(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って反射強度の２次元分布計測値を得て、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１
【数１】
0005807303.tif 000046
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順
〔イ〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２
【数２】
0005807303.tif 000047
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順
というこれら手順〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手順によって係数ｋi,jを求め、
当該係数ｋi,jを用いて数式３
【数３】
0005807303.tif 000048
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求め、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式４
【数４】
0005807303.tif 000049
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求めることを特徴とする塗膜下鋼材腐食の検出方法。
【請求項２】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って反射強度の２次元分布計測値を得て、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式５
【数５】
0005807303.tif 000050
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順
〔イ〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式６
【数６】
0005807303.tif 000051
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順
というこれら手順〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手順によって係数ｋi,jを求め、
当該係数ｋi,jを用いて数式７
【数７】
0005807303.tif 000052
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求めることを特徴とする塗膜下鋼材腐食の検出方法。
【請求項３】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段と、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式８
【数８】
0005807303.tif 000053
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
〔イ〕前記２次元分布計測値データにおける前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式９
【数９】
0005807303.tif 000054
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段と、
当該係数ｋi,jを用いて数式１０
【数１０】
0005807303.tif 000055
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段と、
当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式１１
【数１１】
0005807303.tif 000056
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段とを有することを特徴とする塗膜下鋼材腐食の検出装置。
【請求項４】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段と、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１２
【数１２】
0005807303.tif 000057
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
〔イ〕前記２次元分布計測値データにおける前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式１３
【数１３】
0005807303.tif 000058
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段と、
当該係数ｋi,jを用いて数式１４
【数１４】
0005807303.tif 000059
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段とを有することを特徴とする塗膜下鋼材腐食の検出装置。
【請求項５】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１５
【数１５】
0005807303.tif 000060
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段と
〔イ〕前記２次元分布計測値データにおける前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式１６
【数１６】
0005807303.tif 000061
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段、
当該係数ｋi,jを用いて数式１７
【数１７】
0005807303.tif 000062
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段、及び、
当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式１８
【数１８】
0005807303.tif 000063
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段としてコンピュータを機能させるための塗膜下鋼材腐食の検出プログラム。
【請求項６】
周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に前記塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段、
〔ア〕当該２次元分布計測値における前記計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して前記計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１９
【数１９】
0005807303.tif 000064
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段と
