JPH0515201B2 - - Google Patents
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- JPH0515201B2 JPH0515201B2 JP62111691A JP11169187A JPH0515201B2 JP H0515201 B2 JPH0515201 B2 JP H0515201B2 JP 62111691 A JP62111691 A JP 62111691A JP 11169187 A JP11169187 A JP 11169187A JP H0515201 B2 JPH0515201 B2 JP H0515201B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、赤外線厚さ計において被測定物の種
類に応じて予め行なわれる計器の校正方法に係
り、殊にこの場合における検出信号の処理方法に
関する。
〔従来の技術〕
一般に、赤外線厚さ計は、光源と光検出器との
間に被測定物を配置し、光源からの光が被測定物
を透過する時に吸収・散乱によつて減衰し、この
減衰量が被測定物の厚さの関数であることを利用
して、被測定物の厚さを測定するものである。
この場合、前述の透過光の減衰量は被測定物の
特性によつて変動するので、測定に先立つて計器
の校正が行なわれる。この校正は、被測定物の特
性によつて定まる基準線すなわち検量線を設定す
ることによつて行なわれる。この検量線L(第3
図参照)は、後で詳しく説明するが、既知の厚さ
ta,tbを有する被測定物のサンプルTa,Tbの透
過光量Ia,Ibを測定することにより設定され、セ
ミ対数グラフ、すなわち横軸に厚さtをとり縦軸
に検出信号Iの対数値をとつたグラフ(第3図に
示すグラフ)上においては直線で表示される。そ
して、この検量線Lが設定されると、被測定物
Tiの透過光量Iiを測定することにより、被測定物
Tiの厚さti′が自動的に計測される。この厚さ
ti′は、通常、厚さ計に備えられるCRTに表示さ
れるか、プリンタから記録出力される。
ところで、前述の透過光量の減衰量と被測定物
の厚さに関する関数すなわち物理則としては、従
来は下記の(5)式
I=I0e-〓t …(5)
ここで、I=被測定物の透過光量検出信号値
I0=光路がオープンである場合の光量
検出信号値
μ=被測定物の吸光係数
t=被測定物の厚さ
が用いられていた。すなわち、透過光量の減衰量
は被測定物の吸光係数μによつてのみ定められて
いた。
しかるに、前記式(5)に基づく計測方法では、例
えばプラスチツクシートあるいはフイルムのよう
に光を相当に反射するものに対しては、被測定物
の計測厚さに誤差が発生していた。そこで、本願
人らは、前述の物理則として前記式(5)に替えて下
記の式(2)
I=I0(1−r)e-〓t …(2)
を採用し〔なお、この式は特許請求の範囲2項に
示される式(2)と同一である〕、これに基づいて被
測定物の厚さを測定する計測方法(以後第1の計
測方法と称する)を開発し、特許出願を行つた
(特開昭58−176508号公報)。これによれば、従来
誤差を発生させていた反射光の影響が除去される
ので、反射率が大きい被測定物に対しても正確な
計測を行なうことができる。
ここで、この第1の計測方法における計器校正
方法に関連して、前述の検量線Lの設定について
説明する。検量線Lは、2つのサンプルTa,Tb
を計測すること、すなわち前記物理則式(2)を演算
算定することによつて設定される。すなわち、そ
の計測値
Ia=I0(1−r)e-〓ta
Ib=I0(1−r)e-〓tb
において、検出信号Ia,Ib,I0はそれぞれ計測に
よつて得られる値であり、厚さta,tbは既知の値
であり、したがつて未知の値は吸光係数μおよび
反射率rの2つであることから、前記2つの計測
値から吸光係数μと反射率rが演算算定される。
すなわち、検量線Lが設定される。そして、この
検量線Lは、前記(2)式を対数変換して得られる下
式
loge I=logeI0(1−r)-〓t
において、吸光係数μおよび反射率rが、従来
は、一定とされていたことから、厚さt以外は定
数であり、したがつて検出信号Iの対数値と厚さ
tとは一次式となり、グラフ(第3図)上におい
て直線で表示される。そして、このような検量線
Lを介して測定される被測定物Tiの測定厚さ
ti′は、検量線Lに反射率rのフアクタが含まれて
いるので、反射光に基づく従来の計測誤差が除去
される。
しかるに更に、第1の計測方法においても、殊
に被測定物の計測厚さレンジが大きい場合に、被
測定物の計測厚さに誤差が発生していた。そこ
で、本出願人らは、鋭意研究の結果、この誤差
は、被測定物の吸光係数が被測定物の厚さに関し
て一定でないことによることを突止めた。そし
て、このことに基づく測定誤差を、検量線を複数
本に設定することにより解消できるようにした計
測方法(以後第2の計測方法と称する)を開発
し、特許出願を行つた(特願昭62−65766号)。
次に、この第2の計測方法につき以下簡単に説
明する。なお、本計測方法における物理則は、第
1の計測方法と同様に、式(2)で規定される物理則
が用いられる。
本計測方法においては、計器校正時すなわち検
量線の設定時に被測定物の厚さレンジに応じて適
当数の厚さ既知のサンプルTa,TbおよびTc〜
Tgが選定される。そして、これらサンプルをそ
れぞれ厚さ計により計測、演算算定したうえで、
第4図に示すように、厚さ計に備えられたCRT
上にグラフイツク表示する。この場合、サンプル
の厚さレンジが大きいと、一般に、サンプルTc
〜Tgは検量線L上に位置せず、これらは検量線
Lに対して下向き凸状の曲線Mを画定する。な
お、このことは、物理則式(2)において反射率rは
