(57)【要約】【課題】実用化に適した固体絶縁体の異常検出方法及び異常検出装置を提供する。【解決手段】可視光に対して不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出する固体絶縁体１の異常検出装置であって、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を固体絶縁体１に照射する電磁波源３と、固体絶縁体１の透過波２の透過率を計測する透過率計測装置４と、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段５を備えている。【選択図】図１
2006226910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射して、透過波の透過率を計測し、異常部分の透過率の変化と、前記異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて前記異常部分を検出することを特徴とする固体絶縁体の異常検出方法。
【請求項２】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射して、透過波の偏波変動を計測し、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて前記異常部分を検出することを特徴とする固体絶縁体の異常検出方法。
【請求項３】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射して、透過波の透過率と偏波変動を計測し、異常部分の透過率の変化と、前記異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、前記異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて前記異常部分を検出することを特徴とする固体絶縁体の異常検出方法。
【請求項４】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射する電磁波源と、前記固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、異常部分の透過率の変化と、前記異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて前記異常部分を検出する検出手段を備えることを特徴とする固体絶縁体の異常検出装置。
【請求項５】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射する電磁波源と、前記固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて前記異常部分を検出する検出手段を備えることを特徴とする固体絶縁体の異常検出装置。
【請求項６】
可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち前記固体絶縁体を透過する波長の電磁波を前記固体絶縁体に照射する電磁波源と、前記固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、前記固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の透過率の変化と、前記異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて前記異常部分を検出する検出手段を備えることを特徴とする固体絶縁体の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体絶縁体の異常検出方法及び異常検出装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、固体絶縁体の内部異常を非破壊、非接触で検出する異常検出方法及び異常検出装置に関するものである。なお、本出願において、テラヘルツ波（ＴＨｚ波）とは周波数が１ＴＨｚ〜３０ＴＨｚを中心とし、その上下に若干の誤差を含む範囲の電磁波をいい、サブミリ波とは波長が０．１ｍｍ〜１ｍｍ（周波数が３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）を中心とし、その上下に若干の誤差を含む範囲の電磁波をいい、ミリ波とは波長が１ｍｍ〜１０ｍｍ（周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）を中心とし、その上下に若干の誤差を含む範囲の電磁波をいう。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ波の利用技術として提案されているのは、テラヘルツ波の透過・吸収率の差を利用した内部計測技術である。例えばテラヘルツ波は金属を透過できないため、プラスチック材料でモールドされたＩＣパッケージを対象に、モールド部の透視画像を得て配線チェックを行うというアプリケーションが提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
また、これに関する発明として、特開２００４−１０８９０５号公報に開示されたテラヘルツ波を用いた差分イメージング装置がある。この差分イメージング装置を図１７に示す。テラヘルツ波発生装置１０１で約０．５〜３ＴＨｚの周波数範囲において異なる２波長のテラヘルツ波１０２を発生させ、２波長のテラヘルツ波１０２を被対象物１０３に照射してそれぞれの透過率を透過率計測装置１０４によって計測し、その透過率の相違からテラヘルツ波１０２の吸収に波長依存性のあるターゲットの有無をターゲット検出装置１０５によって検出している。また、二次元走査装置１０６によって被対象物１０３の表面に異なる２波長のテラヘルツ波１０２をそれぞれ二次元的に走査し、２波長の透過率が相違する位置を二次元的に画像表示するようにしている。
【０００４】
ところで近年、変電所等の電力設備では固体絶縁体の使用を拡大する傾向にある。固体絶縁体を有効に活用するためには、内部の空隙発生や電気的、機械的ひずみの集中等の異常を非破壊で確実に検出する技術の開発が必要である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８９０５号
