JP5218379B2 - Degreasing degree determination device - Google Patents

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Description

本発明は脱脂度判定装置に関し、特に被測定物表面に光を照射し、被測定物表面からの蛍光を検出することで被測定物表面の脱脂度を判定する技術に関する。   The present invention relates to a degreasing degree determination device, and more particularly to a technique for determining the degree of degreasing on the surface of a measurement object by irradiating the surface of the measurement object with light and detecting fluorescence from the surface of the measurement object.

従来から、被測定物表面の脱脂度あるいは汚れを検出するための種々の方法が提案されている。   Conventionally, various methods for detecting the degree of degreasing or dirt on the surface of an object to be measured have been proposed.

第1は、水濡れ現象を利用する方法である。これは、脱脂後に加工品全体に純水を噴霧させることにより、加工品表面からはじかれた場所を未洗浄部分として検知する方法である。   The first is a method that utilizes the water wetting phenomenon. This is a method of detecting a place repelled from the surface of the processed product as an unwashed portion by spraying pure water on the entire processed product after degreasing.

第2は、全有機炭素濃度測定法である。これは、水中もしくは洗浄液中の有機炭素から油分濃度を推定するものである。洗浄液中に残留している汚れを抽出し、洗浄液の管理もしくは洗浄した金属の洗浄度を評価する。   The second is a total organic carbon concentration measurement method. This is to estimate the oil concentration from organic carbon in water or cleaning liquid. The dirt remaining in the cleaning solution is extracted, and the management of the cleaning solution or the cleaning degree of the cleaned metal is evaluated.

第3は、表面洗浄度分析法である。これは、超真空中において対象表面の元素を計測する方法である。   The third is a surface cleanliness analysis method. This is a method of measuring elements on the target surface in an ultra vacuum.

第4は、潤滑油膜厚さの計測方法である。これは、内燃機関の制御のための油膜厚さを計測するものである。レーザ誘起蛍光法により油膜厚さを定量的に検出することを目的とし、検出感度を上げるために蛍光添加剤を油に混入させる。蛍光強度により油膜厚さを正確に読み取ることが可能である。   The fourth is a method for measuring the lubricating oil film thickness. This measures the oil film thickness for control of the internal combustion engine. For the purpose of quantitatively detecting the oil film thickness by laser-induced fluorescence, a fluorescent additive is mixed into the oil in order to increase detection sensitivity. The oil film thickness can be accurately read by the fluorescence intensity.

第5は、油膜厚計測法である。これは、自然劣化等が発生していない新規の既知の油膜が連続的に存在し、該油膜面に紫外線を励起光として入射させ、100μm以下の油膜面から生成する蛍光強度の積算値が金属表面に塗布した油膜量を推定するものである。測定する油膜の評価には油膜厚さと蛍光強度の相関関係を測った検量線を利用する。   The fifth is an oil film thickness measuring method. This is because there is continuously a new known oil film in which no natural degradation or the like has occurred, and ultraviolet light is incident on the oil film surface as excitation light, and the integrated value of the fluorescence intensity generated from the oil film surface of 100 μm or less is a metal. The amount of oil film applied to the surface is estimated. For the evaluation of the oil film to be measured, a calibration curve obtained by measuring the correlation between the oil film thickness and the fluorescence intensity is used.

第6は、脱脂表面油分計測法である。これは、数μm以下のごく薄い油膜の厚さに紫外・可視光を励起光として入射させ、蛍光強度を計測するものである。洗浄度を評価するため蛍光強度と油膜量との検量線を用いることで脱脂状態を抽出する。   The sixth is a degreasing surface oil content measuring method. In this method, ultraviolet / visible light is incident as excitation light on a very thin oil film having a thickness of several μm or less, and fluorescence intensity is measured. In order to evaluate the degree of cleaning, the degreased state is extracted by using a calibration curve between the fluorescence intensity and the oil film amount.

特開2009−128263号公報JP 2009-128263 A 特開平10−177016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-177016 特開2009−103630号公報JP 2009-103630 A 特許第3508452号Japanese Patent No. 3508852 特開平9−210908号公報JP-A-9-210908 特許第2915294号Patent No. 2915294 特開平5−118989号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-118898 特開昭57−86743号公報JP-A-57-86743

脱脂状態の目安として、水の「ぬれ性」がある。加工品を塗装する前に脱脂処理し、加工品の「ぬれ性」の目視による検査では、「ぬれ性」80%以上を合格とする経験則があるが定量性はない。このため、脱脂状態が十分であるかないかを人為的にしか判断できず、豊富な技術経験が必要となる。また、製造ラインで起きる不良の発生原因が突き止められないという問題が生じる。   As a measure of the degreasing state, there is “wetability” of water. In the visual inspection of the “wetting property” of the processed product after degreasing before painting the processed product, there is an empirical rule that passes “wetting property” of 80% or more, but there is no quantitative property. For this reason, it can be judged only artificially whether the degreasing state is sufficient, and abundant technical experience is required. In addition, there is a problem that the cause of the failure that occurs in the production line cannot be determined.

また、組立加工製品はそれぞれの部品が一定とは限らないため前後の重量を測ったとしても洗浄度評価の誤差が大きくなり、残量の少ない脱脂後加工品は評価が難しい。また、洗浄液および容器を計測するたびに交換する必要があり実用的ではない。油の劣化などは評価できるが、微量に付着した防錆油の脱脂状態を測ることができない。   In addition, since the assembled processed product does not always have a constant part, even if the front and rear weights are measured, the error in cleaning degree evaluation becomes large, and it is difficult to evaluate the processed product after degreasing with a small remaining amount. Further, it is not practical because the cleaning liquid and the container must be replaced each time they are measured. Although the deterioration of the oil can be evaluated, the degreasing state of the rust preventive oil adhering to a minute amount cannot be measured.

また、脱脂直後の加工品表面の計測は大型で高価なシステムが必要で、一般に超真空、真空状態での計測が求められるため、すべての製品の確認をするには向いていない。例えば、自動車の塗装前の車体などは全長5mほどあり、真空状態の設備環境を整えるための投資額が高くなるため、抜き出し計測しか方法がない。また、表面に付着する元素が加工品表面全体の計測をするには時間がかかり、製造ラインへの適用が難しい。   In addition, measurement of the surface of a processed product immediately after degreasing requires a large and expensive system, and generally requires measurement in an ultra-vacuum or vacuum state. Therefore, it is not suitable for checking all products. For example, a car body before painting of an automobile has a total length of about 5 m, and the amount of investment for preparing a vacuum facility environment is high. In addition, it takes time for the elements adhering to the surface to measure the entire surface of the workpiece, making it difficult to apply to the production line.

また、防錆油に蛍光添加剤を混入させた場合、防錆油の性能が変化しないための別の開発が必要となり追加開発のコストがかかってしまう。できる限り現行の防錆油の成分のみで感度を維持できる方法が望ましい。   In addition, when a fluorescent additive is mixed in the rust-preventing oil, another development is required for the performance of the rust-preventing oil not to change, and additional development costs are required. It is desirable to have a method that can maintain sensitivity with only the components of the current rust prevention oil as much as possible.

また、単に蛍光を検出し検量線と対比するだけでは加工品表面上にある水分の影響や形状に対する影響を排除することができない。   Further, simply detecting fluorescence and comparing it with a calibration curve cannot eliminate the influence of moisture on the surface of the workpiece and the influence on the shape.

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、定量的な基準で、製造工程の手順や個々の重量に影響されることなく、油分の性状に関わらず被測定物表面の脱脂状態を自動的に検知できる装置及び方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and on a quantitative basis, the surface of the object to be measured is not affected by the procedure of the manufacturing process or individual weight, regardless of the nature of the oil content. An apparatus and a method capable of automatically detecting a degreasing state are provided.

発明は、脱脂度判定装置であって、被測定物表面に光を照射する光源と、前記光に基づく前記被測定物表面からの蛍光を検出する検出手段と、前記蛍光の強度分布を空間パターンの解析で得られる第1の指標と、前記蛍光の強度分布を統計解析して得られる第2の指標の少なくとも2つの指標を用いて、前記被測定物表面の脱脂の度合いを判定する演算手段とを有することを特徴とする。 The present invention is a degreasing degree determination apparatus, comprising: a light source that irradiates light on the surface of the object to be measured; a detection unit that detects fluorescence from the surface of the object to be measured based on the light; and a spatial distribution of the intensity distribution of the fluorescence. An operation for determining the degree of degreasing on the surface of the object to be measured using at least two indices, a first index obtained by pattern analysis and a second index obtained by statistical analysis of the fluorescence intensity distribution. Means.

本発明の1つの実施形態では、空間パターンの解析は空間周波数解析(たとえばフーリエ解析やウェーブレット解析)、あるいは幾何学解析である。それぞれパワースペクトルやウェーブレット係数、あるいは幾何学的量がある。統計解析は平均値や標準偏差、あるいはこれらの比である変動係数である。   In one embodiment of the present invention, the analysis of the spatial pattern is a spatial frequency analysis (eg, Fourier analysis or wavelet analysis), or a geometric analysis. Each has a power spectrum, wavelet coefficients, or geometric quantities. Statistical analysis is a coefficient of variation which is an average value, standard deviation, or a ratio thereof.

本発明では、蛍光の強度分布を空間パターンの解析で得られる指標を用いて脱脂の均一性を判定する。空間パターンの解析には、パワースペクトルやウェーブレット係数、幾何学的量が含まれる。脱脂の均一性に応じてパワースペクトルやウェーブレット係数は変化する。また、汚れ粒子の直径や重心間の距離、汚れの面積等の幾何学的量も当然に変化する。したがって、空間パターンを解析することで、脱脂の度合いを定量的に評価できる。   In the present invention, the homogeneity of degreasing is determined using an index obtained by analyzing the spatial distribution of the fluorescence intensity distribution. Spatial pattern analysis includes power spectra, wavelet coefficients, and geometric quantities. The power spectrum and wavelet coefficients change according to the uniformity of degreasing. Naturally, geometrical quantities such as the diameter of the dirt particles, the distance between the centers of gravity, and the area of the dirt also change. Therefore, the degree of degreasing can be quantitatively evaluated by analyzing the spatial pattern.