〔イ〕前記２次元分布計測値データにおける前記計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して前記計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２０
【数２０】
0005807303.tif 000065
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって前記計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段
というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段、及び、
当該係数ｋi,jを用いて数式２１
【数２１】
0005807303.tif 000066
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって前記被検査物の前記塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段としてコンピュータを機能させるための塗膜下鋼材腐食の検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、塗膜下における鋼材の腐食部分の体積測定を非破壊で行うことに用いて好適な塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
塗膜下における鋼材の腐食生成物の検出を非破壊で行う従来の方法としては、例えば、集光した単色Ｘ線を多段スリットによってノイズを減少させて表面に塗膜を有する金属材料の塗膜の上から塗膜下の微小領域に照射し、当該微小領域の腐食生成物のＸ線回折強度を信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を高めて測定するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２５６８００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の腐食生成物検出方法では、塗膜下の鋼材に腐食生成物が存在するか否か、すなわち、鋼材が腐食しているか否かを判定することはできても、腐食している部分の体積を測定することはできない。このため、特許文献１の方法では、鋼材の腐食への対策として例えば腐食進行防止の方策や鋼材(部品)交換の要否を検討する際に必要とされる情報を十分に提供することができるとは言い難い。
【０００５】
そこで、本発明は、塗膜下における鋼材の腐食部分の体積を非破壊で測定することができる塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラム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】
【０００６】
本発明者らは、塗膜下における鋼材の腐食の検出に関する検討を行う中で、周波数が大凡１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕程度の範囲の高周波の電磁波を用いて電磁波測定を行うと、塗膜に対しては優れた透過性を示し塗膜による光吸収は非常に小さいので塗膜が在っても反射光の強度が殆ど変化しない一方で錆などによる光吸収によって錆などによる腐食部分では健全部分と比べて反射光の強度が有意に低下し、腐食層(発錆層)が厚いほど電磁波が強く吸収されることから、腐食層の厚さと電磁波反射光強度とが負の相関をしていることを知見し、そして、高周波の電磁波を用いた電磁波測定によって得られる反射パルスから腐食層の厚さを測定できることを知見するに至った。
【０００７】
請求項１記載の塗膜下鋼材腐食の検出方法は、上記知見に基づくものであり、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って反射強度の２次元分布計測値を得て、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１
【数１】
0005807303.tif 000002
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順，〔イ〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２
【数２】
0005807303.tif 000003
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順というこれら手順〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手順によって係数ｋi,jを求め、当該係数ｋi,jを用いて数式３
【数３】
0005807303.tif 000004
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求め、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式４
【数４】
0005807303.tif 000005
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求めるようにしている。
【０００８】
また、請求項２記載の塗膜下鋼材腐食の検出方法も、上記知見に基づくものであり、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って反射強度の２次元分布計測値を得て、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式５
【数５】
0005807303.tif 000006
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順，〔イ〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式６
【数６】
0005807303.tif 000007
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順というこれら手順〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手順によって係数ｋi,jを求め、当該係数ｋi,jを用いて数式７
【数７】
0005807303.tif 000008
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求めるようにしている。
【０００９】
また、請求項３記載の塗膜下鋼材腐食の検出装置は、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段と、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式８
【数８】
0005807303.tif 000009
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段，〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式９
【数９】
0005807303.tif 000010
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段と、当該係数ｋi,jを用いて数式１０
【数１０】
0005807303.tif 000011
