(57)【要約】【課題】検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を、表面を損傷することなく、形状を問わず簡単かつ確実に検出することができるようにした被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法を提供する。【解決手段】固体誘電体からなる管状部材３２に導電性液体３３を充填させた電極３０と、検査対象物である管体２０との間に電圧を印加しつつ、導電性液体３３を、水位３３Ａが漸増するように管状部材３２の下端３２Ａから徐々に充填する。電流計測部５０によって、両者間に無声放電またはアーク放電などの放電８０が生じる際の電流変化を検知して、電流変化を表す信号Ｓ１を出力する。水位計測部６０によって導電性液体３３の水位３３Ａを計測して水位信号Ｓ２を出力し、位置信号生成部７０によって、電流変化を表す信号Ｓ１と水位信号Ｓ２とに基づいて、放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬ　を生成する。【選択図】　　　図１
2004020474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査する被膜欠陥検査装置であって、
固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に前記管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填され、前記被膜との間に間隙を保ちながら前記検査対象物の表面に配設される電極と、
前記検査対象物と前記電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部と、
前記検査対象物の前記被膜に生じている欠陥に起因して前記検査対象物と前記電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力する放電検知部と
を備えたことを特徴とする被膜欠陥検査装置。
【請求項２】
前記管状部材は、円筒状であり、
前記検査対象物の内側に被着された前記被膜との間に間隙を保ちながら前記検査対象物に緩挿される
ことを特徴とする請求項１記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項３】
前記管状部材は、断面環状で、円筒状の空腔部を有し、
前記検査対象物は、前記検査対象物の外側に被着された前記被膜と前記管状部材との間に間隙を保ちながら前記管状部材の空腔部に緩挿される
ことを特徴とする請求項１記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項４】
前記導電性液体は、前記管状部材内での水位が漸増するように前記管状部材に徐々に充填される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項５】
前記導電性液体の水位を計測して水位信号を出力する水位計測部と、
前記放電検知信号と前記水位信号とに基づいて、前記放電の発生位置を表す位置信号を生成する位置信号生成部と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項６】
前記放電検知部は、
前記検査対象物と前記電極との間の電流変化を検知して前記電流変化を表す信号を前記放電検知信号として出力する電流計測部を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項７】
前記放電検知部は、
前記検査対象物と前記電極との間の放電光を検知して前記放電光の発生方向を表す信号を前記放電検知信号として出力する放電光検知部を備えた
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６記載の被膜欠陥検査装置。
【請求項８】
導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査する被膜欠陥検査方法であって、
固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に前記管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填された電極を、前記被膜との間に間隙を保ちながら前記管体の表面に配設し、
電圧印加部によって、前記検査対象物と前記電極との間に所定の電圧を印加し、
放電検知部によって、前記検査対象物の前記被膜に生じている欠陥に起因して前記検査対象物と前記電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力する
ことを特徴とする被膜欠陥検査方法。
【請求項９】
前記管状部材として円筒状の管状部材を用い、
前記管状部材を、前記検査対象物の内側に被着された前記被膜との間に間隙を保ちながら前記検査対象物に緩挿する
ことを特徴とする請求項８記載の被膜欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記管状部材として、断面環状で、円筒状の空腔部を有する管状部材を用い、