変動することがないので、吸光係数μが厚さtに
関して変動し、この変動は厚さtの増加に従つて
漸減することを意味しているものである。そこ
で、本計測方法においては、検量線を線分Lに替
えてそれぞれサンプルTa,Td;Te,Tf;Tg,
Tbを通る複数本の線分Na,Nb,Ncに設定す
る。この検量線Na,Nb,Ncの設定に際しては、
グラフイツク表示を観察して曲線Mに近似するよ
うに各検量線Na,Nb,Ncを画定するサンプル
を選定する。
したがつて、本計測方法によれば、被測定物
Tiの透過光量Iiを測定することにより検量線Ma
を介して計測される被測定物Tiの厚さti″は、曲
線Mを介して計測されるべき真の厚さtiに対し
て、誤差を生じても、その誤差Δti″は微小に抑制
される。この誤差Δti″は、同じく第4図に示す第
1の計測方法によつて発生される誤差Δti′に比較
して格段に改良される。なお、反射光に基づく誤
差が除去されていることは勿論である。このよう
に、本計測方法によれば、厚さレンジが大きい被
測定物であつても、精度よくその厚さを計測する
ことができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、前述の第2の計測方法によれば、
厚さレンジの大きい被測定物でも精度よく計測す
ることができる。しかしながら、このような計測
方法においては、計器の校正に比較的繁雑な手間
と判断を必要とする難点があつた。
すなわち、検量線Na,Nb,Ncの設定にあた
つては、多数のサンプルをそれぞれ計測、演算算
定したうえでグラフイツク表示し、このグラフを
観察して所要の本数の検量線を設定し、更にこれ
ら検量線の各境界値を決定するなどの作業を必要
とするものである。更に、各検量線の設定には判
断を要し、例えば第4図に示すように、検量線
Naに替えてサンプルTa,Tcで定まる検量線
Na′を設定すれば、測定誤差がΔti″からΔtiへ
と増大される。
そこで、本発明の目的は、殊に厚さレンジが大
きい被測定物に対して、その計器校正を簡単容易
に且つ精度良く行なうことができる赤外線厚さ計
の検出信号処理方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
先の目的を達成するために、本発明の赤外線厚
さ計の検出信号処理方法は、被測定物の吸光係数
に基づく、透過光量検出信号の被測定物厚さに関
する減少率を透過光量検出信号の大きさに関する
関数として設定し、この関数を演算処理すること
により検量線を設定してなる赤外線厚さ計の検出
信号処理方法において、
前記関数は、次式(1)
dx/dt=−αxn …(1)
ここで、x=lnI
I=透過光量検出信号値
t=被測定物厚さ
α=パラメータ
n=ベキ数
であり、式(1)における透過光量検出信号値Iは、
次式(2)
I=I0(1−r)e-〓t …(2)
ここで、I0=被測定物厚さtが0である場合、
すなわち光路がオープンである
場合の光量検出信号値
r=被測定物の反射率
μ=被測定物の吸光係数
で規定し、
さらに演算処理は、厚さta,tb,…既知のサン
プルTa,Tb,…を用いて、前記式(1)を積分して
得られる次式(3)
t=−1/(1−n)α{x(1-n)−x0 (1-n)} …(3)
ここで、x0=被測定物厚さtが0である場合、
すなわち光路がオープンである
場合の光量検出信号の対数値
但し、n≠1
と、n=1である場合に適用する次式(4)
t=−1/α(ln x−ln x0) …(4)
とに基づいて前記各サンプルの計算厚さta′,tb′,
…を計測し、逐次最小二乗法演算によつて、計算
厚さと真の厚さとの相関係数mの値が最大となる
ベキ数nの値を選定することを特徴とする。
〔作 用〕
計器校正における検量線の設定は、所定の関数
をコンピユータによつて逐次演算処理することに
よつて達成されるので、簡単容易に且つ迅速に行
なわれる。しかも、前記関数には、吸光係数の被
測定物厚さに関する変動ならびに反射率のそれぞ
れのフアクタが含まれているので、厚さレンジが
大きくまた反射率が大きい被測定物に対しても、
正確な計測が行なわれる。
〔実施例〕
次に、本発明に係る赤外線厚さ計の検出信号処
理方法の実施例につき添付図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
先ず初めに、処理方法の説明に先立ち、本発明
に係る赤外線厚さ計の構成を簡単に説明する。第
2図において、赤外線厚さ計は、測定部10とオ
ペレータコンソール12とからなり、測定部10
には赤外線光源14と被測定物あるいはその厚さ
既知のサンプル16を保持するホルダ18と光電
変換素子を有する透過光検出器20が備えられ、
オペレータコンソール12にはA/D変換器2
2、CPU24、内部記憶装置26、操作キーボ
ード28、CRT30、プリンタ32および外部
記憶装置34が備えられ、更に測定部10とオペ
レータコンソール12とは変換増幅回路36を介
して接続されると共にCPU24には遠隔操作器
22が備えられている。そして、被測定物の計測
に際しては、赤外線光源14から投射光Laが投
射され、被測定物16を透過した透過光Lcが、
透過光検出器20で検出されて検出信号Iに変換
される。次いで、この検出信号Iは、変換増幅回
路36で検出信号Vに対数変換され、得られた検
出信号VはA/D変換器22により被測定物16
の厚さを示す信号Wに変換されて、適宜CRT3
0に表示されあるいはプリンタ32から記憶出力
される。この場合、厚さ計の操作は、キーボード
28を介して行なうか、操作器38を介して遠隔
操作される。
次に、本発明に係る赤外線厚さ計の校正方法に
つき第1図を参照しながら説明する。校正に際し
ては、先ず、光路をオープンにし、ステツプS1
