JPH07128042A - 非接触膜厚測定方法およびその装置 - Google Patents

非接触膜厚測定方法およびその装置

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JPH07128042A
JPH07128042A JP27872993A JP27872993A JPH07128042A JP H07128042 A JPH07128042 A JP H07128042A JP 27872993 A JP27872993 A JP 27872993A JP 27872993 A JP27872993 A JP 27872993A JP H07128042 A JPH07128042 A JP H07128042A
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fluorescent
film thickness
coating film
substrate
measuring
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JP27872993A
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Yukihiro Terada
幸博 寺田
Hiromi Hasegawa
裕己 長谷川
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 未乾燥、未硬化の状態でも塗装膜を傷つける
ことなくその膜厚を計測できる非接触膜厚測定方法、お
よびその装置を提供する。 【構成】 素地22上に塗装された塗装膜21の上方に、塗
装膜21の上方からX線を照射する照射装置23と、X線31
の照射により素地22から塗装膜21を透過して放出される
蛍光X線32の線量を計測する半導体検出器24を設け、こ
の半導体検出器24により計測された蛍光X線32の線量を
予め入力された塗装膜厚−透過蛍光X線線量特性により
塗装膜厚に変換する膜厚変換器25を設けて構成する。 【作用】 X線31を照射すると、素地22に含有される元
素から蛍光X線32が放出されるが、この蛍光X線32は塗
装膜21によって一部は吸収されその残りが透過する。こ
の吸収される蛍光X線32の線量率は塗装膜厚によって変
化する。よって、透過してきた蛍光X線線量を計測する
ことにより塗装膜厚を非接触で測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、素地上に塗装された塗
装膜の膜厚を非接触で測定する非接触膜厚測定装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、素地上に塗装された塗装膜の膜厚
を測定する装置としては、電磁式膜厚計やウェットフィ
ルム膜厚計などが知られている。
【0003】電磁式膜厚計は、図5(a) に示すように、
鉄素地1上に施された非磁性皮膜2にプローブ3の先端
を接触させ、交流回路によりプローブに生じた交番磁界
が素地1との距離によって変化するのを、膜厚に変換し
て測定する装置である。プローブ3は鉄心4にコイル5
を巻付けて形成され、コイル5に直列に電流計6と電源
7を接続し、図5(b) に示す電流値と膜厚の特性から、
電流計6により計測された電流値より膜厚を求めてい
る。
【0004】また、ウェットフィルム膜厚計は、未乾
燥、未硬化の塗料の厚み測定するものであり、ロータリ
ー型ウェットフィルム膜厚計と、くし型ウェットフィル
ム膜厚計の2種類がある。
【0005】ロータリー型ウェットフィルム膜厚計は、
図6に示すように、表示メモリ”0”の位置で中間の偏
心輪板11の凸部11Aと、両端の円盤12,13の凸部12A,
13Aの高さが等しくなるように偏心輪板11と円盤12,13
を連結し、円盤12の表示メモリを、円盤12,13の移動距
離と、塗料膜14の厚さが一致するように形成し、円盤1
2,13を素地15に沿って回転させ、塗料が付着した偏心
輪板11の表示数値以下の数値が膜厚を示すようにしたも
のである。
【0006】くし型ウェットフィルム膜厚計は、図7に
示すように、板体16の高さの等しい両端の凸部17の内側
に、両側の凸部17を結んだ線からの表示距離だけ離れた
複数の凸部18を形成し、この板体16を素地19に押し付
け、塗料の付着した中間の凸部18の表示数値以下の数値
が塗料膜20の膜厚を示すようにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電磁式
膜厚計は、塗装面(非磁性皮膜2)にプローブ3を接触
させて計測するため、塗料が乾燥しないと測定できない
という問題があり、またウェットフィルム膜厚計は、逆
に塗料が乾燥すると計測を行うことができず、また未乾
燥、未硬化の状態で計測を行うため、塗料膜14,20自体
を傷つけてしまうという問題があった。
【0008】本発明は上記問題を解決するものであり、