一方、蛍光の強度分布を統計解析して得られる指標には、蛍光強度の平均値や標準偏差等が含まれ、脱脂の均一性に応じてこれらの値は変化する。したがって、空間パターンの解析で得られる指標のみならず、これに加えて統計解析して得られる指標も併せて用いることで、脱脂の度合いをより高精度に評価できる。   On the other hand, the index obtained by statistical analysis of the fluorescence intensity distribution includes the average value and standard deviation of the fluorescence intensity, and these values change according to the degreasing uniformity. Therefore, the degree of degreasing can be evaluated with higher accuracy by using not only the index obtained by analysis of the spatial pattern but also the index obtained by statistical analysis in addition to this.

なお、平均値や標準偏差を用いる場合、被測定物表面に水が存在する場合と存在しない場合とでこれらの値が変動するが、平均値と標準偏差の比である変動係数(=標準偏差/平均値)を指標とすれば、水の有無による変動を除去できる。すなわち、変動係数を指標として用いることで、脱脂度を判定すべき被測定物表面の状態によらずに正確に判定できる。   When using the average value or standard deviation, these values vary depending on whether water is present or absent on the surface of the object to be measured, but the coefficient of variation (= standard deviation) is the ratio between the average value and the standard deviation. / Average value) can be used as an index to eliminate fluctuations due to the presence or absence of water. That is, by using the coefficient of variation as an index, it is possible to accurately determine the degree of degreasing regardless of the state of the surface of the object to be measured.

本発明によれば、油分の性状に関わらず被測定物表面の脱脂状態を自動的に検知することができ、目視による脱脂状態の判定に比べ、正確性及び効率性が格段に向上する。   According to the present invention, it is possible to automatically detect the degreasing state of the surface of the object to be measured regardless of the nature of the oil content, and the accuracy and efficiency are remarkably improved as compared with the determination of the degreasing state by visual observation.

実施形態の構成図である。It is a block diagram of embodiment. ぬれ性と蛍光強度(輝度)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between wettability and fluorescence intensity (luminance). 図2の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. ぬれ性と油膜厚の分布(標準偏差)を示す図である。It is a figure which shows wettability and oil film thickness distribution (standard deviation). ぬれ性50%及び100%の輝度ヒストグラムを示す図である。It is a figure which shows the luminance histogram of wettability 50% and 100%. 各試料の輝度値を示す図である。It is a figure which shows the luminance value of each sample. ぬれ性とパワースペクトルの勾配の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wettability and the gradient of a power spectrum. ぬれ性とパワースペクトル密度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between wettability and power spectral density. 各試料の平均強度及び標準偏差を示す図である。It is a figure which shows the average intensity | strength and standard deviation of each sample. 各試料(水ありと水なし)と変動係数(標準偏差/平均値)を示す図である。It is a figure which shows each sample (with water and without water) and a coefficient of variation (standard deviation / average value). パワースペクトルの勾配と変動係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gradient of a power spectrum, and a variation coefficient. マザーウェーブレットを示す図である。It is a figure which shows a mother wavelet. ウェーブレット係数(平均量)と平均強度(平均輝度値)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a wavelet coefficient (average amount) and average intensity | strength (average luminance value). ぬれ性とウェーブレット係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between wettability and a wavelet coefficient. パワースペクトル密度と変動係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a power spectrum density and a variation coefficient. ウェーブレット係数と変動係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a wavelet coefficient and a variation coefficient. パワースペクトルの勾配と面積率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gradient of a power spectrum, and an area ratio. ウェーブレット係数と面積率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a wavelet coefficient and an area ratio. 面積率と変動係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an area rate and a variation coefficient. 面積率と平均強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an area ratio and average intensity | strength. パワースペクトルの勾配と平均強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gradient of a power spectrum, and average intensity | strength. パワースペクトル密度と平均強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a power spectrum density and average intensity | strength. ウェーブレット係数と平均強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a wavelet coefficient and average intensity | strength. ぬれ性と面積率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between wettability and an area ratio. ウェーブレット係数と変動係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a wavelet coefficient and a variation coefficient. 試料が傾いている場合の補正方法を示す図である。It is a figure which shows the correction method when the sample is inclined. 試料が曲率を有する場合の補正方法を示す図である。It is a figure which shows the correction method in case a sample has a curvature. 試料の角度とBin/Boutの関係を示す図である。It is a figure which shows the angle of a sample, and Bin / Bout. 脱脂度の時系列判定を示す図である。It is a figure which shows the time series determination of a degreasing degree. 図29のシステムにおけるパワースペクトルの勾配と蛍光強度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the gradient of a power spectrum and the fluorescence intensity in the system of FIG. 脱脂度の他の時系列判定を示す図である。It is a figure which shows the other time series determination of a degreasing degree. 図31のシステムにおけるパワースペクトルの勾配と蛍光強度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the gradient of a power spectrum and the fluorescence intensity in the system of FIG.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
図1に、本実施形態における脱脂度判定装置の全体構成図を示す。KrFエキシマレーザ14から射出されたレーザ光(248nm、300mJ)は、ミラー16、アパーチャ18、ミラー20、シリカガラス22,26を介して試料30に照射される。シリカガラス22,26にはそれぞれビーム拡散器24,28が設けられ、それぞれビームを拡散して照射エネルギを調整する。例えば、シリカガラス22の反射率を10%として照射エネルギを30mJとし、シリガガラス26の反射率を同様に10%として照射エネルギを3mJとする。試料30に照射されるレーザ光のサイズは、例えば16mm×20mmである。エキシマレーザ14からのレーザ光照射は、コントローラ10からの制御指令によりパルス発生器12がエキシマレーザ14に駆動パルスを供給することで制御される。試料30からの蛍光は、CCDカメラ(イメージインテンシファイCCDカメラ)32で計測される。CCDカメラ32のUVレンズには光学カットフィルタが装着される。試料30はスライダに固定され、計測毎に22mm移動させ、上下7箇所、合計14箇所において蛍光が計測される。蛍光の計測波長は、270nmから380nmである。CCDカメラ32での計測結果は、コントローラ10に供給されて解析される。もちろん、CCDカメラ32の計測結果を、別途、コンピュータに供給し、コンピュータで解析してもよい。コントローラ10あるいはコンピュータは、CCDカメラ32の計測結果に基づいて、試料30の脱脂の度合いを判定する。
<First Embodiment>
In FIG. 1, the whole block diagram of the degreasing degree determination apparatus in this embodiment is shown. Laser light (248 nm, 300 mJ) emitted from the KrF excimer laser 14 is irradiated onto the sample 30 through the mirror 16, the aperture 18, the mirror 20, and the silica glasses 22 and 26. The silica glasses 22 and 26 are provided with beam diffusers 24 and 28, respectively, for adjusting the irradiation energy by diffusing the beams. For example, the reflectance of the silica glass 22 is 10%, the irradiation energy is 30 mJ, the reflectance of the silica glass 26 is 10%, and the irradiation energy is 3 mJ. The size of the laser beam irradiated on the sample 30 is, for example, 16 mm × 20 mm. Laser light irradiation from the excimer laser 14 is controlled by the pulse generator 12 supplying a drive pulse to the excimer laser 14 in accordance with a control command from the controller 10. The fluorescence from the sample 30 is measured by a CCD camera (image intensifying CCD camera) 32. An optical cut filter is attached to the UV lens of the CCD camera 32. The sample 30 is fixed to a slider, moved 22 mm for each measurement, and fluorescence is measured at a total of 14 locations, 7 locations up and down. The measurement wavelength of fluorescence is 270 nm to 380 nm. The measurement result obtained by the CCD camera 32 is supplied to the controller 10 and analyzed. Of course, the measurement result of the CCD camera 32 may be separately supplied to a computer and analyzed by the computer. The controller 10 or the computer determines the degree of degreasing of the sample 30 based on the measurement result of the CCD camera 32.

試料30は、鋼材の試料であり、
(1)全面に防錆油を塗布したもの
(2)一部の領域に油を付与したもの
(3)油を塗布していない脱脂状態のもの
の3種類を用い、それぞれ水と試料30とのぬれ性の関係が面積率で
(1)0%
(2)50%
(3)100%
となるように設定している。
Sample 30 is a steel sample,
(1) The rust preventive oil is applied to the entire surface (2) The oil is applied to a part of the region (3) The three types of the degreased state where the oil is not applied, Wetability relationship is area ratio (1) 0%
(2) 50%
(3) 100%
It is set to become.

図2に、3種類の試料30の計測結果を示す。計測結果は14箇所のすべての画像の平均値を表す。試料(1)と試料(2)を比較すると値の比が50倍となり、定量的に判断できることが分かる。   FIG. 2 shows the measurement results of three types of samples 30. The measurement result represents the average value of all 14 images. When the sample (1) and the sample (2) are compared, the ratio of the values is 50 times, and it can be seen that the determination can be made quantitatively.

図3に、ぬれ性50%(試料(2))と100%(試料(3))の結果を示す。ぬれ性の異なる試料から蛍光強度の比が1.6倍で、標準偏差が試料(2)は33.1、試料(3)は9.0になることが分かる。   FIG. 3 shows the results of wettability of 50% (sample (2)) and 100% (sample (3)). From the samples with different wettability, the fluorescence intensity ratio is 1.6 times, and the standard deviation is 33.1 for sample (2) and 9.0 for sample (3).

図4に、図3に示す標準偏差の違いを分布として示す。油の残量の多い場所を直感的に判断できることが分かる。   FIG. 4 shows the difference in standard deviation shown in FIG. 3 as a distribution. It turns out that the place where there is much remaining amount of oil can be judged intuitively.

図5に、試料(2)と試料(3)のヒストグラムを示す。基準との差を見ることができ、これも判定の材料の一つとなり得る。   FIG. 5 shows histograms of sample (2) and sample (3). The difference from the reference can be seen, which can be one of the judgment materials.

