の水位３３Ａによって電極３０の長さが決定される。導電性液体３３は、被膜欠陥検査装置１０において後述の無声放電またはアーク放電などの放電８０を発生させることのできる液状物質であれば特に限定されず、例えば食塩などを添加した電解溶液，水銀（Ｈｇ）などの導電性金属，金属微粒子を添加した液体，高分子導電性液体，マイクロバブルを含む液体などが挙げられる。管状部材３２は、例えばガラス，フッ素樹脂またはセラミックなどの固体誘電体により形成されている。管状部材３２の長さは、管体２０とほぼ等しいか、あるいは管体２０よりもやや長くなっていることが好ましい。
【００２８】
管状部材３２の両端３２Ａ，３２Ｂには、管体２０および管状部材３２自体を固定するための一対の固定部３４Ａ，３４Ｂが設けられている。固定部３４Ａは、管体２０の下端２０Ａを固定し、固定部３４Ｂは、管体２０の上端２０Ｂを固定しており、これにより、管体２０は、固定部３４Ａ，３４Ｂの間で立設された状態で固定されている。なお、固定部３４Ｂは、管体２０の長さに合わせて固定部３４Ａとの間の距離が適宜変更可能となっていることが好ましい。また、固定部３４Ｂには、管体２０の内部を真空排気するための図示しないポンプまたは管体２０の内部を真空排気した後に例えばアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを注入するためのガス供給系などが連結されているようにしてもよい。
【００２９】
管状部材３２は、固定部３４Ａを境として金属配管３５と接続されている。金属配管３５は、導電性液体３３を収容するタンク３６に達しており、導電性液体３３は、タンク３６から金属配管３５を介して管状部材３２に充填される。金属配管３５の途中には、導電性液体３３の供給量を制御するための弁３７が設けられている。この弁３７によって、導電性液体３３が、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて、徐々に充填される。
【００３０】
電圧印加部４０は、管体２０と電極３０との間に所定の電圧を印加するものであり、交流高電圧を発生する高電圧発生回路４１および適宜の配線，端子等を備えている。すなわち、高電圧発生回路４１の一方の出力端子４２は、配線４２Ａを介して管体２０の外側側面に接続されている。また、高電圧発生回路４１の他方の出力端子４３は、配線４３Ａを介して電流計測部５０の端子５１と接続され、電流計測部５０の別の端子５２は、配線５２Ａを介して金属配管３５に結線されている。したがって、高電圧発生回路４１から出力される交流高電圧は、管体２０と電極３０との間に印加されることとなる。なお、金属配管３５は、全体が金属により形成されている必要はなく、少なくとも配線５２Ａが結線される部分が金属により形成されていれば足りる。
【００３１】
電圧印加部４０によって管体２０と電極３０との間に印加される電圧は、管体２０と電極３０との間に被膜２１が介在していれば無声放電またはアーク放電などを生じないが、管体２０と電極３０との間に被膜２１が介在していなければ、すなわち、被膜２１にピンホール欠陥などの欠陥２１Ａがあれば無声放電またはアーク放電などの放電８０を生じるような電圧値であることが好ましく、具体的には、例えば数ｋＶ程度とすることができる。
【００３２】
無声放電とは、帯電導体の電極の両方または片方の表面を固体誘電体で覆い、交流やパルス電圧を印加して、大気圧付近で生成する放電である。電極間に固体誘電体があるために誘電体バリア放電とも呼ばれる。この放電では、放電ギャップの間に誘電体があるために、放電はアークなどの定常放電に遷移せず、ｎｓ程度の短時間継続するパルス性のマイクロ放電が次々と誘電体表面に生じる（『プラズマ工学の基礎』赤碕正則、村岡克紀、渡辺征夫、蛯原健治共著、産業図書）。
【００３３】
電流計測部５０は、管体２０と電極３０との間で放電８０が発生した場合に管体２０から電極３０に流れるマイクロ電流を計測する。すなわち、電流計測部５０は、放電８０が発生した場合に特有の管体２０と電極３０との間の電流変化を検知してその電流変化を表す信号Ｓ１を端子５３から出力する。
【００３４】
水位計測部６０は、例えば超音波センサにより構成されており、導電性液体３３の水位３３Ａを計測して水位信号Ｓ２を出力する。水位計測部６０は、例えば、管状部材３２の直上に設置される。
【００３５】
位置信号生成部７０は、電流計測部５０から電流変化を表す信号Ｓ１を、水位計測部６０から水位信号Ｓ２をそれぞれ受け取る。位置信号生成部７０は、これらの信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、同期演算処理を行うことによって放電８０の発生位置を特定し、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号Ｓ_Lを生成する。
【００３６】
次に、この欠陥検査装置の作用について説明する。
【００３７】
まず、検査対象物である管体２０が立設された状態で、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、固定部３４Ａ，３４Ｂによって管体２０および電極３０を固定する。
【００３８】
管体２０に電極３０を緩挿したのち、高電圧発生回路４１を動作させ、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧を印加する。
【００３９】
続いて、弁３７を開き、導電性液体３３を、タンク３６から金属配管３５を介して、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて徐々に充填させていく。これにより、水位３３Ａの上昇に伴って、放電８０が生じる可能性のある位置を、管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂに向かって徐々に移動させていくことができ、放電８０の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００４０】
導電性液体３３を管状部材３２に充填するのと同時に、電流計測部５０によって管体２０から電極３０に流れる電流を計測すると共に、水位計測部６０によって水位３３Ａを計測する。
【００４１】
管体２０の被膜２１に欠陥２１Ａが生じている場合には、導電性液体３３の水位３３Ａが欠陥２１Ａの高さ位置に達したときに、管体２０と電極３０との間で放電８０が生じる。その放電８０が生じる際の電流変化が、電流計測部５０によって計測され、その電流変化を表す信号Ｓ１が端子５３から出力され、位置信号生成部７０に入力される。位置信号生成部７０では、電流変化を表す信号Ｓ１と、この信号Ｓ１が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号Ｓ_Lを生成する。この位置信号Ｓ_Lは、位置信号生成部７０から図示しないモニタに表示され、あるいは図示しないプリンタに出力されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４２】
管体２０の被膜２１に欠陥がなく、被膜２１の十分な被覆性が達成されている場合には、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧をかけつつ、導電性液体３３の水位３３Ａを管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂまで上昇させても、管体２０と電極３０との間に放電８０は生じず、放電８０に起因したマイクロ電流による電流変化も電流計測部５０で計測されることはない。したがって、このような場合には、被膜２１には欠陥がないものと判定することができる。
【００４３】
このように本実施の形態では、固体誘電体により形成された円筒状の管状部材３２に導電性液体３３を充填させた電極３０を、被膜２１との間に間隙３１を保ちつつ管体２０に緩挿し、電圧印加部４０によって管体２０と電極３０との間に電圧を印加し、電流計測部５０によって、管体２０の被膜２１に生じている欠陥２１Ａに起因して管体２０と電極３０との間に放電８０が生じる際の電流変化を検知し、その電流変化を表す信号Ｓ１を出力するようにしたので、被膜２１の欠陥２１Ａを簡単かつ確実に検知することができる。また、管体２０の形状に関わらず検査可能であり、例えば図３に示したような壁面がベローズ状（襞状）の伸縮管となっている管体２２の内側に被着された被膜２３であっても、本実施の形態の円筒状の管体２０と全く同様の手順で、簡単かつ確実に検査をすることができる。さらに、電解質または導電性ブラシなどは不要であり、検査作業が簡単で、管体２０または被膜２１を損傷する虞もない。また、検査後に残留不純物がない。
【００４４】
また、導電性液体３３は、水位３３Ａが漸増するように管状部材３２の下端３２Ａから徐々に充填されるようにしたので、水位３３Ａの上昇に伴って、放電８０が生じる可能性のある位置を、管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂに向かって徐々に移動させていくことができ、放電８０の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００４５】
具体的には、水位計測部６０によって導電性液体３３の水位３３Ａを計測して水位信号Ｓ２を出力し、位置信号生成部７０によって、電流計測部５０からの電流変化を表す信号Ｓ１と水位信号Ｓ２とに基づいて、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号Ｓ_Lを生成するようにしたので、管体２０の長手方向における欠陥２１Ａの位置を特定することが可能となる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概要構成を表したものである。この被膜欠陥検査装置１０Ａは、前述の電流計測部５０を設けず、放電８０の放電光８１を検知して放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力する放電光検知部９０を備えたことを除き、第１の実施の形態で説明した被膜欠陥検査装置１０と同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
放電光検知部９０は、図５に示したように、放電光８１を撮影するカメラ９１と、このカメラ９１によって得られた放電光８１の画像データＤ３を記録する記録部９２と、放電光８１の画像データＤ３の画像処理および解析を行う画像解析部９３とを有している。
【００４８】
画像解析部９３は、放電光８１の画像データＤ３をもとに、図６に示したように、管体２０の画像１２０，電極３０の画像１３０および電極３０から欠陥２１Ａへ向かう放電光８１の画像１８１を含む断面の画像１００を生成する。画像解析部９３は、さらに、画像１００において、直交する二本の軸１００Ｘ，１００Ｙを基準として、放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａを求める。画像解析部９３は、こうして求めた放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａに基づいて、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力するものである。
【００４９】
なお、放電光検知部９０は、固定部３４Ｂがカメラ９１による撮影を妨げない材料により形成されていれば、図３に示したように管体２０の外部に設置することができる。また、カメラ９１のみを放電光検知部９０の他の部分から分離して管体２０の内部に設置してもよい。さらに、導電性液体３３の水位３３Ａの上昇に伴ってカメラ９１を移動させるようにしてもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態では、電流計測部５０（図１）が設けられていないので、高電圧発生部４０の端子４３は、配線４３Ａを介して金属配管３５に結線されている。
【００５１】
次に、この被膜欠陥検査装置１０Ａの作用について説明する。
【００５２】
まず、第１の実施の形態と同様に、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、高電圧発生回路４１を動作させ、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧を印加する。続いて、弁３７を開き、導電性液体３３を、タンク３６から金属配管３５を介して、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて徐々に充填させていく。
【００５３】
これと同時に、放電光検知部９０によって放電光８１の発生を監視すると共に、水位計測部６０によって水位３３Ａを計測する。
【００５４】
管体２０の被膜２１に欠陥２１Ａが生じている場合には、導電性液体３３の水位３３Ａが欠陥２１Ａの高さ位置に達したときに、管体２０と電極３０との間で放電８０が生じる。その放電８０が生じる際の放電光８１が、放電光検知部９０のカメラ９１によって撮影され、得られた放電光８１の画像データＤ３が記録部９２に記録される。画像解析部９３は、放電光８１の画像データＤ３を解析し、放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａを求め、これに基づいて、電極３０から欠陥２１Ａへ向かう放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力する。放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３は、位置信号生成部７０に入力される。位置信号生成部７０では、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３と、この信号Ｓ３が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向および周方向における放電８０の発生位置を表す位置信号Ｓ_LCを生成する。
【００５５】
管体２０の被膜２１に欠陥がなく、被膜２１の十分な被覆性が達成されている場合には、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧をかけつつ、導電性液体３３の水位３３Ａを管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂまで上昇させても、管体２０と電極３０との間に放電８０は生じず、放電光８１も放電光検知部９０で検知されることはない。したがって、このような場合には、被膜２１には欠陥がないものと判定することができる。
【００５６】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態によって得られる効果に加え、放電光検知部９０によって、管体２０と電極３０との間に放電８０が生じる際の放電光８１を検知して、その放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力するようにしたので、管体２０の周方向における欠陥２１Ａの位置を特定することが可能となり、欠陥２１Ａの位置をさらに詳細に特定することができる。
【００５７】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では、電流計測部５０および放電光検知部９０のうちいずれか一方を備えた場合についてそれぞれ説明したが、電流計測部５０と放電光検知部９０とを両方備えるようにしてもよい。この場合には、位置信号生成部７０では、電流変化を表す信号Ｓ１と、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３と、この信号Ｓ３が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向および周方向における放電８０の発生位置を表す位置信号Ｓ_LCを生成する。