【非特許文献１】川瀬晃道、伊藤弘昌、「テラヘルツ波光源のイメージング応用可能性」、日本放射線技術学会雑誌、第５８巻第４号、ｐ４４１−４４７、２００２年４月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、固体絶縁体にはテラヘルツ波に対して不透明なものもあり、この場合には上述の差分イメージング装置を使用することができない。このため、使用できる固体絶縁体の種類に大きな制限がある。また、上述の差分イメージング装置では、電気的、機械的ひずみ等の異常を検出することができない。これらのため、固体絶縁体の異常検出としては実用性に劣る。さらに、実用化のためには、固体絶縁体中の異常が例えば気泡や亀裂等の微細なものであってもその異常を確実に検出できるようにする必要があり、検出性能の更なる向上が望まれている。
【０００７】
本発明は、固体絶縁体の異常検出への実用化に適した固体絶縁体の異常検出方法及び異常検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、固体絶縁体中に存在する気泡等の異常部分の検出をより確実なものにすべく鋭意研究を行った結果、固体絶縁体中に気泡が存在する場合、固体絶縁体の部分（正常部分）と気泡の部分（異常部分）とでテラヘルツ波の透過率が異なることの他、固体絶縁体部分と気泡部分との境界部分でもテラヘルツ波の透過率が変化することを見出した。
【０００９】
即ち、固体絶縁体として代表的なポリエチレンを使用し、その内部に空隙がある場合を模擬して実験を行った。空気とポリエチレンでは若干の透過率差があるため、テラヘルツ波を用いてポリエチレン中の気泡を検出できる可能性があり、空気とポリエチレンの透過率差がどの程度判別できるものなのか確認するため、厚さ５ｍｍのポリエチレン板に２つの孔をあけたサンプル（図９）を使用し、１．３ＴＨｚのテラヘルツ波を使って２次元スキャン（サンプルを動かしてスキャンする方式）画像を取得してみた。
【００１０】
その結果を図１０〜図１２に示す。ポリエチレン部分と孔（空気）部分とでは透過率の差がある程度観測されたが、それ以上にポリエチレン部分と空気部分との境界部分で透過率が激減する現象が観測された。これはポリエチレンと空気との境界面でテラヘルツ波が屈折・散乱したことに起因すると考えられる。そして、境界面での屈折・散乱現象は、ポリエチレンと空気の境界面に限らず、他の物質の境界面でも起きると考えられる。また、このような現象は、テラヘルツ波を使用した場合に限らず、テラヘルツ波と同じ電磁波であるサブミリ波やミリ波を使用した場合にも生じると考えられる。そこで、異常部分と正常部分の透過率の変化に加え、この変化よりも大きな変化である両者の境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出することで、その検出がより容易・確実になることを見出し、本発明に到達したものである。
【００１１】
請求項１記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の透過率を計測し、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出するものである。
【００１２】
したがって、固体絶縁体に照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、全ての部分で透過率は一定となる。一方、固体絶縁体の内部に例えば空隙等の異常がある場合には、その異常部分で透過波の透過率が変化すると共に、異常部分と正常部分の境界部分でも透過波の透過率が変化する。境界部分での透過率の変化は異常部分の透過率の変化よりも大きい。このため、異常部分がその周囲の境界部分の透過率変化で強調される。即ち、異常部分を強調しながら検出することができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の偏波変動を計測し、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出するものである。
【００１４】
したがって、固体絶縁体に照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、全ての部分で誘電率テンソルの変化量はゼロとなる。一方、固体絶縁体の内部に例えば電気的、機械的ひずみ等の異常がある場合には、その異常部分で誘電率テンソルが変化する。この誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づき異常部分を検出する。
【００１５】
さらに、請求項３記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出方法において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の透過率と偏波変動を計測し、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出するものである。
【００１６】
したがって、固体絶縁体に照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、全ての部分で透過率は一定で、誘電率テンソルの変化量はゼロである。一方、固体絶縁体の内部に例えば空隙等の異常がある場合には、その異常部分で透過波の透過率が変化すると共に、異常部分と正常部分の境界部分でも透過波の透過率が変化する。境界部分での透過率の変化は異常部分の透過率の変化よりも大きい。このため、異常部分がその周囲の境界部分の透過率変化で強調されることになり、異常部分を強調しながら検出する。また、固体絶縁体の内部に例えば電気的ひずみ、機械的ひずみ、温度不均一によるひずみ等の異常がある場合には、その異常部分で誘電率テンソルが変化する。この変化に基づき異常部分を検出する。即ち、透過率の変化と誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分を検出することができる。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えるものである。
【００１８】
したがって、電磁波源から固体絶縁体に向けて照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。透過率計測装置は透過波の透過率を計測する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、透過率は全ての部分で一定である。一方、固体絶縁体の内部に例えば空隙等の異常がある場合には、その異常部分で透過波の透過率が変化すると共に、異常部分と正常部分の境界部分でも透過波の透過率が変化する。境界部分での透過率の変化は異常部分の透過率の変化よりも大きい。このため、異常部分がその周囲の境界部分の透過率変化で強調される。検出手段は、強調された異常部分を検出する。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えるものである。