一般に、意図的に、かつ巧みな手段を用いて金属表面に油膜を塗布しない限り、金属表面での油膜・汚れのつき方は不均一なものであり、加工品表面に紫外線を当ててその表面から蛍光を発生させる場合、生成する蛍光はその強度分布に拡がり、偏りが現れる。標準偏差を用いることで、油膜・汚れの不均一さを定量値として示すことができ、脱脂度を区別できる。また、油の性状が変化しても輝度値のベースラインが上がるだけであるから同様に計測が可能である。   In general, unless an oil film is applied to the metal surface intentionally and using skillful means, the oil film / dirt pattern on the metal surface is uneven. When the fluorescence is generated from the light, the generated fluorescence spreads in its intensity distribution, and a bias appears. By using the standard deviation, the nonuniformity of the oil film / dirt can be shown as a quantitative value, and the degree of degreasing can be distinguished. Further, even if the properties of the oil change, the baseline of the luminance value only rises, so that the same measurement is possible.

<第2実施形態>
鋼材の試料を用い、(1)防錆油を塗布したもの、(2)アセトンで流水脱脂したもの、(3)アセトンで流水脱脂したのち研磨したものの3種類を用意し、油膜厚さ1μmから脱脂までを再現した。レーザの出力を300mJとし、試料に照射し、試料に当たるレーザのサイズを16×20mmとし、エネルギは3mJである。蛍光強度の測定にはUVレンズに光学カットフィルタを装着したCCDカメラ32によって行う。
Second Embodiment
Using steel samples, prepare three types: (1) coated with rust-preventive oil, (2) washed with water and degreased with acetone, and (3) washed with water and degreased with acetone. Reproduced until degreasing. The laser output is 300 mJ, the sample is irradiated, the size of the laser that strikes the sample is 16 × 20 mm, and the energy is 3 mJ. The fluorescence intensity is measured by a CCD camera 32 in which an optical cut filter is attached to a UV lens.

図6に、励起波長248nmのレーザを照射したときの試料の結果を示す。計測結果は検査領域内の画像の平均値を表す。図において、アは(1)防錆油を塗布したもの、イは(2)アセトンで流水脱脂したもの、ウは(3)アセトンで流水脱脂したのち研磨したものを表す。また、比較のため、エ、オ、カとして図2に示すぬれ性0%、50%、100%の場合をそれぞれ示す。アとイを比較すると、値の比が40倍となっている。すなわち、防錆油の塗布されたものとアセトンでの脱脂度の差は明確であることが分かる。また、イとオと差がみられるため、完全な脱脂状態ではないことも分かる。   FIG. 6 shows the results of the sample when irradiated with a laser having an excitation wavelength of 248 nm. The measurement result represents the average value of the images in the inspection area. In the figure, a represents (1) a rust-preventive oil-coated oil, (b) (2) water degreased with acetone, and (3) water (3) degreased with water and then polished. For comparison, the cases of wettability 0%, 50%, and 100% shown in FIG. Comparing a and i, the ratio of the values is 40 times. That is, it can be seen that the difference in the degree of degreasing between the one coated with rust preventive oil and the acetone is clear. Moreover, since a difference is seen with a and o, it turns out that it is not a complete degreasing state.

以上より、平均強度を用いることで脱脂度を評価することができる。   From the above, the degree of degreasing can be evaluated by using the average strength.

<第3実施形態>
本実施形態における装置は、図1に示す構成に加え、さらに結果表示装置を含む。図1に示すコントローラ10あるいはコンピュータで脱脂度を判定した後、その結果を表示装置に表示する。コントローラ10あるいはコンピュータでの判定方法は、ヒストグラム分布、標準偏差、時空間差分、空間周波数解析(フーリエ解析やウェーブレット解析)等である。いずれかの判定アルゴリズムを適用することによって、脱脂後の極めて微量にかつ不均一な油膜の着く加工品表面の脱脂度を判定することができる。
<Third Embodiment>
The apparatus in the present embodiment further includes a result display apparatus in addition to the configuration shown in FIG. After determining the degree of degreasing with the controller 10 or computer shown in FIG. 1, the result is displayed on the display device. The determination method by the controller 10 or the computer is histogram distribution, standard deviation, spatio-temporal difference, spatial frequency analysis (Fourier analysis or wavelet analysis), and the like. By applying any one of the determination algorithms, it is possible to determine the degree of degreasing on the surface of the processed product on which a very small amount of non-uniform oil film is deposited after degreasing.

例えば、空間周波数解析により空間データから抽出されたパワースペクトルの勾配が利用でき、統計解析により空間データから抽出された平均値、標準偏差が利用できる。パワースペクトルの勾配については、汚れが自然由来に近づくほど1/fゆらぎに勾配が漸近することを利用している。このとき、空間データは画像データや時系列展開マップを利用することで客観的な判定結果を得ることができる。   For example, the gradient of the power spectrum extracted from the spatial data by spatial frequency analysis can be used, and the average value and standard deviation extracted from the spatial data by statistical analysis can be used. As for the gradient of the power spectrum, the fact that the gradient becomes asymptotic to 1 / f fluctuation as the stain approaches the natural origin is used. At this time, the spatial data can obtain an objective determination result by using image data or a time-series development map.

評価方法として、完全に脱脂されているかを確認するには面積率を用いると精度が高い。面積率は、試料30の全面積に対する汚れの存在しない部分の面積の比である。面積率を算出する場合、空間微分法に基づくエッジ検出および二値化画像解析により面積を特定することができる。なお、空間周波数解析を用いる場合、空間分解能は256×256ピクセル画像サイズもしくは256×256点以上の計測点を有するものが望ましい。ただし、空間微分解析を用いる場合は分解能による解析への影響はない。面積率を用いた判定方法については、さらに後述する。   As an evaluation method, the accuracy is high when the area ratio is used to confirm whether it is completely degreased. The area ratio is the ratio of the area of the non-stained portion to the total area of the sample 30. When calculating the area ratio, the area can be specified by edge detection based on a spatial differential method and binarized image analysis. When using spatial frequency analysis, it is desirable that the spatial resolution has 256 × 256 pixel image size or 256 × 256 or more measurement points. However, when spatial differential analysis is used, there is no influence on the analysis by resolution. The determination method using the area ratio will be described later.

コントローラ10あるいはコンピュータは、脱脂度を定量的に判定するに際し、残留する量と油分分布毎に判定の基準に沿ってしきい値を固定して解析する。解析方法は、統計処理、画像空間周波数解析等からなり、計測する場所や面積の違いによりいずれかの処理方法で判定する。   When quantitatively determining the degree of degreasing, the controller 10 or the computer performs analysis by fixing a threshold value according to a criterion for determination for each remaining amount and oil distribution. The analysis method includes statistical processing, image spatial frequency analysis, and the like, and is determined by one of the processing methods according to the difference in measurement place and area.

以下、空間周波数解析(フーリエ解析やウェーブレット解析)を用いた場合について説明する。   Hereinafter, a case where spatial frequency analysis (Fourier analysis or wavelet analysis) is used will be described.

油分が付着していると斑模様になるため、横軸を空間周波数(1/ピクセル)、縦軸をパワースペクトルとしてプロットすると、パワースペクトルは右下がり、つまり空間周波数が増大するほどパワースペクトルは小さくなる傾向を示すが、汚れがほとんどなく均一になっている場合には、パワースペクトルは水平に近くなる。そこで、パワースペクトルの勾配を最小二乗法により算出し、この勾配が判定基準より小さくなった場合、脱脂状態になったことを判定する。   When oil is attached, it becomes patchy. Therefore, when the horizontal axis is plotted as the spatial frequency (1 / pixel) and the vertical axis is plotted as the power spectrum, the power spectrum decreases to the right, that is, the power spectrum decreases as the spatial frequency increases. The power spectrum becomes almost horizontal when there is little dirt and it is uniform. Therefore, the gradient of the power spectrum is calculated by the method of least squares, and when this gradient becomes smaller than the determination criterion, it is determined that the degreasing state has been reached.

図7に、種々の試料をぬれ性とパワースペクトルの勾配でマッピングした場合を示す。ぬれ性としては、0%、20%、40%、60%、80%、100%、スーパー100(S100)%とした。ここで、スーパー100%とは、100%の脱脂状態よりもさらに脱脂の程度が進んだ状態を意味する。また、各ぬれ性において、試料の表面が水の存在しない乾燥した状態と水の存在するそれぞれの場合についてパワースペクトルの勾配を示している。なお、水の存在する状態は、具体的には洗浄直後であり、水の存在しない状態は、洗浄直後の状態から窒素スプレーにより乾燥させた状態である。図より、脱脂度が増大すると、パワースペクトルの勾配が減少して0に近づくことが分かる。したがって、基準となるしきい値を設け、パワースペクトルの勾配をしきい値と大小比較することで、脱脂度を定量評価することができる。   FIG. 7 shows a case where various samples are mapped by wettability and power spectrum gradient. The wettability was 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%, and Super 100 (S100)%. Here, the super 100% means a state in which the degree of degreasing is further advanced than the 100% degreasing state. In each wettability, the gradient of the power spectrum is shown for each case where the surface of the sample is in a dry state where water is not present and where water is present. The state in which water is present is specifically immediately after washing, and the state in which no water is present is a state dried by nitrogen spray from the state immediately after washing. From the figure, it can be seen that as the degree of degreasing increases, the gradient of the power spectrum decreases and approaches zero. Therefore, the degreasing degree can be quantitatively evaluated by providing a reference threshold value and comparing the gradient of the power spectrum with the threshold value.

図8に、種々の試料をぬれ性とパワースペクトル密度でマッピングした場合を示す。ここで、パワースペクトル密度とは、パワースペクトルの所定空間周波数までの積算値を意味する。所定空間周波数は、それ以上はノイズと考えられる周波数である。図に示すように、脱脂度が増大すると、パワースペクトル密度も低下する傾向を示す。したがって、基準となるしきい値を設け、パワースペクトル密度をしきい値と大小比較することで、脱脂度を定量評価することができる。   FIG. 8 shows a case where various samples are mapped by wettability and power spectral density. Here, the power spectrum density means an integrated value up to a predetermined spatial frequency of the power spectrum. The predetermined spatial frequency is a frequency that is considered to be noise. As shown in the figure, when the degree of degreasing increases, the power spectral density tends to decrease. Therefore, the degreasing degree can be quantitatively evaluated by providing a reference threshold value and comparing the power spectral density with the threshold value.

