JPH10311788A - 劣化度診断装置 - Google Patents
劣化度診断装置Info
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- JPH10311788A JPH10311788A JP12253597A JP12253597A JPH10311788A JP H10311788 A JPH10311788 A JP H10311788A JP 12253597 A JP12253597 A JP 12253597A JP 12253597 A JP12253597 A JP 12253597A JP H10311788 A JPH10311788 A JP H10311788A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転を停止させることなく既存の機器に対し
ても劣化度を診断することができるようにした劣化度診
断装置を提供する。 【解決手段】 各光源装置２，３から照射用光ファイバ
９を介して副白板４および被測定物１１に照射光を与え
て求めた基準反射光量Ｉ１，Ｉ２および反射光量Ｉ
１′，Ｉ２′とを用いて各波長における反射吸収光度差
ΔＡλを演算し、これら演算値と予め被測定物の劣化度
との関係から比較演算する劣化度演算部を設け、照射用
光ファイバ９と光源装置２，３間だけで光ファイバの接
続を切り替えるようにし、しかも、その切り替えの度に
基準反射光量Ｉ１，Ｉ２を測定して各波長における反射
吸収光度差ΔＡλを演算するようにした。
ても劣化度を診断することができるようにした劣化度診
断装置を提供する。 【解決手段】 各光源装置２，３から照射用光ファイバ
９を介して副白板４および被測定物１１に照射光を与え
て求めた基準反射光量Ｉ１，Ｉ２および反射光量Ｉ
１′，Ｉ２′とを用いて各波長における反射吸収光度差
ΔＡλを演算し、これら演算値と予め被測定物の劣化度
との関係から比較演算する劣化度演算部を設け、照射用
光ファイバ９と光源装置２，３間だけで光ファイバの接
続を切り替えるようにし、しかも、その切り替えの度に
基準反射光量Ｉ１，Ｉ２を測定して各波長における反射
吸収光度差ΔＡλを演算するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は劣化度診断装置に係
わり、特に、絶縁材料等の被測定物の劣化度を非破壊で
測定する劣化度診断装置に関する。
わり、特に、絶縁材料等の被測定物の劣化度を非破壊で
測定する劣化度診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転電動機等の絶縁材料や構造材料の劣
化度を評価する劣化度診断装置は、特開昭６４−８４１
６２号公報に記載されているように、白色の標準光源か
ら照射用光ファイバで導いた照射光を絶縁材料と同じ材
料で構成されているセンサ部で反射させ、この反射光を
受光用光ファイバを通して検出し、Ｌａｂ表色系に基づ
いた色度あるいは色度差によって表色演算を行なうよう
に構成されている。ここで、Ｌは明度指数で明るさを表
し、ａおよびｂはクロマティック指数と呼ばれ、色度つ
まり色相と彩度を表わしている。また、特開平３−２２
６６５１号公報に記載されているように、白色の標準光
源から照射用光ファイバで導いた照射光を絶縁材料と同
じ材料で構成されているセンサ部を透過させ、この透過
光を受光用光ファイバを通して検出し、Ｌａｂ表色系に
基づいた色度あるいは色度差によって表色演算を行なう
透過光方式の劣化度診断装置も提案されている。
化度を評価する劣化度診断装置は、特開昭６４−８４１
６２号公報に記載されているように、白色の標準光源か
ら照射用光ファイバで導いた照射光を絶縁材料と同じ材
料で構成されているセンサ部で反射させ、この反射光を
受光用光ファイバを通して検出し、Ｌａｂ表色系に基づ
いた色度あるいは色度差によって表色演算を行なうよう
に構成されている。ここで、Ｌは明度指数で明るさを表
し、ａおよびｂはクロマティック指数と呼ばれ、色度つ
まり色相と彩度を表わしている。また、特開平３−２２
６６５１号公報に記載されているように、白色の標準光
源から照射用光ファイバで導いた照射光を絶縁材料と同
じ材料で構成されているセンサ部を透過させ、この透過
光を受光用光ファイバを通して検出し、Ｌａｂ表色系に
基づいた色度あるいは色度差によって表色演算を行なう
透過光方式の劣化度診断装置も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の反射光方式および透過光方式の劣化度診断装置で
は、回転機等の機器製造時に機器内の絶縁層中に昭明用
光ファイバ、受光用光ファイバおよびセンサ部をそれぞ
れ埋設しておく必要があり、これらを埋設していない既
存の回転機等では劣化度の診断ができない。
従来の反射光方式および透過光方式の劣化度診断装置で
は、回転機等の機器製造時に機器内の絶縁層中に昭明用
光ファイバ、受光用光ファイバおよびセンサ部をそれぞ
れ埋設しておく必要があり、これらを埋設していない既
存の回転機等では劣化度の診断ができない。
【０００４】本発明の目的とするところは、運転を停止