【００２０】
したがって、電磁波源から固体絶縁体に向けて照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。偏波計測装置は透過波の偏波変動を計測する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、誘電率テンソルの変化量は全ての部分でゼロである。一方、固体絶縁体の内部に例えば電気的、機械的ひずみ等の異常がある場合には、その異常部分で誘電率テンソルが変化するので、異常部分では透過波の偏波面が変化する。検出手段は、この変化に基づき異常部分を検出する。
【００２１】
さらに、請求項６記載の発明は、可視光に対して不透明な固体絶縁体の内部の異常を検出する固体絶縁体の異常検出装置において、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えるものである。
【００２２】
したがって、電磁波源から固体絶縁体に向けて照射された電磁波は固体絶縁体を透過する。透過率計測装置は透過波の透過率を計測する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、透過率は全ての部分で一定である。一方、固体絶縁体の内部に例えば空隙等の異常がある場合には、その異常部分で透過波の透過率が変化すると共に、異常部分と正常部分の境界部分でも透過波の透過率が変化する。境界部分での透過率の変化は異常部分の透過率の変化よりも大きい。このため、異常部分がその周囲の境界部分の透過率変化で強調される。検出手段は、強調された異常部分を検出する。また、偏波計測装置は透過波の偏波変動を計測する。固体絶縁体の内部に異常がなければ、誘電率テンソルの変化は全ての部分でゼロである。一方、固体絶縁体の内部に例えば電気的、機械的ひずみ等の異常がある場合には、その異常部分で誘電率テンソルが変化するので、異常部分では透過波の偏波面が変化する。検出手段は、この変化に基づき異常部分を検出する。即ち、検出手段は、透過率の変化と誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の固体絶縁体の異常検出方法では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の透過率を計測し、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出するので、異常部分をその周囲の境界部分の透過率変化で強調することができる。このため、異常部分の検出が容易になり、より確実に異常部分を検出することができる。また、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体に適用することができ、汎用性を高めることができる。これらのため、固体絶縁体の異常検出方法をより実用的なものにすることができる。
【００２４】
また、請求項２記載の固体絶縁体の異常検出方法では、テラヘルツ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の偏波変動を計測し、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出するので、異常部分を容易に検出することができる。このため、異常部分をより確実に検出することができる。また、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体に適用することができ、汎用性を高めることができる。これらのため、固体絶縁体の異常検出方法をより実用的なものにすることができる。
【００２５】
さらに、請求項３記載の固体絶縁体の異常検出方法では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体に照射して、透過波の透過率と偏波変動を計測し、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出するので、透過率の変化と誘電率テンソルの変化による透過波の偏波面の変化に基づいて異常部分を検出することができる。このため、異なる２つの手法を併用することになり、異常部分をより確実に検出することができて信頼性をより向上させることができる。また、様々な異常に対応することができ、汎用性、信頼性をより向上させることができる。
【００２６】
また、請求項４記載の固体絶縁体の異常検出装置では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えているので、異常部分をその周囲の境界部分の透過率変化で強調することができる。このため、異常部分の検出が容易になり、より確実に異常部分を検出することができる。また、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体に適用することができ、汎用性を高めることができる。これらのため、固体絶縁体の異常検出装置をより実用的なものにすることができる。
【００２７】
また、請求項５記載の固体絶縁体の異常検出装置では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えているので、異常部分を容易に検出することができる。このため、異常部分をより確実に検出することができる。また、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体に適用することができ、汎用性を高めることができる。これらのため、固体絶縁体の異常検出装置をより実用的なものにすることができる。
【００２８】
さらに、請求項６記載の固体絶縁体の異常検出装置では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体を透過する波長の電磁波を固体絶縁体に照射する電磁波源と、固体絶縁体の透過波の透過率を計測する透過率計測装置と、固体絶縁体の透過波の偏波変動を計測する偏波計測装置と、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化と、異常部分の誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分を検出する検出手段を備えるので、透過率の変化と誘電率テンソルの変化による偏波面の変化とに基づいて異常部分を検出することができる。このため、異なる２つの手法を併用することになり、異常部分をより確実に検出することができて信頼性をより向上させることができる。また、様々な異常に対応することができ、汎用性、信頼性をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１に、本発明の固体絶縁体の異常検出方法とこれを実施する異常検出装置の第１の実施形態を示す。固体絶縁体の異常検出方法（以下、単に異常検出方法という）は、可視光に対して不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するもので、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体１に照射して、その透過波２の透過率を計測し、異常部分の透過率の変化と、異常部分と正常部分との境界部分の透過率の変化に基づいて異常部分を検出するものである。