前記検査対象物を、前記検査対象物の外側に被着された前記被膜と前記管状部材との間に間隙を保ちながら前記管状部材の空腔部に緩挿する
ことを特徴とする請求項８記載の被膜欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記導電性液体を、前記管状部材内での水位が漸増するように前記管状部材に徐々に充填する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１０記載の被膜欠陥検査方法。
【請求項１２】
水位計測部によって、前記導電性液体の水位を計測して水位信号を出力し、
前記放電検知部によって、前記放電検知信号と前記水位信号とに基づいて、前記放電の発生位置を表す位置信号を生成する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１１記載の被膜欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記放電検知部において、電流計測部によって、前記検査対象物と前記電極との間の電流変化を検知して前記電流変化を表す信号を前記放電検知信号として出力する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１２記載の被膜欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記放電検知部において、放電光検知部によって、前記検査対象物と前記電極との間の放電光を検知して前記放電光の発生方向を表す信号を前記放電検知信号として出力する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１３記載の被膜欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するための被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法に係り、特に、いわゆるベローズ管のような伸縮管に好適に用いられる被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属またはその他の導電性材料からなる管または管状の容器の内側側面に、例えばフッ素樹脂膜のような絶縁膜をコーティング（被覆）してなる製品は、半導体，環境設備，生活設備，食品管理，医療機器などの幅広い分野で、盛んに利用されるようになってきている。
【０００３】
このような製品においては、コーティングされた絶縁膜に何らかの原因によってピンホール欠陥のような被覆不良等が生じていると、その部分で絶縁性および被覆性の完全さが損なわれてしまい、その製品が用いられているプラントまたは装置等にプロセス上の欠陥または不調などを生じさせる要因となる場合がある。このため、ピンホール欠陥のような被覆不良を見つけ出すために検査を行うことが極めて重要なものとなっている。
【０００４】
そのような被覆不良を検出する技術としては、例えばエナメルレータ法が提案されている。このエナメルレータ法では、検査対象である管または管状の容器の内部に例えば塩化ナトリウム水溶液のような導電性液体を注入し、その中に検出装置の負極側電極を浸漬する一方、管または管状の容器の金属あるいは導電性材料からなる部分には検出装置の正極側電極を接触させる。そして、正極側電極と負極側電極との間に数ボルト程度の電圧を所定時間に亘って印加して、正極側電極と負極側電極との間で導電性液体を介して漏洩電流が流れた場合には、それを検知することによって、管または管状の容器の内側側面にコーティングされた絶縁膜に被覆不良が生じているものと判定する。あるいは、このとき漏洩電流が流れなかった場合には、その検査対象の絶縁膜には被覆不良は生じていないものと判定される。
【０００５】
また、他の技術として、金属缶体の内面に、界面活性剤を含有する電解質溶液を介して電極を接触させ、その電極を移動させながら、その電極と金属缶体との間に電圧を印加して、漏洩電流が流れた場合には、それに基づいて、金属缶体の内側側面にコーティングされた絶縁膜に被覆不良が生じているものと判定するという技術が提案されている（特開昭６３−４４１５８号公報）。
【０００６】
さらに他の技術として、熱硬化性樹脂塗膜または熱可塑性樹脂フィルムなどで内面が被覆されたシームレス金属缶における被覆欠陥を検査するため、検査対象であるシームレス金属缶の内部に導電性ブラシを挿入し、その導電性ブラシと容器との間に８００〜１０００Ｖの直流高電圧を印加しながら両者を相対回転し、それらの間に流れる電流値を計測し、その電流値に基づいて、検査対象であるシームレス金属缶における被覆欠陥を検知するという技術が提案されている（特開平６−７４９４１号公報）。
【０００７】