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段と、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式１１
【数１１】
0005807303.tif 000012
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段とを有するようにしている。
【００１０】
また、請求項４記載の塗膜下鋼材腐食の検出装置は、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段と、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１２
【数１２】
0005807303.tif 000013
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段，〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式１３
【数１３】
0005807303.tif 000014
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段と、当該係数ｋi,jを用いて数式１４
【数１４】
0005807303.tif 000015
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段とを有するようにしている。
【００１１】
また、請求項５記載の塗膜下鋼材腐食の検出プログラムは、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１５
【数１５】
0005807303.tif 000016
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段と〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式１６
【数１６】
0005807303.tif 000017
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段、当該係数ｋi,jを用いて数式１７
【数１７】
0005807303.tif 000018
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段、及び、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式１８
【数１８】
0005807303.tif 000019
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段としてコンピュータを機能させるようにしている。
【００１２】
また、請求項６記載の塗膜下鋼材腐食の検出プログラムは、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式１９
【数１９】
0005807303.tif 000020
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段と〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２０
【数２０】
0005807303.tif 000021
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段、及び、当該係数ｋi,jを用いて数式２１
【数２１】
0005807303.tif 000022
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数，
ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段としてコンピュータを機能させるようにしている。
【００１３】
したがって、これらの塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムによると、被検査物の塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の計測値データを用いて被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積を算出するようにしているので、塗膜下の鋼材の腐食部分の体積が非破壊で算出される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムによれば、被検査物の塗膜下における鋼材の腐食部分の体積を非破壊で算出することができるので、鋼材の腐食への対策として例えば腐食進行防止の方策や鋼材(部品)交換の要否を検討する際に必要とされる情報を十分に提供することが可能になり、鋼材の腐食検出の有用性及び汎用性の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。
【図２】本実施形態の塗膜下鋼材腐食の検出方法を塗膜下鋼材腐食の検出プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現される塗膜下鋼材腐食の検出装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明における電磁波測定の例としての時間領域分光法を説明する装置構成図である。
【図４】本発明におけるＴＨｚ波計測を行って得られるＴＨｚ反射波時間波形（ＴＨｚ反射パルス波）の一例を示す図である。
【図５】被検査物の塗膜層と腐食層と鋼材との各間の界面における電磁波の反射の様相を説明する図である。(Ｂ)は(Ａ)の矩形内の拡大図である。
【図６】鉄錆の種類毎の吸光度スペクトルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１から図６に、本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムの実施形態の一例を示す。本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法は、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って反射強度の２次元分布計測値を得て、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式２２
【数２２】
0005807303.tif 000023
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順，〔イ〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２３
【数２３】
0005807303.tif 000024
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手順というこれら手順〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手順によって係数ｋi,jを求め（Ｓ５）、当該係数ｋi,jを用いて数式２４
【数２４】
0005807303.tif 000025
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求め（Ｓ６）、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式２５
【数２５】
0005807303.tif 000026