において検出信号I0を検出し、これを内部記憶装
置26に入力記憶させる。次いで、光路にサンプ
ルTa,Tb,…を順次セツトし、ステツプS2にお
いてそれぞれ検出信号Iiを検出し、これらを内部
記憶装置26に入力記憶させる。次いで、ステツ
プS3においてCRT30上に前記記憶データを用
いて第4図に示すような検量線をグラフイツク表
示する。この場合、検量線が線分Lに近似してい
れば、破線で示されているように直ちにステツプ
S8に進行し、線分Lから外れていれば、矯正す
なわちリニヤライズ工程へ進行する。
リニヤライズ工程においては、前述の式(3)と
t=−1/(1−n)α{x(1-n)−x0 (1-n)} …(3)
n=1である場合に適用する式(4)
t=−1/α(ln x−ln x0) …(4)
に基づいて演算処理が進行されるが、ベキ数n
は、この演算実行過程で厚さの計算値ta′,tb′,
…と真の厚さta,tb,…との相関係数mが最大と
なる値に選定される。そして、このリニヤライズ
工程は、ベキ数nの逐次計算をn=0,1,2,
…のように0から順次整数値を投入して前記mが
最大となるn′の値を選定する第1の工程と、選定
された前記値n′に対して0.1きざみで±0.5の範囲
の数値を投入して前記mが更に最大値となるn′±
Δn′の値を選定する第2の工程とに分たれる。す
なわち、リニヤライズの第1工程においては、ス
テツプS4において順次nの値0,1,2,…が
投入されこれらに対応するmの値が計算且つ比較
される。第1表は、あるサンプルについてのこの
ステツプにおける計算結果を示し、n=4におい
てmが最大値0.99992となることを示している。
次いで、リニヤライズの第2工程におけるステツ
プS6において順次n′の値3.6,3.7,…が投入され、
これらに対応するmの値が計算且つ比較される。
第2表は、その計算結果を示し、n=4.2におい
てmが最大値0.99997となることを示している。
なお、相関係数mの値は、その性質上1を超すこ
とはない。なおまた、これらリニヤライズ工程
は、コンピユータによつて自動的に行なわれ、通
常10秒程度で完了される。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method of calibrating an infrared thickness meter in advance according to the type of object to be measured, and particularly relates to a method of processing a detection signal in this case. [Prior Art] In general, an infrared thickness gage places an object to be measured between a light source and a photodetector, and when the light from the light source passes through the object, it is attenuated by absorption and scattering. The thickness of the object to be measured is measured by utilizing the fact that this amount of attenuation is a function of the thickness of the object to be measured. In this case, since the amount of attenuation of the transmitted light described above varies depending on the characteristics of the object to be measured, the instrument is calibrated prior to measurement. This calibration is performed by setting a reference line, that is, a calibration curve, determined by the characteristics of the object to be measured. This calibration curve L (third
(see figure) has a known thickness, as will be explained in detail later.
It is set by measuring the amount of transmitted light Ia and Ib of samples Ta and Tb of the object to be measured, which have ta and tb, and is a semi-logarithmic graph, that is, the horizontal axis is the thickness t, and the vertical axis is the logarithm value of the detection signal I. It is displayed as a straight line on the Totsuta graph (the graph shown in FIG. 3). Then, once this calibration curve L is set, the object to be measured
By measuring the amount of transmitted light Ii of Ti,