また、さらに他の技術として、内側に絶縁膜が被着された金属容器の内部の被覆性を検知するにあたり、検査対象の金属容器の内部に導電性ブラシを挿入して絶縁膜に接触させると共に、その絶縁膜の表面に比抵抗が１２ＭΩ・ｃｍ以上１６ＭΩ・ｃｍ以下の導電性液体を供給し、金属容器と導電性ブラシとを相対的に回転させることで導電性ブラシによって導電性液体を微粒子化して、その状態で金属容器と導電性ブラシとの間に５Ｖ以上３０Ｖ以下の電圧を印加して、このとき漏洩電流が生じた場合には、それを検知することにより、検査対象の金属容器における被覆欠陥を検知するという技術が提案されている（特開２０００−４６７７６公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来から、検査対象である管または管状の容器における絶縁膜の被覆材料を検査する技術として、検査対象と電極との間に電解質を介在させ、絶縁膜の被覆不良が生じていた場合には、それに起因した漏洩電流を生じさせることで、その被覆不良の発生を検知するという技術や、導電性ブラシを電極として用いて、その導電性ブラシを検査対象に接触させながら移動させるなどし、その導電性ブラシとピンホール欠陥のような被覆不良の部分との直接的な接触あるいは電解質を介しての接触によって漏洩電流を生じさせることで、その被覆不良の発生を検知するという技術が提案されていた。
【０００９】
しかしながら、電解質を用いる技術では、管または管状の容器の内側側面の全面に亘って確実に電解質を行き渡らせなければ正確な検査が困難となるという問題がある。また、電解質液を管または管状の容器の内部に充填あるいは塗布する作業、検査後にその電解質液を完全に除去したり洗浄する作業などが必要となるなど、検査プロセスが煩雑なものとなり、スループットが低いという問題もある。
【００１０】
導電性ブラシを用いる技術は、管の形状によっては導電性ブラシを絶縁膜に均一に接触させることが困難であるという問題がある。例えば伸縮管（ベローズ管）のように直線的な円筒状ではなく襞状の複雑な形状の管（これをΩ構造とも呼ぶ）の場合には、導電性ブラシが強く接触する部分と接触しない部分とが生じることとなり、例えば襞の奥まった部分にピンホール欠陥のような微小な欠陥が生じていた場合などには、その欠陥を検知できずに見過ごしてしまう虞がある。
【００１１】
また、導電性ブラシや電解質を接触させることに起因して、検査対象の管または管状の容器の内部の表面が傷ついたり材質変化を引き起こす場合もある。さらに、検査後に不純物が残留し、洗浄が必要である。
【００１２】
このように、上述のような従来の検査技術によっては、被覆不良の検査を簡易かつ確実に行うことは実質的には困難であった。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を、検査対象物の表面を損傷することなく、検査対象物の形状を問わず簡単かつ確実に検出することができるようにした被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、被膜に生じた欠陥の位置を検知することができるようにした被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による被膜欠陥検査装置は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するものであって、固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填され、被膜との間に間隙を保ちながら検査対象物の表面に配設される電極と、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加する電圧印加部と、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力する放電検知部とを備えたものである。
【００１６】
本発明による被膜欠陥検査方法は、導電性の検査対象物の表面に被着された絶縁性の被膜の欠陥を検査するものであって、固体誘電体により形成された管状部材を有すると共に管状部材の少なくとも一部に導電性液体が充填された電極を、被膜との間に間隙を保ちながら管体の表面に配設し、電圧印加部によって、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加し、放電検知部によって、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力するようにしたものである。
【００１７】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、検査対象物の表面に電極を配設した状態で、電圧印加部によって、検査対象物と電極との間に所定の電圧を印加すると、両者間の被膜にピンホール欠陥などの欠陥が生じている場合には、その欠陥に起因して無声放電またはアーク放電などの放電が発生し、放電検知部によって、放電検知信号が出力される。これにより、検査対象物の被膜におけるピンホール欠陥などの欠陥の有無が検知される。
【００１８】