させることなく既存の機器に対しても劣化度を診断する
ことができるようにした劣化度診断装置を提供すること
にある。
させることなく既存の機器に対しても劣化度を診断する
ことができるようにした劣化度診断装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、少なくとも二つの異なる波長の光源装置
と、これら各光源装置からの照射光を副白板および被測
定物に与える照射用光ファイバと、上記各光源装置から
上記照射用光ファイバを介して上記副白板および上記被
測定物に照射光を与えて求めた基準反射光量および反射
光量を用いて各波長における反射吸収光度差、反射吸光
度比および反射損出差の少なくとも一つを演算すると共
に、この演算値と予め被測定物の劣化度との関係から比
較演算する劣化度演算部とを設けたことを特徴とする。
するために、少なくとも二つの異なる波長の光源装置
と、これら各光源装置からの照射光を副白板および被測
定物に与える照射用光ファイバと、上記各光源装置から
上記照射用光ファイバを介して上記副白板および上記被
測定物に照射光を与えて求めた基準反射光量および反射
光量を用いて各波長における反射吸収光度差、反射吸光
度比および反射損出差の少なくとも一つを演算すると共
に、この演算値と予め被測定物の劣化度との関係から比
較演算する劣化度演算部とを設けたことを特徴とする。
【０００６】本発明による劣化度診断装置は、上述の如
く各光源装置から照射用光ファイバを介して副白板に照
射光を与えて求めた基準反射光量と、この照射用光ファ
イバを介して被測定物に照射光を与えて求めた反射光量
とを用いて各波長における反射吸収光度差などを演算
し、これら演算値と予め被測定物の劣化度との関係から
比較演算する劣化度演算部を設けているため、運転を停
止させることなく既存の機器に対しても劣化度を診断す
ることができるようになり、光ファイバの接続を切り替
えるのは、照射用光ファイバと光源装置間だけで少なく
なり、複数の光結合器を用いないで構成して全体を簡潔
にすることができ、しかも、光ファイバの切り替えの度
に基準反射光量を測定して各波長における反射吸収光度
差もしくは反射吸光度比あるいは反射損出差を演算する
ことが可能になり、正確でばらつきのない劣化度の診断
を行なうことができる。
く各光源装置から照射用光ファイバを介して副白板に照
射光を与えて求めた基準反射光量と、この照射用光ファ
イバを介して被測定物に照射光を与えて求めた反射光量
とを用いて各波長における反射吸収光度差などを演算
し、これら演算値と予め被測定物の劣化度との関係から
比較演算する劣化度演算部を設けているため、運転を停
止させることなく既存の機器に対しても劣化度を診断す
ることができるようになり、光ファイバの接続を切り替
えるのは、照射用光ファイバと光源装置間だけで少なく
なり、複数の光結合器を用いないで構成して全体を簡潔
にすることができ、しかも、光ファイバの切り替えの度
に基準反射光量を測定して各波長における反射吸収光度
差もしくは反射吸光度比あるいは反射損出差を演算する
ことが可能になり、正確でばらつきのない劣化度の診断
を行なうことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は、本発明の一実施の形態によ
る劣化度診断装置のブロック図を示している。波長の異
なる複数の光源装置２，３には、それぞれ本体側コネク
タ２Ａ，３Ａが設けられ、照射用光ファイバ９の光源装
置側に設けたファイバ側コネクタ９Ａが選択的に接続可
能になっている。照射用光ファイバ９の他端には反射光
測定部１０が取り付けられ、この光量測定部８には反射
用光ファイバ１３を介して光量測定部８および劣化度演
算部１が接続されている。反射光測定部１０は、拡大斜
視図である図２に示すように被測定物１１あるいは副白
板４の表面から光ファイバ９，１３が所定の距離を保持
して配置されると共に、外部からの迷光を遮断する包囲
体状になされ、被測定物１１あるいは副白板４の表面に
照射用光ファイバ９からの照射光５を与え、被測定物１
１あるいは副白板４の表面からの反射光１２を反射用光
ファイバ１３に導くようにしている。
によって説明する。図１は、本発明の一実施の形態によ
る劣化度診断装置のブロック図を示している。波長の異
なる複数の光源装置２，３には、それぞれ本体側コネク
タ２Ａ，３Ａが設けられ、照射用光ファイバ９の光源装
置側に設けたファイバ側コネクタ９Ａが選択的に接続可
能になっている。照射用光ファイバ９の他端には反射光
測定部１０が取り付けられ、この光量測定部８には反射
用光ファイバ１３を介して光量測定部８および劣化度演
算部１が接続されている。反射光測定部１０は、拡大斜
視図である図２に示すように被測定物１１あるいは副白
板４の表面から光ファイバ９，１３が所定の距離を保持
して配置されると共に、外部からの迷光を遮断する包囲
体状になされ、被測定物１１あるいは副白板４の表面に
照射用光ファイバ９からの照射光５を与え、被測定物１
１あるいは副白板４の表面からの反射光１２を反射用光
ファイバ１３に導くようにしている。
【０００８】次に、図７に示すフローチャートを用いて
上述した劣化度診断装置による劣化度の測定手順を説明