The thickness ti′ of Ti is automatically measured. this thickness
ti′ is usually displayed on a CRT included in the thickness gauge or recorded and output from a printer. By the way, the function, or physical law, regarding the attenuation of the amount of transmitted light and the thickness of the object to be measured is conventionally expressed by the following equation (5): I = I 0 e - 〓 t ... (5) where I = the object to be measured. Transmitted light amount detection signal value of the object to be measured I0 =light amount detection signal value when the optical path is open μ=absorption coefficient of the object to be measured t=thickness of the object to be measured was used. That is, the amount of attenuation of the amount of transmitted light has been determined only by the absorption coefficient μ of the object to be measured. However, in the measurement method based on the above equation (5), an error occurs in the measured thickness of the object to be measured, for example, for objects that reflect a considerable amount of light, such as plastic sheets or films. Therefore, the applicants adopted the following equation (2) I=I 0 (1-r)e - 〓 t ...(2) in place of the above equation (5) as the above-mentioned physical law. The formula is the same as formula (2) shown in claim 2], and based on this, a measurement method for measuring the thickness of the object to be measured (hereinafter referred to as the first measurement method) was developed, A patent application was filed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 176508/1983). According to this, the influence of reflected light, which conventionally causes errors, is removed, so accurate measurement can be performed even on objects to be measured with high reflectance. Here, the setting of the above-mentioned calibration curve L will be explained in relation to the instrument calibration method in this first measurement method. The calibration curve L is based on two samples Ta and Tb.
It is set by measuring , that is, by calculating the above-mentioned physical law equation (2). That is, in the measured value Ia=I 0 (1-r)e - 〓 ta Ib=I 0 (1-r) e - 〓 tb , the detection signals Ia, Ib, and I 0 are the values obtained by measurement, respectively. The thicknesses ta and tb are known values, and the two unknown values are the extinction coefficient μ and the reflectance r. Therefore, from the above two measured values, the extinction coefficient μ and the reflectance r can be calculated. is calculated.
