JP5257991B2 - Film thickness measuring method and measuring apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、下地上に形成された被膜の厚さを測定する膜厚測定方法及び測定装置に関し、特に袋内構造における内面被膜の厚さを非破壊的に測定することのできる膜厚測定方法及び測定装置に関する。 The present invention relates to a film thickness measuring method and a measuring apparatus for measuring the thickness of a film formed on a base, and in particular, a film thickness measuring method capable of nondestructively measuring the thickness of an inner film in a bag structure. And a measuring apparatus.
従来、例えば鉄鋼材からなる下地上に塗布形成された被膜の厚さ寸法を測定する方法として、渦電流を利用する手法がある。
この手法は鉄鋼材表面の被膜厚さを測定できるが、被膜の下に別の電極層等が存在する場合は、下部層が被膜厚さ測定値に影響を及ぼすため、測定対象の被膜厚さが薄い場合には測定誤差が増大するという欠点があった。
また、測定対象面が影部となる箇所、例えば、図9に示すような袋内構造体50における内面被膜51の厚さを測定することは原理的に困難であるという課題を有していた。
Conventionally, as a method for measuring the thickness dimension of a coating formed on a base made of, for example, a steel material, there is a method using eddy current.
This method can measure the film thickness on the surface of the steel material, but if there is another electrode layer, etc. under the film, the lower layer affects the film thickness measurement value. When the thickness is small, there is a disadvantage that the measurement error increases.
Further, there is a problem that it is theoretically difficult to measure the thickness of the
前記課題を解決する手法、即ち、前記袋内構造体50の鉄鋼材外面被膜52および内面被膜51のいずれの被膜の厚さも精度良く測定できる手法として、超音波を利用した方法が広く用いられている。
この超音波を利用した方法の一つは、例えば、図8に模式的に示すように超音波探触子30を用いて超音波パルスを被膜40の表面に入射し、被膜表面からの反射波Pr1と、被膜40と下地45との界面からの反射波Pr2の到達時間の時間差に基づいて被膜40の厚さ寸法を求める方法である。
As a technique for solving the above-described problem, that is, a technique that can accurately measure the thickness of any of the steel
One of the methods using this ultrasonic wave is, for example, as shown schematically in FIG. 8, an ultrasonic pulse is incident on the surface of the
しかしながら、このような超音波を利用した測定方法にあっては、被膜40が100μm未満のような薄い膜厚の場合、被膜40表面からの反射波Pr1と、被膜40と下地45との界面からの反射波Pr2とが重畳し、測定が困難となるという課題があった。
However, in such a measurement method using ultrasonic waves, when the
また、測定対象が図9に示すような袋内構造体50の外面及び内面に施された被膜であって、その膜厚が10μm程度と薄い場合、超音波を利用した前記測定方法では、その膜厚を測定することは原理的に困難であった。
In addition, when the measurement target is a coating applied to the outer surface and the inner surface of the in-
このような課題に対し、特許文献1に開示された測定方法では、被膜を内面に有する配管等の構造体に対し、その外面から超音波パルスを入射し、二層の界面で反射する第一反射波と、内面で反射する第二反射波とを外面で受信する。
そして、第一反射波の立ち上がり時間と、第一、第二反射波が重畳した合成波が最初に振幅零に達する時間との差分に基づき被膜の厚さを求めている。
For such a problem, in the measurement method disclosed in Patent Document 1, an ultrasonic pulse is incident from the outer surface to a structure such as a pipe having a coating on the inner surface, and is reflected at the interface between the two layers. The reflected wave and the second reflected wave reflected on the inner surface are received on the outer surface.
Then, the thickness of the coating is obtained based on the difference between the rise time of the first reflected wave and the time at which the combined wave in which the first and second reflected waves are superimposed first reaches zero amplitude.
