JPS59162451A - 塗膜欠陥検出装置 - Google Patents

塗膜欠陥検出装置

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JPS59162451A
JPS59162451A JP58035980A JP3598083A JPS59162451A JP S59162451 A JPS59162451 A JP S59162451A JP 58035980 A JP58035980 A JP 58035980A JP 3598083 A JP3598083 A JP 3598083A JP S59162451 A JPS59162451 A JP S59162451A
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JP
Japan
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light
film
coating film
paint film
painted film
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Pending
Application number
JP58035980A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Sumida
修生 澄田
Hisao Ito
久雄 伊藤
Takashi Saito
隆 斉藤
Noriyuki Onaka
大中 紀之
Saburo Shoji
庄司 三郎
Hisamasa Hashimoto
寿正 橋本
Masato Kobayashi
小林 政人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP58035980A priority Critical patent/JPS59162451A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2418Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は塗膜に照射した光のエネルギーが変換して生じ
た音波または熱弾性波を検出し、塗膜の健全性を非破壊
的に検査できる塗膜欠陥検出装置に関する。
〔従来技術〕
塗装の主目的の1つは、被塗布金属の防食にある。その
ため、塗膜が金属表面に密着していることを確認する必
要がろる。この塗膜と金属表面との密着度を祠べろ方法
として剥離試験等の破壊検査と、塗膜を直接蒲めること
がない非破壊検査とがある。
非破壊検査の代表的なものに虱腺の誘電正接tanδを
測定する方法と、電解質溶液中における電流値の測定に
よる方法とがある。
塗膜の誘電正接tanδの変化をmlJ定して塗膜の欠
陥を横比する方法は、誘電正接の変化が塗膜自体の構造
劣化によるものか、金属と塗膜との接着度の低下による
ものか−を区別することが困難でるる。
しかも、測定用の成極を検査対象部に密着させる必要が
あり、このため広い面積を恢査する揚台には電極面績を
大きくしたシ、多くの測定時間が必要である等の問題が
ある。
電解質溶液中において電流を611j走する電気化学的
な方法によシ威膜を検出する方法は、電解質溶液中に塗
装した金属を試料電極とし、その周囲に対極と参照電極
とを配置し、准解質浴液中における電流値を測定するも
のである。しかし、この方法によるときは、検出するの
は塗膜下の腐食であシ、腐食が生じて初めて塗膜の欠陥
を検出することができる。しかも、電解質溶液が必要で
あるばかシでなく、大気環境中に訃ける塗膜の欠陥を検
出するのには適していない。
〔発明の目的〕
本発明は、大気環境中において塗膜の欠陥を非破壊的に
容易に検出することが出来る塗膜欠陥検出装置を提供す
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、塗膜に周期的に光を照射し、塗膜の膨張、収
縮に伴って生じる弾性波を検出し、塗膜の欠陥を容易に
検出できるように構成したものである。
〔発明の実施例〕
本発明は、主に物質分析の分野において発展してきた光
−音響効果を利用したものである。この光−音響効果を
利用した計測技術の原理は、次の通シである。
断続的に光を物質に照射すると光が熱に変わり、熱が物
質内部において断続的に発生する。このため、断続的な
熱の発生によ多物質は、熱膨張と収縮とを繰シ返し、物
質が熱振動をする七ともに、物質の周囲の空気も膨張、
収縮を繰シ返し、光を照射する周波数に応じた音波が発
生する。光−音響効果を利用した物質分析は、この物質
の振動または音波を測定し、物質の内部構造を推定する
ものである。
発明者らは、上記の現象を利用することによシ、塗膜の
欠陥を検出することに有効であることを見出した。すな
わち、塗膜に周期的に光を照射すると、塗膜および塗膜
周辺の空気が照射する光の周期に応じ膨張、収縮を繰シ
返す。そして、塗膜が被塗布物である母材金属に十分密
着しているときは、塗膜と母材金属との間の熱伝達係数
が大きく、塗膜内に発生した熱が母材金属を介して効果
的に除去される。そのため、塗膜または塗膜周辺の大気
の膨張、収縮が照射される光の周期に対応して効果的に
生ずる。しかし、塗膜が母材金属に十分密着していない