【００３１】
つまり、固体絶縁体１に照射された電磁波は固体絶縁体１を透過する。固体絶縁体１の内部に異常がなければ、透過率は全ての部分で一定である。一方、固体絶縁体１の内部に例えば空隙等の異常がある場合には、その異常部分で透過波２の透過率が変化すると共に、異常部分と正常部分の境界部分でも透過波２の透過率が変化する。例えば、図９〜図１２に示すように固体絶縁体１としてのポリエチレン板に空隙を模擬した孔２５をあけたサンプルにテラヘルツ波を照射した実験では、ポリエチレン部分（正常部分１ａ）と比べて空気部分即ち孔２５部分（異常部分１ｂ）の透過率は大きく、ポリエチレン部分と空気部分との境界部分１ｃの透過率は極めて小さくなった。なお、図１２は図１１の透過率の分布を概念的に示したもので、領域１２は正常部分１ａの透過率が現れた領域、領域１３は異常部分１ｂの透過率が現れた領域、領域１４は境界部分１ｃの透過率が現れた領域である。
【００３２】
そして、空気部分（異常部分１ｂ）の透過率の変化と境界部分１ｃの透過率の変化を比べると、境界部分１ｃの透過率の方が大きく変化しており、空気部分１ｂがその周囲の境界部分１ｃの透過率変化で強調された結果となっている。この現象はポリエチレンと空気との境界面２６でテラヘルツ波が屈折・散乱したことに起因するものであり、この現象が発生するのは材料に関してはポリエチレンと空気の組み合わせに限るものではなく、また、透過波２に関してはテラヘルツ波に限るものではないと考えられる。
【００３３】
本発明はかかる現象を利用しており、異常部分１ｂの透過率の変化と、異常部分１ｂと正常部分１ａとの境界部分１ｃの透過率の変化に基づいて異常部分１ｂを検出することで、異常部分１ｂを強調しながら検出を行うことができる。このため、異常部分１ｂが目立つようになり、たとえ異常部分１ｂ自体の透過率の変化が僅かな場合であっても異常部分１ｂを見逃さずに検出することができる。
【００３４】
固体絶縁体１の異常検出では、製造時の不良や経時的な劣化に起因した異常を発見することが目的であることが多く、この場合には異常の有無を検出できれば良く、異常の正確な発生位置や大きさを測定する必要はないことが多い。本発明では異常部分１ｂを目立たせて検出するので、異常の有無を検出できれば目的を達成できる固体絶縁体１の異常検出に特に適している。ただし、使用する波長によっては異常部分１ｂの正確な位置や大きさを測定できるので、その場合には異常部分１ｂの位置や大きさを測定するようにしても良い。
【００３５】
この異常検出方法は、例えば図１に示す固体絶縁体１の異常検出装置（以下、単に異常検出装置という）によって実施される。なお、この異常検出装置では、検出手段５を備えることで、異常部分１ｂの検出まで自動的に行うようにしている。この異常検出装置は、可視光に対して不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するもので、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を固体絶縁体１に照射する電磁波源３と、固体絶縁体１の透過波２の透過率を計測する透過率計測装置４と、異常部分１ｂの透過率の変化と、異常部分１ｂと正常部分１ａとの境界部分１ｃの透過率の変化に基づいて異常部分１ｂを検出する検出手段５を備えるものである。また、固体絶縁体１を透過波２に対して垂直で互いに直交する方向に移動させる二次元走査装置６を備えている。
【００３６】
本実施形態では、電磁波源３として例えばテラヘルツ波を照射するテラヘルツ波照射装置とミリ波を照射するミリ波照射装置とサブミリ波を照射するサブミリ波照射装置を有しており、これらを必要に応じて使い分けている。即ち、検査を行う固体絶縁体１の種類によって透過できる電磁波の波長が異なるので、検査対象となる固体絶縁体１を透過する電磁波の波長を選択し、その波長の電磁波を照射できる電磁波照射装置を使用する。電磁波照射装置の使い分けや使用波長の選択は手動操作で行っても良く、あるいは固体絶縁体１の材料の入力により自動的に行われるようにしても良い。ただし、１つの電磁波照射装置でテラヘルツ波、サブミリ波とミリ波を照射できるものがあればその電磁波照射装置を使用しても良い。また、１つのテラヘルツ波照射装置で全ての波長範囲のテラヘルツ波をカバーできなくても、異なる波長のテラヘルツ波を照射する複数の照射装置を組み合わせて使用し、全体として広い波長範囲をカバーするようにしても良い。同様に、１つのミリ波照射装置で全ての波長範囲のミリ波をカバーできなくても、異なる波長のミリ波を照射する複数の照射装置を組み合わせて使用し、全体として広い波長範囲をカバーするようにしても良い。同様に、１つのサブミリ波照射装置で全ての波長範囲のサブミリ波をカバーできなくても、異なる波長のサブミリ波を照射する複数の照射装置を組み合わせて使用し、全体として広い波長範囲をカバーするようにしても良い。つまり、検出に使用する周波数の電磁波を照射できる電磁波源３を準備すれば良い。
【００３７】
固体絶縁体１は、例えば高電圧ケーブルや変電所等の電力設備で使用されるものであり、例えば、ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ケーブル）の絶縁体（ポリエチレン）、モールド変圧器の巻き線を覆う固体絶縁体（エポキシ）、ポリマーがいしやブッシング（シリコーンゴム）等である。ただし、適用可能な固体絶縁体１はこれに限るものではなく、例えば塩化ビニル絶縁ケーブルの固体絶縁体（塩化ビニル），ＯＦケーブルの油浸紙絶縁体等でも良く、その他でも良い。
【００３８】
固体絶縁体１の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン、エポキシ、シリコーンゴム、アクリル、ポリ塩化ビニル、ＥＰゴム等である。ただし、検査対象となる固体絶縁体１の材料はこれらに限るものではない。テラヘルツ波、サブミリ波やミリ波が透過する固体絶縁体１であれば検査可能である。