特許文献1に開示の測定方法によれば、被膜が100μm未満のような薄いものであっても、その膜厚を測定できると記載されている。
しかしながら、10μm程度の厚さの被膜に対して反射波が複雑に重畳した場合については、その適用が困難であった。
特に影部となる袋内構造体の内面被膜において、厚さ10μm程度の被膜の厚さを非破壊的に測定することは難しかった。
そこで、袋内構造体の内面被膜については、解体して断面観察を行う等により被膜厚さの測定がなされるが、解体ボディ作製費用や解体作業が必要となるという課題があった。
According to the measurement method disclosed in Patent Document 1, it is described that the film thickness can be measured even if the film is as thin as less than 100 μm.
However, it has been difficult to apply the case where the reflected wave is superimposed on the coating having a thickness of about 10 μm in a complicated manner.
In particular, it was difficult to nondestructively measure the thickness of the coating having a thickness of about 10 μm in the inner surface coating of the in-bag structure that becomes the shadow portion.
Therefore, the film thickness of the inner surface coating of the in-bag structure is measured by disassembling and observing a cross section, but there is a problem that dismantling body preparation costs and dismantling work are required.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、下地上に形成された被膜の厚さを測定する膜厚測定方法及び測定装置において、特に袋内構造における内面被膜の厚さを該袋内構造の外側から非破壊的に測定することのできる膜厚測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and in a film thickness measuring method and a measuring apparatus for measuring the thickness of a film formed on a base, particularly the thickness of an inner surface film in a bag structure. It is an object of the present invention to provide a film thickness measuring method and a measuring apparatus that can measure non-destructively from the outside of the bag internal structure.
前記した課題を解決するために、本発明に係る膜厚測定方法は、下地部材の内面に形成された被膜の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、下地部材の外面のみに被膜が形成されたサンプルに対し、下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射し、前記周波数帯域における第一の振幅スペクトルを求めるステップと、下地部材の外面と内面とに被膜が形成されたサンプルに対し、下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射し、前記周波数帯域における第二の振幅スペクトルを求めるステップと、前記第一の振幅スペクトルに対する前記第二の振幅スペクトルの振幅スペクトル比を求めるステップと、前記所定の周波数帯域のうち、前記振幅スペクトル比が最も落ち込む周波数を、測定対象である被膜に対する共鳴周波数fR(Hz)とするステップと、前記測定対象の被膜における膜内音速をC(m/s)とすると、該被膜の膜厚d(m)を、
尚、前記共鳴周波数は、測定対象の被膜における音圧反射率が最小、且つ、音圧透過率が最大となる周波数である。 The resonance frequency is a frequency at which the sound pressure reflectivity and the sound pressure transmittance at the coating film to be measured are minimum.
このような測定方法によれば、袋内構造の測定対象であっても、それを破壊することなく、内面側の被膜の膜厚を求めることができる。したがって、解体ボディの作製及び解体作業が不必要となり、コストを低減することができる。
また、重畳した反射波の分離を必要としないため、従来困難であった10μm程度の薄い被膜の厚さも求めることができる。
According to such a measuring method, even if it is a measuring object of the structure in a bag, the film thickness of the coating on the inner surface side can be obtained without destroying it. Therefore, preparation and dismantling work of the dismantling body is unnecessary, and the cost can be reduced.
Further, since it is not necessary to separate the superimposed reflected waves, it is possible to obtain a thin film thickness of about 10 μm, which has been difficult in the past.
また、前記下地部材の外面側から入射する超音波の周波数帯域は、20〜100MHzであることを標準とするが、より薄い被膜の検査では、より高い周波数を用いることも可能である。
10μm程度の被膜の厚さの場合、20〜100MHzの周波数帯域を有する超音波を入射することにより共鳴周波数を求めることができる。
In addition, the standard frequency range of the ultrasonic wave incident from the outer surface side of the base member is 20 to 100 MHz, but a higher frequency can also be used in the inspection of a thinner coating.
In the case of a film thickness of about 10 μm, the resonance frequency can be obtained by entering an ultrasonic wave having a frequency band of 20 to 100 MHz.