する。まず、ステップＳ１で図１に示したように各機器
を組み上げて光量測定部８のゼロセットを行なった後、
ステップＳ２に示す副白板による校正作業、つまり、光
源装置３からの照射光に対する基準反射光量を測定す
る。今、図１の実線で示すように照射用光ファイバ９の
ファイバ側コネクタ９Ａが光源装置３の本体側コネクタ
３Ａに接続されているので、このままの状態で図２に示
すように反射光測定部１０を副白板４の表面に配置す
る。ここで、光源装置３からピーク波長λ１の単色光、
例えば６６０ｎｍのＬＥＤ光を供給すると、照射用光フ
ァイバ９を介して反射光測定部１０に送られた照射光５
は、副白板４の表面で反射し反射光１２として反射用光
ファイバ１３を介して光量測定部８に到達する。光量測
定部８では、光源装置３からのピーク波長λ１の単色光
の基準反射光量Ｉ１として計測して劣化度演算部１に出
力し、この劣化度演算部１では光源装置３の基準反射光
量Ｉ１を記憶する。
上述した劣化度診断装置による劣化度の測定手順を説明
する。まず、ステップＳ１で図１に示したように各機器
を組み上げて光量測定部８のゼロセットを行なった後、
ステップＳ２に示す副白板による校正作業、つまり、光
源装置３からの照射光に対する基準反射光量を測定す
る。今、図１の実線で示すように照射用光ファイバ９の
ファイバ側コネクタ９Ａが光源装置３の本体側コネクタ
３Ａに接続されているので、このままの状態で図２に示
すように反射光測定部１０を副白板４の表面に配置す
る。ここで、光源装置３からピーク波長λ１の単色光、
例えば６６０ｎｍのＬＥＤ光を供給すると、照射用光フ
ァイバ９を介して反射光測定部１０に送られた照射光５
は、副白板４の表面で反射し反射光１２として反射用光
ファイバ１３を介して光量測定部８に到達する。光量測
定部８では、光源装置３からのピーク波長λ１の単色光
の基準反射光量Ｉ１として計測して劣化度演算部１に出
力し、この劣化度演算部１では光源装置３の基準反射光
量Ｉ１を記憶する。
【０００９】次に、ステップＳ３として被測定物１１で
ある絶縁物表面の劣化判定のために反射光量の測定を行
なう。このとき、上述の基準光量Ｉ１を測定するために
照射用光ファイバ９のファイバ側コネクタ９Ａと光源装
置３の本体側コネクタ３Ａとが接続されているので、こ
のままの状態で、反射光測定部１０を今度は被測定物１
１である絶縁物表面に図２のように配置する。この状態
を保持しながら、光源装置３からのピ−ク波長λ１の単
色光を照射すると、この照射光５は、照射用光ファイバ
９を伝送して反射光測定部１０内で被測定物１１の表面
で反射光１２として反射される。この反射光１２は受光
用光ファイバ１３から光量測定部８に送られて反射光量
Ｉ１′が測定され、劣化度演算部１に出力される。この
とき劣化度演算部１では、ピーク波長λ１における被測
定物１１の反射率をＲλ１とするとき、Ｒλ１＝（Ｉ
１′／Ｉ１）×１００（％）が計算され、また次の数式
（１）によってピ−ク波長λ１における反射吸光度Ａλ
１が算出されて記憶される。 Ａλ１＝−１ｏｇ（Ｒλ１／１００） （１） 次のステップＳ４では、反射光測定部１０を被測定物１
１である絶縁物表面に図２のように配置した状態を保持
したまま、図１に点線で示すように照射用光ファイバ９
のファイバ側コネクタ９Ａを光源装置３の本体側コネク
タ３Ａから外して、光源装置２の本体側コネクタ２Ａに
接続する。その後、ステップＳ５で光源装置２からピー
ク波長λ２の単色光を照射すると、光量測定部８に送ら
れて反射光量Ｉ２′が測定され劣化度演算部１に出力さ
れる。
ある絶縁物表面の劣化判定のために反射光量の測定を行
なう。このとき、上述の基準光量Ｉ１を測定するために
照射用光ファイバ９のファイバ側コネクタ９Ａと光源装
置３の本体側コネクタ３Ａとが接続されているので、こ
のままの状態で、反射光測定部１０を今度は被測定物１
１である絶縁物表面に図２のように配置する。この状態
を保持しながら、光源装置３からのピ−ク波長λ１の単
色光を照射すると、この照射光５は、照射用光ファイバ
９を伝送して反射光測定部１０内で被測定物１１の表面
で反射光１２として反射される。この反射光１２は受光
用光ファイバ１３から光量測定部８に送られて反射光量
Ｉ１′が測定され、劣化度演算部１に出力される。この
とき劣化度演算部１では、ピーク波長λ１における被測
定物１１の反射率をＲλ１とするとき、Ｒλ１＝（Ｉ
１′／Ｉ１）×１００（％）が計算され、また次の数式
（１）によってピ−ク波長λ１における反射吸光度Ａλ
１が算出されて記憶される。 Ａλ１＝−１ｏｇ（Ｒλ１／１００） （１） 次のステップＳ４では、反射光測定部１０を被測定物１
１である絶縁物表面に図２のように配置した状態を保持
したまま、図１に点線で示すように照射用光ファイバ９
のファイバ側コネクタ９Ａを光源装置３の本体側コネク
タ３Ａから外して、光源装置２の本体側コネクタ２Ａに
接続する。その後、ステップＳ５で光源装置２からピー
ク波長λ２の単色光を照射すると、光量測定部８に送ら
れて反射光量Ｉ２′が測定され劣化度演算部１に出力さ
れる。
【００１０】次いで、ステップＳ６として、反射光測定
部１０を被測定物１１である絶縁物表面から離して、先
