JPH075117A - 供試材の表面状態測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属材料の表面の腐食程度を、各々のサビの
種類毎に面積率を算定することで、定量的且つ自動的に
測定する。 【構成】 テレビカメラ４による撮像部１とその映像信
号を基に二値画像処理を行う画像処理部２と供試材Ｐを
測定位置に移載すると共にその供給と排出、テレビカメ
ラ４の設定を行う装置制御装置３とからなり、上記の撮
影部１と装置制御部３を測定条件に合わせて制御するた
めに画像処理用パソコンＡに制御プログラムを入力し、
このプログラムにより供試材ＰをセットしたＸＹテーブ
ルの各々の駆動装置の駆動軸７，８とテレビカメラ４の
昇降用の電動機の駆動軸１６及び各駆動装置ＡＣＴの作
動を制御する数値制御装置Ｆを備えることで多数の供試
材Ｐを効率よく測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属材料の腐食状況を
測定する方法及び装置に関し、詳しくは、金属材料の腐
食状況を画像解析方法にて自動的に測定する方法及びそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属材料の腐食状況を測定する
場合には、金属材料を腐食し易い環境内に長時間放置
し、一定期間毎にサビ等の発生状態を観察して腐食の程
度を調べることにより腐食状況を測定する。

【０００３】たとえば、鉄面に亜鉛、アルミ等のメッキ
を施したメッキ鋼板及び表面処理鋼板の腐食試験は、腐
食後の供試材（以下、試験片と称す）の表面の耐蝕度を
測定するのに、検査員がその表面を目視により観察して
所定面積内の腐食程度毎の各々の面積率で評価してい
た。

【０００４】この試験片の腐食程度とは、曝露初期に発
生する白さびと呼称される泡状の白斑が散在する状態か
ら、時間経過と共にその白斑の腐食生成物が成長すると
共に、表面のメッキが溶けて鉄面が露出し赤サビと呼称
されるふくれや孔食等が生じる状態となり、その終期に
は表面全体が赤サビに覆われる状態をいう。

【０００５】上記腐食状態の進行速度は、試験片の鋼，
メッキの種類，表面処理方法及び試験条件や期間等によ
り種々異なっていることから、試験期間中の各々のサビ
の所定面積内の占有率により耐蝕性が評価されている。

【０００６】試験片の腐食状況の測定は、その曝露試験
を中断して行うものであるので短時間で完了することが
求められている。

【０００７】従来の測定方法においては、試験片の検査
器への設置から測定結果の算出まで全て手作業で行って
おり、測定精度は検査員の主観と熟練に頼る他なく、ま
た測定に使用できる時間が短時間であるため、検査員相
互で測定結果のばらつきが生じるのを防ぎえなかった。

【０００８】しかし、顧客からの品質についての要求の
高まりと共に定量的なデータの提示も求められ、短時間
で所要枚数の試験片を自動測定できる装置の開発が急務
となっている。

【０００９】一方、測定対象物をテレビカメラで撮影
し、テレビカメラからの映像信号を基に二値画像による
画像解析を行って測定対象物の状態を自動的に測定する
ことが従来から提案されている。

【００１０】たとえば、金属表面に施したショット加工
による金属内部への加工深さを測定する方法として、特
開昭６３−４５５０３号公報に開示されているように、
加工面に垂直な破断面を測定面とし、金属表面に対応す
る基準位置から金属内部へ向かう深さ方向に沿って単位
面積に区画し、各区画面積毎にその濃度が予め定めた階
調の何れに相当するかを、テレビカメラからの映像信号
を基に二値画像による画像解析により測定して階調値を
求め、その階調値の変化を示す特性曲線を演算してその
加工深さを測定する方法がある。

【００１１】また、特公平４−３３４３４号公報に開示
されているように、シャーレ培地上に培養される細菌等
の微小生物体の形状，大きさ，更には最小発育濃度の計
測等を、高，低倍率のテレビカメラを切り換えて行うと
共に、シャーレの搬入出、観察位置の割り出し調整を把
持機構を有したＸＹステージによる搬送を含めて装置本
体をボックス内に収容して検査する装置がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】自動測定について開示
された前記特開昭６３−４５５０３号公報の技術では、
被測定材の垂直断面を試験片としてテレビカメラにより
撮影して画像処理により試験片の加工層表面を基準位置
としてこれからの試験片の深さ方向の区画面積毎にその
「濃度」の比較を行い、「濃度」に差がなくなった区画
面積列を加工層の最深位置であると判定するものであ
る。しかしながら、同公報に記載の方法は、ショット加
工による加工深さのような、基準位置から順次変化の割
合が低減していくものの測定に適用することはできる
が、金属材料の腐食状況の測定には適用することは困難
である。すなわち、金属材料が腐食する際のサビの発生
する場所や成長方向は一定でないため、散在する白サビ
やその任意の面積を占める赤サビのそれらの試験片の基
地面に占める面積率から試験片の腐食状況を測定する手
段として前記特開昭６３−４５５０３号公報に記載の技
術を適用することには無理がある。