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る膜厚測定装置は、前記膜厚測定方法に用いられる測定装置であって、前記下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射する超音波入射手段と、前記超音波入射手段により入射された超音波の反射波を受信する反射波受信手段と、前記反射波受信手段により受信された反射波から測定対象の被膜に対する共鳴周波数を求め、該共鳴周波数を用いて前記被膜の膜厚を算出する演算手段とを備えることに特徴を有する。 In order to solve the above-described problem, a film thickness measuring apparatus according to the present invention is a measuring apparatus used in the film thickness measuring method, and includes an ultrasonic wave having a predetermined frequency band from the outer surface side of the base member. The ultrasonic wave incident means for receiving the reflected wave, the reflected wave receiving means for receiving the reflected wave of the ultrasonic wave incident by the ultrasonic wave incident means, and the resonance with respect to the coating film to be measured from the reflected wave received by the reflected wave receiving means And a calculating means for calculating a frequency and calculating the film thickness of the film using the resonance frequency.
このような測定装置によれば、袋内構造の測定対象であっても、それを破壊することなく、内面側の被膜の膜厚を求めることができる。したがって、解体ボディの作製及び解体作業が不必要となり、コストを低減することができる。
また、重畳した反射波の分離を必要としないため、従来困難であった10μm程度の薄い被膜の厚さも求めることができる。
According to such a measuring apparatus, even if it is a measuring object of the structure in a bag, the film thickness of the coating on the inner surface side can be obtained without destroying it. Therefore, preparation and dismantling work of the dismantling body is unnecessary, and the cost can be reduced.
Further, since it is not necessary to separate the superimposed reflected waves, it is possible to obtain a thin film thickness of about 10 μm, which has been difficult in the past.
本発明によれば、下地上に形成された被膜の厚さを測定する膜厚測定方法及び測定装置において、特に袋内構造における内面被膜の厚さを該袋内構造の外側から非破壊的に測定することのできる膜厚測定方法及び測定装置を得ることができる。 According to the present invention, in the film thickness measuring method and measuring apparatus for measuring the thickness of the coating film formed on the base, the thickness of the inner coating film in the inner bag structure is non-destructively formed from the outer side of the inner bag structure. A film thickness measuring method and a measuring apparatus that can be measured can be obtained.
以下、本発明に係る膜厚測定方法及び測定装置の実施の形態について図面に基づき説明する。図1は本発明に係る膜厚測定装置の構造を模式的に示すブロック図である。
図示する膜厚測定装置1は、所定の周波数帯域(例えば20〜100MHz)の超音波を測定対象Wに入射するための超音波触探子2(超音波入射手段)と、この超音波触探子2全体を覆うケーシング3とを備える。超音波触探子2は支持部材6により上下移動自在に支持されている。そして、支持部材6の側部に連結され、ケーシング3外に設けられたダイヤルゲージ5を上下動させることにより、測定物Wに対する超音波触探子2の位置を微調整可能となされている。
Hereinafter, embodiments of a film thickness measuring method and a measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the structure of a film thickness measuring apparatus according to the present invention.
The illustrated film thickness measuring apparatus 1 includes an ultrasonic probe 2 (ultrasonic incident means) for making ultrasonic waves in a predetermined frequency band (for example, 20 to 100 MHz) incident on the measurement target W, and the
また、ケーシング3の側部には、水注入口3aが設けられ、そこから水をケーシング3内に注入し、少なくとも超音波触探子2と測定物Wとの間に水4が介在する状態となされる。このように水4(或いはゲル状物質)を介在させることにより、超音波が測定物Wに伝達される。
また、超音波触探子2は、超音波の送受信機能を有するパルサーレシーバ7(反射波受信手段)に接続され、パルサーレシーバ7が受信した反射波はオシロスコープ8によって波形確認される。
また、得られた波形信号は演算手段としてのコンピュータ9により周波数解析され、測定した共鳴周波数に基づき、後述する所定の演算式により膜厚寸法が求められる。
In addition, a
The
The obtained waveform signal is subjected to frequency analysis by a
この膜厚測定装置1は、図2(a)に示すように、測定物Wが例えば鉄鋼材からなる下地材20の表裏面に被膜、即ち外面被膜21と内面被膜22とが形成されたものに対し、外面被膜21側から超音波を入射し、内面被膜22の膜厚を測定するものである。即ち、測定物Wが袋内構造であっても、外面被膜21側から超音波を入射し、測定物Wに対し非破壊的に内面被膜22の膜厚を測定するものである。
In this film thickness measuring apparatus 1, as shown in FIG. 2 (a), the object to be measured W is formed of a coating, that is, an
続いて、その測定原理について説明する。
図2(b)に示すように、内面被膜22が形成された測定物W1に対し、外面被膜21側から超音波を入射すると、下地部材20と内面被膜22との界面での反射波(音圧Pr1)と、内面被膜22を透過する波(音圧Pt1)が得られる。
一方、図2(c)に示すように、下地部材20に外面被膜21のみが形成されている場合、下地部材20と外環境との界面での反射波(音圧Pr2)と、そこを透過する波(音圧Pt2)が得られる。
Subsequently, the measurement principle will be described.