ここで、本発明にいう「絶縁性の被膜」とは、絶縁性の被膜のみならず非導電性の被膜をも含む。なお、電機材料工学の観点からは、絶縁性と非導電性との区別は必ずしも明確な定義がなされているわけではないが、ここでは、いわゆる絶縁性物質と通常呼ばれている物質あるいは材料の特性を絶縁性と呼び、それよりも比抵抗などの特性としては低抵抗でも、実質的に電気的良導体ではない物質あるいは材料の特性を非導電性と呼ぶものとする。
【００１９】
さらに、本発明にいう「誘電体」とは、絶縁物が帯電導体どうしの間にあって、両者の間の電気作用を媒介するとみられるとき、この絶縁物を誘電体という。
【００２０】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、管状部材を、円筒状とし、検査対象物の内側に被着された被膜との間に間隙を保ちながら検査対象物に緩挿することができる。これにより、検査対象物の内側に被着された被膜の欠陥が検査される。
【００２１】
また、管状部材を、断面環状で、円筒状の空腔部を有するものとし、検査対象物を、検査対象物の外側に被着された被膜と管状部材との間に間隙を保ちながら管状部材の空腔部に緩挿することができる。これにより、検査対象物の外側に被着された被膜の欠陥が検査される。
【００２２】
本発明による被膜欠陥検査装置および被膜欠陥検査方法では、導電性液体が、管状部材内での水位が漸増するように管状部材に徐々に充填されるようにすることが好ましい。また、水位計測部によって、導電性液体の水位を計測して水位信号を出力し、位置信号生成部によって、放電検知信号と水位信号とに基づいて、放電の発生位置を表す位置信号を生成することが好ましい。これにより、検査対象物の被膜におけるピンホール欠陥などの欠陥の有無だけでなく、欠陥の位置も検知される。
【００２３】
放電検知部は、具体的には、電流計測部によって、検査対象物と電極との間の電流変化を検知して電流変化を表す信号を放電検知信号として出力するようにすることができる。あるいは、放電検知部は、放電光検知部によって、検査対象物と電極との間の放電光を検知して放電光の発生方向を表す信号を放電検知信号として出力するようにすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概要構成を表すものである。この被膜欠陥検査装置１０は、導電性の検査対象物である管体２０の内側に形成された絶縁性の被膜２１の欠陥を検査するものである。すなわち、検査対象物である管体２０の被膜２１に、ピンホール欠陥のような被覆不良または膜欠陥などの欠陥２１Ａが生じているか否かを判別し、さらに、欠陥２１Ａがある場合にはその位置を特定する。ここで、本明細書にいう「管体」とは、両端が開放された管のほか、両端のうち一端のみが開放され他方が閉鎖された管状の容器をも含む。
【００２６】
管体２０は、例えば、金属などからなる円筒形の導電性の管であって、両端が開放端となっている。管体２０の長さは例えば２０ｃｍ以上１００ｃｍ以下、内径は例えば１０ｃｍ以上４０ｃｍ以下の範囲とすることができるが、この範囲に限られるものではない。被膜２１は、例えばフッ素樹脂のような絶縁性材料により形成され、管体２０の内周側面に均一な膜厚となるようにコーティング（被着）されている。
【００２７】
被膜欠陥検査装置１０は、電極３０，電圧印加部４０，電流計測部５０，水位計測部６０および位置信号生成部７０を備えている。電極３０は、検査対象物である管体２０の表面に配設されている。電極３０は、例えば円筒状の管状部材３２を有し、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に緩挿されている。管状部材３２には、例えば食塩（ＮａＣｌ）を溶解した電解液などの導電性液体３３が充填されており、導電性液体３３の水位３３Ａによって電極３０の長さが決定される。導電性液体３３は、被膜欠陥検査装置１０において後述の無声放電またはアーク放電などの放電８０を発生させることのできる液状物質であれば特に限定されず、例えば食塩などを添加した電解溶液，水銀（Ｈｇ）などの導電性金属，金属微粒子を添加した液体，高分子導電性液体，マイクロバブルを含む液体などが挙げられる。管状部材３２は、例えばガラス，フッ素樹脂またはセラミックなどの固体誘電体により形成されている。管状部材３２の長さは、管体２０とほぼ等しいか、あるいは管体２０よりもやや長くなっていることが好ましい。
【００２８】
管状部材３２の両端３２Ａ，３２Ｂには、管体２０および管状部材３２自体を固定するための一対の固定部３４Ａ，３４Ｂが設けられている。固定部３４Ａは、管体２０の下端２０Ａを固定し、固定部３４Ｂは、管体２０の上端２０Ｂを固定しており、これにより、管体２０は、固定部３４Ａ，３４Ｂの間で立設された状態で固定されている。なお、固定部３４Ｂは、管体２０の長さに合わせて固定部３４Ａとの間の距離が適宜変更可能となっていることが好ましい。また、固定部３４Ｂには、管体２０の内部を真空排気するための図示しないポンプまたは管体２０の内部を真空排気した後に例えばアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを注入するためのガス供給系などが連結されているようにしてもよい。
【００２９】