【００１３】一方、特公平４−３３４３４号公報に開示
された技術では、シャーレ等の被検体表層に分布する微
小生物体の画像処理による測定、すなわち、シャーレ上
の被検体層の所定位置に配置された微小生物体の形状，
大きさの検査を高倍率のテレビカメラで行い、微小生物
体全体の成育差等による分布状態の外観検査を低倍率の
テレビカメラに切り換えて行うもので、テレビカメラに
各々接続した低，高倍率のズームレンズ側を移動自在と
して上位の低倍率のズームレンズ側による撮影の支障と
ならないようにし、シャーレを搬送手段により水平面で
縦，横方向に微動送りを行って高倍率ズームレンズによ
り順次撮影するようになっている。更に、撮影時に外部
光線が外乱光としてテレビカメラに入射することを防ぐ
ために各装置を箱体内に収容する構成となっている。

【００１４】前述したように、試験片の曝露試験により
金属材料が腐食する場合には、初期に白サビが発生し、
次いで、表面のメッキが溶け鉄面が露出して赤サビが発
生する。この金属材料の腐食状況を測定するための試験
片の曝露試験の場合には、白サビの発生個所を予想する
ことは不可能であり、予め決められた位置に高倍率のテ
レビカメラを移動させておくことはできない。また、赤
サビの成長状態は、上記被検体表層に分布する微小生物
が同心円状に生成するものと全く異なり、どのように成
長するかの予測ができないものである。したがって、被
測定物の初期位置が固定であり、また、その点を中心と
して同心円状に成長することを前提としている特公平４
−３３４３４号公報に開示された技術を、金属材料の腐
食状況測定に適用することはできない。

【００１５】更に、同公報に記載の測定方法では、１種
類の微小生物を捕捉すればよいが、サビ状態の測定に
は、白サビ、赤サビの程度により２〜５種類の判定が必
要となるため、撮影用のテレビカメラが２組必要となり
設備費が割高となる。

【００１６】また、同公報に記載の装置においては、箱
体にその開口部を介して１個づつシャーレを搬出入力す
るものであるから、全体の測定時間が長くなり、表面処
理鋼板のような長期にわたる腐食の経時変化を測定し、
測定後直ちに曝露試験へ戻さなければならない試験片の
腐食状況の測定用としては適用しがたい。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の供試材の表面状
態測定方法は、複数の組成からなる供試材をテレビカメ
ラにより撮像して得た画像から予め設定した濃淡段階に
対応する濃度範囲の所定許容範囲を有する値を推定閾値
として設定し、該推定閾値を基準として画像解析により
該許容範囲にある最小値を確定閾値として、複数の組成
の面積比を求める方法において、供試材を前記テレビカ
メラの撮像位置に移送して撮像後に搬出する移送装置と
前記テレビカメラの撮影条件を制御する手段と前記移送
装置及び前記撮影条件制御手段を制御する数値制御装置
と前記テレビカメラにより得られた画像を解析すると共
に前記数値制御装置を制御する管理・制御装置を設け、
前記管理・制御装置に対して前記移送装置の移送条件及
び前記テレビカメラの撮影条件を設定し、設定された各
条件に基づいて前記数値制御装置により前記移送装置及
び前記テレビカメラの位置設定を行い、供試材の表面を
前記テレビカメラで撮像して前記管理・制御装置により
特定区画内の腐食状況を画像解析により測定して供試材
の腐食程度毎の面積率を計算し、計算後の面積率を示す
数値を記憶装置に蓄積し、前記供試材の移送から面積率
を示す数値の記憶までの作業を所定時間をおいて繰り返
し、供試材の腐食試験期間終了後、前記記憶装置に蓄え
た数値を基に供試材の腐食状況を時系列の数値または図
表として出力することを特徴とする。

【００１８】前記管理・制御計算装置による画像解析と
並行して、二値画像または測定後の面積率をその都度出
力するようにしてもよい。

【００１９】また、供試材の測定は、その全面または複
数の分割面毎の部分面もしくは該分割面毎の拡大画像を
電気的に所定数に等分割した方形毎について供試材の特
定区画内の腐食状況を画像解析により測定することがで
きる。

【００２０】また、本発明の供試材の表面状態測定装置
は、基台上の供試材表面の腐食状態を撮影する照明装置
を有するテレビカメラと、供試材と前記テレビカメラの
位置設定信号を入力する入力装置と前記テレビカメラか
らの映像信号を基に二値画像による閾値画像解析を行う
管理・制御計算装置を備えた画像処理部と、供試材を前
記基台上に載置するための供給・収容装置と、該供給・
収容装置と前記基台との間を供試材を１枚毎に挟持して
往復動する搬送装置とを備えた移送・移載装置と、前記
テレビカメラと前記基台との相対位置を特定する各々の
駆動装置と、前記移送・移載装置と前記テレビカメラと
前記基台との駆動装置とを前記管理・制御装置からの位
置設定信号を基に制御する数値制御装置とを備えた装置
制御部とを備えていることを特徴とする。