【００５８】
さらに、例えば、上記各実施の形態では、管体２０を立設した状態で電極３０を緩挿するようにしたが、管体２０の設置状態は立設に限られず、横設または斜設としてもよい。
【００５９】
また、例えば、上記第２の実施の形態では、放電光８１の画像データＤ３の解析を行う画像解析部９３を、放電光検知部９０に設けるようにした場合について説明したが、画像解析部９３を位置検出部７０に設けて、放電光検知部９０は、放電光８１の画像データＤ３を位置検出部７０に送るようにしてもよい。
【００６０】
また、例えば、上記各実施の形態では、管体２０は金属により形成されているものとして説明したが、管体２０の材質は、金属には限定されず、例えば非金属の導電性材料により形成されていてもよいことはいうまでもない。また、上記実施の形態では、管体２０が、両端が開放された管である場合について説明したが、本発明は、両端のうち一端のみが開放され他方が閉鎖された管状の容器についても適用可能である。
【００６１】
加えて、上記各実施の形態では、管状部材３２を円筒状とし、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、管体２０の内側に被着された被膜２１を検査するようにした場合について説明したが、例えば図７に示したように、断面環状で、円筒状の空腔部２３２Ｃを有する管状部材２３２を用い、例えば図８に示したように、管体２２０を、管体２２０の外側に被着された被膜２２１と管状部材２３２との間に間隙２３１を保ちながら管状部材２３２の空腔部２３２Ｃに緩挿するようにしてもよい。このようにすることによって、管体２２０の外側に被着された被膜２２１の欠陥２２１Ａを検査することができる。
【００６２】
さらに、上記各実施の形態ならびに図７および図８では、検査対象物が管体２０である場合を例として説明したが、検査対象物は管体に限られない。例えば、平面または曲面の板状の検査対象物の表面に被着された被膜の欠陥を検査することもできる。この場合には、管状部材を扁平形状のものとし、その幅は検査対象物の幅に合わせて適宜設定することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の被膜欠陥検査装置または請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載の被膜欠陥検査方法によれば、固体誘電体により形成された管状部材の少なくとも一部に導電性液体を充填させた電極を、被膜との間に間隙を保ちつつ管体の表面に配設し、電圧印加部によって検査対象物と電極との間に電圧を印加し、放電検知部によって、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力するようにしたので、被膜の欠陥を簡単かつ確実に検知することができる。また、検査対象物の形状に関わらず検査可能であり、例えば壁面がベローズ状（襞状）の伸縮管となっている管体であっても、円筒状の管体と全く同様の手順で、簡単かつ確実な検査が可能である。さらに、電解質または導電性ブラシなどは不要であり、検査作業が簡単で、管体または被膜を損傷する虞もない。また、検査後に残留不純物がない。
【００６４】
特に、請求項４記載の被膜欠陥検査装置または請求項１１記載の被膜欠陥検査方法によれば、導電性液体は、管状部材内での水位が漸増するように管状部材に徐々に充填されるようにしたので、水位の上昇に伴って、放電が生じる可能性のある位置を、検査対象物の全体に亘って徐々に移動させていくことができ、放電の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００６５】
特に、請求項５記載の被膜欠陥検査装置または請求項１２記載の被膜欠陥検査方法によれば、水位計測部によって導電性液体の水位を計測して水位信号を出力し、位置信号生成部によって、放電検知信号と水位信号とに基づいて、放電の発生位置を表す位置信号を生成するようにしたので、欠陥の位置を特定することが可能となる。例えば管体を立設した状態で検査した場合であれば、管体の長手方向における欠陥の位置を特定することが可能となる。
【００６６】
加えて、特に、請求項７記載の被膜欠陥検査装置または請求項１４記載の被膜欠陥検査方法によれば、放電光検知部によって、放電が生じる際の放電光を検知して、その放電光の発生方向を表す信号を放電検知信号として出力するようにしたので、欠陥の位置をさらに詳細に特定することができる。例えば管体を立設した状態で検査した場合であれば、管体の周方向における欠陥の位置を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示した放電の発生状態を表す断面図である。
【図３】図１に示した管体の他の例を表す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】図４に示した放電光検知部の概略構成を表すブロック図である。
【図６】図５に示した画像解析部における画像解析を説明するための説明図である。
【図７】図１に示した管状部材の変形例を表す断面図である。
【図８】図７に示した管状部材を用いた被膜欠陥検査装置の要部を表す概略構成図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ…被膜欠陥検査装置、２０，２２…管体、２１…被膜、３０…電極、３１…間隙、３２…管状部材、３３…導電性液体、３３Ａ…水位、３４Ａ，３４Ｂ…固定部、３５…金属配管、３６…タンク、３７…弁、４０…電圧印加部、４１…高電圧発生部、４２，４３，５１，５２…端子、４２Ａ，４３Ａ，５２Ａ…配線、５０…電流計測部、６０…水位計測部、７０…位置信号生成部、８０…放電、８１…放電光、９０…放電光検知部、９１…カメラ、９２…記録部、９３…画像解析部、１００…画像、１００Ｘ，１００Ｙ…軸、１２０…管体の画像、１３０…電極の画像、１８１…放電光の画像、１８１Ａ…方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film defect inspection apparatus and a film defect inspection method for inspecting defects in an insulating film deposited on the surface of a conductive inspection object, for example, and in particular, expansion and contraction such as a so-called bellows tube. The present invention relates to a film defect inspection apparatus and a film defect inspection method which are preferably used for a pipe.
[0002]
[Prior art]
Products made by coating an insulating film such as a fluororesin film on the inner side of a tube or tubular container made of metal or other conductive materials are semiconductors, environmental equipment, living equipment, food management, It has been actively used in a wide range of fields such as medical equipment.
[0003]
In such a product, if a coating failure such as a pinhole defect occurs for some reason in the coated insulating film, the insulation and completeness of coverage are impaired at that part. This may cause a process defect or malfunction in a plant or apparatus in which is used. For this reason, it is very important to perform an inspection in order to find a coating defect such as a pinhole defect.
[0004]
As a technique for detecting such a coating defect, for example, an enamellator method has been proposed. In this enamellator method, a conductive liquid such as an aqueous solution of sodium chloride is injected into a tube or tubular container to be inspected, and the negative electrode side electrode of the detection device is immersed therein. The positive electrode of the detection device is brought into contact with the metal or conductive material portion of the container. A voltage of about several volts was applied between the positive electrode and the negative electrode for a predetermined time, and a leakage current flowed between the positive electrode and the negative electrode via the conductive liquid. In some cases, by detecting this, it is determined that a coating failure has occurred in the insulating film coated on the inner side surface of the tube or tubular container. Alternatively, if no leakage current flows at this time, it is determined that there is no coating failure in the insulating film to be inspected.
[0005]
As another technique, an electrode is brought into contact with the inner surface of a metal can body through an electrolyte solution containing a surfactant, and a voltage is applied between the electrode and the metal can body while moving the electrode. Thus, a technique has been proposed in which, when a leakage current flows, it is determined that a coating defect has occurred in the insulating film coated on the inner side surface of the metal can body based on the leakage current (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho). 63-44158).
[0006]
As another technology, in order to inspect coating defects in seamless metal cans coated on the inner surface with a thermosetting resin coating film or thermoplastic resin film, a conductive brush is inserted inside the seamless metal can that is the object of inspection. Then, while applying a DC high voltage of 800 to 1000 V between the conductive brush and the container, both are rotated relative to each other, the current value flowing between them is measured, and the inspection object is measured based on the current value. A technique for detecting a coating defect in a seamless metal can has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-74941).
[0007]
Further, as another technique, in detecting the coverage inside a metal container with an insulating film deposited on the inside, a conductive brush is inserted inside the metal container to be inspected and brought into contact with the insulating film. A conductive liquid having a specific resistance of 12 MΩ · cm or more and 16 MΩ · cm or less is supplied to the surface of the insulating film, and the conductive liquid is finely divided by the conductive brush by relatively rotating the metal container and the conductive brush. In this state, a voltage of 5 V or more and 30 V or less is applied between the metal container and the conductive brush, and if a leakage current is generated at this time, the metal container to be inspected is detected by detecting it. There has been proposed a technique for detecting coating defects in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-46776.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, conventionally, as a technique for inspecting a coating material for an insulating film in a tube or tubular container to be inspected, an electrolyte is interposed between the inspection object and the electrode, resulting in a poor coating of the insulating film. In some cases, a leakage current caused by this is detected to detect the occurrence of the coating failure, or the conductive brush is used as an electrode, and the conductive brush is moved while being in contact with the inspection target. However, there is a technology for detecting the occurrence of the coating defect by generating a leakage current by direct contact between the conductive brush and a defective coating part such as a pinhole defect or contact through the electrolyte. It was proposed.