That is, the calibration curve L is set. This calibration curve L is obtained by logarithmically converting the above equation (2) using the following equation log e I = log e I 0 (1-r) - 〓 t , where the extinction coefficient μ and reflectance r are was assumed to be constant, so everything except the thickness t is a constant. Therefore, the logarithm of the detection signal I and the thickness t are linear equations, and are displayed as a straight line on the graph (Figure 3). Ru. Then, the measured thickness of the object to be measured Ti is measured using such a calibration curve L.
Since ti' includes the factor of reflectance r in the calibration curve L, conventional measurement errors based on reflected light are removed. However, even in the first measurement method, errors occur in the measured thickness of the object to be measured, especially when the measured thickness range of the object to be measured is wide. As a result of extensive research, the present applicants found that this error is due to the fact that the extinction coefficient of the object to be measured is not constant with respect to the thickness of the object. We then developed a measurement method (hereinafter referred to as the second measurement method) that could eliminate measurement errors based on this by setting multiple calibration curves, and filed a patent application (patent application). 62-65766). Next, this second measurement method will be briefly explained below. Note that, as in the first measurement method, the physical law defined by equation (2) is used in this measurement method. In this measurement method, when calibrating the instrument, that is, when setting the calibration curve, an appropriate number of samples Ta, Tb, and Tc with known thicknesses are selected depending on the thickness range of the object to be measured.
Tg is selected. Then, after measuring and calculating each of these samples with a thickness gauge,
As shown in Figure 4, the CRT installed in the thickness gauge
Graphically displayed above. In this case, if the sample thickness range is large, the sample Tc
~Tg are not located on the calibration curve L, and they define a downwardly convex curve M with respect to the calibration curve L. This means that in the physical law equation (2), the reflectance r does not change, so the extinction coefficient μ changes with respect to the thickness t, and this fluctuation gradually decreases as the thickness t increases. That's what it means. Therefore, in this measurement method, the calibration curve is replaced with the line segment L and the samples Ta, Td; Te, Tf; Tg,
Set multiple line segments Na, Nb, and Nc passing through Tb. When setting this calibration curve Na, Nb, Nc,
Observe the graphic display and select samples that define each of the calibration curves Na, Nb, and Nc so as to approximate curve M. Therefore, according to this measurement method, the measured object
By measuring the amount of transmitted light Ii of Ti, the calibration curve Ma is calculated.
Even if the thickness ti'' of the workpiece Ti measured via the curve M has an error with respect to the true thickness ti that should be measured via the curve M, the error Δti'' is suppressed to a very small value. Ru. This error Δti'' is significantly improved compared to the error Δti′ generated by the first measurement method also shown in FIG. 4. Note that the error due to reflected light is eliminated. Of course. As described above, according to the present measurement method, even if the thickness of the object to be measured is wide, the thickness can be measured with high accuracy. [Problems to be solved by the invention] In this way, according to the second measurement method described above,
Even objects to be measured with a wide thickness range can be measured with high accuracy. However, such a measurement method has the disadvantage that calibration of the instrument requires relatively complicated labor and judgment. In other words, when setting the calibration curves Na, Nb, and Nc, measure and calculate a large number of samples, display them graphically, observe this graph, set the required number of calibration curves, and then This requires work such as determining each boundary value of these calibration curves. Furthermore, judgment is required to set each calibration curve. For example, as shown in Figure 4, the calibration curve
Calibration curve determined by samples Ta and Tc instead of Na
By setting Na′, the measurement error increases from Δti″ to Δti. Therefore, an object of the present invention is to simplify and easily calibrate the instrument, especially for objects to be measured with a wide thickness range. An object of the present invention is to provide a detection signal processing method for an infrared thickness gauge that can be performed with high accuracy. The signal processing method sets the rate of decrease of the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the measured object based on the extinction coefficient of the measured object as a function of the magnitude of the transmitted light amount detection signal, and calculates the calibration by calculating this function. In the detection signal processing method of an infrared thickness gauge by setting a line, the above function is expressed by the following formula (1) dx/dt=-αx n ...(1) where x=lnI I=transmitted light amount detection signal value t=thickness of the object to be measured α=parameter n=power number, and the transmitted light amount detection signal value I in equation (1) is