【００２１】前記移送・移載装置の供給・収容装置は、
供試材を水平方向に１枚毎に収容する多段の桟を有する
容器と、該容器を載置して昇降自在な台板と、前記容器
から供試材を取り出しまたは供試材を容器へ取り込む装
置とを備えてなることを特徴とする。

【００２２】前記管理・制御計算装置は、画像処理状況
及び装置制御部の制御条件を出力する画像表示装置と、
その画像解析結果の記憶装置と、同画像解析結果を数値
または図表として出力する印刷装置と、前記画像表示装
置と前記印刷装置との出力形式を入力するための少なく
ともキーボードまたはマウスの一方を備えた入力装置と
を備えてなることを特徴とする。

【００２３】また、前記数値制御装置は、前記移送・移
載装置と前記テレビカメラと基台との操作条件を設定す
るための各々の駆動装置のキー入力装置と、その入力し
た操作手順を出力する画像表示装置とを備えてなること
を特徴とする。

【００２４】前記供試材の表面状態測定方法或いは装置
において、前記テレビカメラはカラー方式であることを
特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明の供試材の表面状態測定方法において
は、供試材の表面に生じる白サビや赤サビ、または、白
サビや赤サビが混在した状態の腐食程度毎に、予め設定
した推定閾値を基準として二値画像による閾値画像解析
により確定閾値を算出することで、各々の表面状態に対
応した面積率を定量的に自動測定できる。また、測定誤
差の生じ易い初期の腐食状態すなわち白斑様の白サビに
対しても、供試材を複数面に分割し、その拡大画像等を
測定することにより確実に自動測定できる。長時間にわ
たる供試材の曝露試験に対応した測定結果の蓄積や表面
状態の変化の把握も随時出力することができる。

【００２６】また、本発明の供試材の表面状態測定方法
においては、供試材のテレビカメラによる撮像位置とこ
の撮像位置への供試材の供給と搬出を行う移送・移載装
置とその各々の駆動装置とそれらを制御する数値制御装
置を介してテレビカメラによる撮像信号を基に二値画像
として閾値画像解析を行う管理・制御計算装置によって
統制するので供試材を１枚毎に供給、測定及び搬送を自
動的に順次確実に短時間に行うことができる。

【００２７】更に、テレビカメラはカラー方式としたこ
とで、供試材の基地面と比較的濃淡差の認められる赤サ
ビと認めにくい初期の白サビについても中間色部分の識
別を明瞭にできる。

【００２８】

【実施例】図１は、本発明の機能構成を示すブロック
図、図２は撮影部を含む移送・移載装置を示す斜視図で
ある。

【００２９】本実施例装置は、供試材の表面状態を撮影
する撮影部１と、この撮影部１からの映像信号を受けて
二値画像による閾値画像解析及び位置設定信号の伝送等
を行う画像処理部２と、この画像処理部２からの位置設
定信号を受けて、画像処理条件に応じて各駆動装置（詳
細は後述する）を制御する装置制御部３とから構成され
ている。

【００３０】撮影部１は、テレビカメラ４、照明装置
５、基台６とからなり、画像処理部２は、テレビカメラ
４からの映像信号を入力として画像処理を行う管理・制
御計算装置Ａ、画像処理に際しての処理手順や処理中，
処理後の付属装置，機器類の制御条件を管理・制御計算
装置Ａへ入力するための入力装置Ｂ、管理・制御計算装
置Ａによる画像解析による測定結果，処理手順を表示す
るためのカラー画像表示装置Ｃ及びその印刷装置Ｄ、画
像解析結果を記憶する記憶装置Ｅとからなる。上記入力
装置Ｂは、キーボード及びマウスを備え、カラー画像表
示装置Ｃは測定結果等を表示するものに加え、プログラ
ム作成用の画像表示装置Ｃ’を付属させることで処理手
順等の一部変更等の実施を容易なものとできる。

【００３１】更に、装置制御部３は、管理・制御計算装
置Ａから位置設定信号を基に各駆動装置を制御するため
の数値制御装置Ｆ、この数値制御装置Ｆからの制御信号
とテレビカメラ４及び基台６からの応答帰還信号とによ
って精密制御するための軸制御装置Ｇ、上記数値制御装
置Ｆ及び軸制御装置Ｇからの制御信号を受けると共に、
各駆動装置からの応答帰還信号を受けて各駆動装置ＡＣ
Ｔの制御を補助する入出力駆動制御装置Ｈ、各駆動装置
の初期操作条件を設定するためのキー入力装置Ｉ、キー
入力結果を表示する画像表示装置Ｊとからなるものであ
る。

【００３２】図２において、Ｐは曝露試験の対象となる
供試材を示し、この供試材Ｐを載置する基台６は、この
基台６をＸ軸方向（画像表示装置Ｃの画面上の水平方
向。以下同じ）へ位置決めする駆動軸７とＹ軸方向（画
像表示装置Ｃの画面上の垂直方向。以下同じ）へ位置決
めする駆動軸８とからなり、各々の駆動軸７，８は駆動
装置である電動機９，９１の出力軸に連結固定され、Ｘ
軸方向の駆動軸７の移動駒１０上部にＹ軸方向の駆動軸
８を収容した長方枠体１１の略中央部を固定し、駆動軸
８の移動駒１２上部に上記基台６を固定したＸＹテーブ
ルとなっている。