[0009]
However, in the technique using an electrolyte, there is a problem that accurate inspection becomes difficult unless the electrolyte is reliably distributed over the entire inner side surface of a tube or a tubular container. In addition, the inspection process becomes complicated, such as filling or applying the electrolyte solution into a tube or tubular container, and removing or washing the electrolyte solution completely after the inspection. There is also the problem of low.
[0010]
The technique using the conductive brush has a problem that it is difficult to uniformly contact the conductive brush with the insulating film depending on the shape of the tube. For example, in the case of a tube with a complicated shape like a telescopic tube (bellows tube) instead of a straight cylindrical shape (this is also called an Ω structure), the portion where the conductive brush does not come into strong contact For example, when a minute defect such as a pinhole defect is generated in a deep part of the ridge, the defect may not be detected and may be overlooked.
[0011]
Further, due to the contact of the conductive brush or the electrolyte, the inner surface of the tube to be inspected or the tubular container may be damaged or the material may be changed. Furthermore, impurities remain after the inspection and need to be cleaned.
[0012]
As described above, according to the conventional inspection techniques as described above, it has been substantially difficult to easily and reliably inspect for coating defects.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and a first object of the invention is to damage the surface of the inspection object with a defect in the insulating film deposited on the surface of the conductive inspection object. Therefore, an object of the present invention is to provide a film defect inspection apparatus and a film defect inspection method which can be detected easily and reliably regardless of the shape of an inspection object.
[0014]
A second object of the present invention is to provide a film defect inspection apparatus and a film defect inspection method capable of detecting the position of a defect generated in a film.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A film defect inspection apparatus according to the present invention inspects defects in an insulating film deposited on the surface of a conductive inspection object, and includes a tubular member formed of a solid dielectric and a tubular member A voltage for applying a predetermined voltage between the inspection object and the electrode, and an electrode disposed on the surface of the inspection object while maintaining a gap between the conductive liquid and at least a part of the electrode An application unit and a discharge detection unit that detects that a discharge has occurred between the inspection object and the electrode due to a defect occurring in the film of the inspection object and outputs a discharge detection signal It is.
[0016]
A film defect inspection method according to the present invention is for inspecting defects in an insulating film deposited on the surface of a conductive inspection object, and has a tubular member formed of a solid dielectric and a tubular member An electrode filled with a conductive liquid in at least a part of the tube is disposed on the surface of the tube body while maintaining a gap with the coating, and a predetermined voltage is applied between the inspection object and the electrode by the voltage application unit. The discharge detection unit detects the occurrence of a discharge between the inspection object and the electrode due to a defect occurring in the coating film of the inspection object, and outputs a discharge detection signal. Is.
[0017]
In the film defect inspection apparatus and the film defect inspection method according to the present invention, when a predetermined voltage is applied between the inspection object and the electrode by the voltage application unit in a state where the electrode is disposed on the surface of the inspection object, When a defect such as a pinhole defect occurs in the intervening film, a discharge such as a silent discharge or an arc discharge occurs due to the defect, and a discharge detection signal is output by the discharge detection unit. Thereby, the presence or absence of defects such as pinhole defects in the coating film of the inspection object is detected.
[0018]
Here, the “insulating film” referred to in the present invention includes not only an insulating film but also a non-conductive film. In addition, from the viewpoint of electrical material engineering, the distinction between insulating and non-conductive is not necessarily clearly defined, but here, what is commonly referred to as a so-called insulating substance or material The characteristic is referred to as insulation, and the characteristic of a substance or material that is not a good electrical conductor even though it has a low resistance as a characteristic such as specific resistance is referred to as non-conductivity.
[0019]
Furthermore, the “dielectric” in the present invention refers to an insulator when the insulator is between the charged conductors and mediates the electric action between the two.
[0020]
In the film defect inspection apparatus and the film defect inspection method according to the present invention, the tubular member may be cylindrical and loosely inserted into the inspection object while maintaining a gap between the tubular member and the film deposited on the inside of the inspection object. it can. Thereby, the defect of the film deposited inside the inspection object is inspected.
[0021]
Further, the tubular member has an annular cross-section and a cylindrical cavity, and the tubular member is maintained while maintaining a gap between the tubular member and the coating film deposited on the outside of the examined object. Can be loosely inserted into the cavity. Thereby, the defect of the film deposited on the outside of the inspection object is inspected.
[0022]