【００３９】
透過率計測装置４は、例えば分割器７、反射ミラー８、強度計測器９、透過率算出手段１０を備えている。電磁波源３から照射された照射波１１を分割器７で所定比率ｐで計測波１１ａと参照波１１ｂに分割する。計測波１１ａは固体絶縁体１を透過して強度計測器９に入射する。一方、参照波１１ｂは反射ミラー８によって反射され、固体絶縁体１を迂回して強度計測器９に入射する。強度計測器９の測定結果は透過率算出手段１０に供給される。
【００４０】
二次元走査装置６は、透過波２に垂直な平面内で固体絶縁体１を移動させ、固体絶縁体１の表面に沿って透過波２を二次元的に走査させるもので、例えば固体絶縁体１を支持するホルダーと、当該ホルダーを二次元方向に移動させる駆動装置より構成されている。透過波２の走査位置に関する情報は、検出手段５に供給される。
【００４１】
透過率算出手段１０と検出手段５は、例えばコンピュータによって実現されている。つまり、少なくとも１つのＣＰＵやＭＰＵなどの中央演算装置と、データの入出力を行うインターフェースと、プログラムやデータを記憶するメモリを備えるコンピュータと所定の制御ないし演算プログラムによって、透過率算出手段１０と検出手段５を実現している。即ち、中央演算装置は、メモリに記憶されたＯＳ等の制御プログラム、透過波２と参照波１１ｂの強度に基づいて透過率を算出する手順を規定したプログラム、異常部分１ｂの透過率の変化と、異常部分１ｂと正常部分１ａとの境界部分１ｃの透過率の変化に基づいて異常部分１ｂを検出する手順を規定したプログラム、所要データ等により、透過率算出手段１０と検出手段５を実現している。また、コンピュータには、例えばディスプレイやプリンター等の出力装置が接続されている。
【００４２】
固体絶縁体１の種類に応じて選択された波長の電磁波が電磁波源３から照射されると、固体絶縁体１を透過した透過波２と固体絶縁体１を迂回した参照波１１ｂが強度計測器９に入射し、計測された強度データが透過率算出手段１０に供給される。透過率算出手段１０は、例えば、参照波１１ｂの強度Ｉｒと分割器７の分割比率ｐより照射波１１の強度Ｉ（＝Ｉｒ／ｐ）を求める。また、照射波１１の強度Ｉと参照波１１ｂの強度Ｉｒから計測波１１ａの強度Ｉin（＝Ｉ−Ｉｒ）を求め、透過波２の強度をＩoutとすると、透過率η＝（Ｉin−Ｉout）／Ｉinより固体絶縁体１の透過率を求める。次いで、求めた透過率を二次元走査装置６から供給される透過波２の走査位置と関連させて記憶する。そして、二次元走査装置６によって固体絶縁体１を移動させて照射波１１が当たる位置を所定距離（スキャンステップ）だけずらし、上述の手順を繰り返して当該位置における固体絶縁体１の透過率を求める。そして、二次元走査装置６は、例えば図２に示すように、照射波１１が固体絶縁体１の表面を二次元的に走査するように固体絶縁体１を順次移動させ、各位置Ｐ１，Ｐ２，…における固体絶縁体１の透過率を求める。
【００４３】
検出手段５は、透過率の計測結果に基づき、透過率の変化している領域を検出する。例えば、図９〜図１２の例では、ポリエチレン部分の透過率が現れた領域１２の透過率に比べて空気部分（孔部分）の透過率が現れた領域１３の透過率は大きく、境界部分１ｃの透過率が現れた領域１４の透過率は極めて小さい。検出手段５は、各領域１２〜１４の透過率の変化に基づいて異常があることを検出する。空気部分に対応する領域１３と比べ、境界部分１ｃに対応する領域１４では透過率が大きく変化しており、空気部分を強調する結果となっている。このため、空気部分が目立つようになり、空気部分を確実に検出することができる。なお、図１１では、透過率の大小を色の濃さで示しており、色の濃い部分ほど透過率が大きいことを示している。
【００４４】
また、本発明では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体１に適用することができ、汎用性及び実用性を高めることができる。
【００４５】
特に、大容量（使用電圧の高い）の固体絶縁電力設備を作製、運用するには、固体絶縁体１内部を非破壊、非接触でモニタリングすることが必要である。固体絶縁体１内部の異常は設備製造時に発生し、また設備使用中の経年劣化によっても発生するので、固体絶縁電力設備を使用する上で、本発明は不可欠となる。固体絶縁体１内部の空隙や亀裂等の異常を検出することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３に、本発明の固体絶縁体１の異常検出方法とこれを実施する異常検出装置を示す。この異常検出方法は、可視光に対し不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するもので、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体１に照射して、その透過波２の偏波変動を計測し、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出するものである。
【００４７】
つまり、固体絶縁体１に照射された電磁波は固体絶縁体１を透過する。固体絶縁体１の内部に異常がなければ、誘電率テンソルの変化量は全ての部分でゼロである。一方、固体絶縁体１の内部に例えば電気的ひずみ、機械的ひずみ、温度不均一によるひずみ等の異常がある場合には、光弾性効果、ポッケルス効果、カー効果等によりその異常部分１ｂで誘電率テンソルが変化する。この変化に基づき異常部分１ｂを検出する。
【００４８】
図４に基づいてさらに説明すると、いま、参照波１１として、例えば縦と横で位相のそろった波即ち位相差０の波を誘電率異方性（直線複屈折）を示す固体絶縁体１に入射させると、固体絶縁体１の直線複屈折によって透過波２に位相差Γが生じる。これは斜め４５度の直線偏光（図５）が同じ方向に傾いている楕円偏光（図６）になることに対応している。位相差Γは固体絶縁体１に生じている電界（電気的なひずみ）や応力（機械的なひずみ）等で変化するので、楕円偏光のふくらみ具合を観測することで電界や応力を知ることができる。
【００４９】
即ち、電界や応力が作用していない状態の固体絶縁体１に電界や応力が部分的に作用した場合（この場合は異常が発生した部分の誘電率テンソルが電界や応力に応じて変化するため、透過波２の縦と横の波の間の位相差が異常の発生によって０からΓに変化する。すわなち偏波面が変化する。換言すると、正常部分１ａの透過波２の縦と横の波の間の位相差が０であり、異常の発生した部分の透過波２の縦と横の波の間の位相差がΓになり、偏波面に違いが生じる。）や、固体絶縁体１に全体的に電界や応力が作用しているときにその一部分の電界や応力が変化した場合（この場合も異常が発生した部分の誘電率テンソルが変化するため、透過波２の縦と横の波の間の位相差が異常の発生によってΓからΓ＋αに変化し、偏波面が変化する。換言すると、正常部分１ａの透過波２の縦と横の波の間の位相差はΓであり、異常の発生した部分の透過波２の縦と横の波の間の位相差がΓ＋αになり、偏波面に違いが生じる。）に、透過波２の縦と横の波の間の位相差の変化に基づいて部分的な電界や応力の発生や変化を検出することができる。これにより、電気的なひずみや機械的なひずみ等の異常の存在や発生を検出することができる。