<第4実施形態>
本実施形態では、水分の有無による影響を考慮した判定方法を示す。鋼材の試料を用い、製造ラインで用いられているアルカリ洗浄剤で脱脂後の状態を計測する。洗浄直後の水分を含む表面状態とその状態から窒素スプレーによって乾燥させた後の表面状態の両方を計測する。
<Fourth embodiment>
In the present embodiment, a determination method that takes into account the influence of the presence or absence of moisture is shown. Using a steel sample, the state after degreasing is measured with an alkaline cleaner used in the production line. Both the surface state including moisture immediately after cleaning and the surface state after drying by nitrogen spray from the state are measured.

図9に、その結果を示す。ぬれ性は、40%、60%、80%、100%とし、輝度平均と標準偏差を示す。脱脂後の水分があるときと乾燥させたときの分布画像を比較すると、水分がある試料は蛍光強度が強くなる。したがって、単に輝度平均や標準偏差で比較することはできず、水分の有無の影響を排除するような指標を用いる必要があることを示す。そこで、本実施形態では、変動係数=標準偏差/平均値を用いて脱脂度を評価する。なお、ぬれ性毎に水分有無による分布を観察すると、水分の有無によって強度の違いはあるものの分布の模様は似ていることが判明している。   FIG. 9 shows the result. The wettability is 40%, 60%, 80%, 100%, and indicates the average brightness and standard deviation. Comparing the distribution images when there is moisture after degreasing and when it is dried, the sample with moisture has higher fluorescence intensity. Therefore, it cannot be simply compared with the luminance average or standard deviation, and it is necessary to use an index that excludes the influence of the presence or absence of moisture. Therefore, in this embodiment, the degree of degreasing is evaluated using the coefficient of variation = standard deviation / average value. In addition, when the distribution according to the presence or absence of moisture is observed for each wettability, it is found that the distribution pattern is similar although there is a difference in strength depending on the presence or absence of moisture.

図10に、ぬれ性と変動係数(=標準偏差/平均値)の関係を示す。図に示すように、変動係数、つまり標準偏差と平均値の比で評価すると、水の有無に関係なく同じような傾向を示すことが分かる。これにより、洗浄直後の脱脂状態で得られた画像の標準偏差を平均値で割った変動係数による評価を行えば、水分の有無に関係なく存在する油分を検出することができ、水分の有無の影響を排除して脱脂度を相対的に比較できる。   FIG. 10 shows the relationship between wettability and coefficient of variation (= standard deviation / average value). As shown in the figure, it can be seen that the same tendency is shown regardless of the presence or absence of water when evaluated by the coefficient of variation, that is, the ratio between the standard deviation and the average value. As a result, if the evaluation is performed by the coefficient of variation obtained by dividing the standard deviation of the image obtained in the degreased state immediately after washing by the average value, the oil component present can be detected regardless of the presence or absence of moisture. The degree of degreasing can be compared relatively without the influence.

図11に、横軸にパワースペクトルの勾配、縦軸に1/変動係数とした場合のマッピング結果を示す。ぬれ性は、20%、40%、60%、80%、100%、スーパー100%としている。また、図では、パワースペクトルの勾配と1/変動係数の大小に応じて4つの領域に分割している。すなわち、
(I)パワースペクトルの勾配が所定値以下であり、1/変動係数が所定値以下の領域
(II)パワースペクトルの勾配が所定値以下であり、1/変動係数が所定値を超える領域
(III)パワースペクトルの勾配が所定値を超え、1/変動係数が所定値以下の領域
(IV)パワースペクトルの勾配が所定値を超え、1/変動係数が所定値を超える場合
である。領域(I)は、分散汚れが生じている領域であり、領域(II)は清浄な領域であり、領域(III)は分布汚れが生じている領域であり、(IV)は薄膜汚れが生じている領域である。ここで、分散汚れとは、汚れがほぼ均一に存在している状態である。また、分布汚れとは通常の汚れであって種々のサイズの汚れが存在している状態である。薄膜汚れとは、汚れが薄く均一に存在しているような状態である。一般に防錆油を塗布し、有機溶剤やアルカリ性溶剤、もしくは酸性溶剤のような液体で流水脱脂するような場合、主に分布汚れとして油分が残存する。また、たとえパワースペクトルの勾配が所定値以下であっても、1/変動係数が所定値以下の場合には、分散汚れが生じている可能性がある。一方、ぬれ性100%及びスーパー100%については、領域(II)の清浄領域にマッピングされ、また、ぬれ性20%、40%、60%、80%はいずれも分布汚れにマッピングされる。
FIG. 11 shows the mapping result when the horizontal axis represents the power spectrum gradient and the vertical axis represents 1 / variation coefficient. The wettability is 20%, 40%, 60%, 80%, 100%, and super 100%. In the figure, the image is divided into four regions according to the gradient of the power spectrum and the magnitude of 1 / variation coefficient. That is,
(I) A region where the gradient of the power spectrum is less than or equal to a predetermined value and 1 / variation coefficient is less than or equal to a predetermined value (II) A region where the gradient of the power spectrum is less than or equal to a predetermined value and the 1 / variation coefficient exceeds a predetermined value (III ) Region where the power spectrum gradient exceeds a predetermined value and the 1 / variation coefficient is equal to or less than the predetermined value (IV) The case where the power spectrum gradient exceeds the predetermined value and the 1 / variation coefficient exceeds the predetermined value. Area (I) is an area where dispersed dirt is generated, area (II) is a clean area, area (III) is an area where distributed dirt is generated, and (IV) is a thin film dirt. It is an area. Here, the dispersed dirt is a state in which dirt is present almost uniformly. In addition, distributed dirt is normal dirt in which various sizes of dirt are present. Thin film dirt is a state in which dirt is thin and uniformly present. In general, when rust-preventing oil is applied and running water is degreased with a liquid such as an organic solvent, an alkaline solvent, or an acidic solvent, the oil remains mainly as distributed dirt. Even if the gradient of the power spectrum is less than or equal to a predetermined value, if the 1 / variation coefficient is less than or equal to the predetermined value, there is a possibility that dispersion contamination has occurred. On the other hand, the wettability 100% and the super 100% are mapped to the clean region of the region (II), and the wettability 20%, 40%, 60%, and 80% are all mapped to the distribution stain.

したがって、パワースペクトルの勾配と変動係数をともに用いることで、脱脂度をより正確に評価することができる。コントローラ10あるいはコンピュータは、このマッピング結果に基づいて、被測定物の脱脂度が、「清浄」か否か、より特定的には、「清浄」、「薄膜汚れ」、「分散汚れ」、「分布汚れ」のいずれであるかを判定して表示装置にその旨表示することができる。なお、単に、「清浄」とそれ以外に分けて判定結果を表示してもよい。前者は「脱脂OK」、後者は「脱脂NG」として表示することもできる。   Therefore, the degreasing degree can be more accurately evaluated by using both the power spectrum gradient and the coefficient of variation. Based on the mapping result, the controller 10 or the computer determines whether the degreasing degree of the object to be measured is “clean” or, more specifically, “clean”, “thin film dirt”, “dispersed dirt”, “distribution”. It is possible to determine whether it is “dirt” and display it on the display device. The determination result may be displayed separately for “clean” and other than that. The former can be displayed as “degreasing OK”, and the latter can be displayed as “degreasing NG”.

<第5実施形態>
上記の実施形態では、パワースペクトルの勾配を用いて脱脂度を判定しているが、ウェーブレット係数を用いて脱脂度を判定することもできる。
<Fifth Embodiment>
In the above embodiment, the degree of degreasing is determined using the gradient of the power spectrum, but the degree of degreasing can also be determined using wavelet coefficients.

ウェーブレット解析では、マザーウェーブレットと呼ばれる有限長関数により信号を表現するものである。マザーウェーブレットをスケール(伸縮)、トランスレート(平行移動)することによって、解析する波形中のこれと相似な様々なスケールの波形を、空間軸情報を失うことなく抽出する。定義式は以下のとおりである。   In wavelet analysis, a signal is expressed by a finite length function called a mother wavelet. By scaling (extending / contracting) and translating (translating) the mother wavelet, waveforms of various scales similar to this are extracted without losing spatial axis information. The definition formula is as follows.

上式におけるW(a、b)は、ウェーブレット係数であり、マザーウェーブレットΨ(t)との相似性の強さを示す。ウェーブレット係数Wは、自身の情報のほかに、スケール情報と空間情報の2つの情報を持っている。 W (a, b) in the above equation is a wavelet coefficient and indicates the strength of similarity with the mother wavelet Ψ (t). The wavelet coefficient W has two pieces of information, namely scale information and spatial information, in addition to its own information.

図12に、本実施形態で用いるマザーウェーブレットの一例(Morlet)を示す。また、図13に、各ぬれ性の試料に対してウェーブレット解析を行った場合の、ウェーブレット係数と平均輝度値のマッピング結果を示す。脱脂度が80%、100%、スーパー100%と増大するに従い、ウェーブレット係数は減少する。また、平均輝度値も相対的に減少する。また、図14に、各ぬれ性とウェーブレット係数との関係を示す。図では、ぬれ性60%を境にして、ウェーブレット係数が急峻に減少している。したがって、ウェーブレット係数を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   FIG. 12 shows an example (Morlet) of the mother wavelet used in this embodiment. FIG. 13 shows a mapping result of wavelet coefficients and average luminance values when wavelet analysis is performed on each wettability sample. As the degree of degreasing increases to 80%, 100%, 100% super, the wavelet coefficient decreases. In addition, the average luminance value also decreases relatively. FIG. 14 shows the relationship between each wettability and the wavelet coefficient. In the figure, the wavelet coefficient sharply decreases with a wettability of 60% as a boundary. Therefore, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the wavelet coefficient with a predetermined threshold value.