In the film defect inspection apparatus and the film defect inspection method according to the present invention, it is preferable that the conductive liquid is gradually filled in the tubular member so that the water level in the tubular member gradually increases. Further, the water level measurement unit measures the water level of the conductive liquid and outputs a water level signal, and the position signal generation unit generates a position signal representing the discharge occurrence position based on the discharge detection signal and the water level signal. It is preferable. Thereby, not only the presence or absence of a defect such as a pinhole defect in the coating film of the inspection object, but also the position of the defect is detected.
[0023]
Specifically, the discharge detection unit can detect a current change between the inspection object and the electrode and output a signal representing the current change as a discharge detection signal by the current measurement unit. Or a discharge detection part can detect the discharge light between a test target object and an electrode by a discharge light detection part, and can output the signal showing the generation direction of discharge light as a discharge detection signal.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
[First Embodiment]
1 and 2 show a schematic configuration of the film defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The film defect inspection apparatus 10 is for inspecting a defect of an insulating film 21 formed on the inside of a tubular body 20 which is a conductive inspection object. That is, it is determined whether or not a defect 21A such as a coating defect such as a pinhole defect or a film defect has occurred in the coating 21 of the tubular body 20 that is an inspection object, and if there is a defect 21A, Identify the location. Here, the “tubular body” referred to in this specification includes not only a tube whose both ends are open, but also a tubular container in which only one end of both ends is open and the other is closed.
[0026]
The tubular body 20 is, for example, a cylindrical conductive tube made of metal or the like, and both ends are open ends. The length of the tubular body 20 can be, for example, 20 cm to 100 cm, and the inner diameter can be, for example, 10 cm to 40 cm, but is not limited to this range. The coating 21 is formed of an insulating material such as a fluororesin, for example, and is coated (attached) on the inner peripheral side surface of the tube body 20 so as to have a uniform film thickness.
[0027]
The film defect inspection apparatus 10 includes an electrode 30, a voltage application unit 40, a current measurement unit 50, a water level measurement unit 60, and a position signal generation unit 70. The electrode 30 is disposed on the surface of the tubular body 20 that is an inspection object. The electrode 30 has, for example, a cylindrical tubular member 32, and is loosely inserted into the tube body 20 while maintaining a gap 31 between the electrode 30. The tubular member 32 is filled with a conductive liquid 33 such as an electrolytic solution in which sodium chloride (NaCl) is dissolved, for example, and the length of the electrode 30 is determined by the water level 33A of the conductive liquid 33. The conductive liquid 33 is not particularly limited as long as it is a liquid substance capable of generating a discharge 80 such as silent discharge or arc discharge described later in the film defect inspection apparatus 10. For example, an electrolytic solution, mercury ( Examples thereof include conductive metals such as Hg), liquids added with metal fine particles, polymer conductive liquids, and liquids containing microbubbles. The tubular member 32 is formed of a solid dielectric such as glass, fluororesin, or ceramic. It is preferable that the length of the tubular member 32 is substantially equal to the tube body 20 or slightly longer than the tube body 20.
[0028]
At both ends 32A and 32B of the tubular member 32, a pair of fixing portions 34A and 34B for fixing the tubular body 20 and the tubular member 32 itself are provided. The fixing portion 34A fixes the lower end 20A of the tube body 20, and the fixing portion 34B fixes the upper end 20B of the tube body 20, whereby the tube body 20 is erected between the fixing portions 34A and 34B. It is fixed in the state. Note that it is preferable that the distance between the fixing portion 34B and the fixing portion 34A can be appropriately changed in accordance with the length of the tubular body 20. Further, a pump (not shown) for evacuating the inside of the tube body 20 or a gas supply for injecting an inert gas such as argon (Ar) after the inside of the tube body 20 is evacuated to the fixing portion 34B. A system or the like may be connected.
[0029]
The tubular member 32 is connected to the metal pipe 35 with the fixed portion 34A as a boundary. The metal pipe 35 reaches the tank 36 that contains the conductive liquid 33, and the conductive liquid 33 is filled into the tubular member 32 from the tank 36 through the metal pipe 35. A valve 37 for controlling the supply amount of the conductive liquid 33 is provided in the middle of the metal pipe 35. By this valve 37, the conductive liquid 33 is gradually filled from the lower end 32A of the tubular member 32 toward the upper end 32B so that the water level 33A gradually increases.
[0030]
The voltage application unit 40 applies a predetermined voltage between the tube 20 and the electrode 30, and includes a high voltage generation circuit 41 that generates an alternating high voltage, and appropriate wiring, terminals, and the like. That is, one output terminal 42 of the high voltage generation circuit 41 is connected to the outer side surface of the tube body 20 via the wiring 42A. Further, the other output terminal 43 of the high voltage generation circuit 41 is connected to the terminal 51 of the current measuring unit 50 via the wiring 43A, and another terminal 52 of the current measuring unit 50 is connected to the metal pipe 35 via the wiring 52A. It is connected to. Therefore, the alternating high voltage output from the high voltage generation circuit 41 is applied between the tube body 20 and the electrode 30. The metal pipe 35 does not need to be entirely formed of metal, and at least a portion to which the wiring 52A is connected is formed of metal.
[0031]
The voltage applied between the tube 20 and the electrode 30 by the voltage application unit 40 does not cause silent discharge or arc discharge if the coating 21 is interposed between the tube 20 and the electrode 30, If the coating 21 is not interposed between the tube 20 and the electrode 30, that is, if the coating 21 has a defect 21A such as a pinhole defect, the voltage value is such that a discharge 80 such as silent discharge or arc discharge is generated. It is preferable that there is, specifically, for example, about several kV.
[0032]