The following formula (2) I=I 0 (1-r)e - 〓 t ...(2) Here, when I 0 = thickness of the object to be measured t is 0,
In other words, the light intensity detection signal value when the optical path is open r = reflectance of the object to be measured μ = extinction coefficient of the object to be measured. ,... is obtained by integrating the above equation (1) using the following equation (3) t=-1/(1-n)α{x (1-n) −x 0 (1-n) }... (3) Here, when x 0 = measured object thickness t is 0,
In other words, the logarithmic value of the light intensity detection signal when the optical path is open. However, n≠1, and the following equation (4) applied when n=1: t=-1/α(ln x - ln x 0 )... (4) Calculated thickness ta′, tb′,
... is measured, and the value of the power number n that maximizes the value of the correlation coefficient m between the calculated thickness and the true thickness is selected by successive least squares calculations. [Function] The setting of a calibration curve in instrument calibration is achieved by sequentially processing a predetermined function by a computer, and is therefore easily and quickly performed. Moreover, since the function includes the variation of the extinction coefficient with respect to the thickness of the measured object and each factor of the reflectance, it can be used even for a measured object with a wide thickness range and high reflectance.
Accurate measurements are taken. [Example] Next, an example of the detection signal processing method for an infrared thickness gauge according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, prior to explaining the processing method, the configuration of the infrared thickness gauge according to the present invention will be briefly explained. In FIG. 2, the infrared thickness gage consists of a measuring section 10 and an operator console 12.
is equipped with an infrared light source 14, a holder 18 for holding an object to be measured or a sample 16 of known thickness, and a transmitted light detector 20 having a photoelectric conversion element.
The operator console 12 has an A/D converter 2
2, a CPU 24, an internal storage device 26, an operation keyboard 28, a CRT 30, a printer 32, and an external storage device 34 are provided, and the measurement unit 10 and operator console 12 are connected via a conversion amplifier circuit 36, and the CPU 24 has a A remote controller 22 is provided. When measuring the object to be measured, projection light La is projected from the infrared light source 14, and transmitted light Lc transmitted through the object to be measured 16 is
It is detected by a transmitted light detector 20 and converted into a detection signal I. Next, this detection signal I is logarithmically converted into a detection signal V by a conversion amplifier circuit 36, and the obtained detection signal V is sent to the object under test 16 by an A/D converter 22.
is converted into a signal W indicating the thickness of the CRT3 as appropriate.
0 or stored and output from the printer 32. In this case, the thickness gauge is operated via the keyboard 28 or remotely via the operating device 38. Next, a method for calibrating an infrared thickness gauge according to the present invention will be explained with reference to FIG. When calibrating, first open the optical path and proceed to step S1.
Detection signal I 0 is detected and input and stored in internal storage device 26 . Next, samples Ta, Tb, . Next, in step S3, a calibration curve as shown in FIG. 4 is graphically displayed on the CRT 30 using the stored data. In this case, if the calibration curve is close to the line segment L, you can immediately start the step as shown by the dashed line.
The process proceeds to S8, and if it deviates from the line segment L, the process proceeds to a correction or linearization process. In the linearization process, the above equation (3) and t=-1/(1-n)α{x (1-n) −x 0 (1-n) } ...(3) When n=1 The calculation process proceeds based on the applied formula (4) t=-1/α(ln x-ln x 0 )...(4), but the power number n
The calculated thickness values ta′, tb′,
... and the true thicknesses ta, tb, ... and the correlation coefficient m is selected to be the maximum value. In this linearization process, the power number n is calculated sequentially as n=0, 1, 2,
The first step is to input integer values sequentially starting from 0 and select the value of n' that maximizes the above m, and the selected value n' is selected in a range of ±0.5 in steps of 0.1. Input the numerical values and find n'± where the above m becomes the maximum value.