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める（Ｓ７）ようにしている。
【００１８】
本発明では、被検査物の評価領域（即ち、腐食の検出・評価の対象とする部分）に対して高ギガヘルツからテラヘルツ帯の周波数の電磁波を用いた電磁波測定を行い、当該電磁波測定によって得られた反射強度の計測値を用いる。なお、本発明では、被検査物における腐食部分の２次元的な範囲(領域)を特定した上で当該腐食部分の体積を算出するので、電磁波測定は被検査物表面において２次元的に行い、それによって得られる反射強度の２次元分布計測値を用いる。また、本発明における電磁波測定は、被検査物の塗膜表面において、即ち塗膜層を介在させながら当該塗膜層下の鋼材若しくは鋼材の腐食をターゲットとして行う。
【００１９】
高ギガヘルツからテラヘルツ帯の周波数の電磁波を用いた電磁波測定は、例えば時間領域分光法を用いて行う。この時間領域分光法自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略するが、概要を図３に示す（時間領域分光法については、例えば、J.A. Izatt，M.D. Kulkarni，H-W. Wang，K. Kobayashi，M.V. Sivak, Jr.，「Optical coherence tomography and microscopy in gastrointestinal tissues」，IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.，Vol. 2，No. 4，pp. 1017-1028，1996年 を参照）。
【００２０】
図３に示す例では、まず、フェムト秒レーザ１から照射されたフェムト秒レーザパルスをビームスプリッタ２で二つの低温成長ＧａＡｓ光伝導アンテナ３Ａ，３Ｂに照射する。一方のアンテナ３Ａはエミッタとして働いて照射パルスを高ギガヘルツ〜テラヘルツ(ＴＨｚ)波に変換する。このテラヘルツ波は被検査物４を透過し、放物面鏡５Ａで集光されて受光器６に入る。また、前記フェムト秒レーザパルスはビームスプリッタ２と時間遅延ステージ７とを介してディテクタとなるもう一つのアンテナ３Ｂにも照射され、被検査物４を透過したテラヘルツ波の計測スイッチとなる（なお、図３中の符号８は適宜配置されるミラーである）。そして、テラヘルツ波の電界振幅と位相とが同時に得られ、例えば複素誘電率が直接計算される。さらに、この時間領域分光法をｘｙステージと連動させることによってテラヘルツ波２次元強度分布測定（イメージング測定とも呼ばれる）が行われる。なお、本発明における高ギガヘルツからテラヘルツ帯の周波数の電磁波を用いた電磁波測定の仕方・仕組みは、図３に示す構成に限られるものではなく、さらに言えば、時間領域分光法に限られるものでもない。
【００２１】
ここで、以下の説明では、高ギガヘルツからテラヘルツ帯のことを、具体的には大凡１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕程度の範囲の周波数帯のことをテラヘルツ(ＴＨｚ)といい、このようなテラヘルツの電磁波を用いて行う電磁波測定をＴＨｚ波計測という。
【００２２】
そして、例えば上述の時間領域分光法を用いてＴＨｚパルス波によるＴＨｚ波計測を行うと、電磁気学における境界条件に従い、低誘電率媒質から高誘電率媒質に電磁波が入射する場合には反射波の位相が反転する。また、材質毎の誘電率(複素誘電率)は、透過測定などにより、例えば0.5〔THz〕において空気＝１，エポキシ樹脂＝6.5，錆＝9.5などのように計測することができる。なお、地金（言い換えると、鋼材のうち腐食していない部分：健全鋼材）の誘電率(複素誘電率)は無限大であるとみなせる。
【００２３】
これより、ＴＨｚ波計測を行って得られるＴＨｚ反射波時間波形（ＴＨｚ反射パルス波ともいう；図４に一例を示す）において、樹脂などの塗膜層と地金(健全鋼材)との界面や、鋼材の錆などによる腐食(錆)層と非腐食層との界面などの界面で合計何回反射された光が関与しているＴＨｚ波反射強度ピークであるかを判定することができる。このように、位相情報に基づいて、ＴＨｚ反射波時間波形の各ピークがいずれの界面に由来するものであるかを判定することができる。さらに、塗膜下の鋼材が発錆して腐食(錆)層が存在している場合には健全鋼材部分と比べて反射信号の数が増えるので、反射パルス数に着目すれば、鋼材の腐食層を非破壊で検出することができる。
【００２４】
また、樹脂などの塗膜層が在っても、すなわち塗膜層を介在させての計測であっても、本発明者の検討に基づく知見より、鋼材の錆などによる腐食部分では健全部分と比べてＴＨｚ反射パルス波の反射光強度が低下するので、ＴＨｚ波反射強度の２次元分布計測値を用いることによって鋼材の腐食範囲を非破壊で検出することができる。
【００２５】
ところで、上述の塗膜下鋼材腐食の検出方法は、本発明の塗膜下鋼材腐食の検出装置として実現される。本発明の塗膜下鋼材腐食の検出装置は、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段と、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式２６
【数２６】
0005807303.tif 000027
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段，〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式２７
【数２７】
0005807303.tif 000028
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段というこれら手段〔ア〕と〔イ〕とのうちのどちらか一方の手段と、当該係数ｋi,jを用いて数式２８
【数２８】
0005807303.tif 000029
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段と、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式２９
【数２９】
0005807303.tif 000030
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段とを有するようにしている。
【００２６】
また、上述の塗膜下鋼材腐食の検出方法及び塗膜下鋼材腐食の検出装置は、本発明の塗膜下鋼材腐食の検出プログラムをコンピュータ上で実行することによっても実現される。本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラムをコンピュータ上で実行することによって塗膜下鋼材腐食の検出装置が実現されると共に塗膜下鋼材腐食の検出方法が実施される場合を例に挙げて説明する。
【００２７】
塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７を実行するためのコンピュータ１０（本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出装置１０でもある）の全体構成を図２に示す。この塗膜下鋼材腐食の検出装置１０は、制御部１１、記憶部１２、入力部１３、表示部１４及びメモリ１５を備え相互にバス等の信号回線によって接続されている。また、塗膜下鋼材腐食の検出装置１０にはデータサーバ１６がバス等の信号回線によって接続されており、その信号回線を介してデータや制御指令等の信号の送受信（即ち出入力）が相互に行われる。
【００２８】