【００５０】
この異常検出方法は、例えば図３に示す異常検出装置によって実施される。なお、この異常検出装置では、検出手段５を備えることで、異常部分１ｂの検出まで自動的に行うようにしている。この異常検出装置は、可視光に対し不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するもので、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を固体絶縁体１に照射する電磁波源３と、固体絶縁体１の透過波２の偏波変動を計測する偏波計測装置１５と、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出する検出手段５を備えるものである。また、図１の異常検出装置と同様に、固体絶縁体１を透過波２に対して垂直で互いに直交する方向に移動させる二次元走査装置６を備えている。なお、電磁波源３、固体絶縁体１、二次元走査装置６は、図１の異常検出装置のものと同じであり、それらの説明を省略する。
【００５１】
偏波計測装置１５は、例えば偏光子１６、検光子１７、光検出器１８を備えている。偏光子１６は電磁波源３と固体絶縁体１の間に設けられ、照射波１１を例えば斜め４５度の直線偏波にする。検光子１７は固体絶縁体１と光検出器１８の間に設けられ、偏光子１６の直線偏波に対して９０度傾いた透過波２を通過させる。光検出器１８は透過波２を検出し、その信号を検出手段５に供給する。
【００５２】
検出手段５は、例えばコンピュータによって実現されている。つまり、少なくとも１つのＣＰＵやＭＰＵなどの中央演算装置と、データの入出力を行うインターフェースと、プログラムやデータを記憶するメモリを備えるコンピュータと所定の制御ないし演算プログラムによって、検出手段５を実現している。即ち、中央演算装置は、メモリに記憶されたＯＳ等の制御プログラム、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出する手順を規定したプログラム、所要データ等により、検出手段５を実現している。また、コンピュータには、例えばディスプレイやプリンター等の出力装置が接続されている。
【００５３】
固体絶縁体１の種類に応じて選択された波長の電磁波が電磁波源３から照射されると、この照射波１１は偏光子１６によって斜め４５度の直線偏波に偏波される。固体絶縁体１を透過した透過波２は検光子１７に入射する。
【００５４】
いま、固体絶縁体１に電気的なひずみや機械的なひずみ等の異常が発生していなければ、照射波１１は固体絶縁体１によって偏光されずに、あるいは検光子１７を透過する程には偏光されずに固体絶縁体１を透過する。したがって、透過波２は検光子１７を透過することができず、光検出器１８によって透過波２が検出されることはない。
【００５５】
一方、固体絶縁体１に電気的なひずみや機械的なひずみ等の異常が発生している場合には、固体絶縁体１の誘電率テンソルの変化に応じて決まる誘電率異方性によって透過波２の偏波面が変化する。このため、透過波２は検光子１７を透過し、光検出器１８によって検出される。検出手段５は光検出器１８からの出力によって透過波２の偏波面が変化したことを認識し、二次元走査装置６から供給される透過波２の走査位置と関連させて固体絶縁体１の異常を検出する。そして、二次元走査装置６によって固体絶縁体１を移動させて照射波１１が当たる位置を所定距離だけずらし、上述の手順を繰り返して当該位置における偏波面の変化を観測して異常を検出する。そして、二次元走査装置６は、例えば図２に示すように、照射波１１が固体絶縁体１の表面を二次元的に走査するように固体絶縁体１を順次移動させ、各位置における固体絶縁体１の誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化、即ち異常を検出する。
【００５６】
本発明では、正常部分１ａについては透過波２を検出することができず、異常部分１ｂでのみ透過波２を検出することになるので、異常の有無の判断が容易であり、異常部分１ｂを確実に検出することができる。なお、異常部分１ｂで透過波２を検出し、正常部分１ａでは透過波２を検出できない構成に代えて、正常部分１ａで透過波２を検出し、異常部分１ｂでは透過波２を検出できない構成にしても良い。
【００５７】
また、透過波２の検出を二次元走査装置６から供給される透過波２の走査位置と関連させることで、異常の発生位置も検出することができる。ただし、二次元走査装置６を省略しても良い。この場合には、定点観測を行うことになるが、定期的に観測を行うことで、当該位置における異常の発生を検出することができる。異常の発生する位置が予め予測できる場合等に有効である。
【００５８】
また、本発明では、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を選択して使用するので、より多くの固体絶縁体１に適用することができ、汎用性及び実用性を高めることができる。
【００５９】
特に、大容量（使用電圧の高い）の固体絶縁電力設備を作製、運用するには、固体絶縁体１内部を非破壊、非接触でモニタリングすることが必要である。固体絶縁体１内部の異常は設備製造時に発生し、また設備使用中の経年劣化によっても発生するので、固体絶縁電力設備を使用する上で、本発明は不可欠となる。固体絶縁体１内部の機械的ひずみ、電気的ひずみ、温度不均一によるひずみ等の異常を検出することができる。
【００６０】
本発明では、例えば固体絶縁体１としてポリエチレンを使用しているＣＶケーブル、エポキシ使用しているモールド変圧器、シリコーンゴムを使用しているポリマーがいし等を検査の対象とすることができる。ただし、これらの電気設備に限るものではないことは勿論である。
【００６１】
例えば  図７に、電気設備として例えばモールド変圧器に適用した例を示す。この例では、二次元走査装置６を省略している。電磁波源３と偏光子１６を備える発信器１９と、検光子１７と光検出器１８を備える受信器２０とを、モールド変圧器２１の巻き線２２を覆う固体絶縁体１の検査位置２３を挟んで対向配置している。検査位置２３は、例えば巻き線２２部分のエッジ部等、電界や応力の異常集中が起きやすいと考えられる位置である（図７（Ｂ））。つまり、発信器１９及び受信器２０は、例えば固体絶縁体１の異常の起きそうな位置に設置することが好ましい。このようにすることで、モールド変圧器２１の固体絶縁体１の異常を検出することができる。観測は、モールド変圧器２１の稼働中に定期的に行うことができる。また、モールド変圧器２１の停止中に観測を行っても良い。