As shown in FIG. 2B, when an ultrasonic wave is incident on the measured object W1 having the
On the other hand, as shown in FIG. 2C, when only the
ここで、内面被膜22の有無により、前記反射音圧Pr1とPr2及び透過音圧Pt1とPt2はそれぞれ異なることが推察できる。本願出願人は、その差分に着目し、鋭意研究の結果、そこから内面被膜22の膜厚を測定する方法を見出した。
外面被膜21側から超音波が入射されたとき、図3に示すように、膜厚d(m)の内面被膜22において、入射波の音圧をPi、反射波の音圧をPr、透過波の音圧をPtとすれば、音圧反射率r123と音圧透過率t123は、それぞれ式(1)、式(2)で表すことができる。
Here, it can be inferred that the reflected sound pressures Pr1 and Pr2 and the transmitted sound pressures Pt1 and Pt2 are different depending on the presence or absence of the
When an ultrasonic wave is incident from the
尚、式(1)、式(2)中の下付文字において、1は下地部材20、2は内面被膜22、3は外環境(空気)にそれぞれ対応する。i2=−1である。
また、ρ1、c1をそれぞれ下地部材の密度、音速、ρ3、c3をそれぞれ外環境の密度、音速とすると、
Also, ρ 1 and c 1 are the density and sound speed of the base member, respectively, and ρ 3 and c 3 are the density and sound speed of the external environment, respectively.
また、λは被膜内での波長であり、Cを被膜内音速、fを周波数として、
これら式(1)、(2)の絶対値は式(3)、(4)で表される。
一方、図2(c)に示すように内面被膜22が無い測定物W2の場合、即ち、下地部材20が外環境(例えば、空気)に直に接する場合、音圧反射率r13と音圧透過率t13とは、それぞれ式(5)、式(6)で表すことができる。
ここで、測定物W1の内面被膜22について、3つのサンプルS1〜S3があるものとする。各サンプルS1〜S3の内面被膜22のインピーダンスZ3は、それぞれS1:1MNm-3s、S2:3MNm-3s,S3:10MNm-3sである。また、下地部材20のインピーダンスをZ1=100MNm-3s、外環境のインピーダンスをZ3=0.01MNm-3sと仮定する。
前記式(3)乃至(6)、及び前記Z1〜Z3の値に基づき、測定物W2に対する測定物W1の音圧反射率の比|r123|/|r13|及び音圧透過率の比|t123|/t13を求めると、それぞれ図4,図5のグラフに示される。
Here, it is assumed that there are three samples S1 to S3 for the
Based on the values of the equations (3) to (6) and Z 1 to Z 3 , the ratio of the sound pressure reflectance of the measured object W1 to the measured object W2 | r 123 | / | r 13 | and the sound pressure transmittance When the ratio | t 123 | / t 13 is obtained, it is shown in the graphs of FIGS. 4 and 5, respectively.
