JPS62232506A - 表面層厚測定装置 - Google Patents

表面層厚測定装置

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JPS62232506A JP61076022A JP7602286A JPS62232506A JP S62232506 A JPS62232506 A JP S62232506A JP 61076022 A JP61076022 A JP 61076022A JP 7602286 A JP7602286 A JP 7602286A JP S62232506 A JPS62232506 A JP S62232506A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光線等の電磁波を反射する基板表面に塗布・
付着等させた水．フィルム等の電磁波吸収表面層厚測定
装置に関するものである。
（従来の技術とその問題点） 従来、前記表面層厚測定装置である塗膜厚測定装置とし
て、種々のものが提案されている。たとえば、特開昭５
８−１１５３０６号公報がある。
しかしながら、この方式によると、被測定物温度による
誤差を補正する必要上、２組の赤外線測定系を必要とし
、高価になるばかりか、実際には、各赤外線測定系の特
性が相違するので補正誤差を生ずる。また、基準赤外線
源特性の変動、電気系。
光学系の経時変化による自動補正が行えないという問題
点を有する。その他経時変化による自動補正を行う装置
も提案はされているが、電気系、光学系をともに十分に
補正できるものがない。
したがって、本発明は、１つの光線測定系で、被測定物
の温度、基準光線源特性の変動、電気系および光学系の
特性の経時変化等の影響を受けることなく、正確に表面
層厚を測定することのできる表面層厚測定装置を提供す
ることを目的とする。
（問題点を解決すべき手段） 本発明は、前記目的を達成するために、表面層厚測定装
置を、光線を放射する基準光線源と、この基準光線源か
らの光線を被測定表面に向けて反射するミラーと、この
ミラーと前記基準光線源との間に配置され、両者間を遮
蔽・解放する開閉手段と、前記ミラーと被測定表面との
間に配置され、両者間を遮蔽・解放する全反射ミラーと
、前記全反射ミラーからの光線、または被測定表面で吸
収されずに基板上で反射した光線量を検出する光線セン
サと、前記開閉手段と全反射ミラーとの組み合わせを判
断するモード判別装置と、このモード判別装置の信号と
、光線センサ出力から前記被測定表面に吸収された、ま
たは、反射された光線量のみを表す信号を取り出すよう
に、信号を演算する信号処理装置と、この信号処理装置
からの信号を表面層厚に換算する表面層厚換算装置とか
ら構成したものである。
（実　施　例） つぎに、本発明を光線として赤外線を用いて塗装帯板の
塗膜厚を測定する一実施例である図面にしたがって説明
する。
第１図において、１は上面に塗膜２を有する走行する塗
装帯板で、この塗装帯板１の上方には一側部が開口し、
下記する基準光線源としての赤外線源（黒体炉）５から
の赤外線を塗装帯板ｌに向けて反射するとともに、集光
レンズｌｌの焦点部に開孔４を備えた球面ミラー（以下
、ミラーという）３が設置されている。このミラー３は
、平板等の非球面ミラーでもよい。
前記基準赤外線源５は、前記ミラー３の開口側に、切欠
き部７を有するチョッパ（開閉手段）６を介して設置さ
れ、切欠き部７が基準赤外線源５の前方に位置したとき
に、赤外線をミラー３に照射するようになっている。
８は、塗装帯板ｌの上方にあって、横方向に塗装帯板ｌ
と平行に移動して、前記基準赤外線源５からの赤外線を
反射させる平板の全反射ミラーである。また、前記ミラ
ー３の開孔４の上方には、所定範囲の波長の赤外線のみ
を透過する少なくとも１つのフィルタ部１０を有する回
転レクタ９が、その上方には、集光レンズ１１．赤外線
センサ１２が設置されている。
なお、前記回転セクタ９は、集光レンズ２と赤外線セン
サ１２との間であってもよい。また、複数の範囲の波長
で測定する必要がない場合には回転セクタ９はなくても
よく、フィルタ部１０は固定したものでよい。
【３は前記赤外線センサ１２からの入力信号（下記する
モード判別装置１４からの動作モード信号と、位置検出
器Ｔ３からの測定波長範囲信号に関連する）を出力する
信号処理装置、１５はこの信号処理装置１３からの信号
を塗膜厚値または塗布重量値または付着層厚値に換算す
る膜厚換算装置である。
また、前記チョッパ６、全反射ミラー８は、それぞれモ
ータＭ　１．Ｍｔにより下記する動作モードを１するよ
うに駆動し、その各位置を位置検出器Ｔ、。
Ｔ、にて検出する。この位置検出器Ｔ、、Ｔ２からの信
号により前記モード判別装置１４は、いずれの動作モー
ドにあるかを判別して、その動作モード信号を前記信号
処理装置１３に出力する。
さらに、前記回転セクタ９はモータＭ３により回転し、
いずれの範囲の波長にて測定しているのかを位置検出器
Ｔ３にて検出して、その測定波長範囲信号を前記信号処
理装置１３に入力する。
っぎに、前記構成からなる表面層厚測定装置の動作を説
明する。
前記チョッパ６と全反射ミラー８は、前記表のごとき動
作をすることにより４種の動作モードを形成する。
そして、第１モードにおいて、赤外線センサ１２で受信