The silent discharge is a discharge generated near atmospheric pressure by covering both or one surface of the charged conductor with a solid dielectric and applying an alternating current or a pulse voltage. Since there is a solid dielectric between the electrodes, it is also called a dielectric barrier discharge. In this discharge, since there is a dielectric between the discharge gaps, the discharge does not transition to a steady discharge such as an arc, and pulsed micro-discharge that continues for a short time of about ns is generated on the surface of the dielectric one after another (" Basics of Plasma Engineering ”Masanori Akasaki, Katsunori Muraoka, Masao Watanabe, Kenji Sugawara, Sangyo Tosho).
[0033]
The current measuring unit 50 measures the microcurrent flowing from the tube 20 to the electrode 30 when the discharge 80 is generated between the tube 20 and the electrode 30. That is, when the discharge 80 is generated, the current measuring unit 50 detects a current change between the tube 20 and the electrode 30 and outputs a signal S1 representing the current change from the terminal 53.
[0034]
The water level measurement unit 60 is configured by, for example, an ultrasonic sensor, measures the water level 33A of the conductive liquid 33, and outputs a water level signal S2. The water level measurement unit 60 is installed, for example, immediately above the tubular member 32.
[0035]
The position signal generation unit 70 receives a signal S1 representing a current change from the current measurement unit 50 and a water level signal S2 from the water level measurement unit 60, respectively. The position signal generation unit 70 specifies a generation position of the discharge 80 by performing a synchronization calculation process based on these signals S1 and S2, and a position signal S representing the generation position of the discharge 80 in the longitudinal direction of the tube body 20. _L Is generated.
[0036]
Next, the operation of this defect inspection apparatus will be described.
[0037]
First, in a state where the tube body 20 as an inspection object is erected, the electrode 30 is loosely inserted into the tube body 20 while maintaining a gap 31 between the tube 21 and the tube body 20 and the electrodes by the fixing portions 34A and 34B. 30 is fixed.
[0038]
After loosely inserting the electrode 30 into the tubular body 20, the high voltage generating circuit 41 is operated, and an alternating high voltage of, for example, about several kV is applied between the tubular body 20 and the electrode 30.
[0039]
Subsequently, the valve 37 is opened, and the conductive liquid 33 is gradually filled from the lower end 32A of the tubular member 32 toward the upper end 32B so that the water level 33A gradually increases from the tank 36 through the metal pipe 35. . Thereby, as the water level 33A rises, the position where the discharge 80 may be generated can be gradually moved from the lower end 20A to the upper end 20B of the tube body 20, and the occurrence of the discharge 80 is detected. In addition to this, it is possible to specify the location of occurrence.
[0040]
At the same time that the conductive liquid 33 is filled in the tubular member 32, the current flowing from the tubular body 20 to the electrode 30 is measured by the current measuring unit 50, and the water level 33 </ b> A is measured by the water level measuring unit 60.
[0041]
When the defect 21A is generated in the coating 21 of the tube body 20, when the water level 33A of the conductive liquid 33 reaches the height position of the defect 21A, the discharge 80 is generated between the tube body 20 and the electrode 30. Arise. The current change when the discharge 80 is generated is measured by the current measuring unit 50, and a signal S 1 representing the current change is output from the terminal 53 and input to the position signal generating unit 70. In the position signal generation unit 70, the signal S1 representing the current change and the water level signal S2 representing the water level 33A when the signal S1 is output are subjected to synchronous calculation processing, whereby the discharge 80 in the longitudinal direction of the tube body 20 is detected. Position signal S indicating the generation position _L Is generated. This position signal S _L Needless to say, the signal may be displayed from the position signal generator 70 on a monitor (not shown) or output to a printer (not shown).
[0042]
When there is no defect in the coating film 21 of the tube body 20 and sufficient coverage of the coating film 21 is achieved, the conductive material is applied while applying an AC high voltage of, for example, several kV between the tube body 20 and the electrode 30. Even if the water level 33A of the conductive liquid 33 is raised from the lower end 20A to the upper end 20B of the tube body 20, the discharge 80 does not occur between the tube body 20 and the electrode 30, and the current change due to the microcurrent caused by the discharge 80 is It is not measured by the measuring unit 50. Therefore, in such a case, it can be determined that the coating 21 has no defect.
[0043]
As described above, in this embodiment, the electrode 30 in which the cylindrical tubular member 32 formed of the solid dielectric is filled with the conductive liquid 33 is applied to the tube body 20 while maintaining the gap 31 between the electrode 30 and the coating film 21. Loosely inserted, a voltage is applied between the tube 20 and the electrode 30 by the voltage application unit 40, and the tube 20 and the electrode are caused by the defect 21 A generated in the coating 21 of the tube 20 by the current measurement unit 50. Since the change in current when the discharge 80 is generated between the first and second electrodes 30 is detected and the signal S1 representing the change in current is output, the defect 21A of the coating 21 can be detected easily and reliably. Further, the coating 23 can be inspected regardless of the shape of the tubular body 20, for example, a wall 23 as shown in FIG. Even so, the inspection can be performed easily and reliably by the same procedure as that of the cylindrical tube body 20 of the present embodiment. Further, an electrolyte or a conductive brush is unnecessary, the inspection work is simple, and there is no possibility of damaging the tube body 20 or the coating 21. Also, there are no residual impurities after inspection.
[0044]
Further, since the conductive liquid 33 is gradually filled from the lower end 32A of the tubular member 32 so that the water level 33A gradually increases, the position where the discharge 80 may be generated as the water level 33A rises. The tube body 20 can be gradually moved from the lower end 20A to the upper end 20B, and not only the occurrence of the discharge 80 can be detected, but also the occurrence position can be specified.
[0045]
Specifically, the water level measurement unit 60 measures the water level 33A of the conductive liquid 33 and outputs a water level signal S2, and the position signal generation unit 70 outputs the signal S1 representing the current change from the current measurement unit 50 and the water level signal. Based on S2, a position signal S indicating the generation position of the discharge 80 in the longitudinal direction of the tube 20 _L Therefore, the position of the defect 21A in the longitudinal direction of the tubular body 20 can be specified.