<第6実施形態>
図15に、パワースペクトル密度と変動係数(=標準偏差/平均値)の関係を示す。図において、横軸はパワースペクトル密度であり、縦軸は1/変動係数である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%、80%は「残留」の領域にプロットされ、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、パワースペクトル密度が所定のしきい値よりも大きく、かつ1/変動係数が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、パワースペクトル密度がしきい値よりも小さく、1/変動係数がしきい値よりも大きい領域として定義される。図に示すように、「残留」領域と「清浄」領域は、2次元マップ上において対極の位置にあり、両領域は明確に区別され得る。したがって、パワースペクトル密度を所定のしきい値と大小比較するとともに、変動係数(あるいは1/変動係数)を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価できる。コントローラ10あるいはコンピュータは、図15の結果に基づいて、被測定物が「清浄」、あるいは「残留」のいずれであるかを判定してその結果を表示装置に表示できる。
<Sixth Embodiment>
FIG. 15 shows the relationship between the power spectral density and the coefficient of variation (= standard deviation / average value). In the figure, the horizontal axis represents power spectral density, and the vertical axis represents 1 / variation coefficient. When wetting 40%, 60%, 80%, 100%, and 100% super samples are plotted, 40%, 60%, and 80% are plotted in the “residual” area, and 100% super is the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region in which the power spectral density is larger than a predetermined threshold and the 1 / variation coefficient is smaller than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region where the power spectral density is smaller than the threshold and the 1 / variation coefficient is larger than the threshold. As shown in the figure, the “residual” region and the “clean” region are at opposite positions on the two-dimensional map, and both regions can be clearly distinguished. Accordingly, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the power spectral density with a predetermined threshold and comparing the coefficient of variation (or 1 / variation coefficient) with the predetermined threshold. The controller 10 or the computer can determine whether the object to be measured is “clean” or “residual” based on the result of FIG. 15 and display the result on the display device.

<第7実施形態>
図16に、ウェーブレット係数と変動係数(=標準偏差/平均値)の関係を示す。図において、横軸はウェーブレット係数であり、縦軸は1/変動係数である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットとすると、40%及び60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、ウェーブレット係数が所定のしきい値よりも大きく、かつ1/変動係数が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、ウェーブレット係数がしきい値よりも小さく、1/変動係数がしきい値よりも大きい領域として定義される。図に示すように、「残留」領域と「清浄」領域は、2次元マップ上において対極の位置にあり、両領域は明確に区別され得る。したがって、ウェーブレット係数を所定のしきい値と大小比較するとともに、変動係数(あるいは1/変動係数)を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。
<Seventh embodiment>
FIG. 16 shows the relationship between the wavelet coefficient and the variation coefficient (= standard deviation / average value). In the figure, the horizontal axis is the wavelet coefficient, and the vertical axis is the 1 / variation coefficient. If wetability samples of 40%, 60%, 80%, 100% and super 100% are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and super 100% are “clean”. Is plotted in the region. Here, the “residual” region is defined as a region where the wavelet coefficient is larger than a predetermined threshold and the 1 / variation coefficient is smaller than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region where the wavelet coefficient is smaller than the threshold and the 1 / variation coefficient is larger than the threshold. As shown in the figure, the “residual” region and the “clean” region are at opposite positions on the two-dimensional map, and both regions can be clearly distinguished. Therefore, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the magnitude of the wavelet coefficient with a predetermined threshold and comparing the coefficient of variation (or 1 / variation coefficient) with the predetermined threshold.

<第8実施形態>
図17に、パワースペクトルの勾配と面積率の関係を示す。図において、横軸はパワースペクトルの勾配、縦軸は面積率である。面積率は、サンプルの全面積に対する汚れのない部分の面積の比率である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、パワースペクトルの勾配が所定のしきい値よりも大きく、かつ1/変動係数が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、パワースペクトルの勾配がしきい値よりも小さく、1/変動係数がしきい値よりも大きい領域として定義される。
<Eighth Embodiment>
FIG. 17 shows the relationship between the gradient of the power spectrum and the area ratio. In the figure, the horizontal axis represents the power spectrum gradient and the vertical axis represents the area ratio. The area ratio is the ratio of the area of the unstained part to the total area of the sample. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and 100% super are the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region where the gradient of the power spectrum is larger than a predetermined threshold and the 1 / variation coefficient is smaller than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region where the gradient of the power spectrum is smaller than the threshold and the 1 / variation coefficient is larger than the threshold.

面積率が大きいほど、汚れていない部分が大きいから脱脂度も良好であると判定することは可能であるが、図17に示すような2次元マップを用い、面積率のみならず、パワースペクトルの勾配も考慮することで、より明確に脱脂度を判定することができる。   As the area ratio is larger, it is possible to determine that the degree of degreasing is better because the non-dirty part is larger. However, using a two-dimensional map as shown in FIG. By considering the gradient, the degree of degreasing can be determined more clearly.

<第9実施形態>
図18に、ウェーブレット係数と面積率の関係を示す。図において、横軸はウェーブレット係数であり、縦軸は面積率である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、ウェーブレット係数が所定のしきい値よりも大きく、かつ面積率が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、ウェーブレット係数がしきい値よりも小さく、面積率がしきい値よりも大きい領域として定義される。
<Ninth Embodiment>
FIG. 18 shows the relationship between the wavelet coefficient and the area ratio. In the figure, the horizontal axis is the wavelet coefficient, and the vertical axis is the area ratio. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and 100% super are the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region having a wavelet coefficient larger than a predetermined threshold and an area ratio smaller than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region having a wavelet coefficient smaller than a threshold value and an area ratio larger than the threshold value.

図より、ウェーブレット係数を所定のしきい値と大小比較するとともに、面積率を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the wavelet coefficient with a predetermined threshold and comparing the area ratio with the predetermined threshold.

<第10実施形態>
図19に、面積率と変動係数との関係を示す。図において、横軸は面積率、縦軸は1/変動係数である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、面積率が所定のしきい値よりも小さい、かつ1/変動係数が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、面積率がしきい値よりも小さく、1/変動係数がしきい値よりも大きい領域として定義される。
<Tenth Embodiment>
FIG. 19 shows the relationship between the area ratio and the coefficient of variation. In the figure, the horizontal axis represents the area ratio, and the vertical axis represents 1 / variation coefficient. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and 100% super are the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region having an area ratio smaller than a predetermined threshold and 1 / variation coefficient smaller than the predetermined threshold. A “clean” region is defined as a region having an area ratio smaller than a threshold value and 1 / variation coefficient larger than a threshold value.

図より、面積率を所定のしきい値と大小比較するとともに、変動係数を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the area ratio with a predetermined threshold value and comparing the coefficient of variation with a predetermined threshold value.

<第11実施形態>
図20に、面積率と平均強度(平均輝度値)の関係を示す。図において、横軸は面積率、縦軸は平均強度である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、80%、100%、スーパー100%はいずれも「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、面積率が所定のしきい値よりも小さく、かつ平均強度が所定のしきい値よりも大きい領域として定義される。また、「清浄」領域は、面積率がしきい値よりも大きく、平均強度がしきい値よりも小さい領域として定義される。
<Eleventh embodiment>
FIG. 20 shows the relationship between the area ratio and average intensity (average luminance value). In the figure, the horizontal axis represents the area ratio, and the vertical axis represents the average intensity. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 80%, 100% and 100% super are all Plotted in the “clean” area. Here, the “residual” region is defined as a region having an area ratio smaller than a predetermined threshold and an average intensity larger than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region having an area ratio larger than a threshold value and an average intensity smaller than the threshold value.

図より、面積率を所定のしきい値と大小比較するとともに、平均強度を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the area ratio with a predetermined threshold value and comparing the average strength with a predetermined threshold value.

<第12実施形態>
図21に、パワースペクトルの勾配と平均強度の関係を示す。図において、横軸はパワースペクトルの勾配、縦軸は平均強度である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、パワースペクトルの勾配が所定のしきい値よりも大きく、かつ平均強度が所定のしきい値よりも大きい領域として定義される。また、「清浄」領域は、パワースペクトルの勾配がしきい値よりも小さく、平均強度がしきい値よりも小さい領域として定義される。
<Twelfth embodiment>
FIG. 21 shows the relationship between the gradient of the power spectrum and the average intensity. In the figure, the horizontal axis represents the gradient of the power spectrum, and the vertical axis represents the average intensity. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and 100% super are the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region where the gradient of the power spectrum is larger than a predetermined threshold and the average intensity is larger than the predetermined threshold. A “clean” region is defined as a region where the slope of the power spectrum is less than the threshold and the average intensity is less than the threshold.

図より、パワースペクトルの勾配を所定のしきい値と大小比較するとともに、平均強度を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the magnitude of the power spectrum with a predetermined threshold value and comparing the average intensity with a predetermined threshold value.

<第13実施形態>
図22に、パワースペクトル密度と平均強度の関係を示す。図において、横軸はパワースペクトル密度、縦軸は平均強度である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、パワースペクトル密度が所定のしきい値よりも大きく、かつ平均強度が所定のしきい値よりも大きい領域として定義される。また、「清浄」領域は、パワースペクトル密度がしきい値よりも小さく、平均強度がしきい値よりも小さい領域として定義される。
<13th Embodiment>
FIG. 22 shows the relationship between power spectral density and average intensity. In the figure, the horizontal axis represents power spectral density and the vertical axis represents average intensity. When wetting 40%, 60%, 80%, 100%, and 100% super samples are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% super is plotted in the “clean” area. The Here, the “residual” region is defined as a region where the power spectral density is larger than a predetermined threshold and the average intensity is larger than the predetermined threshold. A “clean” region is defined as a region where the power spectral density is less than the threshold and the average intensity is less than the threshold.

図より、パワースペクトル密度を所定のしきい値と大小比較するとともに、平均強度を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the power spectral density with a predetermined threshold and comparing the average intensity with the predetermined threshold.