するエネルギー信号をＥｌとすれば、Ｅ　、＝ｅ、’　
＋ｅｔ°＋ｅ３＋８．＋ｅｓで表される。
ここで、 Ｅｌ・第１モードにおいて赤外線センサ１２の受信する
エネルギー量 ｅｌ’　：黒体炉放出エネルギーのうち塗膜未吸収赤外
線エネルギー ｅ２゛：　ミラ一温度エネルギー ｅ３：肢測定物温度エネルギー ｅ４：外来光エネルギー ｅ５．センサ内温度エネルギー 同様にして、 第２モードにおいては、 Ｅ２＝ｅ２°＋ｅ３＋ｅ４＋ｅ５＋ｅ８′を受信する。
ここで、 Ｅ、：第２モードにおいて赤外線センサ１２の受信する
エネルギー量 ８８′：チョッパ温度エネルギーのうち塗膜未吸収赤外
線エネルギー 第３モードにおいては、 Ｅ　！Ｉ　＝　ｅ２＋　ｅｓ　＋　ｅｅ　＋　ｅｌを受
信する。
ここで、 Ｅ３：第３モードにおいて赤外線センサ１２の受信する
エネルギー量 ｅ、：　ミラ一温度エネルギー ｅ＠：チョッパ温度エネルギー ｅ７二企及射ミラ一温度エネルギー 第４モードにおいては、 Ｅａ＝ｅ＋＋ｅｔ＋ｅｓ＋８７ を受信する。
ここで、 Ｅ４＝第４モードにおいて赤外線センサ１２の受信する
エネルギー量 ｅ、：黒体炉放出エネルギー 前記のそれぞれ受信した赤外線センサのエネルギー信号
を前記信号処理装置１３に発信する。
信号処理装置１３はモード判別装置１４からの信号によ
り、赤外線センサ１２から発信されている信号が、いず
れのモードによる信号かを判別して下記に述べる信号Ｓ
を演算した後、これを膜厚換算装置１５に出力する。
ここで、各モード間の関係をみると、 Ｅ　４−Ｅ３＝６．−ｅ。
である。一方、 Ｅ　ＩＥ　２＝ｅｌ’　　ｅｅ’ は、前記Ｅ４−Ｅ３から塗膜により吸収されたエネルギ
ーｆｆ１Ｅを引いた値であるから、（Ｅ、−Ｅ、）−Ｅ
＝Ｅ、−Ｅ２ であり、したがって、 Ｅ　＝　（Ｅ　４Ｅ　３）　　（Ｅ　＋　　Ｅ　２）＝
　（ｅｌ　　ｅｅ）　　（ｅ％　−〇、＋　）となる。
このＥを膜厚換算装置１５て演算することにより塗膜２
の厚みに換算することもできるが、ｅｌ。
ｅ６は経時変化を伴い、また、他の光学系２電気系も経
時変化を伴うのでｅｌ　　ｅｅ、すなわち、Ｅ４−Ｅ３
が信号処理装置１３の出力のフルスケールとなるよう信
号処理装置１３内で電気的に処理して、とし、このＳを
膜厚換算装置１５で演算することにより塗＠２の厚みに
換算することができる。
なお、本実施例では塗装帯板の塗膜厚の例について説明
したが、紫外線や可視光を用いて、基板上の層厚１層重
量等を測定する場合ら同じである。
また、モータＭ　３．Ｍｔ、Ｍｓを１つにすることもで
き、信号処理装置１３．＠厚換算装置１５．モード判別
装置１４を計算機に置き換えて１つにまとめることもて
きる。
（効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１つ
の光線測定系のみを使用するため安価な表面層厚測定装
置である。
しかも、開閉装置、全反射ミラーの駆動によるモード組
み合わせにより、被測定物温度、外来光、黒体炉の放出
エネルギー変動、チョッパ温度の変動センサ内温度等の
影響をなくし、正確な表面層厚を測定することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかる表面層厚測定装置のミラーを断
面した概略説明図で、第２図および第３図は開閉装置お
よび回転セクタの正面図である。 １〜塗装帯板、３〜ミラー、４〜開孔、５〜基学光線源
（黒体炉）、６〜開閉装置、７〜切欠き部、８〜全反射
ミラー、９〜回転セクタ、ｌＯ〜フィルタ部、１１〜集
光レンズ、１２〜光線センサ、１３〜信号処理装置、１
４〜モ一ド判別装置、１５〜膜厚換算装置。 特許出願人　　中外炉工業株式会社 代理人弁理士　　青白　葆ほか２名 手続補正書（自発） 昭和６１年６月３日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光線を放射する基準光線源と、この基準光線源か
    らの光線を被測定表面に向けて反射するミラーと、この
    ミラーと前記基準光線源との間に配置され、両者間を遮
    蔽・解放する開閉手段と、前記ミラーと被測定表面との
    間に配置され、両者間を遮蔽・解放する全反射ミラーと
    、前記全反射ミラーからの光線、または被測定表面で吸
    収されずに基板上で反射した光線量を検出する光線セン
    サと、前記開閉手段と全反射ミラーとの組み合わせを判
    断するモード判別装置と、このモード判別装置の信号と
    、光線センサ出力から前記被測定表面に吸収された、ま
    たは、反射された光線量のみを表す信号を取り出すよう
    に、信号を演算する信号処理装置と、この信号処理装置
    からの信号を表面層厚に換算する表面層厚換算装置と、
    からなることを特徴とする表面層厚測定装置。
  2. （２）前記ミラーが球面ミラーであることを特徴とする
    前記特許請求の範囲第１項に記載の表面層厚測定装置。
  3. （３）前記ミラーが非球面ミラーであることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１項に記載の表面層厚測定装置
    。
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