管状部材３２は、固定部３４Ａを境として金属配管３５と接続されている。金属配管３５は、導電性液体３３を収容するタンク３６に達しており、導電性液体３３は、タンク３６から金属配管３５を介して管状部材３２に充填される。金属配管３５の途中には、導電性液体３３の供給量を制御するための弁３７が設けられている。この弁３７によって、導電性液体３３が、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて、徐々に充填される。
【００３０】
電圧印加部４０は、管体２０と電極３０との間に所定の電圧を印加するものであり、交流高電圧を発生する高電圧発生回路４１および適宜の配線，端子等を備えている。すなわち、高電圧発生回路４１の一方の出力端子４２は、配線４２Ａを介して管体２０の外側側面に接続されている。また、高電圧発生回路４１の他方の出力端子４３は、配線４３Ａを介して電流計測部５０の端子５１と接続され、電流計測部５０の別の端子５２は、配線５２Ａを介して金属配管３５に結線されている。したがって、高電圧発生回路４１から出力される交流高電圧は、管体２０と電極３０との間に印加されることとなる。なお、金属配管３５は、全体が金属により形成されている必要はなく、少なくとも配線５２Ａが結線される部分が金属により形成されていれば足りる。
【００３１】
電圧印加部４０によって管体２０と電極３０との間に印加される電圧は、管体２０と電極３０との間に被膜２１が介在していれば無声放電またはアーク放電などを生じないが、管体２０と電極３０との間に被膜２１が介在していなければ、すなわち、被膜２１にピンホール欠陥などの欠陥２１Ａがあれば無声放電またはアーク放電などの放電８０を生じるような電圧値であることが好ましく、具体的には、例えば数ｋＶ程度とすることができる。
【００３２】
無声放電とは、帯電導体の電極の両方または片方の表面を固体誘電体で覆い、交流やパルス電圧を印加して、大気圧付近で生成する放電である。電極間に固体誘電体があるために誘電体バリア放電とも呼ばれる。この放電では、放電ギャップの間に誘電体があるために、放電はアークなどの定常放電に遷移せず、ｎｓ程度の短時間継続するパルス性のマイクロ放電が次々と誘電体表面に生じる（『プラズマ工学の基礎』赤碕正則、村岡克紀、渡辺征夫、蛯原健治共著、産業図書）。
【００３３】
電流計測部５０は、管体２０と電極３０との間で放電８０が発生した場合に管体２０から電極３０に流れるマイクロ電流を計測する。すなわち、電流計測部５０は、放電８０が発生した場合に特有の管体２０と電極３０との間の電流変化を検知してその電流変化を表す信号Ｓ１を端子５３から出力する。
【００３４】
水位計測部６０は、例えば超音波センサにより構成されており、導電性液体３３の水位３３Ａを計測して水位信号Ｓ２を出力する。水位計測部６０は、例えば、管状部材３２の直上に設置される。
【００３５】
位置信号生成部７０は、電流計測部５０から電流変化を表す信号Ｓ１を、水位計測部６０から水位信号Ｓ２をそれぞれ受け取る。位置信号生成部７０は、これらの信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、同期演算処理を行うことによって放電８０の発生位置を特定し、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬ　を生成する。
【００３６】
次に、この欠陥検査装置の作用について説明する。
【００３７】
まず、検査対象物である管体２０が立設された状態で、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、固定部３４Ａ，３４Ｂによって管体２０および電極３０を固定する。
【００３８】
管体２０に電極３０を緩挿したのち、高電圧発生回路４１を動作させ、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧を印加する。
【００３９】
続いて、弁３７を開き、導電性液体３３を、タンク３６から金属配管３５を介して、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて徐々に充填させていく。これにより、水位３３Ａの上昇に伴って、放電８０が生じる可能性のある位置を、管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂに向かって徐々に移動させていくことができ、放電８０の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００４０】
導電性液体３３を管状部材３２に充填するのと同時に、電流計測部５０によって管体２０から電極３０に流れる電流を計測すると共に、水位計測部６０によって水位３３Ａを計測する。
【００４１】
管体２０の被膜２１に欠陥２１Ａが生じている場合には、導電性液体３３の水位３３Ａが欠陥２１Ａの高さ位置に達したときに、管体２０と電極３０との間で放電８０が生じる。その放電８０が生じる際の電流変化が、電流計測部５０によって計測され、その電流変化を表す信号Ｓ１が端子５３から出力され、位置信号生成部７０に入力される。位置信号生成部７０では、電流変化を表す信号Ｓ１と、この信号Ｓ１が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬ　を生成する。この位置信号ＳＬ　は、位置信号生成部７０から図示しないモニタに表示され、あるいは図示しないプリンタに出力されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４２】