本実施形態では、上述のように被検査物の評価領域に対する２次元的なＴＨｚ波計測によって得られたＴＨｚ波反射強度の２次元分布計測値が反射強度データベース１８としてデータサーバ１６に蓄積される。なお、反射強度の計測値のデータは、具体的には、電磁波測定によって得られる反射波の電界のパルスデータである。そして、被検査物表面における２次元的な計測位置と対応づけられて反射強度データであるパルスデータが反射強度データベース１８として蓄積される。
【００２９】
なお、本発明において反射強度計測値データが蓄積されるデータベースやデータファイルが保存されるのは、データサーバ１６に限られるものではなく、記憶部１２に保存されるようにしても良いし、光記憶媒体等の各種記憶媒体や外部記憶装置に保存されるようにしても良い。
【００３０】
制御部１１は記憶部１２に記憶されている塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７によって塗膜下鋼材腐食の検出装置１０全体の制御並びに鋼材腐食の検出処理に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ(中央演算処理装置)である。
【００３１】
記憶部１２は少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。
【００３２】
メモリ１５は制御部１１が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ(Ｒandom Ａccess Ｍemory の略)である。
【００３３】
入力部１３は少なくとも作業者の命令を制御部１１に与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。
【００３４】
表示部１４は制御部１１の制御によって文字や図形等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。
【００３５】
そして、記憶装置としてのデータサーバ１６にアクセス可能なコンピュータである塗膜下鋼材腐食の検出装置１０の制御部１１には、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７を実行することにより、周波数が１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕の範囲の電磁波を用いて被検査物の塗膜層表面の２次元的な計測位置毎に塗膜層を介在させて電磁波測定を行って得られた反射強度の２次元分布計測値データを読み込む手段としてのデータ読込部１１ａ、〔ア〕当該２次元分布計測値における計測位置毎の反射光電界の総計を照射光電界で除して計測位置毎に照射光電界反射係数ｌを求めると共に当該照射光電界反射係数ｌを用いて数式３０
【数３０】
0005807303.tif 000031
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段としての係数ｋ計算部１１ｅと〔イ〕２次元分布計測値データにおける計測位置毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して計測位置毎に電界減衰率ｍを求めると共に当該電界減衰率ｍを用いて数式３１
【数３１】
0005807303.tif 000032
ここで、αF：被検査物の塗膜層の吸収係数，
ｄF：被検査物の塗膜層の厚さ，
ｔAF：空気層から塗膜層への電界透過係数，
ｔFA：塗膜層から空気層への電界透過係数，
ｒAF：空気層から塗膜層への電界反射係数，
ｒFA：塗膜層から空気層への電界反射係数，
ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)を表す識別子
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に係数ｋi,jを求める手段としての健全部パルス探索部１１ｂ及び係数ｋ計算部１１ｅというこれら〔ア〕に纏わる手段と〔イ〕に纏わる手段とのうちのどちらか一方の手段、当該係数ｋi,jを用いて数式３２
【数３２】
0005807303.tif 000033
ここで、αR：被検査物の腐食層の吸収係数，
ｔFR：塗膜層から腐食層への電界透過係数，
ｔRF：腐食層から塗膜層への電界透過係数，
ｒFR：塗膜層から腐食層への電界反射係数，
ｒRF：腐食層から塗膜層への電界反射係数
によって計測位置(ｉ,ｊ)毎に被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食層の厚さｄRi,jを求める手段としての腐食層厚さ算出部１１ｆ、並びに、当該腐食層の厚さｄRi,jを用いて数式３３
【数３３】
0005807303.tif 000034
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積
によって被検査物の塗膜層下の鋼材の腐食部分の体積Ｖを求める手段としての腐食部分体積算出部１１ｇが構成される。
【００３６】
以下に、本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法による腐食部分の体積測定の処理内容を図１に従って説明する。
【００３７】
本実施形態の塗膜下鋼材腐食の検出方法の実行にあたっては、まず、制御部１１のデータ読込部１１ａは、被検査物の評価領域に対する２次元的なＴＨｚ波計測によって得られたＴＨｚ波反射強度の２次元分布計測値データの読み込みを行う（Ｓ１）。
【００３８】
具体的には、制御部１１のデータ読込部１１ａは、被検査物表面における２次元的な計測位置（ここでは、平面上の位置座標のように(ｉ,ｊ)と表記する）と対応づけられた反射強度２次元分布計測値データを反射強度データベース１８から読み込み、当該反射強度データであるパルスデータを計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００３９】
ここで、以下のＳ２からＳ６までの処理は、被検査物表面における２次元的な計測位置(ｉ,ｊ)毎に行われる。
【００４０】
次に、制御部１１の健全部パルス探索部１１ｂは、Ｓ１の処理によって読み込まれた反射強度２次元分布計測値データの中から被検査物の健全鋼材部分からの反射光パルスの探索を行う（Ｓ２）。
【００４１】
具体的には、制御部１１の健全部パルス探索部１１ｂは、Ｓ１の処理においてメモリ１５に記憶されたパルスデータをメモリ１５から読み込み、当該パルスデータのうち反射強度が最大であるパルスデータを探索する。
【００４２】
ここで、本発明者の検討によって得られた知見により、テラヘルツの電磁波を用いた電磁波測定では錆などによる腐食部分において反射パルス波の反射強度が有意に低下するので、反射強度が最大であるパルスデータは健全鋼材部分からの反射光パルスであると考えられる。
【００４３】
また、計測位置(ｉ,ｊ)毎のパルスデータにおいて反射強度に差違がない若しくは計測誤差の範囲内で実際には差違はないと考えられる場合には、当該計測位置(ｉ,ｊ)においては腐食層２２は存在しないと考えられるので、当該計測位置(ｉ,ｊ)についてＳ２の処理を終了すると共にＳ３〜Ｓ７については処理を行わず、次の計測位置(ｉ,ｊ)についてのＳ２(以降)の処理に移る。
【００４４】
そして、健全部パルス探索部１１ｂは、反射強度が最大であるパルスデータを健全鋼材部分からの反射光電界ＥUとして計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００４５】