【００３３】このＸＹテーブルは、その下部非移動部を
機枠（撮影部１、移送・移載装置等を収めた縦長の長方
体としたもの。図示せず。）の中間部の水平機台１５上
にその基台６上面が水平面となるように固定している。
なお、図中１８は、Ｙ軸方向の長方枠体１１の摺動案内
部材を示す。

【００３４】上記ＸＹテーブルにおいて、基台６が中央
部に位置する際のその水平面に対し垂直軸となる光軸
（平面上のＸ，Ｙ軸に対してＺ軸と称する。以下同
じ。）の設定を行ったテレビカメラ４を機枠上部に設け
た腕木１４の先端部に設けたＺ軸と平行な駆動軸１６の
移動駒１７に固定している。この駆動軸１６は駆動装置
である電動機１９の出力軸に連結固定している。

【００３５】供試材Ｐの全面を撮影する位置（「基準位
置」と称する）にテレビカメラ４を位置させたときに撮
影の視野外となると共に、この供試材Ｐの分割面を撮影
する位置にテレビカメラ４を下降させた（「拡大位置」
と称する）ときに支障とならない位置に、その一部を機
枠に固定した環状の照明装置５を設ける。この照明装置
５により供試材Ｐの表面を照明して撮影に必要な照度、
明暗の対比を得ると共に、不要な影が入らないようにし
ている。

【００３６】上記ＸＹテーブルの移動範囲外でＸ軸方向
と平行方向に延在させた１組の摺動レール２０を機台１
５上に一定高さを維持して固設する。摺動レール２０の
軌間は、供試材Ｐの長手方向の幅未満としてその両側縁
部が摺動移動できるようにしている。なお、摺動レール
２０の部材は、供試材Ｐの移動時の直線性を保持できる
という点から、断面Ｌ字状のものが好ましい。この摺動
レール２０の軌間の間をＸ軸方向と平行方向に往復動自
在な移送装置２１を機台１５上に固定している。

【００３７】この移送装置２１は、駆動軸２２とこれに
螺合した移動駒２３の上部に固定配置した供試材Ｐの取
り込み装置２４とからなり、この取り込み装置２４は、
上記移動駒２３の上部に固定した昇降装置２５のＺ軸方
向昇降軸２６の上端部に固定したＹ方向に幅を軌間未
満、Ｘ軸方向の幅を軌間以上とした昇降台２７からな
り、この昇降台２７の上面のＸ軸方向の一方端部に供試
材ＰのＺ軸方向の誘導突起片２８，２８’と他方端部に
Ｘ軸方向に突出した水平部材２９を設けている。

【００３８】上記昇降台２７は、通常その上面の誘導突
起片２８，２８’と水平部材２９の各々の上端部が摺動
レール２０の下端部より下方位置（「待機位置」と称す
る）にあり、供試材Ｐは所定の「乗載位置」まで摺動レ
ール２０上を移動してきたのち、昇降装置２５を作動さ
せて供試材Ｐを乗載してその摺動レール２０の上方まで
上昇させる（「授受位置」と称する）。

【００３９】供試材Ｐを確実に受けるために、上記昇降
台２７の誘導突起片２８とこれに対向して配置している
供試材ＰのＸ軸方向の幅に相当する間隔で同一形状の誘
導突起片２８’の上部は、その内方側に傾斜部を設けて
いる。

【００４０】また、水平部材２９は、供試材Ｐの一方側
縁部に当接しない昇降台２７の「待機位置」から「授受
位置」へ上昇した後、この供試材Ｐの一方側縁部の当接
方向へ移送装置２１を駆動させて上記水平部材２９の垂
直端面部で供試材Ｐを押して摺動レール２０の末端部か
ら排出するものである。

【００４１】上記昇降装置２５の駆動装置２５０は、
「待機位置」と「授受位置」の２点間で制御できるもの
でよく、本実施例では応答性のよいエアシリンダとして
いる。

【００４２】なお、本実施例では、移送装置２１の駆動
軸２２の駆動装置２１０は電動機としたが、昇降装置２
５の取付台を設けたロッドレスシリンダを用いてもよ
い。なお、ロッドレスシリンダとは、シリンダチューブ
を挿入したスライダからなり、シリンダチューブに沿っ
てスライダが移動する機構のシリンダである。

【００４３】上記移送装置２１及び摺動レール２０の両
端部の仮想Ｚ軸面の両外方の離間位置に、所要寸法の開
口部３０を機台１５に設けている。

【００４４】機枠の下方にギヤとラックピニオンとによ
って昇降する昇降軸３１を有する駆動装置３２０，３２
０’を１組設け、昇降軸３１の上端部には水平な台板３
２，３２’を固定している。この台板３２は、上記開口
部３０を通過して昇降自在であり、一方の台板３２が順
次上昇するのに合わせて他方の台板３２’も順次上昇す
るように駆動装置３２０，３２０’は連動制御される。