管体２０の被膜２１に欠陥がなく、被膜２１の十分な被覆性が達成されている場合には、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧をかけつつ、導電性液体３３の水位３３Ａを管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂまで上昇させても、管体２０と電極３０との間に放電８０は生じず、放電８０に起因したマイクロ電流による電流変化も電流計測部５０で計測されることはない。したがって、このような場合には、被膜２１には欠陥がないものと判定することができる。
【００４３】
このように本実施の形態では、固体誘電体により形成された円筒状の管状部材３２に導電性液体３３を充填させた電極３０を、被膜２１との間に間隙３１を保ちつつ管体２０に緩挿し、電圧印加部４０によって管体２０と電極３０との間に電圧を印加し、電流計測部５０によって、管体２０の被膜２１に生じている欠陥２１Ａに起因して管体２０と電極３０との間に放電８０が生じる際の電流変化を検知し、その電流変化を表す信号Ｓ１を出力するようにしたので、被膜２１の欠陥２１Ａを簡単かつ確実に検知することができる。また、管体２０の形状に関わらず検査可能であり、例えば図３に示したような壁面がベローズ状（襞状）の伸縮管となっている管体２２の内側に被着された被膜２３であっても、本実施の形態の円筒状の管体２０と全く同様の手順で、簡単かつ確実に検査をすることができる。さらに、電解質または導電性ブラシなどは不要であり、検査作業が簡単で、管体２０または被膜２１を損傷する虞もない。また、検査後に残留不純物がない。
【００４４】
また、導電性液体３３は、水位３３Ａが漸増するように管状部材３２の下端３２Ａから徐々に充填されるようにしたので、水位３３Ａの上昇に伴って、放電８０が生じる可能性のある位置を、管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂに向かって徐々に移動させていくことができ、放電８０の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００４５】
具体的には、水位計測部６０によって導電性液体３３の水位３３Ａを計測して水位信号Ｓ２を出力し、位置信号生成部７０によって、電流計測部５０からの電流変化を表す信号Ｓ１と水位信号Ｓ２とに基づいて、管体２０の長手方向における放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬ　を生成するようにしたので、管体２０の長手方向における欠陥２１Ａの位置を特定することが可能となる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概要構成を表したものである。この被膜欠陥検査装置１０Ａは、前述の電流計測部５０を設けず、放電８０の放電光８１を検知して放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力する放電光検知部９０を備えたことを除き、第１の実施の形態で説明した被膜欠陥検査装置１０と同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
放電光検知部９０は、図５に示したように、放電光８１を撮影するカメラ９１と、このカメラ９１によって得られた放電光８１の画像データＤ３を記録する記録部９２と、放電光８１の画像データＤ３の画像処理および解析を行う画像解析部９３とを有している。
【００４８】
画像解析部９３は、放電光８１の画像データＤ３をもとに、図６に示したように、管体２０の画像１２０，電極３０の画像１３０および電極３０から欠陥２１Ａへ向かう放電光８１の画像１８１を含む断面の画像１００を生成する。画像解析部９３は、さらに、画像１００において、直交する二本の軸１００Ｘ，１００Ｙを基準として、放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａを求める。画像解析部９３は、こうして求めた放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａに基づいて、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力するものである。
【００４９】
なお、放電光検知部９０は、固定部３４Ｂがカメラ９１による撮影を妨げない材料により形成されていれば、図３に示したように管体２０の外部に設置することができる。また、カメラ９１のみを放電光検知部９０の他の部分から分離して管体２０の内部に設置してもよい。さらに、導電性液体３３の水位３３Ａの上昇に伴ってカメラ９１を移動させるようにしてもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態では、電流計測部５０（図１）が設けられていないので、高電圧発生部４０の端子４３は、配線４３Ａを介して金属配管３５に結線されている。