の基準反射光量Ｉ１の測定の場合と同様に、図２に示す
ように反射光測定部１０を副白板４の表面に配置して基
準反射光量Ｉ２を測定する。このとき、光源装置２から
ピーク波長λ２の単色光、例えば７８０ｎｍのＬＥＤ光
を供給すると、照射用光ファイバ９を介して反射光測定
部１０に送られた照射光５は、副白板４の表面で反射し
反射光１２として反射用光ファイバ１３を介して光量測
定部８に到達する。光量測定部８では、光源装置２から
のピーク波長λ２の単色光の基準反射光量Ｉ２を計測し
て劣化度演算部１に出力し、この劣化度演算部１では光
源装置２の基準反射光量Ｉ２を記憶する。このように光
源装置２からの照射においては、光源装置３の場合とは
逆に、先ず反射光量Ｉ２′の測定を行ない、次いで基準
反射光量Ｉ２の測定を行なうようにしたため、反射光測
定部１０を被測定物１１である絶縁物表面に図２のよう
に配置した状態を保持させることができ、条件を余り変
えることなきばらつきない反射光量Ｉ１′および反射光
量Ｉ２′の測定を行なうことができる。
部１０を被測定物１１である絶縁物表面から離して、先
の基準反射光量Ｉ１の測定の場合と同様に、図２に示す
ように反射光測定部１０を副白板４の表面に配置して基
準反射光量Ｉ２を測定する。このとき、光源装置２から
ピーク波長λ２の単色光、例えば７８０ｎｍのＬＥＤ光
を供給すると、照射用光ファイバ９を介して反射光測定
部１０に送られた照射光５は、副白板４の表面で反射し
反射光１２として反射用光ファイバ１３を介して光量測
定部８に到達する。光量測定部８では、光源装置２から
のピーク波長λ２の単色光の基準反射光量Ｉ２を計測し
て劣化度演算部１に出力し、この劣化度演算部１では光
源装置２の基準反射光量Ｉ２を記憶する。このように光
源装置２からの照射においては、光源装置３の場合とは
逆に、先ず反射光量Ｉ２′の測定を行ない、次いで基準
反射光量Ｉ２の測定を行なうようにしたため、反射光測
定部１０を被測定物１１である絶縁物表面に図２のよう
に配置した状態を保持させることができ、条件を余り変
えることなきばらつきない反射光量Ｉ１′および反射光
量Ｉ２′の測定を行なうことができる。
【００１１】上述した基準反射光量Ｉ１，Ｉ２および反
射光量Ｉ１′，Ｉ２′の測定は、測定精度を高めるため
に被測定物１１の複数箇所で繰り返し行なう。そこで、
次のステップＳ７では被測定物１１の測定位置を変え
る。その後は、先の測定位置での最後の測定で用いた光
源装置２と照射用光ファイバ９との接続状態を保持しな
がら、次の測定位置ではステップＳ８に示すように最初
にこの光源装置２を照射しての校正作業行なう。つま
り、ステップＳ８の副白板による校正作業は、ステップ
Ｓ６で反射光測定部１０を副白板４の表面に配置した状
態を保持して、光源装置２からピーク波長λ２の単色光
を照射し、光源測定部８で測定された基準反射光量Ｉ２
を劣化度演算部１に出力し記憶させるので、条件を変え
ずにばらつきのない測定を行なうことができる。
射光量Ｉ１′，Ｉ２′の測定は、測定精度を高めるため
に被測定物１１の複数箇所で繰り返し行なう。そこで、
次のステップＳ７では被測定物１１の測定位置を変え
る。その後は、先の測定位置での最後の測定で用いた光
源装置２と照射用光ファイバ９との接続状態を保持しな
がら、次の測定位置ではステップＳ８に示すように最初
にこの光源装置２を照射しての校正作業行なう。つま
り、ステップＳ８の副白板による校正作業は、ステップ
Ｓ６で反射光測定部１０を副白板４の表面に配置した状
態を保持して、光源装置２からピーク波長λ２の単色光
を照射し、光源測定部８で測定された基準反射光量Ｉ２
を劣化度演算部１に出力し記憶させるので、条件を変え
ずにばらつきのない測定を行なうことができる。
【００１２】次いで、ステップＳ９として反射光測定部
１０を副白板４の表面から離し、図２に示すように反射
光測定部１０を被測定物１１の新たな位置の表面に配置
して反射光量Ｉ２を測定する。光量測定部８では、これ
を劣化度演算部１に出力して光源装置２による反射光量
Ｉ２′として記憶させる。次のステップＳ１０では、反
射光測定部１０を被測定物１１である絶縁物表面に図２
のように配置した状態を保持したまま、図１に実線で示
すように照射用光ファイバ９のファイバ側コネクタ９Ａ
を光源装置２の本体側コネクタ２Ａから外して光源装置
３の本体側コネクタ３Ａに接続する。その後、ステップ
Ｓ１１で光源装置３からピーク波長λ１の単色光を照射
すると、光量測定部８に送られて反射光量Ｉ１′が測定
され劣化度演算部１に出力される。
１０を副白板４の表面から離し、図２に示すように反射
光測定部１０を被測定物１１の新たな位置の表面に配置
して反射光量Ｉ２を測定する。光量測定部８では、これ
を劣化度演算部１に出力して光源装置２による反射光量
Ｉ２′として記憶させる。次のステップＳ１０では、反
射光測定部１０を被測定物１１である絶縁物表面に図２
のように配置した状態を保持したまま、図１に実線で示
すように照射用光ファイバ９のファイバ側コネクタ９Ａ
を光源装置２の本体側コネクタ２Ａから外して光源装置
３の本体側コネクタ３Ａに接続する。その後、ステップ
Ｓ１１で光源装置３からピーク波長λ１の単色光を照射