The second step is to select the value of Δn'. That is, in the first step of linearization, n values 0, 1, 2, . . . are sequentially input in step S4, and the corresponding m values are calculated and compared. Table 1 shows the calculation results in this step for a certain sample and shows that m has a maximum value of 0.99992 at n=4.
Next, in step S6 of the second step of linearization, the values of n' 3.6, 3.7, ... are sequentially input.
Their corresponding values of m are calculated and compared.
Table 2 shows the calculation results and shows that m has a maximum value of 0.99997 when n=4.2.
Note that the value of the correlation coefficient m never exceeds 1 due to its nature. Furthermore, these linearizing steps are automatically performed by a computer and are usually completed in about 10 seconds.
【表】【table】
以上説明したように、本発明に係る赤外線厚さ
計の検出信号処理方法は、被測定物の吸光係数の
変動に基づく、透過光量検出信号の被測定物厚さ
に関する減少率を透過光量検出信号の大きさに関
する関数として設定し、この関数を演算処理する
ことにより検量線を設定できるように構成したの
で、この演算処理をコンピユータによつて行なう
ことにより、計器の校正を簡単容易に且つ何ら判
断作業を要することなく達成することができる。
しかも、その校正誤差を僅少に抑制することがで
きる。したがつて、厚さレンジが大きく吸光係数
が変動する被測定物に対しても、その厚さを、簡
便に且つ正確に計測することができる。更に、前
記関数には、被測定物の反射率に関するフアクタ
が含まれているので、反射率が比較的大きい被測
定物であつてもその厚さを正確に計測することが
できる。
As explained above, the detection signal processing method for an infrared thickness meter according to the present invention is capable of converting the rate of decrease in the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the object to be measured based on the variation in the extinction coefficient of the object to be measured into the transmitted light amount detection signal. The calibration curve is set as a function related to the magnitude of , and the calibration curve can be set by arithmetic processing of this function.By performing this arithmetic processing on a computer, the calibration of the instrument can be easily and easily made without any judgment. This can be accomplished without any effort.
Moreover, the calibration error can be suppressed to a small level. Therefore, the thickness of an object to be measured whose thickness range is wide and whose extinction coefficient fluctuates can be easily and accurately measured. Furthermore, since the function includes a factor related to the reflectance of the object to be measured, the thickness of the object can be accurately measured even if the object has a relatively high reflectance.
第1図は本発明に係る赤外線厚さ計の検出信号
処理方法における計器校正方法の一実施例を示す
フローチヤート、第2図は本発明に係る赤外線厚
さ計の構成を示すブロツク図、第3図は従来の赤
外線厚さ計の計器校正の際に設定される検量線を
説明するグラフ、第4図は本発明の基礎となる赤
外線厚さ計の計器校正の際に設定される検量線を
説明するグラフである。
10…測定部、12…オペレータコンソール、
14…赤外線光源、16…被測定物またはそのサ
ンプル、18…ホルダ、20…透過光検出器、2
2…A/D変換器、24…CPU、26…内部記
憶装置、28…操作キーボード、30…CRT、
32…プリンタ、34…外部記憶装置、36…変
換増幅回路、38…遠隔操作器、T…サンプルま
たは被測定物、I…透過光量検出信号、t…サン
プルまたは被測定物の真の厚さ、Δt…計測誤差、
t′,t″…サンプルまたは被測定物の計算厚さまた
は計測厚さ。
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the instrument calibration method in the detection signal processing method for an infrared thickness gauge according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the infrared thickness gauge according to the present invention. Figure 3 is a graph explaining a calibration curve set during instrument calibration of a conventional infrared thickness gauge, and Figure 4 is a graph explaining a calibration curve set during instrument calibration of an infrared thickness gauge, which is the basis of the present invention. This is a graph explaining. 10...Measurement section, 12...Operator console,
14... Infrared light source, 16... Measured object or its sample, 18... Holder, 20... Transmitted light detector, 2
2...A/D converter, 24...CPU, 26...internal storage device, 28...operation keyboard, 30...CRT,
32...Printer, 34...External storage device, 36...Conversion amplifier circuit, 38...Remote controller, T...Sample or object to be measured, I...Transmitted light amount detection signal, t...True thickness of sample or object to be measured, Δt...measurement error,
t′, t″…calculated or measured thickness of the sample or object to be measured.