【００４５】台板３２，３２’のＹ軸方向の両側縁部に
は一対の保持部材３３を設け、これらの保持部材３３の
間に、Ｘ軸方向を開口面とした供試材Ｐの表面状態測定
面を上面として１段毎に１枚の供試材Ｐを収容する多段
の桟４３を有する容器３４，３４’を各々に乗載する。
そして、移送装置２１を挟んで被測定部材すなわち供試
材Ｐを収容した一方のすなわち供給側の容器３４の外方
に供試材Ｐの一方側縁部に当接して、その容器３４から
供試材Ｐを摺動レール２０上へ押し出す腕部３５をその
先端部に固定した取り出し装置３６を設けている。な
お、取り出し装置３６の駆動装置３６０にはエアシリン
ダを用いている。

【００４６】取り出し装置３６の腕部３５は、供試材Ｐ
を摺動レール２０上の「乗載位置」まで押し出した後、
後退して復帰する。その後、台板３２が駆動装置３２
０，３２０’により駆動され容器３４の桟４３の１段分
上昇する。

【００４７】移送装置２１を挟んで他方の測定後の供試
材Ｐを収容する収容側の容器３４’へは、移送装置２１
の取り込み装置２４に設けた水平部材２９により供試材
Ｐを押して収容した後、後退して昇降台２７は「乗載位
置」に復帰して「待機位置」へ下降する。その後、台板
３２’が容器３４’の桟４３の１段分上昇する。

【００４８】供試材Ｐを移送装置２１の昇降台２７から
ＸＹテーブルのＹ軸方向の一端部近傍（「初期位置」と
称する）に位置する基台６上へ移載する搬送装置３７
は、Ｙ軸方向を長手方向とする駆動軸３８の移動駒３９
の側部に固定した昇降装置４０の昇降軸４１の下部に支
持した挟持腕部４２からなり、駆動軸３８の駆動装置３
７０には電動機を用い、昇降装置４０にはエアシリンダ
４００、挟持腕部４２にはエアチャック４２０を用いて
いる。なお、駆動軸３８に代えて前記したロッドレスシ
リンダを用いてもよい。

【００４９】上記搬送装置３７は、その挟持腕部４２が
Ｙ軸方向の最大開きから下降して「授受位置」にある供
試材ＰのＹ軸方向の幅の両側縁部に当接する位置で停止
後、最小開きとして供試材Ｐを挟持後、上昇させ、「初
期位置」にある基台６の上方まで搬送後、所定高さまで
下降させ、ついで、挟持腕部４２を最大開きとして供試
材Ｐを基台６上に載置後、所定高さまで上昇させ撮影視
野外へ退避させる。

【００５０】ついで、Ｘ，Ｙ軸方向の駆動軸７，８を駆
動して撮影位置まで移動させ、測定終了後、「初期位
置」へ復帰させ、上記と同様な手順で基台６上から「授
受位置」に相当する位置の摺動レール２０上へ移載す
る。

【００５１】上記搬送装置３７は、収容側の容器３４’
と摺動レール２０と基台６を備えたＸＹテーブルの移動
に支障がなく、テレビカメラ４の視野外に位置する機台
１５上に設けた支持部材 (図示せず) に固定している。

【００５２】なお、図２に示す装置において、駆動装置
２１０、駆動装置２５０、駆動装置３２０，３２０’、
駆動装置３６０、駆動装置３７０、エアシリンダ４０
０、エアチャック４２０が、図１に示す各駆動装置ＡＣ
Ｔに対応している。

【００５３】次に、上記構成の測定装置による測定手順
を説明する。

【００５４】測定開始に先立ち、供試材Ｐの腐食状態の
各段階の代表例となるものについて、二値画像による閾
値画像解析を管理・制御計算装置Ａにより行うと共に、
その結果と同代表例の検査員による測定結果とを突き合
わせて合一させた後、所定許容範囲を有する推定閾値と
して入力装置Ｂによりその管理・制御計算装置Ａへ入力
する。

【００５５】次いで、測定条件、たとえば、供試材Ｐの
四周辺部を除く中央部を測定設定枠として、この測定設
定枠内を特定区画として、その全面若しくは４分割した
各々の面を順次若しくは各々を拡大する等を、入力装置
Ｂにより管理・制御計算装置Ａへ上記測定条件の選択コ
ードと共に入力する。

【００５６】そして、測定結果の出力形式、記憶装置Ｅ
への伝送時期等も入力する。

【００５７】なお、数値制御装置Ｆのキー入力装置Ｉに
より、移送・移載装置等の各駆動装置ＡＣＴ等の制御条
件を上記測定条件と合一するように同様に入力し、その
制御条件を倣ってその動作状態を確認しておく。

【００５８】以上により、供試材Ｐの測定準備が終了す
る。

【００５９】以上の各条件を変更する際は、上記と同様
の手順でその都度準備作業を行う。

【００６０】本実施例においては、最大厚さ３．２ｍｍ
×幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍを標準寸法とする供試材
Ｐを収容する容器３４，３４’を用いる。