すると、光量測定部８に送られて反射光量Ｉ１′が測定
され劣化度演算部１に出力される。
【００１３】次いで、ステップＳ１２では、被測定物１
１である絶縁物表面における所定回数の測定が終了した
か否かを判断し、測定が所定回数に達していたなら、ス
テップＳ１４に示すように、反射光測定部１０を被測定
物１１である絶縁物表面の所定位置から離して、副白板
４の表面に配置して基準反射光量Ｉ１を測定する。この
ようにして所定回数の測定が完了したなら、劣化度演算
部１はステップＳ１５の劣化度判定を行なう。
１である絶縁物表面における所定回数の測定が終了した
か否かを判断し、測定が所定回数に達していたなら、ス
テップＳ１４に示すように、反射光測定部１０を被測定
物１１である絶縁物表面の所定位置から離して、副白板
４の表面に配置して基準反射光量Ｉ１を測定する。この
ようにして所定回数の測定が完了したなら、劣化度演算
部１はステップＳ１５の劣化度判定を行なう。
【００１４】劣化度演算部１では、上述の場合と同様に
してピーク波長λ２における被測定物１１の反射率をＲ
λ２とするとき、Ｒλ２＝（Ｉ２′／Ｉ２）×１００
（％）が計算され、また劣化度演算部１で次の数式
（２）によってピーク波長λにおける反射吸光度Ａλ２
が算出されて記憶される。 Ａλ２＝−１ｏｇ（Ｒλ２／１００） （２） また劣化度演算部１は、このようにして得られた各測定
位置でのピーク波長λ１，λ２における反射吸光度率Ａ
λ１，Ａλ２から、各ピーク波長λ１，λ２の波長間の
反射吸光度差ΔＡλを次の数式（３）により得る。 ΔＡλ＝Ａλ１−Ａλ２ （３） また、劣化度演算部１には、図５の特性図に示すような
絶縁物の劣化度に対応した反射吸光度差ΔＡλのマスタ
ーカーブが予め記憶されており、劣化度演算部１では、
上述の実測した反射吸光度差ΔＡλと、このマスターカ
ーブから劣化度θを判定し、図示を省略した適当な出力
手段で外部に出力する。
してピーク波長λ２における被測定物１１の反射率をＲ
λ２とするとき、Ｒλ２＝（Ｉ２′／Ｉ２）×１００
（％）が計算され、また劣化度演算部１で次の数式
（２）によってピーク波長λにおける反射吸光度Ａλ２
が算出されて記憶される。 Ａλ２＝−１ｏｇ（Ｒλ２／１００） （２） また劣化度演算部１は、このようにして得られた各測定
位置でのピーク波長λ１，λ２における反射吸光度率Ａ
λ１，Ａλ２から、各ピーク波長λ１，λ２の波長間の
反射吸光度差ΔＡλを次の数式（３）により得る。 ΔＡλ＝Ａλ１−Ａλ２ （３） また、劣化度演算部１には、図５の特性図に示すような
絶縁物の劣化度に対応した反射吸光度差ΔＡλのマスタ
ーカーブが予め記憶されており、劣化度演算部１では、
上述の実測した反射吸光度差ΔＡλと、このマスターカ
ーブから劣化度θを判定し、図示を省略した適当な出力
手段で外部に出力する。
【００１５】一般に、有機材料の熱劣化に伴う反射吸光
度スペクトルの変化は、図３に示した特性曲線で代表さ
れ、劣化に伴って可視領域の短波長側で反射吸光度は著
しい増加を示し、光量測定部８の測定レンジ上の制約か
ら６６０ｎｍ未満の波長領域では機器の寿命点まで使用
されている材料の反射吸光度を測定し続けることが実質
的に困難である。この短波長側での反射吸光度の増加
は、主に材料の熱酸化劣化反応による電子遷移吸収損失
の増大に起因する。また劣化度の増大に伴って反射吸光
度Ａλは短波長側ほど増加するため、任意の二波長間の
反射吸光度差ΔＡλも同様に増加する。ここで、λ１＜
λ２とすると、図３においてピーク波長λ１（ｎｍ）と
ピーク波長λ２（ｎｍ）間の反射吸光度差は劣化度の大
きい材料から順にα１＞α２＞α３という関係が成り立
つ。
度スペクトルの変化は、図３に示した特性曲線で代表さ
れ、劣化に伴って可視領域の短波長側で反射吸光度は著
しい増加を示し、光量測定部８の測定レンジ上の制約か
ら６６０ｎｍ未満の波長領域では機器の寿命点まで使用
されている材料の反射吸光度を測定し続けることが実質
的に困難である。この短波長側での反射吸光度の増加
は、主に材料の熱酸化劣化反応による電子遷移吸収損失
の増大に起因する。また劣化度の増大に伴って反射吸光
度Ａλは短波長側ほど増加するため、任意の二波長間の
反射吸光度差ΔＡλも同様に増加する。ここで、λ１＜
λ２とすると、図３においてピーク波長λ１（ｎｍ）と
ピーク波長λ２（ｎｍ）間の反射吸光度差は劣化度の大
きい材料から順にα１＞α２＞α３という関係が成り立
つ。
【００１６】図４は、表面汚損のない絶縁物表面上で測
定した場合の反射吸光度スペクトルと、同じ劣化度で表
面汚損のある絶縁物表面上で測定した場合の反射吸光度
スペクトルを示している。ピーク波長λ１，λ２間にお
ける反射吸光度差ΔＡλを表面汚損がないときΔαと
し、また表面汚損があるときΔα′とすると、絶縁材料
が同じ劣化度であれば汚損の有無に関係なくΔα≒Δ
α′となる。表面の汚損は反射光の絶対強度を劣化させ
るが、一般に波長依存性が小さく、特に後述する波長領
域では波長に依らず一定であると考えて良い。同様のこ
とは、凹凸を有する絶縁物の表面における測定に対して
も当てはまる。このようにして、任意の二波長間の反射
吸光度差ΔＡλを用いれば被測定物１１の表面の汚損並