【００６２】
現在、液体や気体の絶縁体を使用しない全固体変電所が開発されつつある等、固体絶縁体１の使用要求が高まっている。固体絶縁体１は可視光線に対し不透明なものが多く、この場合には内部の気泡等の異常を目視することができない。また、機械的ひずみ、電気的ひずみ、温度不均一によるひずみ等の異常は、もともと目視によって確認し難い。したがって、可視光に対し不透明な固体絶縁体１の内部の異常を非破壊、非接触で検出できる本発明は、非常に有用である。
【００６３】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００６４】
例えば、上述の説明では、固体絶縁体１の異常部分１ｂ及び境界部分１ｃの透過率の変化に基づいて異常部分１ｂを検出し（図１）、または固体絶縁体１の異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出していた（図３）が、固体絶縁体１の異常部分１ｂ及び境界部分１ｃの透過率の変化と、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化の両方に基づいて異常部分１ｂを検出しても良い。この場合の例を図８に示す。この異常検出方法は、可視光に対して不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するもので、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長を選択し、選択した波長の電磁波を固体絶縁体１に照射して、その透過波２の透過率と偏波変動を計測し、異常部分１ｂの透過率の変化と、異常部分１ｂと正常部分１ａとの境界部分１ｃの透過率の変化と、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出するものである。そして、この異常検出方法を実施する異常検出装置は、可視光に対して不透明な固体絶縁体１の内部の異常を検出するものであって、テラヘルツ波、サブミリ波とミリ波のうち固体絶縁体１を透過する波長の電磁波を固体絶縁体１に照射する電磁波源３と、固体絶縁体１の透過波２の透過率を計測する透過率計測装置４と、固体絶縁体１の透過波２の偏波変動を計測する偏波計測装置１５と、異常部分１ｂの透過率の変化と、異常部分１ｂと正常部分１ａとの境界部分１ｃの透過率の変化と、異常部分１ｂの誘電率テンソルの変化による透過波偏波面の変化に基づいて異常部分１ｂを検出する検出手段５を備えるものである。
【００６５】
異常検出装置は、例えば分割器２４を有しており、電磁波源３から照射された照射波１１を透過率計測用波１１ｃと偏波変動計測用波１１ｄに分割する。透過率計測用波１１ｃは図１と同様の透過率計測装置４に供給され、固体絶縁体１の透過率を計測してその結果を検出手段５に出力する。また、偏波変動計測用波１１ｄは図３と同様の偏波計測装置１５に供給され、固体絶縁体１の偏波変動を計測してその結果を検出手段５に出力する。これらの計測は二次元走査装置６によって固体絶縁体１を順次移動させながら行われる。
【００６６】
検出手段５は、透過率計測装置４の出力に基づいて透過率の変化している領域を調べ、透過率の変化に基づいて異常部分１ｂに対応する領域１３と境界部分１ｃに対応する領域１４を判別し、固体絶縁体１の異常部分１ｂを検出する。これと並行し、検出手段５は偏波計測装置１５の出力に基づいて偏波面の変化が相違している領域を識別し、固体絶縁材料の異常部分１ｂを検出する。つまり、２つの異なる原理に基づいて異常部分１ｂを検出するので、異常部分１ｂの検出をより確実にでき、信頼性をより一層向上させることができる。なお、この場合、照射波１１を透過率計測用波１１ｃと偏波変動計測用波１１ｄに分割し、固体絶縁材料の透過率と偏波変動を同時に計測していたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、透過率と偏波変動を片方ずつ順番に測定しても良い。
【００６７】
また、上述の説明では、二次元走査装置６を用いて固体絶縁体１を移動させるようにしていたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、固体絶縁体１を移動させることに代えて、異常検出装置を移動させるようにしても良い。また、固体絶縁体１と異常検出装置の両方を移動させるようにしても良い。
【実施例１】
【００６８】
固体絶縁体１のサンプルにテラヘルツ波を照射し、透過率の変化に基づいて気泡を検出する実験を行った。実験に使用する固体絶縁体１のサンプルとして、厚さ５ｍｍのポリエチレン板を使用した。サンプル１には、図９に示すように、直径１０ｍｍの孔２５と８ｍｍの孔２５を８ｍｍの間隔をあけて形成した。照射波１１として、周波数１．３ＴＨｚのテラヘルツ波を使用した。テラヘルツ波を発生させる電磁波源３として後進行波管（ＢＷＯ管）を使用した。スキャンエリア：３７．３ｍｍ（Ｘ方向）×２８．２ｍｍ（Ｙ方向）、スキャンステップ：０．５４ｍｍとした。
【００６９】
実験の結果を図１０〜図１２に示す。なお、図１０は図９のＬ−Ｌ点線に沿う位置の透過光強度を示している。図１０の破線Ａは孔２５以外の部分の平均的レベルを示している。また、図１１では、透過率の大小を色の濃さで示しており、色の濃い部分ほど透過率が高い。なお、図１２は図１１の透過率の分布を概念的に示している。
【００７０】
孔２５部分（異常部分１ｂ）の透過率がポリエチレン部分（正常部分１ａ）の透過率よりも大きくなっているほか、孔２５の縁（空気とポリエチレンの界面）では透過率が激減し、境界面２６が強調されて観測された。この現象は、テラヘルツ波が空気とポリエチレンの境界面２６で屈折・散乱することによるものと思われる。実際の固体絶縁体１についても、内部に気泡や亀裂等の異常部分１ｂが存在する場合には同様の現象が観測されると考えられる。これにより、固体絶縁体１内の気泡や亀裂等の異常部分１ｂを検出できることを確認できた。
【実施例２】
【００７１】