【００６１】容器３４に塩水噴霧試験を中断した同一寸
法の供試材Ｐを、その許容中断時間、駆動装置３２０，
３２０’の能力により定まるが、本実施例では最大２０
枚収容して移送・移載装置前面の機枠の開口扉 (図示せ
ず) を開き台板３２上に乗載する。またこれに合わせて
容器３４と同一寸法の容器３４’を台板３２’上に乗載
する。容器３４，３４’を載置後、その開口扉を閉め
る。

【００６２】ついで管理・制御計算装置Ａの入力装置Ｂ
のスタートキーを押して測定開始の指示を入力すると、
以下に説明するように、測定が自動的に行われる。

【００６３】先ず、台板３２，３２’の駆動装置３２
０，３２０’が作動して容器３４，３４’は下降し、そ
の最上位の供試材Ｐが取り出し装置３６の腕部３５の高
さに一致する点で停止する。

【００６４】次に、駆動装置が３６０が作動して腕部３
５が前進し、最上位、すなわち、１枚目の供試材Ｐを押
して摺動レール２０上の「乗載位置」へ移す。

【００６５】そして、「待機位置」にある取り込み装置
２４の昇降装置２５を作動させ、この供試材Ｐを昇降台
２７に受け、摺動レール２０から持ち上げた後、取り込
み装置２４は、移送装置２１の駆動装置２１０の作動に
より前進し、定位置（「授受位置」に同じ）で停止す
る。

【００６６】「授受位置」に移送された供試材Ｐは、待
機中の搬送装置３７のエアシリンダ４００が作動して挟
持腕部４２が下降し、この挟持腕部４２の一対の挟持爪
の下端引っ掛け部が供試材Ｐの下面より若干下方に達し
た時点で停止し、エアチャック４２０が作動して閉じ、
挟持され上昇後、移動し、基台６上へ移載される。

【００６７】空荷となった取り込み装置２４は、「授受
位置」で停止する。

【００６８】測定終了後、基台６上から供試材Ｐは搬送
装置３７の挟持腕部４２により上記と同様に挟持されて
摺動レール２０上の「授受位置」に降ろされ、その挟持
腕部４２のエアチャック４２０が開いて上昇することで
供試材Ｐは昇降台２７に預けられる。

【００６９】次いで、昇降台２７が下降し、「待機位
置」へ移動後、昇降台２７は上昇し、取り込み装置２４
が前進することで、その水平部材２９が供試材Ｐを押し
て容器３４’へ収容すると、再び取り込み装置２４は
「待機位置」へ後退し、昇降台２７を下降させ停止す
る。

【００７０】取り込み装置２４が復帰すると駆動装置３
２０，３２０’が作動し、容器３４，３４’は２枚目の
供試材Ｐの位置まで上昇する。

【００７１】上記の動作を繰り返すことで供試材Ｐを順
次基台６上へまたは基台６上から移送・移載を行う。

【００７２】一方、基台６上へ移載された供試材Ｐは、
ＸＹテーブルの駆動により撮影位置へ移動し、停止後、
テレビカメラ４による撮影が行われる。

【００７３】撮影により得られた映像信号は管理・制御
計算装置Ａへ伝送され、２値画像による閾値画像解析が
行われ、供試材Ｐの表面の腐食程度を各々の面積率を算
定し、その結果を画像表示装置Ｃに出力させる。

【００７４】なお、２値画像による閾値画像解析の技術
自体は、たとえば、特開平２−２３２５５４０号公報に
開示されているように公知の技術であるが、本発明の理
解を容易にするため、その原理について以下に簡単に説
明する。

【００７５】テレビカメラ４から得られた画像信号に基
づいて、組織表面の濃淡段階に対応するヒストグラムを
作成し、このヒストグラムの形状，組織の濃度分布の形
状等をパラメータとして既存の資料組織より、各組織の
境界値とその許容範囲を定め、これに基づき以降の各視
野の組織の境界値を定める基準としたもので、境界値に
囲まれたヒストグラムの各面積を計算して各組織の量，
面積比を求めるものである。この２値画像による閾値画
像解析によれば、平面上の表面状態の変化、すなわち、
その基地面と変位部との濃度分布からその境界値を求め
ることができ、更に、変位部に囲まれた基地面や一定面
積の基地面において発生した白サビと赤サビとの濃淡分
布からその境界値を定めることで、それらの面積率を測
定できる。