[0046]
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a schematic configuration of a film defect inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. This film defect inspection apparatus 10A is provided with the discharge light detection unit 90 that does not include the above-described current measurement unit 50 and detects the discharge light 81 of the discharge 80 and outputs the signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81. Is the same as the film defect inspection apparatus 10 described in the first embodiment. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0047]
As shown in FIG. 5, the discharge light detection unit 90 includes a camera 91 that captures the discharge light 81, a recording unit 92 that records image data D3 of the discharge light 81 obtained by the camera 91, and a discharge light 81. An image analysis unit 93 that performs image processing and analysis of the image data D3.
[0048]
Based on the image data D3 of the discharge light 81, the image analysis unit 93, as shown in FIG. 6, the image 120 of the tubular body 20, the image 130 of the electrode 30, and the discharge light 81 from the electrode 30 toward the defect 21A. A cross-sectional image 100 including the image 181 is generated. Further, the image analysis unit 93 obtains the direction 181A of the image 181 of the discharge light 81 with reference to two orthogonal axes 100X and 100Y in the image 100. The image analysis unit 93 outputs a signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81 based on the direction 181A of the image 181 of the discharge light 81 thus obtained.
[0049]
Note that the discharge light detection unit 90 can be installed outside the tube body 20 as shown in FIG. 3 as long as the fixing unit 34B is formed of a material that does not interfere with shooting by the camera 91. In addition, only the camera 91 may be separated from other parts of the discharge light detection unit 90 and installed inside the tube body 20. Further, the camera 91 may be moved as the water level 33A of the conductive liquid 33 rises.
[0050]
In the present embodiment, since the current measuring unit 50 (FIG. 1) is not provided, the terminal 43 of the high voltage generating unit 40 is connected to the metal pipe 35 via the wiring 43A.
[0051]
Next, the operation of the film defect inspection apparatus 10A will be described.
[0052]
First, as in the first embodiment, the electrode 30 is loosely inserted into the tube body 20 while maintaining the gap 31 between the coating 21 and the high voltage generation circuit 41 is operated. For example, an alternating high voltage of about several kV is applied between them. Subsequently, the valve 37 is opened, and the conductive liquid 33 is gradually filled from the lower end 32A of the tubular member 32 toward the upper end 32B so that the water level 33A gradually increases from the tank 36 through the metal pipe 35. .
[0053]
At the same time, the discharge light detection unit 90 monitors the generation of the discharge light 81 and the water level measurement unit 60 measures the water level 33A.
[0054]
When the defect 21A is generated in the coating 21 of the tube body 20, when the water level 33A of the conductive liquid 33 reaches the height position of the defect 21A, the discharge 80 is generated between the tube body 20 and the electrode 30. Arise. The discharge light 81 when the discharge 80 is generated is photographed by the camera 91 of the discharge light detection unit 90, and the image data D3 of the obtained discharge light 81 is recorded in the recording unit 92. The image analysis unit 93 analyzes the image data D3 of the discharge light 81 to obtain the direction 181A of the image 181 of the discharge light 81, and based on this, a signal representing the generation direction of the discharge light 81 from the electrode 30 toward the defect 21A. S3 is output. A signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81 is input to the position signal generator 70. In the position signal generation unit 70, the longitudinal direction of the tubular body 20 is obtained by performing synchronous calculation processing on the signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81 and the water level signal S2 indicating the water level 33A when the signal S3 is output. And a position signal S indicating the generation position of the discharge 80 in the circumferential direction. _LC Is generated.
[0055]
When there is no defect in the coating film 21 of the tube body 20 and sufficient coverage of the coating film 21 is achieved, the conductive material is applied while applying an AC high voltage of, for example, several kV between the tube body 20 and the electrode 30. Even if the water level 33A of the conductive liquid 33 is raised from the lower end 20A to the upper end 20B of the tubular body 20, the discharge 80 does not occur between the tubular body 20 and the electrode 30, and the discharge light 81 is also detected by the discharge light detection unit 90. Never happen. Therefore, in such a case, it can be determined that the coating 21 has no defect.
[0056]
As described above, in the present embodiment, in addition to the effects obtained by the first embodiment, the discharge light detection unit 90 detects the discharge light 81 when the discharge 80 is generated between the tube body 20 and the electrode 30. Since the signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81 is output, the position of the defect 21A in the circumferential direction of the tubular body 20 can be specified, and the position of the defect 21A can be specified in more detail. can do.
[0057]
While the present invention has been described with reference to the embodiment and the modification, the present invention is not limited to the embodiment and the modification, and various modifications can be made. For example, in each of the above embodiments, the case where either one of the current measurement unit 50 and the discharge light detection unit 90 is provided has been described. However, both the current measurement unit 50 and the discharge light detection unit 90 are provided. May be. In this case, the position signal generation unit 70 generates a signal S1 indicating a current change, a signal S3 indicating the generation direction of the discharge light 81, and a water level signal S2 indicating the water level 33A when the signal S3 is output. The position signal S indicating the generation position of the discharge 80 in the longitudinal direction and the circumferential direction of the tube body 20 by performing the synchronous calculation process. _LC Is generated.
[0058]
Further, for example, in each of the above-described embodiments, the electrode 30 is loosely inserted in a state where the tube body 20 is erected. However, the installation state of the tube body 20 is not limited to the erection state, Also good.