<第14実施形態>
図23に、ウェーブレット係数と平均強度の関係を示す。図において、横軸はウェーブレット係数、縦軸は平均強度である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、80%、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、ウェーブレット係数が所定のしきい値よりも大きく、かつ平均強度が所定のしきい値よりも大きい領域として定義される。また、「清浄」領域は、ウェーブレット係数がしきい値よりも小さく、平均強度がしきい値よりも小さい領域として定義される。
<Fourteenth embodiment>
FIG. 23 shows the relationship between wavelet coefficients and average intensity. In the figure, the horizontal axis represents wavelet coefficients, and the vertical axis represents average intensity. When wetting 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super samples, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, 80%, 100% and 100% super are “clean”. "Is plotted in the area. Here, the “residual” region is defined as a region where the wavelet coefficient is larger than a predetermined threshold and the average intensity is larger than the predetermined threshold. A “clean” region is defined as a region having a wavelet coefficient smaller than a threshold and an average intensity smaller than the threshold.

図より、ウェーブレット係数を所定のしきい値と大小比較するとともに、平均強度を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, it is possible to accurately evaluate the degree of degreasing by comparing the magnitude of the wavelet coefficient with a predetermined threshold and comparing the average intensity with the predetermined threshold.

<第15実施形態>
図24に、ぬれ性と面積率との関係を示す。図において、横軸はぬれ性、縦軸は面積率を示す。面積率は上記のようにサンプルの全面積に対する汚れのない部分の面積の比であるから、ぬれ性と面積率とはほぼ比例関係にある。したがって、面積率を所定のしきい値と大小比較することで、脱脂度を評価することができる。但し、図17、図18、図19、図20に示されるように、面積率と他の指標とを組み合わせた2次元マップで評価することで、より正確に脱脂度を評価できる。
<Fifteenth embodiment>
FIG. 24 shows the relationship between wettability and area ratio. In the figure, the horizontal axis represents wettability and the vertical axis represents the area ratio. As described above, the area ratio is the ratio of the area of the non-stained portion to the total area of the sample, so that the wettability and the area ratio are approximately proportional. Therefore, the degree of degreasing can be evaluated by comparing the area ratio with a predetermined threshold value. However, as shown in FIGS. 17, 18, 19, and 20, the degree of degreasing can be more accurately evaluated by evaluating with a two-dimensional map in which the area ratio is combined with another index.

<第16実施形態>
図25に、ウェーブレット係数と変動係数の関係を示す。図において、横軸はウェーブレット係数であり、縦軸は1/変動係数である。ぬれ性40%、60%、80%、100%、スーパー100%のサンプルをプロットすると、40%、60%は「残留」の領域にプロットされ、100%、スーパー100%は「清浄」の領域にプロットされる。ここで、「残留」領域は、ウェーブレット係数が所定のしきい値よりも大きく、かつ1/変動係数が所定のしきい値よりも小さい領域として定義される。また、「清浄」領域は、ウェーブレット係数がしきい値よりも小さく、1/変動係数がしきい値よりも大きい領域として定義される。
<Sixteenth Embodiment>
FIG. 25 shows the relationship between wavelet coefficients and variation coefficients. In the figure, the horizontal axis is the wavelet coefficient, and the vertical axis is the 1 / variation coefficient. When wetting samples of 40%, 60%, 80%, 100% and 100% super are plotted, 40% and 60% are plotted in the “residual” area, and 100% and 100% super are the “clean” area. Is plotted in Here, the “residual” region is defined as a region where the wavelet coefficient is larger than a predetermined threshold and the 1 / variation coefficient is smaller than the predetermined threshold. The “clean” region is defined as a region where the wavelet coefficient is smaller than the threshold and the 1 / variation coefficient is larger than the threshold.

図より、ウェーブレット係数を所定のしきい値と大小比較するとともに、変動係数を所定のしきい値と大小比較することにより、脱脂度を正確に評価することができる。   From the figure, the degree of degreasing can be accurately evaluated by comparing the magnitude of the wavelet coefficient with a predetermined threshold and comparing the magnitude of the variation coefficient with a predetermined threshold.

<第17実施形態>
本実施形態では、図1における試料30が角度を有する場合について説明する。試料30がCCDカメラ32に対して角度を有する場合、蛍光強度分布へ与える影響が無視できない。
<Seventeenth Embodiment>
In the present embodiment, a case where the sample 30 in FIG. 1 has an angle will be described. When the sample 30 has an angle with respect to the CCD camera 32, the influence on the fluorescence intensity distribution cannot be ignored.

図26に、入射角度および撮影角度による角度をつけた平板面状の試料30の強度補正方法を示す。本補正法については仮定として、計測対象が脱脂状態のほとんどが油分とし、蛍光散乱光は入射角度に依存せず入射強度に依存するとしている。また、塗装前処理段階を想定して、加工による表面粗さは小さいので影響を受けないものとした。補正に用いる物性値は以下のとおりである。
I:蛍光強度
Ii:入射強度
In:単位面積当たりの蛍光強度
Fs:再吸収率
γ:蛍光率
k:蛍光拡散率
A’:入射側からの照射面積
A’’:投影面積
S:ビーム面積
θ:平板と入射光との角度 −π/2<θ<π/2
ω:平板と計測面との角度 −π/2<ω<π/2
FIG. 26 shows a method of correcting the intensity of the flat plate-like sample 30 with an angle depending on the incident angle and the photographing angle. In this correction method, it is assumed that the object to be measured is mostly degreased, and the scattered light depends on the incident intensity without depending on the incident angle. Also, assuming the pre-painting stage, the surface roughness due to processing was small, so it was not affected. The physical property values used for correction are as follows.
I: fluorescence intensity Ii: incident intensity In: fluorescence intensity per unit area Fs: reabsorption rate γ: fluorescence rate k: fluorescence diffusivity A ′: irradiation area from the incident side A ″: projection area S: beam area θ : Angle between flat plate and incident light −π / 2 <θ <π / 2
ω: angle between the flat plate and the measurement surface −π / 2 <ω <π / 2

入射光のビーム幅に注目すると、角度θが大きくなるとビーム幅も大きくなるため、単位面積当たりの入射強度が低下する。これを考慮すると、入射角度による平板試料30の蛍光強度は、
となり、ビームの高さが変化しないとすると平板試料30に当たる幅が変わることを考慮すると上式は、
となる。この式は、入射角度θが分かれば平板試料30の蛍光強度が換算できることを意味し、さらに撮影面に対する単位面積当たりの蛍光強度は上式から、
が導出される。この式より、入射ビームとCCDカメラ32光軸との計測角度は、α=θ+ωであるので、
となる。計測データは、この式から感度係数をかけたものであるので、蛍光の物性値は消去できる。したがって、
となる。このとき、計測データBinとし、換算された出力値をBoutとする。sは計測範囲内の入射光領域を表す。この式により計測データの換算ができる。
Focusing on the beam width of incident light, the beam width increases as the angle θ increases, and the incident intensity per unit area decreases. Considering this, the fluorescence intensity of the flat sample 30 according to the incident angle is
When the height of the beam does not change, considering that the width hitting the flat specimen 30 changes, the above equation is
It becomes. This equation means that if the incident angle θ is known, the fluorescence intensity of the flat plate sample 30 can be converted. Further, the fluorescence intensity per unit area with respect to the imaging surface can be calculated from the above equation.
Is derived. From this equation, the measurement angle between the incident beam and the optical axis of the CCD camera 32 is α = θ + ω.
It becomes. Since the measurement data is obtained by multiplying the sensitivity coefficient from this equation, the physical property value of fluorescence can be deleted. Therefore,
It becomes. At this time, the measurement data Bin is used, and the converted output value is Bout. s represents an incident light region within the measurement range. Measurement data can be converted using this equation.

次に、図1における試料30が曲率を有する場合について説明する。試料30がCCDカメラ32に対して曲率を有する場合も、蛍光強度分布へ与える影響が無視できない。   Next, the case where the sample 30 in FIG. 1 has a curvature will be described. Even when the sample 30 has a curvature with respect to the CCD camera 32, the influence on the fluorescence intensity distribution cannot be ignored.

図27に、入射角度および撮影角度による曲率のある面の強度補正方法を示す。起点Pから微小面積dA’の蛍光強度は数2の式より、
となる。図27のような2次元に曲率を持つ面の起点Pから微小量の位置の蛍光強度は
となる。2次元方向に曲率を持つ面の蛍光強度の積算値は、
である。このとき積分定数Cは曲面の範囲によって決まる正の定数(0<θ<π/2のとき)となり、上式により曲率による蛍光強度の積算値は角度θが分かると求めることができる。また、数8の式より撮影面に対する単位面積当たりの蛍光強度は、
となる。微小空間の光強度は数5の式と同じになり、換算式は数6の式と同様である。
FIG. 27 shows a method for correcting the intensity of a curved surface according to the incident angle and the photographing angle. The fluorescence intensity of the minute area dA ′ from the starting point P is obtained from the equation (2).
It becomes. The fluorescence intensity at a minute position from the starting point P of the surface having a two-dimensional curvature as shown in FIG.
It becomes. The integrated value of the fluorescence intensity of the surface with curvature in the two-dimensional direction is
It is. At this time, the integral constant C is a positive constant determined by the range of the curved surface (when 0 <θ <π / 2), and the integrated value of the fluorescence intensity based on the curvature can be obtained from the above equation when the angle θ is known. In addition, the fluorescence intensity per unit area with respect to the imaging surface is calculated from the equation (8) as follows:
It becomes. The light intensity in the minute space is the same as the formula (5), and the conversion formula is the same as the formula (6).

図28に、平板試料30における実験結果を示す。装置は光源のエキシマレーザ14とCCDカメラ32で構成され、70×150mmの鋼材の試料30を用いる。試料30全面に防錆油を均一に塗布し、KrFのエキシマレーザ(248nm)を55mJで照射する。ビーム面積は10×100mmである。レーザとCCDカメラ32の位置を固定(照射角度α)し、平板試料30を10度毎に回転させることで平板試料30の角度ωおよびその時の光強度を算出する。図28は、照射角度α=25deg.のときの結果である。図より、α=25deg(0.22rad)で照射したとき、本補正方法により平板試料30の角度が−30度<ω<50度の範囲のとき光強度の補正値の見積もりが誤差10%以下であることが分かる。   In FIG. 28, the experimental result in the flat plate sample 30 is shown. The apparatus is composed of a light source excimer laser 14 and a CCD camera 32, and uses a steel sample 30 of 70 × 150 mm. Rust prevention oil is uniformly applied to the entire surface of the sample 30, and a KrF excimer laser (248 nm) is irradiated at 55 mJ. The beam area is 10 × 100 mm. The position of the laser and the CCD camera 32 is fixed (irradiation angle α), and the flat sample 30 is rotated every 10 degrees to calculate the angle ω of the flat sample 30 and the light intensity at that time. FIG. 28 shows the result when the irradiation angle α = 25 deg. From the figure, when irradiation is performed with α = 25 deg (0.22 rad), the correction value of the light intensity is estimated to have an error of 10% or less when the angle of the flat sample 30 is within a range of −30 degrees <ω <50 degrees by this correction method. It turns out that it is.