【００７６】上記測定におけるテレビカメラ４による撮
影の際には、先に設定された測定条件に応じて「基準位
置」又は「拡大位置」に撮像範囲が切り換えられる。す
なわち、１視野が指定されているときには、「基準位
置」で供試材Ｐの特定区画の全体を撮像し、面積率を測
定する。また、例えば、４分割視野が指定されていると
きには、「拡大位置」で供試材Ｐの特定区画内の分割面
毎に撮像し、あるいは、更にズーム機構を作動させるこ
とで各々の分割面毎に拡大画像として撮像し、その映像
信号を基に、１視野における分割面（特定区画の１／４
の領域）に、管理・制御計算装置Ａにより電気信号とし
て作成したＸ−Ｙ軸方向の座標を重ねて設定した方眼、
例えば１００分割して、個々の方形内のサビの有無を判
定し、その比率の解析から面積率を測定し、次いで他の
分割面についても同様に測定し、４分割面の全ての面積
率を測定後、管理・制御計算装置Ａに入力したプログラ
ムによって、各々の面積率を合計することで特定区画の
全体を測定する。４分割視野かつ拡大を指定した場合に
は、画像を拡大して撮像し、電気的に設定した方眼の方
形毎にサビの有無を判定するので、白サビの発生が認め
られる程度の初期の状態であっても、腐食の状態を正確
に測定することができる。なお、４分割視野での個々の
映像は、１視野の映像に比べ拡大映像となっている。

【００７７】上記テレビカメラによる撮像の際には、特
定区画内の被測定面が撮影位置にあるようにＸＹテーブ
ルが撮影毎に作動し、調整される。

【００７８】全ての供試材が容器３４’に収容される
と、管理・制御計算装置Ａより終了制御信号が装置制御
部３へ伝送され測定が完了する。

【００７９】そして、入力装置Ｂにより必要なコマンド
を入力することにより、測定結果は印刷装置Ｄにより出
力され、或いは、測定結果は記憶装置Ｅへ伝送され測定
結果の数値が蓄積される。

【００８０】測定作業完了後、機枠の開閉扉 (図示せ
ず) を開き、測定後の供試材Ｐが収容された容器３４’
を取り出し、空になった容器３４を、容器３４’を取り
出したあとへ移した後、次の供試材を収容した容器を台
板３２上に載置し、開口扉を閉めて上記した測定作業を
繰り返す。

【００８１】上記取り出した容器３４’は塩水噴霧試験
場へ戻し、試験を継続する。そして試験中の供試材Ｐを
所定期間内に取り出し、測定を行うことで、試験終了
後、個々の供試材Ｐの測定結果を記憶装置Ｅから管理・
制御計算装置Ａ若しくは分析用の計算装置 (図示せず)
へ伝送し、時系列の数値、図表にまとめることができ
る。

【００８２】

【発明の効果】本発明の供試材の表面状態測定方法及び
装置は、以上のような構成であるから次の様な効果を奏
する。

【００８３】（１） 推定閾値を比較対象として、供試
材表面の腐食程度毎の面積率を算定するものであるか
ら、定量的な測定結果を長期間にわたって得ることがで
き、時系列の測定値に対する信頼性を高めることができ
る。

【００８４】（２） 見掛け上、供試材の基地面との差
が少ない初期の白サビに対して映像を電気的に分割拡大
することができるので、詳細な観察が可能となってその
発生時期を特定することが容易となる。

【００８５】（３） 供試材の供給から測定・排出まで
を、その容器の設置後は、人手を介することなく自動的
に行われるので、検査作業の生産性向上を図れる。

【００８６】（４） 管理・制御計算装置のプログラム
変更により、測定要領の異なる供試材に対して容易に対
応できる。

【００８７】（５） 供試材の測定面に触れることなく
移送・移載ができるので測定結果に悪影響を与えること
がない。

【００８８】（６） カラー画像を基に画像処理を行う
と共に、推定閾値との比較により確定閾値を算定するも
のであるので、供試材の表面状態が連続的に変化してい
ても確実に各々の面積率を算定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の機能構成を示すブロック図である。