次に、制御部１１は、塗膜の複素屈折率が得られているか否かに基づいてＳ２の処理に続けて行う処理内容の選択を行う（Ｓ３）。
【００４６】
具体的には、制御部１１は、Ｓ３の処理の段階で、塗膜の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）が得られているか否かの指定を要求する内容のメッセージを表示部１４に表示すると共に入力部１３によって入力された作業者の指定内容の入力を受ける。そして、制御部１１は、塗膜の複素屈折率が得られているとの指定内容の場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）にはＳ４-Aの処理に進むようにし、複素屈折率が得られていないとの指定内容の場合（Ｓ３：Ｎｏ）にはＳ４-Bの処理に進むようにする。
【００４７】
ここで、以降のＳ４からＳ７までの処理に係る、本発明者の検討によって得られた知見に基づく本発明における腐食部分の体積の算出原理を以下に説明する。
【００４８】
図５に示すように、電磁波測定として照射されたテラヘルツ光の一部は被検査物の塗膜層２１に侵入し、更にその一部は腐食層２２に侵入する。そして、塗膜層２１(厚さｄF)に侵入した光は特に図５(Ａ)に示すような複雑な反射を起こし、腐食層２２(厚さｄR)に侵入した光は特に図５(Ｂ)に示すような複雑な反射を起こす。なお、図５において、符号２３は被検査物の鋼材である。また、図５(Ａ)において、符号Ｅ0は照射光電界を表し、符号Ｅ1は被検査物表面（即ち、塗膜層２１表面）での反射光電界を表し、符号Ｅ2，Ｅ3は被検査物の層間界面でそれぞれ図５に示す態様で反射した反射光の電界を表す。また、図５(Ｂ)において、符号Ｆ0は照射光が塗膜層２１に侵入して腐食層２２との界面近傍まで到達した際の電界を表し、符号Ｆ1は塗膜層２１と腐食層２２との界面での反射光電界を表し、符号Ｆ2，Ｆ3は腐食層２２と鋼材２３との界面でそれぞれ図５に示す態様で反射した反射光の電界を表す。
【００４９】
まず、塗膜層２１と腐食層２２との界面近傍まで到達した光の電界Ｆ0は数式３４と数式３５とで表されるように反射する。
【数３４】
0005807303.tif 000035
【数３５】
0005807303.tif 000036
ここで、αR：腐食層の吸収係数，
ｄR：腐食層の厚さ，
ｔ：電界透過係数，
ｒ：電界反射係数，
ｐ：反射光の序列(１，２，３，…)  をそれぞれ表す。
また、添字Ｆ：塗膜層に関する変数であること，
添字Ｒ：腐食層に関する変数であること  をそれぞれ表す。
【００５０】
また、数式３４及び数式３５において、添字Ｆ，Ｒの表記の順番はパルス波の侵入方向を表す。そして、電界透過係数ｔ，電界反射係数ｒについて数式３６及び数式３７の関係が成り立つ。
【数３６】
0005807303.tif 000037
【数３７】
0005807303.tif 000038
ここで、ｎF：塗膜層の屈折率，
ｎR：腐食層の屈折率  をそれぞれ表す。
【００５１】
数式３５は、腐食層２２近傍に到達した光の電界Ｆ0が係数ｋで反射されるとみることができる。これより、照射光電界がＥ0のとき、観測される反射光電界Ｅqは数式３８で表される。なお、電界透過係数ｔ，電界反射係数ｒについては数式３６及び数式３７を参照のこと。また、空気層については、屈折率ｎA＝１，吸収係数αA＝０とする。
【数３８】
0005807303.tif 000039
ここで、αF：塗膜層の吸収係数，
ｄF：塗膜層の厚さ，
ｑ：観測される反射光の序列(１，２，３，…)  をそれぞれ表す。
また、添字Ａ：空気層に関する変数であること  を表す。
【００５２】
数式３８の関係から、数式３９が導かれる。
【数３９】
0005807303.tif 000040
【００５３】
そして、数式３９を変形して得られる数式４０によって、腐食層２２近傍に到達した光の電界の反射に関する係数ｋ（以下、侵入光電界反射係数ｋという）が求められる。
【数４０】
0005807303.tif 000041
ここで、ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置  を表す。
【００５４】
したがって、照射波強度（即ち照射光電界Ｅ0）が計測可能であって観測に基づいて照射光の電界の反射に関する係数ｌ（以下、照射光電界反射係数ｌという）を特定することができれば、数式４０によって計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jが計算され、更に数式３５によって腐食層２２の厚さｄRi,jが算出される。この場合には、数式４０及び数式３５を用いるために必要な屈折率ｎと吸収係数αとについては、被検査物と同一材質の試料を用いて実測したり、被検査物の物性値に基づいて求めたりした値を用いる。
【００５５】
また、被検査物の塗膜層２１を形成する材質の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）が不明である場合は、反射パルス解析から塗膜層２１の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）と厚さｄFとを同時に求めることもできる（例えば、M. Scheller，S. Wietzke，C. Jansen，M. Koch，「Modelling heterogeneous dielectric mixtures in the terahertz regime: a quasi-static effective medium theory」，J. Phys. D，Vol. 42，pp. 65415-65419，2009年 を参照）。
【００５６】
また、塗膜層２１を形成する材質によっては、既存資料やデータベースなどから複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）の値を参照することもできる。
【００５７】
一方、照射波強度（即ち照射光電界Ｅ0）が計測不可能である場合は、照射光電界反射係数ｌの代わりに、腐食部（即ち、腐食層２２が存在している範囲(領域)）からの反射光電界Ｅqを健全部（即ち、腐食層２２が存在していない範囲(領域)）からの反射光電界Ｅqで除して、具体的には２次元分布計測値における計測位置(ｉ,ｊ)毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して得られる計測位置毎の電界減衰率ｍを用いて、数式３８を変形して得られる数式４１によって計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jが求められる。
【数４１】
0005807303.tif 000042
ここで、ｉ,ｊ：被検査物表面における２次元的な計測位置  を表す。
【００５８】
そして、計測位置(ｉ,ｊ)毎の腐食層２２の厚さｄRi,jが、数式３５を変形した数式４２によって求められる。
【数４２】
0005807303.tif 000043
【００５９】
さらに、本発明における電磁波測定は２次元的に行われて反射強度の２次元分布計測値が得られる一定範囲のスキャン測定であるので、腐食部分の体積Ｖが数式４３によって求められる。
【数４３】
0005807303.tif 000044
ここで、ΔＳ：面分析における１ピクセルの面積  を表す。
【００６０】
また、数式４２を数式４３に代入することにより、腐食層２２の厚さｄRi,jを求めることなく腐食部分の体積Ｖを直接に求める式として数式４４が導出される。
【数４４】
0005807303.tif 000045
【００６１】