Claims (1)
信号の被測定物厚さに関する減少率を透過光量検
出信号の大きさに関する関数として設定し、この
関数を演算処理することにより検量線を設定して
なる赤外線厚さ計の検出信号処理方法において、 前記関数は、次式(1) dx/dt=−αxn …(1) ここで、x=lnI I=透過光量検出信号値 t=被測定物厚さ α=パラメータ n=ベキ数 であり、式(1)における透過光量検出信号値Iは、
次式(2) I=I0(1−r)e-〓t …(2) ここで、I0=被測定物厚さtが0である場合、
すなわち光路がオープンである
場合の光量検出信号値 r=被測定物の反射率 μ=被測定物の吸光係数 で規定し、 さらに演算処理は、厚さta,tb,…既知のサン
プルTa,Tb,…を用いて、前記式(1)を積分して
得られる次式(3) t=−1/(1−n)α{x(1-n)−x0 (1-n)} …(3) ここで、x0=被測定物厚さtが0である場合、
すなわち光路がオープンである
場合の光量検出信号の対数値 但し、n≠1 と、n=1である場合に適用する次式(4) t=−1/α(ln x−ln x0) …(4) とに基づいて前記各サンプルの計算厚さta′,tb′,
…を計測し、逐次最小二乗法演算によつて、計算
厚さと真の厚さとの相関係数mの値が最大となる
べキ数nの値を選定することを特徴とする赤外線
厚さ計の検出信号処理方法。[Claims] 1. Setting the rate of decrease of the transmitted light amount detection signal with respect to the thickness of the measured object based on the extinction coefficient of the measured object as a function of the magnitude of the transmitted light amount detection signal, and arithmetic processing of this function. In the detection signal processing method for an infrared thickness gauge in which a calibration curve is set by Signal value t = Thickness of the object to be measured α = Parameter n = Power number, and the transmitted light amount detection signal value I in equation (1) is
The following formula (2) I=I 0 (1-r)e - 〓 t ...(2) Here, when I 0 = thickness of the object to be measured t is 0,
In other words, the light intensity detection signal value when the optical path is open r = reflectance of the object to be measured μ = extinction coefficient of the object to be measured; ,... is obtained by integrating the above equation (1) using the following equation (3) t=-1/(1-n)α{x (1-n) −x 0 (1-n) }... (3) Here, when x 0 = measured object thickness t is 0,
In other words, the logarithm of the light intensity detection signal when the optical path is open. However, n≠1, and the following equation (4) applied when n=1: t=-1/α(ln x - ln x 0 )... (4) Calculated thickness ta′, tb′,
... and selects the value of the power number n that maximizes the value of the correlation coefficient m between the calculated thickness and the true thickness by successive least squares calculations. detection signal processing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11169187A JPS63277910A (en) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Detection signal processing method for infrared thickness gauge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11169187A JPS63277910A (en) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Detection signal processing method for infrared thickness gauge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63277910A JPS63277910A (en) | 1988-11-15 |
JPH0515201B2 true JPH0515201B2 (en) | 1993-03-01 |
Family
ID=14567725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11169187A Granted JPS63277910A (en) | 1987-05-09 | 1987-05-09 | Detection signal processing method for infrared thickness gauge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63277910A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001057471A1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-09 | Omron Corporation | Visual displacement sensor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409530A (en) | 1991-11-06 | 1995-04-25 | Seiko Epson Corporation | Hot-melt ink composition |
JP5958627B1 (en) * | 2015-09-08 | 2016-08-02 | 株式会社豊田中央研究所 | Sliding device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59222715A (en) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Chino Works Ltd | Linearizer |
-
1987
- 1987-05-09 JP JP11169187A patent/JPS63277910A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59222715A (en) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Chino Works Ltd | Linearizer |
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WO2001057471A1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-09 | Omron Corporation | Visual displacement sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63277910A (en) | 1988-11-15 |
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