びに形状の影響を殆ど受けずに劣化度を測定することが
できる。
定した場合の反射吸光度スペクトルと、同じ劣化度で表
面汚損のある絶縁物表面上で測定した場合の反射吸光度
スペクトルを示している。ピーク波長λ１，λ２間にお
ける反射吸光度差ΔＡλを表面汚損がないときΔαと
し、また表面汚損があるときΔα′とすると、絶縁材料
が同じ劣化度であれば汚損の有無に関係なくΔα≒Δ
α′となる。表面の汚損は反射光の絶対強度を劣化させ
るが、一般に波長依存性が小さく、特に後述する波長領
域では波長に依らず一定であると考えて良い。同様のこ
とは、凹凸を有する絶縁物の表面における測定に対して
も当てはまる。このようにして、任意の二波長間の反射
吸光度差ΔＡλを用いれば被測定物１１の表面の汚損並
びに形状の影響を殆ど受けずに劣化度を測定することが
できる。
【００１７】また特開平３−３２６６５１号公報に記載
のように、劣化度は換算時間θで表わすのが一般的であ
る。この換算時間θで表わすことにより、様々な熱履歴
を有する絶縁材料であっても換算時間θが等しければ同
じ劣化度を表すことになり、換算時間θ（Ｈｒ）は図６
に示した数式１４で定義される。この数式１４で、ΔＥ
は熱劣化のみかけの活性化エネルギー（Ｊ／ｍｏ１），
Ｒは気体定数（Ｊ／Ｋ／ｍｏ１），Ｔは熱劣化の絶対温
度（Ｋ），ｔは劣化時間（Ｈｒ）である。絶縁物を形成
する樹脂やオイル等のΔＥは数種の劣化温度に対する反
射吸光度差ΔＡλの変化をアレニウスプロットすること
によって容易に換算することができる。さらに、予め求
めておいた樹脂やオイル等を用いた機器の寿命点におけ
る換算時間をθ０とすれば、実測から求めた換算時間θ
との差Δθが余寿命に相当する換算時間となり、劣化度
判定の尺度となる。すなわち、余寿命Δθ（Ｈｒ）は、
図６に示す数式１５で表され、この数式１５により、時
間ｔ以降の機器の使用温度条件が定まれば余寿命の時間
Δｔ（＝ｔ０−ｔ）を求めることができる。
のように、劣化度は換算時間θで表わすのが一般的であ
る。この換算時間θで表わすことにより、様々な熱履歴
を有する絶縁材料であっても換算時間θが等しければ同
じ劣化度を表すことになり、換算時間θ（Ｈｒ）は図６
に示した数式１４で定義される。この数式１４で、ΔＥ
は熱劣化のみかけの活性化エネルギー（Ｊ／ｍｏ１），
Ｒは気体定数（Ｊ／Ｋ／ｍｏ１），Ｔは熱劣化の絶対温
度（Ｋ），ｔは劣化時間（Ｈｒ）である。絶縁物を形成
する樹脂やオイル等のΔＥは数種の劣化温度に対する反
射吸光度差ΔＡλの変化をアレニウスプロットすること
によって容易に換算することができる。さらに、予め求
めておいた樹脂やオイル等を用いた機器の寿命点におけ
る換算時間をθ０とすれば、実測から求めた換算時間θ
との差Δθが余寿命に相当する換算時間となり、劣化度
判定の尺度となる。すなわち、余寿命Δθ（Ｈｒ）は、
図６に示す数式１５で表され、この数式１５により、時
間ｔ以降の機器の使用温度条件が定まれば余寿命の時間
Δｔ（＝ｔ０−ｔ）を求めることができる。
【００１８】上述したように、被測定物１１における劣
化度の測定個所を変える度に光源装置２，３の接続を変
えないで、前回の位置での最後の測定に用いた光源装置
を次回の測定位置での最初の測定に用いるようにしてい
るので、照射用光ファイバ９の接続替えの回数は減少し
て測定作業を簡素化するとともに、条件を合わせてばら
つきを防止することができる。また、接続替えによって
測定値にばらつきが生じる可能性があるが、接続替えの
度に、基準反射光量Ｉ１，Ｉ２を測定して校正している
ため、正確でばらつきのない劣化度の診断を行なうこと
ができる。さらに、図１に示した劣化度診断装置は、各
光源装置２，３から照射用光ファイバ９を介して副白板
４に照射光を与えて求めた基準反射光量Ｉ１，Ｉ２と、
この照射用光ファイバ９を介して被測定物１１に照射光
を与えて求めた反射光量Ｉ１′，Ｉ２′とを用いて各波
長における反射吸収光度差ΔＡλを演算し、これら演算
値と予め被測定物の劣化度との関係から比較演算する劣
化度演算部１を設けているため、運転を停止させること
なく既存の機器に対しても劣化度を診断することができ
るようになり、光ファイバの接続を切り替えるのは、照
射用光ファイバ９と光源装置２，３間だけで少なくな
り、複数の光結合器を用いないで構成して全体を簡潔に
することができる。
化度の測定個所を変える度に光源装置２，３の接続を変
えないで、前回の位置での最後の測定に用いた光源装置
を次回の測定位置での最初の測定に用いるようにしてい
るので、照射用光ファイバ９の接続替えの回数は減少し
て測定作業を簡素化するとともに、条件を合わせてばら
つきを防止することができる。また、接続替えによって
測定値にばらつきが生じる可能性があるが、接続替えの
度に、基準反射光量Ｉ１，Ｉ２を測定して校正している
ため、正確でばらつきのない劣化度の診断を行なうこと
ができる。さらに、図１に示した劣化度診断装置は、各
光源装置２，３から照射用光ファイバ９を介して副白板
４に照射光を与えて求めた基準反射光量Ｉ１，Ｉ２と、
この照射用光ファイバ９を介して被測定物１１に照射光
を与えて求めた反射光量Ｉ１′，Ｉ２′とを用いて各波