ときは、塗膜内に生じた熱が効率的に除去されないため
、塗膜または塗膜周辺の大気の膨張、収縮と、光の照射
周期との間にずれを生ずる。したがって、塗膜または塗
膜周辺の空気の膨張、収縮を、マイクロフォンまだは圧
電素子を用いて検出した場合に、これらの信号の変化に
よシ、塗膜と母材金属との間の接層状態を瑛仰すること
ができる。
第1図は、本発明に係る砿渓久陥検出装置の基本構成図
である。第1図において、光源(8)1oは、特に限定
する必要はないが、s/へ沈金あげるために光の強度の
大きいレーザーが望ましく、装置の小型化を図る場合に
は、半導体レーザーを用いることが有効である。また、
高出力の発光ダイオードを用いてもよい。光源10から
の光は、集光レンズ12において集光されたのち、元変
A器14を介して測定セル16に周期的に照射される。
この光変調器14は、光を周期的に遮断するチョッパで
もよく、また、音響−光モシュレータでもよい。なお、
光源として発光ダイオードのように外部信号により容易
に光の強度を変えることが可能な光源の場合には、光変
調器14を必要とじない。
測定セル16に2いて周期的な光の照射によシ生じた塗
膜の熱弾性波、または塗膜周囲の季気振動すなわち音波
は検出端子18によシ検出され、ロックインアンプ20
において光変調器14の変調周波叡に同調した信号のみ
が増幅され、記録計22において衣示される。なお、・
検出端子18は、音波を検出するときにはマイクロフォ
ン、塗膜の熱弾性波を検出するときには圧電索子が有効
である。互た、S/N比を向上させるためには、これら
の検出素子の共振周波数が照射光の周波数と一致させる
ようにすることが4ましい。
第2図は、音波を検出して壁膜の欠陥を検知する塗膜欠
陥検出装置の一実施例の説明図である。
第2図において光源でるるキセノンランプ24から照射
された光は、集光レンズ12を介し雑音を少なくするた
めに干渉フィルタ26に導かれる。
干渉フィルタ26を通過した光は、元チョッパ28にお
いて測定セル16への照射が一定周期となるように機械
的に断続される。すなわち、光チヨツパ28は、i間御
装置彦30によ91間IIjlIIされている直流モー
タ32により、所定の一屋速度によシ回転する。
測定セル16において周期的な光の照射によシ第2図に
図示しない塗j摸は、膨張、収縮を周期的に繰シ返し、
この膨張、収縮に伴い発生する弾性波の−、1土である
音波がマイクロフォン34によシ検出され、ロックイン
アンプ20に入力される。
そして、ロックインアンプ20は、フォトカプラ(例え
ば光源と光検知器の組み合わせ)36からの入力i言号
によシ、測定セル16に照射される光の周期に一致する
周波数の音波を増幅し、CRT等の記録計22に入力し
我示する。
第3図は、測定セル16の一列を示すものである。測定
セル16は、ハウジング38により試料室40が形成さ
れている。そして、試料室40の上部には、対物レンズ
42が設置してあう、この対物レンズ42の下方には試
料取付用架台44に支持された試料容器46が設けであ
る。また、ハウジング38にはマイクロフォン34が挿
入してあシ、試料室40の音波を検出することができる
ようになっている。マイクロフォン34が検出した音波
は、磁気信号に変換され、プリアンプ48において増幅
された後、前記したロックインアンプ20に入力される
。     ・ 上記の装置により次の要領によシ塗膜の欠陥検出試験を
行なった。
試料は、直径10咽のステンレス鋼製ディスクの上にク
リア型、すなわち透明型エポキシ系塗料を厚さ約50μ
m塗布して作った。この試料は2鍾gAあり、その1つ
は欠陥模擬試料であって、ディスクの中央に直径約1珊
の孔を開けたものにエポキシ系塗料を塗ったものである
これらの試料を測定セル16の中にセットし、試料に約
1咽幅に集光した光を25Hzの周期において断続的に
照射した。その結果、発生音波の1d号レベルは、ディ
スクに孔のおいていない健全な試料に比較して欠陥模擬
試料の場合、約1桁小さくなった。このことから、塗膜
の欠陥を検出しうろことがわかる。
第4図は、圧電素子であるPZTを用いた塗膜欠陥検出
装置の実施例の一例である。本果流列の装置は、光源と
してHe−Neレーザー5oを用いている。また、チョ
ッパ28は開式発生器52によシ制御している。レーザ
ー光は、チョッパ28を通った後プリズム54.56を
通った後、試料58に照射される。試料58には圧電素
子60が密着して設けてろる。なお、プリズム56は、
レーザー光移動台62V−よシ図に示したX方向に移動
でき、レーザー光が試料上を走軒できるようになってい
る。
この装置によシ第5図に示した試料を用いて塗膜欠陥検
出テストを行なった。第5図に示した試料は、アルミニ
ウム板64の中央部に約0.5珊幅の溝65を設け、上
面にエポキシ系塗料66を約50μm塗布しである。こ
の試料の中央にレーザー光が尚たるように前記した試料
移動台62を調整し、第5図に示じた矢印68のように
、20H2の周期をもってレーザー光を照射し、走査し
た。
第6図に試験結果を示す。第6図に示すように試料の溝
65の部分において16号レベルおよび位相のずれが極
小値を示す。したがって、レーザー光と圧電素子とを用
−ることによシ塗膜欠陥すなわち塗膜下の剥離を検出す
ることができる。
第7図は装置の小型化を図るために半導体レーザーを用
いた実施例のブロック図である。第7図において被測定