以上の腐食部分の体積の算出原理を踏まえ、塗膜の複素屈折率が得られている場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、制御部１１の塗膜層厚さ算出部１１ｃは、Ｓ２の処理によって探索された健全鋼材部分における反射強度計測値データを用いて塗膜層の厚さの算出を行う（Ｓ４-A）。
【００６２】
具体的には、塗膜層厚さ算出部１１ｃは、塗膜の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）の値及び照射光電界Ｅ0の値の入力を要求する内容のメッセージを表示部１４に表示すると共に入力部１３によって入力された作業者による値の入力を受ける。そして、塗膜層厚さ算出部１１ｃは、入力された塗膜の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）の値及び照射光電界Ｅ0の値をメモリ１５に記憶させる。
【００６３】
塗膜層厚さ算出部１１ｃは、続いて、電界透過係数ｔFA，ｔAF及び電界反射係数ｒFA，ｒAFを数式３６及び数式３７を用いて算出する（なお、数式３６，数式３７におけるｎRを空気の屈折率ｎAにして用いる）。
【００６４】
数式３６及び数式３７を用いるために必要な塗膜の屈折率ｎFは先に作業者によって入力されてメモリ１５に記憶された値を用い、空気の屈折率ｎAは１とする。なお、数式３６及び数式３７並びに空気の屈折率ｎAの値は、本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７に予め規定される。
【００６５】
塗膜層厚さ算出部１１ｃは、さらに、Ｓ２の処理においてメモリ１５に記憶された健全鋼材部分からの反射光電界ＥUをメモリ１５から読み込み、数式３８の左辺をこの反射光電界ＥUにして塗膜層２１の厚さｄFを算出する。
【００６６】
数式３８を用いるために必要な塗膜層の吸収係数αF及び照射光電界Ｅ0は先に作業者によって入力されてメモリ１５に記憶された値を用い、侵入光電界反射係数ｋはＳ４-Aの処理では−１とする。なお、数式３８並びに侵入光電界反射係数ｋの値は、本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７に予め規定される。
【００６７】
そして、塗膜層厚さ算出部１１ｃは、算出した塗膜層２１の厚さｄFの値を計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００６８】
一方、塗膜の複素屈折率が得られていない場合（Ｓ３：Ｎｏ）には、制御部１１の反射パルス解析部１１ｄは、Ｓ２の処理によって探索された健全鋼材部分における反射強度計測値データを用いて反射パルス解析を行って塗膜の複素屈折率及び厚さを算定する（Ｓ４-B）。
【００６９】
具体的には、反射パルス解析部１１ｄは、Ｓ２の処理においてメモリ１５に記憶された健全鋼材部分からの反射光電界ＥUをメモリ１５から読み込み、反射パルス解析を行って塗膜の複素屈折率（屈折率ｎF，吸収係数αF）及び塗膜層２１の厚さｄFを算定する。
【００７０】
そして、反射パルス解析部１１ｄは、算定した塗膜層２１の厚さｄFの値を計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００７１】
Ｓ４-Aの処理若しくはＳ４-Bの処理（以下、これら二つをまとめてＳ４の処理と表記する）の次に、制御部１１の係数ｋ計算部１１ｅは、Ｓ４の処理によって算出・算定された塗膜層の厚さを用い、数式３５における侵入光電界反射係数ｋの計算を行う（Ｓ５）。
【００７２】
本発明における侵入光電界反射係数ｋの計算の仕方には、〔ア〕照射波強度（即ち照射光電界Ｅ0）が計測可能である場合と、〔イ〕照射波強度（即ち照射光電界Ｅ0）が計測不可能である場合との二種類がある。
【００７３】
〔ア〕照射波強度(即ち照射光電界Ｅ0)が計測可能である場合
この場合には、具体的には、係数ｋ計算部１１ｅは、まず、計測位置(ｉ,ｊ)毎に観測される反射光電界Ｅqの総計ΣＥqを照射光電界Ｅ0で除して照射光電界反射係数ｌを算出する。反射光電界Ｅqの総計ΣＥqの値は、観測される反射光電界Ｅqの値を計測位置毎に足し合わせた値を用いる。照射光電界Ｅ0の値は、例えば、Ｓ５の処理の段階で照射光電界Ｅ0の値の入力を要求する内容のメッセージを表示部１４に表示すると共に入力部１３を介して作業者によって入力された値を用いるようにしたり、データファイルとして記憶部１２やデータサーバ１６に予め記憶された値を用いるようにしたりする。
【００７４】
また、係数ｋ計算部１１ｅは、Ｓ４の処理においてメモリ１５に記憶された塗装膜２１の厚さｄFの値をメモリ１５から読み込み、数式４０を用いて計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jの値を計算する。
【００７５】
なお、数式４０を用いるにあたっては、Ｓ４-Aの処理において入力された或いはＳ４-Bの処理において算定された塗膜の屈折率ｎFを用いて数式３６，数式３７によって算出された電界透過係数ｔFA，ｔAF及び電界反射係数ｒFA，ｒAFを用いると共に、Ｓ４-Aの処理において入力された或いはＳ４-Bの処理において算定された塗膜の吸収係数αFを用いる。
【００７６】
また、数式４０は、、本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７に予め規定される。
【００７７】
そして、係数ｋ計算部１１ｅは、計算した侵入光電界反射係数ｋi,jの値を計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００７８】
〔イ〕照射波強度(即ち照射光電界Ｅ0)が計測不可能である場合
この場合には、具体的には、係数ｋ計算部１１ｅは、まず、計測位置(ｉ,ｊ)毎の反射光電界を強度が最大の反射光電界で除して電界減衰率ｍを算出する。強度が最大であって健全部からのものである反射光電界はＳ２の処理においてメモリ１５に記憶された健全鋼材部分からの反射光電界ＥUをメモリ１５から読み込んで用いる。なお、照射波強度(即ち照射光電界Ｅ0)が計測可能である場合でも、以下の手順によって侵入光電界反射係数ｋi,jの値を計算するようにしても良い。
【００７９】
また、係数ｋ計算部１１ｅは、Ｓ４の処理においてメモリ１５に記憶された塗膜層２１の厚さｄFの値をメモリ１５から読み込み、数式４１を用いて計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jの値を計算する。
【００８０】
なお、数式４１を用いるにあたっては、Ｓ４-Aの処理において入力された或いはＳ４-Bの処理において算定された塗膜の屈折率ｎFを用いて数式３６，数式３７によって算出された電界透過係数ｔFA，ｔAF及び電界反射係数ｒFA，ｒAFを用いると共に、Ｓ４-Aの処理において入力された或いはＳ４-Bの処理において算定された塗膜の吸収係数αFを用いる。
【００８１】
また、数式４１は、本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７に予め規定される。
【００８２】
そして、係数ｋ計算部１１ｅは、計算した侵入光電界反射係数ｋi,jの値を計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００８３】
次に、制御部１１の腐食層厚さ算出部１１ｆは、Ｓ５の処理によって計算された侵入光電界反射係数ｋの値を用いて腐食層の厚さの算出を行う（Ｓ６）。
【００８４】