長における反射吸収光度差ΔＡλを演算し、これら演算
値と予め被測定物の劣化度との関係から比較演算する劣
化度演算部１を設けているため、運転を停止させること
なく既存の機器に対しても劣化度を診断することができ
るようになり、光ファイバの接続を切り替えるのは、照
射用光ファイバ９と光源装置２，３間だけで少なくな
り、複数の光結合器を用いないで構成して全体を簡潔に
することができる。
【００１９】本発明の他の実施の形態による劣化度診断
装置として、先の実施の形態では光源装置３から発生し
たピーク波長λ１の単色光として６６０ｎｍのＬＥＤ
光、また光源装置２から発生したピーク波長λ２の単色
光として７８０ｎｍのＬＥＤ光を用いているが、ピーク
波長λ３の単色光として、例えば８５０ｎｍのＬＥＤ光
を用いても良い。このとき、ピーク波長λ１，λ２，λ
３の単色光の光源装置を用いた場合、劣化度演算部１で
は、ピーク波長λ１〜λ３における反射率Ｒλ１〜Ｒλ
３を算出して記憶すると共に、反射率Ｒλ１〜Ｒλ３か
ら各波長間のデータのうち任意の二波長間の反射吸光度
差ΔＡλを求めて同様に行なうことができる。また、光
源装置２，３としては、ハロゲンランプ等の白色光を用
い、光量測定部８には干渉フィルタからなる分光器を組
み込んで、５００〜９００ｎｍの各波長の光量を瞬時に
測定するようにし、劣化度演算部１では、波長５００〜
９００ｎｍにおける反射率Ｒ５００〜Ｒ９００を連続的
に算出して記憶し、波長５００〜９００ｎｍの反射率Ｒ
５００〜Ｒ９００から任意の二波長間の反射吸光度差Δ
Ａλを求め、予め記憶された図３に示すような反射吸光
度差のマスターカーブによる関数値と、実測の反射吸光
度差ΔＡλから劣化度を判定し、外部に判定結果を出力
するようにしても良い。
装置として、先の実施の形態では光源装置３から発生し
たピーク波長λ１の単色光として６６０ｎｍのＬＥＤ
光、また光源装置２から発生したピーク波長λ２の単色
光として７８０ｎｍのＬＥＤ光を用いているが、ピーク
波長λ３の単色光として、例えば８５０ｎｍのＬＥＤ光
を用いても良い。このとき、ピーク波長λ１，λ２，λ
３の単色光の光源装置を用いた場合、劣化度演算部１で
は、ピーク波長λ１〜λ３における反射率Ｒλ１〜Ｒλ
３を算出して記憶すると共に、反射率Ｒλ１〜Ｒλ３か
ら各波長間のデータのうち任意の二波長間の反射吸光度
差ΔＡλを求めて同様に行なうことができる。また、光
源装置２，３としては、ハロゲンランプ等の白色光を用
い、光量測定部８には干渉フィルタからなる分光器を組
み込んで、５００〜９００ｎｍの各波長の光量を瞬時に
測定するようにし、劣化度演算部１では、波長５００〜
９００ｎｍにおける反射率Ｒ５００〜Ｒ９００を連続的
に算出して記憶し、波長５００〜９００ｎｍの反射率Ｒ
５００〜Ｒ９００から任意の二波長間の反射吸光度差Δ
Ａλを求め、予め記憶された図３に示すような反射吸光
度差のマスターカーブによる関数値と、実測の反射吸光
度差ΔＡλから劣化度を判定し、外部に判定結果を出力
するようにしても良い。
【００２０】また、上述した各実施の形態では、反射吸
光度差ΔＡλから劣化度を判定するようにしたが、（Ａ
λ１／Ａλ２）で表される反射吸光度比Ａλ′から劣化
度を判定するようにしたり、あるいは被測定物１１の厚
さがｔ（ｍｍ）のとき、各波長における反射率Ｒλから
−（１０／ｔ）ｌｏｇ（Ｒλ／１００）で表される反射
損失Ｌλを求め、この反射損失Ｌλから（Ｌλ１−Ｌλ
２）で表される反射損出差ΔＬλを求めて劣化度を判定
するようにしても良い。
光度差ΔＡλから劣化度を判定するようにしたが、（Ａ
λ１／Ａλ２）で表される反射吸光度比Ａλ′から劣化
度を判定するようにしたり、あるいは被測定物１１の厚
さがｔ（ｍｍ）のとき、各波長における反射率Ｒλから
−（１０／ｔ）ｌｏｇ（Ｒλ／１００）で表される反射
損失Ｌλを求め、この反射損失Ｌλから（Ｌλ１−Ｌλ
２）で表される反射損出差ΔＬλを求めて劣化度を判定
するようにしても良い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明による劣化度
診断装置は、少なくとも二つの異なる波長の光源装置を
設け、これら各光源装置から照射用光ファイバを介して
副白板および被測定物に照射光を与えて求めた基準反射
光量および反射光量を用いて各波長における反射吸収光
度差もしくは反射吸光度比あるいは反射損出差を演算
し、これら演算値と予め被測定物の劣化度との関係から
比較演算する劣化度演算部を設けたため、光ファイバの
接続部を少なくして構成を簡単にすることができ、ま
た、実働中の機器の運転を停止することなく、また表面
に凹凸を有する被測定物の場合でも、測定個所による差
のない平均的な劣化度を非破壊で測定することができ
る。
診断装置は、少なくとも二つの異なる波長の光源装置を
設け、これら各光源装置から照射用光ファイバを介して
副白板および被測定物に照射光を与えて求めた基準反射
光量および反射光量を用いて各波長における反射吸収光
度差もしくは反射吸光度比あるいは反射損出差を演算
し、これら演算値と予め被測定物の劣化度との関係から
比較演算する劣化度演算部を設けたため、光ファイバの