【００５１】
次に、この被膜欠陥検査装置１０Ａの作用について説明する。
【００５２】
まず、第１の実施の形態と同様に、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、高電圧発生回路４１を動作させ、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧を印加する。続いて、弁３７を開き、導電性液体３３を、タンク３６から金属配管３５を介して、水位３３Ａが漸増するように、管状部材３２の下端３２Ａから上端３２Ｂに向けて徐々に充填させていく。
【００５３】
これと同時に、放電光検知部９０によって放電光８１の発生を監視すると共に、水位計測部６０によって水位３３Ａを計測する。
【００５４】
管体２０の被膜２１に欠陥２１Ａが生じている場合には、導電性液体３３の水位３３Ａが欠陥２１Ａの高さ位置に達したときに、管体２０と電極３０との間で放電８０が生じる。その放電８０が生じる際の放電光８１が、放電光検知部９０のカメラ９１によって撮影され、得られた放電光８１の画像データＤ３が記録部９２に記録される。画像解析部９３は、放電光８１の画像データＤ３を解析し、放電光８１の画像１８１の方向１８１Ａを求め、これに基づいて、電極３０から欠陥２１Ａへ向かう放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力する。放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３は、位置信号生成部７０に入力される。位置信号生成部７０では、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３と、この信号Ｓ３が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向および周方向における放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬＣを生成する。
【００５５】
管体２０の被膜２１に欠陥がなく、被膜２１の十分な被覆性が達成されている場合には、管体２０と電極３０との間に例えば数ｋＶ程度の交流高電圧をかけつつ、導電性液体３３の水位３３Ａを管体２０の下端２０Ａから上端２０Ｂまで上昇させても、管体２０と電極３０との間に放電８０は生じず、放電光８１も放電光検知部９０で検知されることはない。したがって、このような場合には、被膜２１には欠陥がないものと判定することができる。
【００５６】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態によって得られる効果に加え、放電光検知部９０によって、管体２０と電極３０との間に放電８０が生じる際の放電光８１を検知して、その放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３を出力するようにしたので、管体２０の周方向における欠陥２１Ａの位置を特定することが可能となり、欠陥２１Ａの位置をさらに詳細に特定することができる。
【００５７】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では、電流計測部５０および放電光検知部９０のうちいずれか一方を備えた場合についてそれぞれ説明したが、電流計測部５０と放電光検知部９０とを両方備えるようにしてもよい。この場合には、位置信号生成部７０では、電流変化を表す信号Ｓ１と、放電光８１の発生方向を表す信号Ｓ３と、この信号Ｓ３が出力されたときの水位３３Ａを表す水位信号Ｓ２とを同期演算処理することによって、管体２０の長手方向および周方向における放電８０の発生位置を表す位置信号ＳＬＣを生成する。
【００５８】
さらに、例えば、上記各実施の形態では、管体２０を立設した状態で電極３０を緩挿するようにしたが、管体２０の設置状態は立設に限られず、横設または斜設としてもよい。
【００５９】
また、例えば、上記第２の実施の形態では、放電光８１の画像データＤ３の解析を行う画像解析部９３を、放電光検知部９０に設けるようにした場合について説明したが、画像解析部９３を位置検出部７０に設けて、放電光検知部９０は、放電光８１の画像データＤ３を位置検出部７０に送るようにしてもよい。
【００６０】
また、例えば、上記各実施の形態では、管体２０は金属により形成されているものとして説明したが、管体２０の材質は、金属には限定されず、例えば非金属の導電性材料により形成されていてもよいことはいうまでもない。また、上記実施の形態では、管体２０が、両端が開放された管である場合について説明したが、本発明は、両端のうち一端のみが開放され他方が閉鎖された管状の容器についても適用可能である。
【００６１】