[0059]
For example, in the second embodiment, the case where the image analysis unit 93 that analyzes the image data D3 of the discharge light 81 is provided in the discharge light detection unit 90 has been described. May be provided in the position detection unit 70, and the discharge light detection unit 90 may send the image data D3 of the discharge light 81 to the position detection unit 70.
[0060]
Further, for example, in each of the above embodiments, the tube 20 has been described as being formed of metal, but the material of the tube 20 is not limited to metal, and is formed of, for example, a non-metallic conductive material. It goes without saying that it may be done. In the above-described embodiment, the case where the tube 20 is a tube having both ends opened has been described, but the present invention is also applicable to a tubular container in which only one end of both ends is open and the other is closed. Is possible.
[0061]
In addition, in each of the above embodiments, the tubular member 32 is formed in a cylindrical shape, and the electrode 30 is loosely inserted into the tube body 20 while maintaining the gap 31 between the tube member 21, and the film is attached to the inside of the tube body 20. 21 has been described. For example, as shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. 8, a tubular member 232 having an annular cross section and a cylindrical cavity 232C is used. The tubular body 220 may be loosely inserted into the hollow portion 232C of the tubular member 232 while maintaining a gap 231 between the coating 221 attached to the outside of the tubular body 220 and the tubular member 232. By doing so, it is possible to inspect the defect 221 </ b> A of the coating 221 deposited on the outside of the tube body 220.
[0062]
Further, in each of the above embodiments and FIGS. 7 and 8, the case where the inspection target is the tubular body 20 has been described as an example, but the inspection target is not limited to the tubular body. For example, it is possible to inspect for defects in a film deposited on the surface of a planar or curved plate-shaped inspection object. In this case, the tubular member has a flat shape, and the width can be appropriately set according to the width of the inspection object.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the film defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7 or the film defect inspection method according to any one of claims 8 to 14, the solid dielectric An electrode in which a conductive liquid is filled in at least a part of a tubular member formed by the body is disposed on the surface of the tube body while maintaining a gap between the electrode and the test object and the electrode. A voltage is applied between the electrodes and the discharge detector detects that a discharge has occurred between the inspection object and the electrode due to a defect occurring in the film of the inspection object and outputs a discharge detection signal. As a result, defects in the coating can be detected easily and reliably. In addition, inspection is possible regardless of the shape of the object to be inspected. For example, even if the wall surface is a bellows-like (tubular) expansion tube, the procedure is exactly the same as that of a cylindrical tube, Simple and reliable inspection is possible. Furthermore, an electrolyte or a conductive brush is not necessary, the inspection work is simple, and there is no possibility of damaging the tube or the coating. Also, there are no residual impurities after inspection.
[0064]
In particular, according to the film defect inspection apparatus according to claim 4 or the film defect inspection method according to claim 11, the conductive liquid is gradually filled in the tubular member so that the water level in the tubular member gradually increases. Therefore, as the water level rises, it is possible to gradually move the position where discharge may occur over the entire inspection object, not only detecting the occurrence of discharge but also generating it. The position can also be specified.
[0065]
In particular, according to the film defect inspection apparatus according to claim 5 or the film defect inspection method according to claim 12, the water level of the conductive liquid is measured by the water level measurement unit and a water level signal is output. Since the position signal indicating the generation position of the discharge is generated based on the discharge detection signal and the water level signal, the position of the defect can be specified. For example, if the inspection is performed in a state where the tube body is erected, the position of the defect in the longitudinal direction of the tube body can be specified.
[0066]
In addition, in particular, according to the film defect inspection apparatus according to claim 7 or the film defect inspection method according to claim 14, the discharge light when the discharge occurs is detected by the discharge light detection unit, and the discharge light of the discharge light is detected. Since the signal indicating the generation direction is output as the discharge detection signal, the position of the defect can be specified in more detail. For example, if the inspection is performed in a state where the tube body is erected, the position of the defect in the circumferential direction of the tube body can be specified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a film defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state of occurrence of discharge shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating another example of the tubular body illustrated in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a film defect inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a discharge light detection unit illustrated in FIG. 4;
6 is an explanatory diagram for explaining image analysis in an image analysis unit shown in FIG. 5;
7 is a cross-sectional view showing a modification of the tubular member shown in FIG. 1. FIG.
8 is a schematic configuration diagram showing a main part of a film defect inspection apparatus using the tubular member shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10A ... Film defect inspection apparatus, 20, 22 ... Tube, 21 ... Coating, 30 ... Electrode, 31 ... Gap, 32 ... Tubular member, 33 ... Conductive liquid, 33A ... Water level, 34A, 34B ... Fixed part, 35 ... Metal piping, 36 ... Tank, 37 ... Valve, 40 ... Voltage application unit, 41 ... High voltage generation unit, 42, 43, 51, 52 ... Terminal, 42A, 43A, 52A ... Wiring, 50 ... Current measurement unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... Water level measurement part, 70 ... Position signal generation part, 80 ... Discharge, 81 ... Discharge light, 90 ... Discharge light detection part, 91 ... Camera, 92 ... Recording part, 93 ... Image analysis part, 100 ... Image, 100X, 100Y ... axis, 120 ... tube image, 130 ... electrode image, 181 ... discharge light image, 181A ... direction