なお、−90度<ω<−30度、50度<ω<90度では誤差が10%以上になる。その理由は、本補正方法は部材が無限遠に長いことを仮定しており、有限の試料では誤差が生じるためである。しかし、実用上の傾斜面や曲率をもつ対象面の角度は本補正方法で示す範囲より小さいので問題はなく、むしろ本補正方法を適用することにより曲面や傾斜面を多く持つ車体などを大まかに検索するだけで補正できる。   Note that the error is 10% or more when −90 degrees <ω <−30 degrees and 50 degrees <ω <90 degrees. This is because the correction method assumes that the member is long at infinity, and an error occurs in a finite sample. However, there is no problem because the angle of the practically inclined surface and the target surface with curvature is smaller than the range shown in this correction method. Rather, this correction method can be used to roughly approximate a car body with many curved surfaces or inclined surfaces. It can be corrected just by searching.

本実施形態により、角度や曲率に対する蛍光強度の補正が可能となり、製品の3次元形状情報を参照するだけで強度分布の補正が可能となる。例えば、形状の計測には3次元測定装置の利用やCADデータなどを参照データベースとして用いる方法が挙げられる。ただし、用いる光源はレーザなど高強度で均一性の高いものが望まれる。これには拡散シート(例えばホモジナイザ)など強度を均一にする光学系を組むことで改善できる。   According to this embodiment, it is possible to correct the fluorescence intensity with respect to the angle and the curvature, and it is possible to correct the intensity distribution only by referring to the three-dimensional shape information of the product. For example, for the measurement of the shape, there are a method of using a three-dimensional measuring device or using CAD data as a reference database. However, the light source to be used is preferably a high intensity and high uniformity such as a laser. This can be improved by assembling an optical system that makes the strength uniform, such as a diffusion sheet (for example, a homogenizer).

<第18実施形態>
本実施形態の脱脂度判定は、製造ラインにおいて脱脂度を評価するために用いることができる。そして、製造ラインの工程において、脱脂度を時系列上で追跡することで、脱脂度の経時変化を知ることができる。
<Eighteenth embodiment>
The degreasing degree determination of the present embodiment can be used for evaluating the degreasing degree in the production line. Then, in the process of the production line, by tracking the degree of degreasing on a time series, it is possible to know the change in the degree of degreasing over time.

図29に、車両組立の製造ラインに適用した場合の一例を示す。車体100は脱脂工程を経て次の組立工程に進んでいく。脱脂前の車体100を脱脂工程の位置まで進行させ、車体100を洗浄液に浸漬して車体100を脱脂し、その後に脱脂度検査工程の位置まで進行させる。脱脂度検査工程には本実施形態の脱脂度判定装置1が設けられており、車体の所定位置(複数位置でもよい)の脱脂度を計測する。脱脂度判定装置1は、計測開始からの経過時間とともに順次脱脂度を判定していく。脱脂度は、例えば蛍光強度とパワースペクトルの勾配をマッピングすることで判定する。そして、順次判定された結果を、蛍光強度−パワースペクトルの勾配−時間の3軸上にプロットして表示装置に表示する。   FIG. 29 shows an example of application to a vehicle assembly production line. The vehicle body 100 proceeds to the next assembly process through a degreasing process. The vehicle body 100 before degreasing is advanced to the position of the degreasing step, the vehicle body 100 is immersed in the cleaning liquid to degrease the vehicle body 100, and then is advanced to the position of the degreasing degree inspection step. In the degreasing degree inspection step, the degreasing degree determination device 1 of the present embodiment is provided, and the degreasing degree at a predetermined position (or a plurality of positions) of the vehicle body is measured. The degreasing degree determination device 1 sequentially determines the degreasing degree together with the elapsed time from the start of measurement. The degree of degreasing is determined, for example, by mapping the fluorescence intensity and the gradient of the power spectrum. Then, the sequentially determined results are plotted on the three axes of fluorescence intensity-power spectrum gradient-time and displayed on the display device.

図30に、3軸上に表現された脱脂度の一例を示す。このような3次元表示を用いることで、脱脂度が時間とともにどのように変化しているかを容易に把握することができ、例えばある時間を境にパワースペクトルの勾配が急減に増大した場合には、その時点で何らかの異常、例えば洗浄工程における異常や洗浄液の劣化等を迅速に把握することができる。   FIG. 30 shows an example of the degree of degreasing expressed on three axes. By using such a three-dimensional display, it is possible to easily grasp how the degree of degreasing changes with time. For example, when the gradient of the power spectrum suddenly increases after a certain period of time, At that time, any abnormality, for example, an abnormality in the cleaning process or deterioration of the cleaning liquid can be quickly grasped.

もちろん、本実施形態の脱脂度判定装置を製造ラインの複数の位置に設置し、製造ラインの各工程において脱脂度を判定することも好適である。   Of course, it is also suitable to install the degreasing degree determination apparatus of the present embodiment at a plurality of positions on the production line and determine the degree of degreasing in each step of the production line.

図31に、この場合の構成を示す。製造ラインに第1脱脂工程と第2脱脂工程が存在する。脱脂前の車体100は第1脱脂工程に進み、洗浄液に浸漬して洗浄される。その後、車体100は第2脱脂工程に進み、再び洗浄液に浸漬して洗浄される。本実施形態の脱脂度判定装置1は、第1脱脂工程前の位置と、第1脱脂工程後であって第2脱脂工程前の位置と、第2脱脂工程後の位置にそれぞれ設けられ、車体の所定位置の脱脂度を計測する。ある車体100に着目すると、第1脱脂工程前の位置に到達したタイミング(図中、時間t=1で示す)で脱脂度が判定され、次に、第1脱脂工程後の位置に到達したタイミング(図中、時間t=2で示す)で脱脂度が判定され、さらに第2脱脂工程後の位置に到達したタイミング(図中、t=3で示す)で脱脂度が判定されることになるから、脱脂度の経時変化が明らかとなる。この場合においても、蛍光強度−パワースペクトルの勾配−時間の3軸上にプロットして表示装置に表示することで、その時間変化を明確に把握することができる。   FIG. 31 shows a configuration in this case. There are a first degreasing step and a second degreasing step in the production line. The vehicle body 100 before degreasing proceeds to the first degreasing step, and is washed by immersing in a cleaning liquid. Thereafter, the vehicle body 100 proceeds to the second degreasing step, and is again immersed in the cleaning liquid and cleaned. The degreasing degree determination device 1 of the present embodiment is provided at a position before the first degreasing process, a position after the first degreasing process and before the second degreasing process, and a position after the second degreasing process, respectively. The degree of degreasing at a predetermined position is measured. When paying attention to a certain vehicle body 100, the degree of degreasing is determined at the timing of reaching the position before the first degreasing process (indicated by time t = 1 in the figure), and then the timing of reaching the position after the first degreasing process. The degree of degreasing is determined at (denoted by time t = 2 in the figure), and the degree of degreasing is determined at the timing (indicated by t = 3 in the figure) at which the position after the second degreasing step is reached. From this, the change over time in the degree of degreasing becomes clear. Even in this case, it is possible to clearly grasp the time change by plotting on the three axes of fluorescence intensity-power spectrum gradient-time and displaying it on the display device.

図32に、3軸上に表現された脱脂度の一例を示す。このような表示を用いることで、製造ラインのどの時点において脱脂度が低下ないし劣化しているのかを容易に把握することができる。   FIG. 32 shows an example of the degree of degreasing expressed on three axes. By using such a display, it is possible to easily grasp at which point of the production line the degree of degreasing is reduced or deteriorated.

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。すなわち、本発明は、試料(サンプル)からの蛍光の強度分布を解析して脱脂度を判定するものであるが、脱脂度を判定するための指標として、蛍光の強度分布の空間パターンを解析して得られる指標を用いており、空間パターンにはパワースペクトル、ウェーブレット係数のみならず、幾何学的パターンも含まれ得る。幾何学的パターンには、面積率の他に、特定の汚れに対する対象の等価直径や特定の汚れに対する特徴と同類の特徴との間の距離等もある。ここで、対象の等価直径とは、特定の汚れと同一面積の等価円における直径を意味する。また、同類の特徴との間の距離とは、ほぼ同一サイズの汚れ重心間距離を意味する。蛍光の強度分布の空間パターンを解析することで、脱脂度合いとして脱脂の均一性を評価することができる。例えば、空間パターンの解析としてパワースペクトルを例にとると、清浄状態に比べて小さな粒状の油が存在する場合にはパワースペクトルの高周波成分に変化が現れ、薄い汚れと小さな油の塊の場合にはパワースペクトルの中周波成分に変化が現れ、大きな油の塊の場合にはパワースペクトルの低周波成分に変化が現れる。また、空間パターンの解析として幾何学的特徴を例にとり、等価直径のヒストグラムを算出すると、清浄状態に比べて小さな粒状の油が存在する場合、薄い汚れと小さな油の塊が存在する場合、大きな油の塊が存在する場合でヒストグラムが変化する。   As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible. That is, the present invention analyzes the intensity distribution of fluorescence from a sample (sample) and determines the degree of degreasing, but analyzes the spatial pattern of the intensity distribution of fluorescence as an index for determining the degree of degreasing. The spatial pattern can include not only a power spectrum and wavelet coefficients but also a geometric pattern. In addition to the area ratio, the geometric pattern includes an equivalent diameter of an object for a specific stain, a distance between a feature for a specific stain and a similar feature, and the like. Here, the equivalent diameter of the object means a diameter in an equivalent circle having the same area as the specific dirt. The distance between similar features means the distance between the dirt centers of gravity of substantially the same size. By analyzing the spatial pattern of the fluorescence intensity distribution, the degree of degreasing can be evaluated as the degree of degreasing. For example, taking the power spectrum as an example of the analysis of the spatial pattern, if small granular oil is present compared to the clean state, the high frequency component of the power spectrum changes, and in the case of thin dirt and small lump of oil. Changes in the middle frequency component of the power spectrum, and in the case of a large lump of oil, changes appear in the low frequency component of the power spectrum. Also, taking geometric features as an example of spatial pattern analysis and calculating a histogram of equivalent diameters, if there is a small granular oil compared to the clean state, if there is a thin dirt and a small oil lump, The histogram changes when there is a lump of oil.