【図２】 撮影部を含む移送・移載装置を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１：撮影部、２：画像処理部、３：装置制御部、４：テ
レビカメラ、５：照明装置、６：基台、７：駆動軸（Ｘ
軸）、８：駆動軸（Ｙ軸）、９：駆動装置（Ｘ軸）、９
１：駆動装置（Ｙ軸）、１０：移動駒（Ｘ軸）、１１：
長方枠体、１２：移動駒（Ｙ軸）、１４：腕木、１５：
機台、１６：駆動軸（Ｚ軸）、１７：移動駒（Ｚ軸）、
１８：摺動案内部材、１９：電動機、２０：摺動レー
ル、２１：移送装置、２２：駆動軸（Ｘ軸）、２１０：
駆動装置、２３：移動駒（Ｘ軸）、２４：取り込み装
置、２５：昇降装置、２５０：駆動装置、２６：昇降軸
（Ｚ軸）、２７：昇降台、２８，２８’：誘導突起片、
２９：水平部材、３０：開口部、３１：昇降軸（Ｚ
軸）、３２，３２’：台板、３２０，３２０’：駆動装
置、３３：保持部材、３４，３４’：容器、３５：腕
部、３６：取り出し装置、３６０：駆動装置、３７：搬
送装置、３７０：駆動装置、３８：駆動軸（Ｙ軸）、３
９：移動駒（Ｙ軸）、４０：昇降装置、４００：エアシ
リンダ、４１：昇降軸（Ｚ軸）、４２：挟持腕部、４２
０：エアチャック、４３：桟、Ａ：管理・制御計算装
置、Ｂ：入力装置、Ｃ：カラー画像表示装置、Ｃ’：画
像表示装置、Ｄ：印刷装置、Ｅ：記憶装置、Ｆ：数値制
御装置、Ｇ：軸制御装置、Ｈ：入出力駆動制御装置、
Ｉ：キー入力装置、Ｊ：画像表示装置、ＡＣＴ：各駆動
装置、Ｐ：供試材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 秩男 北九州市戸畑区東大谷１丁目１−27 (72)発明者 苅野 英昭 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 野坂 詔二 北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の組成からなる供試材をテレビカメ
   ラにより撮像して得た画像から予め設定した濃淡段階に
   対応する濃度範囲の所定許容範囲を有する値を推定閾値
   として設定し、該推定閾値を基準として画像解析により
   該許容範囲にある最小値を確定閾値として、複数の組成
   の面積比を求める方法において、 供試材を前記テレビカメラの撮像位置に移送して撮像後
   に搬出する移送装置と前記テレビカメラの撮影条件を制
   御する手段と前記移送装置及び前記撮影条件制御手段を
   制御する数値制御装置と前記テレビカメラにより得られ
   た画像を解析すると共に前記数値制御装置を制御する管
   理・制御装置を設け、 前記管理・制御装置に対して前記移送装置の移送条件及
   び前記テレビカメラの撮影条件を設定し、 設定された各条件に基づいて前記数値制御装置により前
   記移送装置及び前記テレビカメラの位置設定を行い、 供試材の表面を前記テレビカメラで撮像して前記管理・
   制御装置により特定区画内の腐食状況を画像解析により
   測定して供試材の腐食程度毎の面積率を計算し、計算後
   の面積率を示す数値を記憶装置に蓄積し、 前記供試材の移送から面積率を示す数値の記憶までの作
   業を所定時間をおいて繰り返し、 供試材の腐食試験期間終了後、前記記憶装置に蓄えた数
   値を基に供試材の腐食状況を時系列の数値または図表と
   して出力することを特徴とする供試材の表面状態測定方
   法。
2. 【請求項２】 前記管理・制御計算装置による画像解析
   と並行して、二値画像または測定後の面積率をその都度
   出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の供
   試材の表面状態測定方法。
3. 【請求項３】 供試材の測定は、その全面または複数の
   分割面毎の部分面もしくは該分割面毎の拡大画像を電気
   的に所定数に等分割した方形毎について供試材の特定区
   画内の腐食状況を画像解析により測定することを特徴と
   する請求項１記載の供試材の表面状態測定方法。
4. 【請求項４】 基台上の供試材表面の腐食状態を撮影す
   る照明装置を有するテレビカメラと、 供試材と前記テレビカメラの位置設定信号を入力する入
   力装置と前記テレビカメラからの映像信号を基に二値画
   像による閾値画像解析を行う管理・制御計算装置を備え
   た画像処理部と、 供試材を前記基台上に載置するための供給・収容装置
   と、該供給・収容装置と前記基台との間を供試材を１枚
   毎に挟持して往復動する搬送装置とを備えた移送・移載
   装置と、 前記テレビカメラと前記基台との相対位置を特定する各
   々の駆動装置と、 前記移送・移載装置と前記テレビカメラと前記基台との
   駆動装置とを前記管理・制御装置からの位置設定信号を
   基に制御する数値制御装置とを備えた装置制御部とを備
   えていることを特徴とする供試材の表面状態測定装置。
5. 【請求項５】 前記移送・移載装置の供給・収容装置
   は、 供試材を水平方向に１枚毎に収容する多段の桟を有する
   容器と、 該容器を載置して昇降自在な台板と、 前記容器から供試材を取り出しまたは供試材を容器へ取
   り込む装置とを備えてなることを特徴とする請求項４記
   載の供試材の表面状態測定装置。
6. 【請求項６】 前記管理・制御計算装置は、 画像処理状況及び装置制御部の制御条件を出力する画像
   表示装置と、 その画像解析結果の記憶装置と、 同画像解析結果を数値または図表として出力する印刷装
   置と、 前記画像表示装置と前記印刷装置との出力形式を入力す
   るための少なくともキーボードまたはマウスの一方を備
   えた入力装置とを備えてなることを特徴とする請求項４
   記載の供試材の表面状態測定装置。
7. 【請求項７】 前記数値制御装置は、前記移送・移載装
   置と前記テレビカメラと基台との操作条件を設定するた
   めの各々の駆動装置のキー入力装置と、 その入力した操作手順を出力する画像表示装置とを備え
   てなることを特徴とする請求項４記載の供試材の表面状
   態測定装置。
8. 【請求項８】 前記テレビカメラはカラー方式であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の供試材の
   表面状態測定方法。
9. 【請求項９】 前記テレビカメラはカラー方式であるこ
   とを特徴とする請求項４記載の供試材の表面状態測定装
   置。