加えて、上記各実施の形態では、管状部材３２を円筒状とし、被膜２１との間に間隙３１を保ちながら管体２０に電極３０を緩挿し、管体２０の内側に被着された被膜２１を検査するようにした場合について説明したが、例えば図７に示したように、断面環状で、円筒状の空腔部２３２Ｃを有する管状部材２３２を用い、例えば図８に示したように、管体２２０を、管体２２０の外側に被着された被膜２２１と管状部材２３２との間に間隙２３１を保ちながら管状部材２３２の空腔部２３２Ｃに緩挿するようにしてもよい。このようにすることによって、管体２２０の外側に被着された被膜２２１の欠陥２２１Ａを検査することができる。
【００６２】
さらに、上記各実施の形態ならびに図７および図８では、検査対象物が管体２０である場合を例として説明したが、検査対象物は管体に限られない。例えば、平面または曲面の板状の検査対象物の表面に被着された被膜の欠陥を検査することもできる。この場合には、管状部材を扁平形状のものとし、その幅は検査対象物の幅に合わせて適宜設定することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の被膜欠陥検査装置または請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載の被膜欠陥検査方法によれば、固体誘電体により形成された管状部材の少なくとも一部に導電性液体を充填させた電極を、被膜との間に間隙を保ちつつ管体の表面に配設し、電圧印加部によって検査対象物と電極との間に電圧を印加し、放電検知部によって、検査対象物の被膜に生じている欠陥に起因して検査対象物と電極との間で放電が発生したことを検知して放電検知信号を出力するようにしたので、被膜の欠陥を簡単かつ確実に検知することができる。また、検査対象物の形状に関わらず検査可能であり、例えば壁面がベローズ状（襞状）の伸縮管となっている管体であっても、円筒状の管体と全く同様の手順で、簡単かつ確実な検査が可能である。さらに、電解質または導電性ブラシなどは不要であり、検査作業が簡単で、管体または被膜を損傷する虞もない。また、検査後に残留不純物がない。
【００６４】
特に、請求項４記載の被膜欠陥検査装置または請求項１１記載の被膜欠陥検査方法によれば、導電性液体は、管状部材内での水位が漸増するように管状部材に徐々に充填されるようにしたので、水位の上昇に伴って、放電が生じる可能性のある位置を、検査対象物の全体に亘って徐々に移動させていくことができ、放電の発生を検知するばかりでなく、発生位置の特定も可能となる。
【００６５】
特に、請求項５記載の被膜欠陥検査装置または請求項１２記載の被膜欠陥検査方法によれば、水位計測部によって導電性液体の水位を計測して水位信号を出力し、位置信号生成部によって、放電検知信号と水位信号とに基づいて、放電の発生位置を表す位置信号を生成するようにしたので、欠陥の位置を特定することが可能となる。例えば管体を立設した状態で検査した場合であれば、管体の長手方向における欠陥の位置を特定することが可能となる。
【００６６】
加えて、特に、請求項７記載の被膜欠陥検査装置または請求項１４記載の被膜欠陥検査方法によれば、放電光検知部によって、放電が生じる際の放電光を検知して、その放電光の発生方向を表す信号を放電検知信号として出力するようにしたので、欠陥の位置をさらに詳細に特定することができる。例えば管体を立設した状態で検査した場合であれば、管体の周方向における欠陥の位置を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示した放電の発生状態を表す断面図である。
【図３】図１に示した管体の他の例を表す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る被膜欠陥検査装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】図４に示した放電光検知部の概略構成を表すブロック図である。
【図６】図５に示した画像解析部における画像解析を説明するための説明図である。
【図７】図１に示した管状部材の変形例を表す断面図である。
【図８】図７に示した管状部材を用いた被膜欠陥検査装置の要部を表す概略構成図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ…被膜欠陥検査装置、２０，２２…管体、２１…被膜、３０…電極、３１…間隙、３２…管状部材、３３…導電性液体、３３Ａ…水位、３４Ａ，３４Ｂ…固定部、３５…金属配管、３６…タンク、３７…弁、４０…電圧印加部、４１…高電圧発生部、４２，４３，５１，５２…端子、４２Ａ，４３Ａ，５２Ａ…配線、５０…電流計測部、６０…水位計測部、７０…位置信号生成部、８０…放電、８１…放電光、９０…放電光検知部、９１…カメラ、９２…記録部、９３…画像解析部、１００…画像、１００Ｘ，１００Ｙ…軸、１２０…管体の画像、１３０…電極の画像、１８１…放電光の画像、１８１Ａ…方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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