未乾燥、未硬化の状態でも塗装膜を傷つけることなくそ
の膜厚を計測できる非接触膜厚測定方法、およびその装
置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1発明の非接触膜厚測定方法は、素地上に塗装さ
れた塗装膜の上方から電離放射線を照射し、前記電離放
射線の照射により素地から前記塗装膜を透過して放出さ
れる蛍光X線の線量を計測し、その計測された透過蛍光
X線線量から塗装膜厚を測定する測定方法である。
【0010】また、第2発明の非接触膜厚測定方法は、
素地上に塗装された塗装膜の上方から電離放射線を照射
し、前記電離放射線の照射により素地から前記塗装膜を
透過して放出される蛍光X線の線量を計測し、前記電離
放射線の照射地点と素地間の距離、および前記蛍光X線
の線量の計測地点と素地間の距離を計測し、これら計測
された距離と、計測された透過蛍光X線線量から塗装膜
厚を測定する測定方法である。
【0011】また、第3発明の非接触膜厚測定装置は、
素地上に塗装された塗装膜の膜厚を測定する装置であっ
て、前記塗装膜の上方から電離放射線を照射する照射装
置と、前記電離放射線の照射により素地から前記塗装膜
を透過して放出される蛍光X線の線量を計測する蛍光X
線線量計と、前記蛍光X線線量計により計測された蛍光
X線線量を予め入力された塗装膜厚−透過蛍光X線線量
特性により塗装膜厚に変換する膜厚変換器を備えたこと
を特徴とするものである。
【0012】また、第4発明の非接触膜厚測定装置は、
素地上に塗装された塗装膜の膜厚を測定する装置であっ
て、前記塗装膜の上方から電離放射線を照射する照射装
置と、前記電離放射線の照射により素地から前記塗装膜
を透過して放出される蛍光X線の線量を計測する蛍光X
線線量計と、前記素地と照射装置間の距離を計測する第
1の距離計と、前記素地と蛍光X線線量計間の距離を計
測する第2の距離計と、前記蛍光X線線量計により計測
された蛍光X線線量と、前記第1,第2の距離計により
計測された距離から予め入力された距離−塗装膜厚−透
過蛍光X線線量特性により塗装膜厚を測定する膜厚変換
器を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】上記第1発明の方法によると、素地上に塗装さ
れた塗装膜の上方から電離放射線を照射すると、素地に
含有される元素から蛍光X線が放出されるが、この蛍光
X線は塗装膜によって一部は吸収され、その残りが透過
する。この塗装膜によって吸収される蛍光X線の線量率
は塗装膜厚によって変化する。よって、透過してきた蛍
光X線線量を計測することにより塗装膜厚が非接触で測
定される。
【0014】また、上記第2発明の方法によると、素地
上に塗装された塗装膜の上方から電離放射線を照射する
と、素地に含有される元素から蛍光X線が放出される
が、この蛍光X線は塗装膜によって一部は吸収され、そ
の残りが透過する。この塗装膜によって吸収される蛍光
X線の線量率は塗装膜厚によって変化する。また、素地
と照射地点間の距離、素地と蛍光X線の線量の計測地点
間の距離により上記線量率は変化する。よって、照射地
点、蛍光X線の線量の計測地点の位置の変更があると
き、素地と照射地点間の距離と、素地と蛍光X線の線量
の計測地点間の距離を計測し、透過してきた蛍光X線線
量を計測するより、距離による誤差なく、塗装膜厚が非
接触で測定される。
【0015】また、上記第3発明の構成によると、照射
装置より素地上に塗装された塗装膜の上方から電離放射
線を照射し、電離放射線の照射により素地から塗装膜を
透過して放出される蛍光X線の線量を蛍光X線線量計に
より計測し、膜厚変換器において、蛍光X線線量計によ
り計測された蛍光X線線量を予め入力された塗装膜厚−
透過蛍光X線線量の特性により塗装膜厚に変換する。
【0016】また、上記第4発明の構成によると、第1
の距離計により素地と照射装置間の距離を計測し、第2
の距離計により素地と蛍光X線検出装置間の距離を計測
し、膜厚変換器において、これら計測された距離と、蛍
光X線線量計により計測された蛍光X線線量から距離−
塗装膜厚−透過蛍光X線線量特性により塗装膜厚を求め
る。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例における非接触膜厚測
定装置の構成図である。
【0018】図1において、21は素地22上に塗装された
塗装膜であり、この塗装膜21の上方に、塗装膜21の上方
からX線を照射する照射装置23と、X線31の照射により
素地22から塗装膜21を透過して放出される蛍光X線32の
線量を計測する半導体検出器(蛍光X線線量計)24を設
け、この半導体検出器24により計測された蛍光X線32の
線量を予め入力された塗装膜厚−透過蛍光X線線量特性
により塗装膜厚に変換する膜厚変換器25と、膜厚変換器
25により求められた塗装膜厚を表示するディジタル表示
器26が設けられている。照射装置23は、X線管とこのX