物7oに接して圧電素子6oが設けてあシ、被測定物7
0には、半導体レーザー(P’bSnTe )72のレ
ーザー光が照射できるようになっている。半導体レーザ
ー72は、パワーアンプ74を介して関数発生器52に
ょシ、レーザー光の照射、波長ヵ樋1」御される。この
半導体レーザーを用いるときは、チョッパが不要なばか
り、でなく、SZN比を最適にできるような波長を選ぶ
ことができる。
なお、半導体レーザー72の代ゎシにNbPsO*4の
発光ダイオード金円いたところ、発光ダイオードを用い
た場合においても半導体レーザーと同様の効果を得る仁
とができた。
また、検出素子としてマイクロフォンの有効性を確認す
るため第8図に示した検出器を用いた。
この検出器76は、フレーム78に半導体レーザー72
とコンデンサマイクロフォン80とが固定しである。そ
して、フレーム78の下端面には0リング82が設けて
あシ、検出器76を塗#86に押圧したときに、測定基
88内の空気が外部に漏れないようにしである。この・
演出器76による測定の結果は、圧電素子の場合と同様
の効果を示すことがわかった。なお、第8図において示
した符号90は、塗膜86が塗布してちる母材である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、塗膜に周期的な光
を照射し、塗膜に周期的な膨張、収縮を発生させること
によシ、大気環境中における塗膜の欠陥を容易に検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る塗膜欠陥検出装置の基本構成図、
第2図はマイクロフォンを用いた本発明に係る塗膜欠陥
検出装置の実施例の説明図、第3図は第2図に示した測
定セルの詳細図、第4図は本発明に係る塗膜欠陥検出装
置の他の実施例の説明図、第5図は第4図に示した装置
に装着した試料の一例を示す図、第6図は第5図に示し
た試料の測定結果を示す図、第7図は千尋体レーザーを
用いた本発明に係る塗1反欠陥検出装置の実施例のブロ
ック図、第8図はコンデンサマイクロフォンを用いた検
出器の実施例の説明図である。 lO・・・光源、14・・・光変調器、18・・・検出
端子、22・・・記録計、24・・・キセノンランプ、
28・・・光チョッパ、34・・・マイクロフォン、5
0・・・He−NeV−ザー、60・・・圧電素子、6
5・・・溝、66・・・エポキシ系塗料、70・・・被
測定物、72・・・半導体レーザー、76・・・検出器
、80・・・コンデンサー 1 m lO ¥2(2) 第9口 竿  乙  〔ン] 駄料−I幕ft−孝薗SE江 番 7 図 第δ m 日立市幸町3丁目1番1号株式 %式% 0出 願 人 日立エンジニアリング株式会社日立市幸
町3丁目2番1号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、塗膜の剥離を非破壊的に検出する塗膜欠陥検出装置
    において、塗膜を有する被測定物に周期的に光を照射す
    る光源と、前記被−;」定物において光のエネルギーが
    変換して生じた弾性波を・演出する、演出器と、この検
    出器の検出信号によシ塗膜の状態を表示する表示装置と
    を有することを特徴とする塗膜欠陥検出装置。
JP58035980A 1983-03-07 1983-03-07 塗膜欠陥検出装置 Pending JPS59162451A (ja)

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JP58035980A JPS59162451A (ja) 1983-03-07 1983-03-07 塗膜欠陥検出装置

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JP58035980A JPS59162451A (ja) 1983-03-07 1983-03-07 塗膜欠陥検出装置

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JPS59162451A true JPS59162451A (ja) 1984-09-13

Family

ID=12457031

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JP58035980A Pending JPS59162451A (ja) 1983-03-07 1983-03-07 塗膜欠陥検出装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007308140A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Hane:Kk 発泡樹脂製気密容器
WO2016042794A1 (ja) * 2014-09-16 2016-03-24 株式会社東芝 積層造形装置および積層造形方法
JP2021085836A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 株式会社トヨコー レーザ照射状態診断方法、レーザ照射状態診断プログラム、レーザ照射状態診断装置、及び、レーザ照射装置

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