固体絶縁体１に生じている機械的な応力を透過波２の、誘電率テンソルの変化による偏波面の変化に基づいて検出する実験を行った。固体絶縁体１のサンプルとして、厚さ５ｍｍのポリエチレン片を使用した。図１３に示すように、サンプル１を部分的にクランプ装置２７で挟み付けることでサンプル１に部分的な機械的応力を発生させた。なお、図１３においてＰ円は機械的応力付加部分を示している。照射波１１として、周波数１ＴＨｚのテラヘルツ波を使用した。偏光子１６を使用して照射波１１を斜め４５度の直線偏光とし、偏光子１６に対して９０度傾いた検光子１７を使用した。比較のために偏光子１６及び検光子１７を使用せずに実験を行った。
【００７２】
実験の結果を図１４に示す。なお、図１４中、白色の長方形はサンプル１であり、（Ａ）においてサンプル１の両側にはクランプ装置２７の輪郭を白色の線で示している。図１４（Ａ）は偏光子１６及び検光子１７を使用しない場合の結果を、（Ｂ）は偏光子１６及び検光子１７を使用した場合の結果をそれぞれ示している。偏光子１６及び検光子１７を使用しなかった実験では、サンプル１及びクランプ装置２７以外の空気部分ではテラヘルツ波の透過率は大きく、金属部分（クランプ装置２７部分）はテラヘルツ波は透過せず、ポリエチレン部分（サンプル１部分）はテラヘルツ波がある程透過することが確認できただけであった（図１４（Ａ））。
【００７３】
これに対し、サンプル１への照射波１１を偏光子１６によって斜め４５度の直線偏光とし、透過波２を９０度傾いた方向の検光子１７を通して検出すると、応力付加部分だけ透過波２が観測された。これは、サンプル１の応力発生部分以外の部分は照射波１１の偏光状態を変化させないため、透過波２は検光子１７を透過できないが、サンプル１の応力発生部分は光弾性効果により透過波２が楕円偏波となり、検光子１７を透過できる成分が生じたためである。この実験では、サンプル１に生じさせたのは機械的応力（機械的なひずみ）であったが、電気的ひずみ、温度不均一によるひずみ等を生じさせた場合も同様である。これにより、固体絶縁体１内の機械的なひずみ、電気的なひずみ、温度不均一によるひずみ等の異常を検出できることを確認できた。
【実施例３】
【００７４】
代表的な固体絶縁体１であるポリエチレンに対するテラヘルツ波の透過特性を調べる実験を行った。実験サンプルとして、厚さ５ｍｍのポリエチレン板を使用した。約０．８５〜１．１ＴＨｚ、約１．２〜１．４ＴＨｚのテラヘルツ波について実験を行った。その結果を図１５に示す。その結果、テラヘルツ波はポリエチレンを良好に透過することがわかった。このため、ポリエチレン内の異常をテラヘルツ波を用いて検出できることを確認できた。なお、図１５の透過率の振動はエタロン効果によるものである。
【実施例４】
【００７５】
代表的な固体絶縁体１であるエポキシやシリコーンゴムに対するサブミリ波、ミリ波の透過特性を調べる実験を行った。実験サンプルとして、厚さ５ｍｍのエポキシ板とシリコーンゴム板を使用した。その結果を図１６に示す。テラヘルツ波はエポキシやシリコーンゴムをほとんど透過できないが、波長を長く（周波数を低く）すると、つまりサブミリ波帯、ミリ波帯にすると、透過できるようになるのを確認できた。このため、エポキシやシリコーンゴム内の異常をサブミリ波やミリ波を用いて検出できることを確認できた。
【００７６】
ただし、計測分解能（サブミリ波、ミリ波の進行方向に対して垂直な平面内）は波長の長さで決まるので、あまり波長を長くすると分解能が悪化し、高精度の検出には適切でなくなる可能性もある。特に高精度の検出には、透過率と分解能の兼ね合いを考慮して照射波１１の波長を選択することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の固体絶縁体の異常検出装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】固体絶縁体の二次元走査を説明するための図である。
【図３】本発明の固体絶縁体の異常検出装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図４】誘電率テンソルに異方性のある固体絶縁体による縦と横の波の間の位相差変化（発生）を説明するための図である。
【図５】斜め４５度の直線偏光を示す図である。
【図６】斜め４５度の楕円偏光を示す図である。
【図７】本発明の固体絶縁体の異常検出装置の第３の実施形態を概念的に示し、（Ａ）はその全体図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ円部分における透過波に垂直な平面の概念図である。
【図８】本発明の固体絶縁体の異常検出装置の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図９】気泡を検出する実験で使用したサンプルの平面図である。
【図１０】気泡を検出する実験の結果を示し、図９のＬ−Ｌ点線に沿う位置の透過光強度を示すグラフである。
【図１１】気泡を検出する実験の結果を示し、透過率の分布を二次元的に示した図である。
【図１２】図１１の透過率の分布を概念的に示した図である。
【図１３】機械的応力を検出する実験の様子を示す概略構成図である。
【図１４】機械的応力を検出する実験の結果を示し、（Ａ）は偏光子及び検光子を使用しない場合の透過率の分布を示す図、（Ｂ）は偏光子及び検光子を使用した場合の透過率の分布を示す図である。
【図１５】ポリエチレンにテラヘルツ波を照射した場合の周波数と透過率及び吸収係数との関係を示すグラフである。
【図１６】エポキシ及びシリコーンゴムにテラヘルツ波、サブミリ波及びミリ波を照射した場合の周波数と透過率及び吸収係数との関係を示すグラフである。
【図１７】従来のテラヘルツ波を用いた差分イメージング装置の概念図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  固体絶縁体
１ａ  正常部分
１ｂ  異常部分
１ｃ  境界部分
２  透過波
３  電磁波源
４  透過率計測装置
５  検出手段
１５  偏波面計測装置
【図１】
2006226910.tif 000003
【図２】
2006226910.tif 000004
【図３】
2006226910.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006226910.tif 000009
【図８】
2006226910.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
2006226910.tif 000015
【図１６】
2006226910.tif 000016
【図１７】
2006226910.tif 000017
【図１１】
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【図１４】
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