具体的には、腐食層厚さ算出部１１ｆは、被検査物の鋼材の複素屈折率（屈折率ｎR，吸収係数αR）の値の入力を要求する内容のメッセージを表示部１４に表示すると共に入力部１３によって入力された作業者による値の入力を受ける。そして、腐食層厚さ算出部１１ｆは、入力された被検査物の鋼材の複素屈折率（屈折率ｎR，吸収係数αR）の値をメモリ１５に記憶させる。
【００８５】
腐食層厚さ算出部１１ｆは、続いて、電界透過係数ｔFR，ｔRF及び電界反射係数ｒFR，ｒRFを数式３６及び数式３７を用いて算出する。なお、塗膜の屈折率ｎFはＳ４-Aの処理において入力された或いはＳ４-Bの処理において算定された値を用いる。
【００８６】
腐食層厚さ算出部１１ｆは、さらに、Ｓ５の処理においてメモリ１５に記憶された計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jの値をメモリ１５から読み込み、数式４２によって計測位置(ｉ,ｊ)毎の腐食層２２の厚さｄRi,jを算出する。
【００８７】
そして、腐食層厚さ算出部１１ｆは、算出した腐食層２２の厚さｄRi,jの値を計測位置(ｉ,ｊ)毎にメモリ１５に記憶させる。
【００８８】
次に、制御部１１の腐食部分体積算出部１１ｇは、Ｓ６の処理によって算出された腐食層の厚さの値を用いて腐食部分の体積の算出を行う（Ｓ７）。
【００８９】
具体的には、腐食部分体積算出部１１ｇは、Ｓ６の処理においてメモリ１５に記憶された計測位置(ｉ,ｊ)毎の腐食層２２の厚さｄRi,jの値をメモリ１５から読み込み、数式４３によって腐食部分の体積Ｖを算出する。
【００９０】
なお、数式４３及びピクセル面積ΔＳの値は、本実施形態では、塗膜下鋼材腐食の検出プログラム１７に予め規定される。
【００９１】
そして、制御部１１は、算出された腐食部分の体積Ｖの値を処理結果として記憶部１２やデータサーバ１６に格納される結果ファイルに追加記録したり、表示部１４に表示したりし、腐食部分の体積の算出処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００９２】
以上の構成を有する本発明の塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラムによれば、被検査物の塗膜層２１下における鋼材２３の腐食層２２部分の体積を非破壊で算出することができるので、鋼材の腐食への対策として例えば腐食進行防止の方策や鋼材(部品)交換の要否を検討する際に必要とされる情報を十分に提供することが可能になり、鋼材の腐食検出の有用性及び汎用性の向上が可能になる。
【００９３】
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。例えば、上述の実施形態では、Ｓ６の処理において数式４２によって腐食層２２の厚さｄRi,jを算出してからＳ７の処理において数式４３によって腐食部分の体積Ｖを算出するようにしているが、これに限られず、Ｓ５の処理において計算した侵入光電界反射係数ｋi,jを用いて数式４４によって腐食部分の体積Ｖを算出するようにしても良い。この場合には、Ｓ５の処理までは上述の実施形態と同じであり、Ｓ６の処理として、制御部１１の腐食部分体積算出部１１ｇが、Ｓ５の処理においてメモリ１５に記憶された計測位置(ｉ,ｊ)毎の侵入光電界反射係数ｋi,jの値をメモリ１５から読み込み、数式４４によって腐食部分の体積Ｖの算出を行うようにする。なお、この場合には、腐食層厚さ算出部１１ｆは不要である。
【００９４】
また、本発明者の知見に基づく本発明の要点は、
ｉ−ア）テラヘルツの周波数の電磁波を用いた電磁波測定によって得られた反射光電界の総計を照射光電界で除して算出される照射光電界反射係数ｌ（照射光の電界の反射に関する係数）を用いて数式４０によって算出される侵入光電界反射係数ｋ（腐食層近傍に到達した光の電界の反射に関する係数）を用いること
若しくは、
ｉ−イ）テラヘルツの周波数の電磁波を用いた電磁波測定によって得られた反射光電界を強度最大の反射光電界で除して算出される電界減衰率ｍを用いて数式４１によって算出される侵入光電界反射係数ｋ（腐食層近傍に到達した光の電界の反射に関する係数）を用いること
並びに、
ii−ａ）上記侵入光電界反射係数ｋを用いて数式４２によって腐食層の厚さｄRを算出すると共に当該腐食層の厚さｄRを用いて数式４３によって腐食部分の体積Ｖを算出すること
若しくは、
ii−ｂ）上記侵入光電界反射係数ｋを用いて数式４４によって腐食部分の体積Ｖを算出すること
である。
【００９５】
したがって、上記ｉ)，ii)，iii-a)若しくはiii-b)以外の構成は適宜変更しても構わない。具体的には例えば、上述の実施形態のＳ４の処理については、数式４１〜４４を用いる際に必要とされる変数値が得られれば、上述の実施形態のＳ４の内容に限られるものではない。
【００９６】
また、本発明者らは、塗膜下における鋼材の腐食の検出に関する検討を行う中で、周波数が大凡１００〔ＧＨｚ〕〜１０〔ＴＨｚ〕程度の範囲の高周波の電磁波を用いて電磁波測定を行うと、錆などによる腐食部分では健全部分と比べて反射光の強度が有意に変化し、錆などによる腐食の種類と電磁波反射光強度との間には関係があることを知見し、そして、高周波の電磁波を用いた電磁波測定によって得られる反射吸光度スペクトルから錆などによる腐食の種類を同定できることを知見するに至った。なお、腐食の種類と電磁波反射光強度との間の関係は、例えば鉄錆には様々な結晶形態が存在するところ、テラヘルツ領域の分子振動は結晶構造に敏感であるのでこの結晶構造が異なると異なる吸収特性を示すことに基づくものであると考えられる。
【００９７】
具体的には、落射型光源を用いて反射吸光度スペクトルを計測する。なお、落射型光源としては、例えばフーリエ変換赤外分光に用いられる光源が挙げられ、また、ＴＨｚ波用光源から同様の電磁波を放出することを実現するようにしても良い。
【００９８】
そして、計測によって得られた反射吸光度スペクトルを腐食の種類毎のスペクトルとパターン照合することによって腐食の種類の同定が可能である。なお、腐食の種類毎のスペクトルの例としては、図６に示すような、鉄錆の種類毎の吸光度スペクトルを予め準備しておき、被検査物における腐食としての鉄錆の種類を同定することが考えられる。なお、予め準備しておく吸光度スペクトルは図６に示す例に限定されるものではなく、被検査物について想定される錆の種類毎の吸光度スペクトルを適宜準備しておくようにする。
【００９９】
なお、図６に示す鉄錆の種類毎のスペクトルとパターン照合することによって鉄錆の種類を同定することを目的とする場合には、パターンの差違がより一層顕著に表れるようにするため、波長が３００〔cm-1〕以下の落射型光源を用いることが好ましい。
【０１００】
上述の塗膜下鋼材腐食の検出によれば、被検査物の塗膜下における鋼材の腐食の種類を非破壊で同定することができるので、鋼材の腐食への対策として例えば腐食進行防止の方策や鋼材(部品)交換の要否を検討する際に必要とされる情報を十分に提供することが可能になり、鋼材の腐食検出の有用性及び汎用性の向上が可能になる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  塗膜下鋼材腐食の検出装置
１１  制御部
１２  記憶部
１３  入力部
１４  表示部
１５  メモリ
１６  データサーバ
１７  塗膜下鋼材腐食の検出プログラム
１８  反射強度データベース
【図１】
0005807303.tif 000067
【図２】
0005807303.tif 000068
【図３】
0005807303.tif 000069
【図４】
0005807303.tif 000070
【図６】
0005807303.tif 000071
【図５】
0005807303.tif 000072