接続部を少なくして構成を簡単にすることができ、ま
た、実働中の機器の運転を停止することなく、また表面
に凹凸を有する被測定物の場合でも、測定個所による差
のない平均的な劣化度を非破壊で測定することができ
る。
【図１】本発明の一実施の形態による劣化度診断装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示した劣化度診断装置の反射光測定部を
拡大して示す斜視図である。
拡大して示す斜視図である。
【図３】絶縁物の反射吸光度のマスターカーブを示す特
性図である。
性図である。
【図４】表面状態と絶縁物の反射吸光度の関係を示す特
性図である。
性図である。
【図５】絶縁物の反射吸光度差を示す特性図である。
【図６】図１に示した劣化度診断装置の劣化度演算部を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】図１に示した劣化度診断装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ 劣化度演算部 ２，３ 光源装置 ２Ａ，２Ｂ 本体側コネクタ ４ 副白板 ８ 光量測定部 ９ 照射用光ファイバ ９Ａ ファイバ側コネクタ １０ 光量測定部 １１ 被測定物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 巳之吉 東京都千代田区神田錦町１丁目６番地 株 式会社日立ビルシステム内 (72)発明者 竹澤 由▲高▼ 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも二つの異なる波長の光源装置
と、これら各光源装置からの照射光を副白板および被測
定物に与える照射用光ファイバと、上記各光源装置から
上記照射用光ファイバを介して上記副白板および上記被
測定物に照射光を与えて求めた基準反射光量および反射
光量を用いて各波長における反射吸収光度差、反射吸光
度比および反射損出差の少なくとも一つを演算すると共
に、この演算値と予め被測定物の劣化度との関係から比
較演算する劣化度演算部とを設けたことを特徴とする劣
化度診断装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記各光
源装置の上記照射用光ファイバ側には、上記照射用光フ
ァイバの一端と接続可能な本体側コネクタをそれぞれ設
け、上記照射用光ファイバの上記各光源装置側には、上
記各本体側コネクタと交互に接続可能なファイバ側コネ
クタを設けたことを特徴とする劣化度診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12253597A JPH10311788A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 劣化度診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12253597A JPH10311788A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 劣化度診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311788A true JPH10311788A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14838271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12253597A Pending JPH10311788A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 劣化度診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10311788A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575663A (zh) * | 2012-08-07 | 2014-02-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属及半导体薄膜材料光学常数的标定方法 |
-
1997
- 1997-05-13 JP JP12253597A patent/JPH10311788A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575663A (zh) * | 2012-08-07 | 2014-02-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属及半导体薄膜材料光学常数的标定方法 |
| CN103575663B (zh) * | 2012-08-07 | 2016-06-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属及半导体薄膜材料光学常数的标定方法 |
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