図4のグラフに示すように、|r123|/|r13|の値は、d/λ=1/4(尚、λ=C/f、Cは被膜内音速(m/s))に一致するときに最小となる。一方、図5に示すように、|t123|/t13の値は、d/λ=1/4に一致するときに最大となる。
したがって、|r123|/|r13|が最小となり、且つ|t123|/t13が最大となるd/λ=1/4のときの周波数が共鳴周波数fRであり、この共鳴周波数fRは、式(7)で表される。
As shown in the graph of FIG. 4, the value of | r 123 | / | r 13 | is d / λ = 1/4 (where λ = C / f and C is the sound velocity in the film (m / s)). Minimum when they match. On the other hand, as shown in FIG. 5, the value of | t 123 | / t 13 is maximized when d / λ = 1/4.
Therefore, the frequency at which d / λ = 1/4 at which | r 123 | / | r 13 | is minimum and | t 123 | / t 13 is maximum is the resonance frequency f R , and this resonance frequency f R is represented by Formula (7).
したがって、内面被膜22の膜厚dは式(8)により得ることができる。
このように式(8)によれば、共鳴周波数fRを測定することにより、内面被膜22の膜厚dを求めることができる。
即ち、膜厚測定装置1においては、所定の周波数帯域(例えば20〜100MHz)の超音波を超音波触探子2から測定対象Wに入射し、パルサーレシーバ7で反射波を受信する。
そして、受信した反射波を、コンピュータ9を用いて周波数解析して共鳴周波数fRを求め、予め測定しておいた被膜内音速Cを用いて前記式(8)を実行させることにより膜厚dが求められる。
Thus, according to the equation (8), the film thickness d of the
That is, in the film thickness measuring apparatus 1, an ultrasonic wave of a predetermined frequency band (for example, 20 to 100 MHz) is incident on the measurement target W from the
The received reflected wave is subjected to frequency analysis using the
即ち、本発明の測定方法及び測定装置によれば、袋内構造を破壊することなく、その内面被膜22の膜厚dを求めることができる。したがって、解体ボディの作製及び解体作業が不必要となり、コストを低減することができる。
また、重畳した反射波の分離を必要としないため、従来困難であった10μm程度の薄い被膜の厚さも求めることができる。
That is, according to the measuring method and measuring apparatus of the present invention, the film thickness d of the
Further, since it is not necessary to separate the superimposed reflected waves, it is possible to obtain a thin film thickness of about 10 μm, which has been difficult in the past.
尚、前記実施の形態においては、袋内構造の内面被膜の膜厚を測定する例を示したが、本発明はそれに限定されるものではない。外面被膜の膜厚を測定する場合には、外面被膜の膜内音速及び共振周波数を求め、前記式(7)に代入することにより求めることができる。 In the above embodiment, the example of measuring the film thickness of the inner surface coating of the bag inner structure is shown, but the present invention is not limited to this. When measuring the film thickness of the outer surface coating, the in-film sound speed and resonance frequency of the outer surface coating can be obtained and substituted into the above equation (7).
続いて、本発明に係る膜厚測定方法及び測定装置について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、前記実施の形態に示した膜厚測定装置の装置構成に基づき、実際に実験を行うことにより、その効果を検証した。 Subsequently, the film thickness measuring method and measuring apparatus according to the present invention will be further described based on examples. In this example, the effect was verified by actually conducting an experiment based on the apparatus configuration of the film thickness measuring apparatus described in the above embodiment.
〔実施例1〕
実施例1では、下地部材に対し外面被膜だけでなく内面被膜を有する2つの測定サンプルS4、S5と外面被膜のみ(内面被膜のない)の測定サンプルS6に対し、周波数特性を求めた。
その結果を図6、図7のグラフに示す。尚、図6のグラフにおいて、横軸は周波数(Hz)、縦軸は振幅スペクトルである。また、図7のグラフは、図6のグラフに基づき、サンプルS6に対するサンプルS4、S5の振幅スペクトル比(φ4/φ6、φ5/φ6)を示している。
[Example 1]
In Example 1, frequency characteristics were obtained for two measurement samples S4 and S5 having not only an outer surface coating but also an inner surface coating on the base member and a measurement sample S6 having only the outer surface coating (no inner coating).