線管の窓から放射されたX線を平行なX線とするコリメ
ータから構成されている。
【0019】なお、X線31の代わりに、同様にK殻束縛
エネルギーより充分高いエネルギーをもつγ線を用いる
ことができる。X線(またはγ線)の照射により素地22
から蛍光X線が放出されるが、この蛍光X線は塗装膜21
によって一部は吸収され、その残りが透過する。この塗
装膜21によって吸収される蛍光X線の線量率は塗装膜厚
によって変化する。よって、透過してきた蛍光X線32の
線量を計測することにより塗装膜21の膜厚が非接触で計
測することができる。
【0020】素地22から発生する蛍光X線は、素地の種
類に対して特定のエネルギーを有するため、塗装膜21の
膜厚と吸収線量率との関係は理論的かつ実験的に容易に
明らかにすることができ、この吸収線量率から塗装膜21
を透過してくる蛍光X線の線量を求めることができ、こ
の実際に計測可能な透過してくる蛍光X線の線量から塗
装膜厚を求めるようにしている。
【0021】塗装膜厚−透過蛍光X線線量の特性の一例
を図2に示す。図2は、鉄(Fe)製の素地22に、表1
に示す塗料の塗装膜21を形成した場合の特性図である。
膜厚変換器25には、図2に示す特性が予め入力されてい
る。図2において、計測時間は半導体検出器24により計
測した時間、照射径は照射装置23のコリメータの径、管
電流、管電圧は照射装置23のX線管の電流と電圧であ
る。
【0022】
【表1】
【0023】上記構成による作用を説明する。照射装置
23により素地22上に塗装された塗装膜21の上方からX線
31を照射し、X線31の照射により素地22から塗装膜21を
透過して放出される蛍光X線32の線量を半導体検出器24
により計測し、膜厚変換器25において、半導体検出器24
により計測された蛍光X線線量を、予め入力された塗装
膜厚−透過蛍光X線線量の特性により塗装膜厚に変換
し、その塗装膜厚をディジタル表示器26に表示してい
る。
【0024】このように、非接触により塗装膜21の膜厚
を測定でき、未乾燥、未硬化の状態でも塗装膜21を傷つ
けることなくその膜厚を計測できる。本発明の他の実施
例を図3の構成図により説明する。なお、上記実施例の
図1の構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を
省略する。
【0025】塗装膜21により吸収される蛍光X線32の線
量率は、素地22と照射装置23間の距離、および素地22と
半導体検出器24間の距離により変化する。よって、照射
装置23、または半導体検出器24の設置位置を変更する場
合にその距離を計測する必要がある。そこで、素地22と
照射装置23間の距離L1 をレーザーを使用して計測する
第1の距離計27と、素地22と半導体検出器24間の距離L
2 をレーザーを使用して計測する第2の距離計28を付設
している。
【0026】上記距離L1 と距離L2 を加算した距離に
よる特性の一例を図4に示す。図4は図2に示した塗装
膜21と素地22を使用した場合の特性図である。膜厚変換
器25’には、図4に示す特性が予め入力されており、半
導体検出器24により計測された蛍光X線線量と、距離計
27,28により計測された距離L1 ,L 2 が入力されてい
る。
【0027】上記構成による作用を説明する。照射装置
23により素地22上に塗装された塗装膜21の上方からX線
31を照射し、X線31の照射により素地22から塗装膜21を
透過して放出される蛍光X線32の量を半導体検出器24に
より計測し、距離計27,28により距離L1 ,L2 を計測
し、膜厚変換器25’において、半導体検出器24により計
測された蛍光X線線量と、距離計27,28により計測され
た距離L1 ,L2 により、予め入力された距離−塗装膜
厚−透過蛍光X線線量の特性を用いて塗装膜厚が求めら
れ、その塗装膜厚がディジタル表示器26に表示される。
【0028】このように、素地22と照射装置23間の距離
と、素地22と半導体検出器24間の距離がその配置により
変更になっても、距離による誤差なく、非接触で、精度
よく塗装膜21の膜厚を測定でき、また未乾燥、未硬化の
状態でも塗装膜21を傷つけることなくその膜厚を測定す
ることができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように第1発明の方法によれば、
素地上に塗装された塗装膜の上方から電離放射線を照射
し、素地に含有される元素から放射され塗装膜を透過し
た蛍光X線の線量を計測することにより、非接触で塗装
膜厚を測定でき、未乾燥、未硬化の状態でも塗装膜を傷
つけることなくその膜厚を測定することができる。
【0030】また第2発明の方法によれば、素地と照射
地点間の距離、および素地と蛍光X線の線量の計測地点
間の距離を計測し、透過した蛍光X線の線量を計測する
ことにより、距離による誤差なく、精度よく膜厚を測定
することができる。
【0031】また第3発明の構成によれば、照射装置よ