また、本発明は、脱脂度を判定するための指標として、蛍光の強度分布の空間パターンを解析して得られる指標と、蛍光の強度分布を統計解析して得られる指標を用いており、上記の実施形態では、統計解析して得られる指標として平均強度、標準偏差、変動係数を用いているが、面積率を統計解析して得られる指標としてもよく、さらにはF検定やt検定を用いてもよい。面積率は、幾何学的量あるいは統計解析して得られる量のいずれとしてもよく、本発明において厳密な区別は意味がない。面積率を幾何学的量として把握する場合、図17におけるパワースペクトルの勾配と面積率の関係、あるいは図18におけるウェーブレット係数と面積率の関係は、空間パターンを解析して得られる2つの指標を用いて脱脂度を判定するということができるし、面積率を統計処理して得られる量として把握する場合、図17あるいは図18における関係は、空間パターンを解析して得られる指標と、統計解析して得られる指標の2つの指標を用いて脱脂度を判定するということができる。いずれの場合も、実質的には変わりない。   Further, the present invention uses an index obtained by analyzing the spatial pattern of the fluorescence intensity distribution and an index obtained by statistical analysis of the fluorescence intensity distribution as an index for determining the degree of degreasing, In the embodiment, average intensity, standard deviation, and coefficient of variation are used as an index obtained by statistical analysis. However, an index obtained by statistical analysis of the area ratio may be used, and further, F test or t test is used. May be. The area ratio may be either a geometric amount or an amount obtained by statistical analysis, and strict distinction is not meaningful in the present invention. When grasping the area ratio as a geometric quantity, the relationship between the gradient of the power spectrum and the area ratio in FIG. 17 or the relationship between the wavelet coefficient and the area ratio in FIG. It can be said that the degree of degreasing is used, and when the area ratio is grasped as an amount obtained by statistical processing, the relationship in FIG. 17 or 18 is based on an index obtained by analyzing a spatial pattern and statistical analysis. Thus, it can be said that the degree of degreasing is determined using the two indexes obtained as described above. In either case, there is virtually no change.

以下に、本発明において脱脂度を判定するために用いることのできる指標の組み合わせをまとめて示す。一般的に、2つの指標を用いる場合には、それぞれの指標が互いに独立関係にあることが望ましい。すなわち、空間パターンを解析して得られる2つの指標、あるいは統計解析して得られる2つの指標を用いるよりも、空間パターンを解析して得られる指標と、統計解析して得られる指標の組み合わせの方がより好適であろう。どの組み合わせを用いるかは、既述したように、計測する場所や面積の違いによって適応的に決定することが好適であろう。もちろん、複数の組み合わせを併用して総合的に評価することも可能である。
(1)パワースペクトルの勾配と変動係数(=標準偏差/平均値)
(2)パワースペクトル密度と変動係数
(3)ウェーブレット係数と変動係数
(4)パワースペクトルの勾配と面積率
(5)ウェーブレット係数と面積率
(6)パワースペクトルの勾配とF検定(t検定)
(7)パワースペクトル密度とF検定(t検定)
(8)等価直径と変動係数
(9)距離と変動係数
(10)スペクトルピーク値と変動係数
(11)面積率と変動係数
(12)平均強度と面積
(13)平均強度と直径
(14)平均強度と距離
(15)平均強度とパワースペクトルの勾配
(16)平均強度とパワースペクトル密度
(17)平均強度とウェーブレット係数
Below, the combination of the parameter | index which can be used in order to determine a degreasing degree in this invention is shown collectively. In general, when two indices are used, it is desirable that the indices are independent of each other. That is, rather than using two indices obtained by analyzing a spatial pattern or two indices obtained by statistical analysis, a combination of an index obtained by analyzing a spatial pattern and an index obtained by statistical analysis. Would be more suitable. As described above, it is preferable to adaptively determine which combination is used depending on the measurement location and the difference in area. Of course, it is also possible to make a comprehensive evaluation using a plurality of combinations.
(1) Power spectrum slope and coefficient of variation (= standard deviation / average value)
(2) Power spectrum density and variation coefficient (3) Wavelet coefficient and variation coefficient (4) Power spectrum gradient and area ratio (5) Wavelet coefficient and area ratio (6) Power spectrum gradient and F test (t test)
(7) Power spectral density and F test (t test)
(8) Equivalent diameter and coefficient of variation (9) Distance and coefficient of variation (10) Spectral peak value and coefficient of variation (11) Area ratio and coefficient of variation (12) Average intensity and area (13) Average intensity and diameter (14) Average Intensity and distance (15) Average intensity and power spectrum gradient (16) Average intensity and power spectral density (17) Average intensity and wavelet coefficient

10 コントローラ、12 パルス発生器、14 エキシマレーザ、30 試料、32 CCDカメラ。   10 controller, 12 pulse generator, 14 excimer laser, 30 samples, 32 CCD camera.

Claims (11)

脱脂度判定装置であって、
被測定物表面に光を照射する光源と、
前記光に基づく前記被測定物表面からの蛍光を検出する検出手段と、
前記蛍光の強度分布を空間パターンの解析で得られる第1の指標と、前記蛍光の強度分布を統計解析して得られる第2の指標の少なくとも2つの指標を用いて、前記被測定物表面の脱脂の度合いを判定する演算手段と、
を有することを特徴とする脱脂度判定装置。
A degreasing degree determination device,
A light source for irradiating the surface of the object to be measured;
Detection means for detecting fluorescence from the surface of the object to be measured based on the light;
Using at least two of the first index obtained by analyzing the intensity distribution of the fluorescence by spatial pattern analysis and the second index obtained by statistically analyzing the intensity distribution of the fluorescence, the surface of the object to be measured is used. Arithmetic means for determining the degree of degreasing;
A degreasing degree determination apparatus characterized by comprising:
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、パワースペクトルの勾配、パワースペクトル密度、パワースペクトルのピーク値、ウェーブレット係数のいずれかであり、
前記第2の指標は、平均強度、標準偏差、平均強度と標準偏差の比率である変動係数、F検定、t検定、面積率のいずれかである
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 1 .
The first index is any one of a power spectrum gradient, a power spectrum density, a power spectrum peak value, and a wavelet coefficient,
The second index is any one of average intensity, standard deviation, coefficient of variation that is a ratio of average intensity and standard deviation, F test, t test, and area ratio.
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、パワースペクトルの勾配、パワースペクトル密度、もしくはウェーブレット係数であり、
前記第2の指標は、変動係数、F検定、t検定、もしくは平均強度である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 2 .
The first index is a power spectrum gradient , power spectral density, or wavelet coefficient ,
The second index is a coefficient of variation , F test, t test, or average strength .
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、パワースペクトルの勾配、もしくはウェーブレット係数であり、
前記第2の指標は、面積率である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 2 .
The first index is a power spectrum gradient , or wavelet coefficient ,
The second index is an area ratio. A degreasing degree determining apparatus.
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、パワースペクトルのピーク値であり、
前記第2の指標は、変動係数である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 2 .
The first index is a peak value of a power spectrum,
The second index is a coefficient of variation. A degreasing degree determining apparatus.
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、前記蛍光の強度分布の幾何学的量である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 1 .
The first index is a geometric amount of the intensity distribution of the fluorescence.
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、特定の汚れに対する対象の等価直径、もしくは特定の汚れに対する特徴と同類の特徴との間の距離であり、
前記第2の指標は、平均強度と標準偏差の比率である変動係数である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 6 .
The first indicator is the equivalent diameter of the object for a particular soil, or the distance between a feature for a particular soil and a similar feature ,
The second index is a coefficient of variation that is a ratio of an average intensity and a standard deviation.
請求項記載の装置において、
前記第1の指標は、汚れの面積、特定の汚れに対する対象の等価面積、もしくは特定の汚れに対する特徴と同類の特徴との間の距離であり、
前記第2の指標は、平均強度である
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus of claim 6 .
The first indicator is a soil area , a target equivalent area for a particular soil, or a distance between a feature for a particular soil and a similar feature ,
The second index is an average strength. A degreasing degree determining apparatus.
請求項1〜のいずれかに記載の装置において、さらに、
前記光源と前記被測定物表面とのなす角度あるいは前記被測定物表面の曲率に応じて、前記蛍光の強度分布を基準の角度あるいは曲率における強度分布に補正する補正手段
を有することを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus according to any one of claims 1 to 8 , further comprising:
Correction means for correcting the intensity distribution of the fluorescence to an intensity distribution at a reference angle or curvature according to an angle formed by the light source and the surface of the object to be measured or a curvature of the surface of the object to be measured. Degreasing degree determination device.
請求項1〜のいずれかに記載の装置において、さらに、
前記演算手段の判定結果を表示する表示手段
を有することを特徴とする脱脂度判定装置。
The apparatus according to any one of claims 1 to 9 , further comprising:
A degreasing degree determination apparatus comprising: a display unit configured to display a determination result of the calculation unit.
請求項1〜10のいずれかに記載の装置において、
前記演算手段は、前記被測定物の洗浄工程に従い時系列に判定する
ことを特徴とする脱脂度判定装置。
In the apparatus in any one of Claims 1-10 ,
The degreasing degree determination apparatus characterized in that the calculation means determines in time series according to a cleaning process of the object to be measured.
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