The results are shown in the graphs of FIGS. In the graph of FIG. 6, the horizontal axis represents the frequency (Hz) and the vertical axis represents the amplitude spectrum. The graph of FIG. 7 shows the amplitude spectrum ratios (φ4 / φ6, φ5 / φ6) of the samples S4 and S5 with respect to the sample S6 based on the graph of FIG.
図6のグラフに示されるように、内面被膜が形成されているサンプルS4、S5においては、50MHz近傍において、サンプルS6の振幅スペクトルと比較して、振幅が大きく落ち込む特性がみられた。この特性は、図7の振幅スペクトル比からも明らかであり、この周波数(共鳴周波数)で音圧透過率が最大となり、音圧反射率が最小となったことが明らかである。
この結果から、内面被膜が形成されているサンプルS4,S5に対する共鳴周波数がそれぞれ46.4MHz、48.3MHzであることを確認した。
As shown in the graph of FIG. 6, in the samples S4 and S5 on which the inner surface film is formed, a characteristic in which the amplitude is greatly reduced is observed in the vicinity of 50 MHz as compared with the amplitude spectrum of the sample S6. This characteristic is also apparent from the amplitude spectrum ratio of FIG. 7, and it is clear that the sound pressure transmittance is maximized and the sound pressure reflectivity is minimized at this frequency (resonance frequency).
From this result, it was confirmed that the resonance frequencies for the samples S4 and S5 on which the inner surface film was formed were 46.4 MHz and 48.3 MHz, respectively.
〔実施例2〕
実施例2では、測定サンプルS7,S8,S9に対して共鳴周波数fR(Hz)を測定した後、顕微鏡での断面測定により膜厚dを求め、C=4fR・dにより被膜内音速C(m/s)を求めた。
測定結果を表1に示す。
[Example 2]
In Example 2, after measuring the resonance frequency f R (Hz) for the measurement samples S7, S8, and S9, the film thickness d is obtained by cross-sectional measurement with a microscope, and the sound velocity C in the film is obtained by C = 4f R · d. (M / s) was determined.
The measurement results are shown in Table 1.
表1に示されるように被膜内音速Cの平均値C=3200m/sを、本実施例(本発明)における膜厚測定に用いることとした。
次いで、測定物として自動車ボディにおけるドアアウタの下部(サンプルS10、S11、S12)における測定部位を9箇所設定し、各部位の内面被膜(裏側の被膜)に対し、本発明の超音波測定方法と顕微鏡による断面測定とをそれぞれ適用し、それら測定結果を比較検証した。
この実験結果を表2に示す。
As shown in Table 1, the average value C = 3200 m / s of the sound velocity C in the film was used for the film thickness measurement in this example (the present invention).
Next, nine measurement sites in the lower part of the door outer (samples S10, S11, S12) in the automobile body are set as measurement objects, and the ultrasonic measurement method and microscope of the present invention are applied to the inner surface coating (back side coating) of each site. And cross-sectional measurement by each were applied, and the measurement results were compared and verified.
The experimental results are shown in Table 2.
表2に示されるように、本発明の超音波測定方法による測定結果と、顕微鏡による断面測定結果は、略同じ結果となり、本発明の有効性が確認された。 As shown in Table 2, the measurement result by the ultrasonic measurement method of the present invention and the cross-sectional measurement result by the microscope were substantially the same results, confirming the effectiveness of the present invention.
〔実施例3〕
実施例3では、膜厚が10μm程度の測定物に対し、本発明が有効であるか否かを検証した。
Example 3
In Example 3, it was verified whether or not the present invention was effective for a measurement object having a film thickness of about 10 μm.
測定物として自動車ボディにおけるロッカーアウタの下部における測定部位を9箇所設定し、各部位の内面被膜(裏側の被膜)に対し、本発明の超音波測定方法と顕微鏡による断面測定とをそれぞれ適用し、それら測定結果を比較検証した。
尚、本実施例3では、実施例2と同様に、被膜内音速Cの値をC=3200m/sとして膜厚測定に用いた。
この実験結果を表3に示す。
Nine measurement sites in the lower part of the rocker outer in the automobile body are set as the measurement object, and the ultrasonic measurement method of the present invention and the cross-sectional measurement by a microscope are applied to the inner surface coating (back side coating) of each site, The measurement results were compared and verified.