り素地上に塗装された塗装膜の上方から電離放射線を照
射し、電離放射線の照射により素地から放出され塗装膜
を透過した蛍光X線の線量を蛍光X線線量計により計測
し、膜厚変換器において、蛍光X線線量計により計測さ
れた蛍光X線線量を予め入力された塗装膜厚−蛍光X線
線量の特性により塗装膜厚に変換することにより、非接
触で塗装膜厚を測定でき、未乾燥、未硬化の状態でも塗
装膜を傷つけることなくその膜厚を測定できる。
【0032】さらに第4発明の構成によれば、第1の距
離計により素地と照射装置間の距離を計測し、第2の距
離計により素地と蛍光X線検出装置間の距離を計測し、
膜厚変換器において、これら計測された距離と、蛍光X
線線量計により計測された蛍光X線線量から距離−塗装
膜厚−透過蛍光X線線量特性により、距離による誤差な
く、精度よく膜厚を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における非接触膜厚測定装置
の構成図である。
【図2】同非接触膜厚測定装置の塗装膜厚−透過蛍光X
線線量の特性図である。
【図3】本発明の他の実施例における非接触膜厚測定装
置の構成図である。
【図4】同非接触膜厚測定装置の距離−塗装膜厚−透過
蛍光X線線量の特性図である。
【図5】従来の膜厚測定装置の構成図とその特性図であ
る。
【図6】従来の膜厚測定装置の正面図と側面図である。
【図7】従来の膜厚測定装置の正面図である。
【符号の説明】
21 塗装膜 22 素地 23 照射装置 24 半導体検出器(蛍光X線線量計) 25,25’ 膜厚変換器 26 ディジタル表示器 27 第1の距離計 28 第2の距離計 31 X線 32 蛍光X線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素地上に塗装された塗装膜の上方から電
    離放射線を照射し、前記電離放射線の照射により素地か
    ら前記塗装膜を透過して放出される蛍光X線の線量を計
    測し、その計測された透過蛍光X線線量から塗装膜厚を
    測定する非接触膜厚測定方法。
  2. 【請求項2】 素地上に塗装された塗装膜の上方から電
    離放射線を照射し、前記電離放射線の照射により素地か
    ら前記塗装膜を透過して放出される蛍光X線の線量を計
    測し、前記電離放射線の照射地点と素地間の距離、およ
    び前記蛍光X線の線量の計測地点と素地間の距離を計測
    し、これら計測された距離と、計測された透過蛍光X線
    線量から塗装膜厚を測定する非接触膜厚測定方法。
  3. 【請求項3】 素地上に塗装された塗装膜の膜厚を測定
    する装置であって、前記塗装膜の上方から電離放射線を
    照射する照射装置と、前記電離放射線の照射により素地
    から前記塗装膜を透過して放出される蛍光X線の線量を
    計測する蛍光X線線量計と、前記蛍光X線線量計により
    計測された蛍光X線線量を予め入力された塗装膜厚−透
    過蛍光X線線量特性により塗装膜厚に変換する膜厚変換
    器を備えたことを特徴とする非接触膜厚測定装置。
  4. 【請求項4】 素地上に塗装された塗装膜の膜厚を測定
    する装置であって、前記塗装膜の上方から電離放射線を
    照射する照射装置と、前記電離放射線の照射により素地
    から前記塗装膜を透過して放出される蛍光X線の線量を
    計測する蛍光X線線量計と、前記素地と照射装置間の距
    離を計測する第1の距離計と、前記素地と蛍光X線線量
    計間の距離を計測する第2の距離計と、前記蛍光X線線
    量計により計測された蛍光X線線量と、前記第1,第2
    の距離計により計測された距離から予め入力された距離
    −塗装膜厚−透過蛍光X線線量特性により塗装膜厚を測
    定する膜厚変換器を備えたことを特徴とする非接触膜厚
    測定装置。
JP27872993A 1993-11-09 1993-11-09 非接触膜厚測定方法およびその装置 Pending JPH07128042A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10034747A1 (de) * 2000-07-18 2002-02-07 Manfred Liphardt Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Dicke eines Beschichtungswerkstoffs auf einem Trägerwerkstoff
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CN101319886A (zh) * 2008-04-21 2008-12-10 北大方正集团有限公司 硅衬底薄膜膜厚的测量方法

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