Claims

A film defect inspection apparatus for inspecting defects in an insulating film deposited on the surface of a conductive inspection object,
An electrode that has a tubular member formed of a solid dielectric, is filled with a conductive liquid in at least a part of the tubular member, and is disposed on the surface of the object to be inspected while maintaining a gap with the coating film; ,
A voltage application unit that applies a predetermined voltage between the inspection object and the electrode;
A discharge detection unit that detects that a discharge has occurred between the inspection object and the electrode due to a defect occurring in the coating film of the inspection object and outputs a discharge detection signal; Film defect inspection apparatus characterized by the above.

The tubular member is cylindrical,
The film defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the film defect inspection apparatus is loosely inserted into the inspection object while maintaining a gap between the film and the film deposited on the inside of the inspection object.

The tubular member has an annular cross-section and a cylindrical cavity,
2. The inspection object is loosely inserted into a hollow portion of the tubular member while maintaining a gap between the coating member deposited on the outside of the inspection object and the tubular member. The coating film defect inspection apparatus described.

4. The film defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the conductive liquid is gradually filled into the tubular member so that a water level in the tubular member gradually increases.

A water level measuring unit that measures the water level of the conductive liquid and outputs a water level signal;
The film defect inspection according to claim 1, further comprising a position signal generation unit configured to generate a position signal representing the generation position of the discharge based on the discharge detection signal and the water level signal. apparatus.

The discharge detector is
6. A current measuring unit that detects a current change between the inspection object and the electrode and outputs a signal representing the current change as the discharge detection signal. Coating defect inspection equipment.

The discharge detector is
The discharge light detection part which detects the discharge light between the said test target object and the said electrode, and outputs the signal showing the generation direction of the said discharge light as the said discharge detection signal is provided. The film defect inspection apparatus according to claim 6.

A film defect inspection method for inspecting defects of an insulating film deposited on the surface of a conductive inspection object,
An electrode having a tubular member formed of a solid dielectric and filled with a conductive liquid in at least a part of the tubular member is disposed on the surface of the tubular body while maintaining a gap with the coating,
A voltage application unit applies a predetermined voltage between the inspection object and the electrode,
The discharge detection unit detects that a discharge has occurred between the inspection object and the electrode due to a defect occurring in the film of the inspection object, and outputs a discharge detection signal. A coating defect inspection method.

A cylindrical tubular member is used as the tubular member,
The film defect inspection method according to claim 8, wherein the tubular member is loosely inserted into the inspection object while maintaining a gap between the tubular member and the film deposited on the inside of the inspection object.

As the tubular member, a tubular member having an annular cross-section and having a cylindrical cavity portion is used.
9. The inspection object is loosely inserted into a hollow portion of the tubular member while maintaining a gap between the coating member deposited on the outside of the inspection object and the tubular member. The film defect inspection method as described.

11. The film defect inspection method according to claim 8, wherein the conductive liquid is gradually filled into the tubular member so that a water level in the tubular member gradually increases.

The water level measurement unit measures the water level of the conductive liquid and outputs a water level signal.
The film defect inspection method according to claim 8, wherein the discharge detection unit generates a position signal indicating a generation position of the discharge based on the discharge detection signal and the water level signal.

9. The discharge detection unit, wherein a current measurement unit detects a current change between the inspection object and the electrode, and outputs a signal representing the current change as the discharge detection signal. The film defect inspection method according to claim 12.

In the discharge detection unit, the discharge light detection unit detects discharge light between the inspection object and the electrode, and outputs a signal indicating the generation direction of the discharge light as the discharge detection signal. The film defect inspection method according to claim 8 to 13.