In Example 3, as in Example 2, the in-film sound velocity C was set to C = 3200 m / s and used for film thickness measurement.
The experimental results are shown in Table 3.
表3に示されるように、本発明の超音波測定方法による測定結果と、顕微鏡による断面測定結果は、略同じ結果となり、本発明の有効性が確認された。
以上の実施例の実験結果から、本発明によれば、特に袋内構造における内面被膜の厚さを該袋内構造の外側から非破壊的に測定できることを確認した。
As shown in Table 3, the measurement result by the ultrasonic measurement method of the present invention and the cross-sectional measurement result by the microscope were substantially the same results, confirming the effectiveness of the present invention.
From the experimental results of the above examples, according to the present invention, it was confirmed that the thickness of the inner surface coating particularly in the bag inner structure can be measured non-destructively from the outer side of the bag inner structure.
1 膜厚測定装置
2 超音波触探子(超音波入射手段)
3 ケーシング
4 水
5 ダイヤルゲージ
7 パルサーレシーバ(超音波送受信手段)
8 オシロスコープ
9 コンピュータ(演算手段)
20 下地部材
21 外面被膜(被膜)
22 内面被膜(被膜)
W 測定物、測定対象
1 Film
3
8
20
22 Inner coating (coating)
W Measurement object, measurement object
Claims (4)
下地部材の外面のみに被膜が形成されたサンプルに対し、下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射し、前記周波数帯域における第一の振幅スペクトルを求めるステップと、
下地部材の外面と内面とに被膜が形成されたサンプルに対し、下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射し、前記周波数帯域における第二の振幅スペクトルを求めるステップと、
前記第一の振幅スペクトルに対する前記第二の振幅スペクトルの振幅スペクトル比を求めるステップと、
前記所定の周波数帯域のうち、前記振幅スペクトル比が最も落ち込む周波数を、測定対象である被膜に対する共鳴周波数fR(Hz)とするステップと、
前記測定対象の被膜における膜内音速をC(m/s)とすると、該被膜の膜厚d(m)を、
With respect to a sample in which a film is formed only on the outer surface of the base member, an ultrasonic wave having a predetermined frequency band is incident from the outer surface side of the base member to obtain a first amplitude spectrum in the frequency band;
Injecting an ultrasonic wave having a predetermined frequency band from the outer surface side of the base member to a sample having a film formed on the outer surface and the inner surface of the base member, and obtaining a second amplitude spectrum in the frequency band;
Determining an amplitude spectrum ratio of the second amplitude spectrum to the first amplitude spectrum;
The frequency at which the amplitude spectrum ratio falls most in the predetermined frequency band is set as a resonance frequency f R (Hz) for the film to be measured ;
When the in-film sound velocity in the film to be measured is C (m / s), the film thickness d (m) of the film is
前記下地部材の外面側から所定の周波数帯域を有する超音波を入射する超音波入射手段と、
前記超音波入射手段により入射された超音波の反射波を受信する反射波受信手段と、
前記反射波受信手段により受信された反射波から測定対象の被膜に対する共鳴周波数を求め、該共鳴周波数を用いて前記被膜の膜厚を算出する演算手段とを備えることを特徴とする膜厚測定装置。 A measuring apparatus used in the film thickness measuring method according to any one of claims 1 to 3,
An ultrasonic wave incident means for incident ultrasonic waves having a predetermined frequency band from the outer surface side of the base member;
Reflected wave receiving means for receiving a reflected wave of the ultrasonic wave incident by the ultrasonic wave incident means;
A film thickness measuring apparatus comprising: a calculating means for calculating a resonance frequency for the coating film to be measured from the reflected wave received by the reflected wave receiving means and calculating the film thickness of the coating film using the resonance frequency .
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