【手続補正書】
【提出日】平成19年2月27日(2007.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性固体（５）に導電性液体（６）を接触させて、当該導電性固体表面に光線（２）を照射してその吸収により発生する熱エネルギー変化により電気化学反応を促進し、導電性固体（５）に接触している導電性液体中を流れる電流の変化を変調法などの方法によって検出し、同時に当該導電性固体付近に基準電極（７）を設置して当該導電性固体電位を適切に設定し、それによって不要な腐食が発生する事を抑制する事を特徴とした、導電性固体表面に存在する腐食などの欠陥を検査し、分析する装置及び方法。
【請求項２】
導電性固体（５）付近に基準電極（７）を設置し、当該導電性固体電位を基準電極に対して電位を適切に（例えば金属イオンに対しては負に）設定してイオンが析出されるようにし、光線（２）に照射された部分のみが他の部分よりイオンの析出速度が高いことを利用して、導電性液体中のイオンを導電性固体の光線（２）に照射された部分のみに選択的に析出させ、これによって選択的に導電性固体表面の欠陥の修復を行う装置及び方法。
【請求項３】
導電性固体全体を導電性溶液中に漬ける代わりに、少量の還元剤などの適切な薬品を導電性固体に接触、あるいは付近に注入するなどの機能を付加した請求項１および２に記載の検査・修復装置及び方法。
【請求項４】
光線としてレーザービームを用いるもの、あるいは光学糸に顕微鏡の機能を組み込んだもの、あるいは光ファイバー（１２‘）および検出部の移動、ならびに駆動装置を用いることを特徴とする請求項１−３の何れかに記載の検査・修復装置及び方法。
【請求項５】
光線（１０）による加熱と電位の印加によって不要な部分へのイオンの析出が生じないように、光線の照射と電位の印加とに一定の関係を持たせる事を可能とする変調法を用いた事、ないし複数の電極あるいは形状に変化を持たせる事によって電位勾配を変化させる事を特徴とする請求項１−４の何れかに記載の検査・修復装置及び方法。
【請求項６】
光ファイバー（１２‘）と電流変化を検出する電極（３’）との両方を搭載して金属管などの構造物内部を自動走行可能な装置を付与することを特徴とする請求項１−５の何れかに記載の検査・修復装置及び方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】導電性固体表面検査・修復装置及び方法
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属管内面など機械構造物の非破壊検査装置及び方法、ならびに欠陥の修復装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、固体試料表面欠陥の非破壊検査および評価において、サーモグラフィーやポテンシャル法、アコーストエミッション法や光ファイバーによる目視などがあった。また、レーザーを照射した部分のみ効果的にメッキを行うレーザー鍍金法も存在していた。【０００３】  しかし、原子炉の配管内面などの複雑な構造を有する構造物の内部を検査する場合等には、是までの技術では寸法的に不可能であったり解析が困難になるなど、重大な技術上の隘路があり、この問題を解決する必要があった。また、レーザー鍍金法は腐蝕の検出とは独立した技術で、技術的な関連はなかった。【０００４】  本発明は、導電性固体表面に存在する孔食などの微小な表面欠陥をそれに接触させている導電性液体中を流れる電流の変化として検出する事、あるいは電位を逆にする事により効果的に局所的金属の成長を行う事を特徴として、従来の課題を解決するものである。【０００５】  一般に腐食を起こしていない部分では電気化学的な反応はほとんど起こらないため加熱による電流の増加がほとんどないのに対して、腐食など表面欠陥のおこっている部分の電流は顕著に増加するため、光を周期的に変調し、ロックイン・アンプなどの高感度検出法で電流をモニターすることによって、孔食などの微小な導電性液体面に露出している表面欠陥を検出する事が可能になる。【０００６】  特に、本発明では測定部付近に基準電極を設けて導電性固体試料を適正電位に設定する事によって、正常な部分を検査によって痛める事をほとんど無くしている点が特徴となっている。【０００７】  このように本発明は光照射によって、腐食など表面欠陥のおこっている部分を選別的に検出する事のできる非破壊検査・評価装置及び方法である。【０００８】  同時に本発明では、例えば金属の孔食を選択的に検出した場合に、同種金属イオンを供給して試料を基準電極より負電位になるように設定し、孔食部分のみにレーザービームを収束する事によってその部分のみを修復する機能をも有している。
【特許文献１】
【非特許文献１】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  解決しようとする問題点は、金属管内面など機械構造物に発生する孔食などの電気化学反応によって生じた表面ならびに内部へつながっている欠陥を非破壊的に検査する時に障害となる、腐蝕以外の表面汚れや傷などの妨害物から、孔食のみを選択的に検出し、映像化する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、基準電極を設けて電位をコントロールすることにより、非破壊的に信号検出を行う事、ならびに当該基準電極に関して試料に印加する電圧の正負を反転する事により、試料における孔食の検出のみならず、その修復をも可能にしている点を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の装置ならびに方法は、以上説明したように従来の導電性固体試料表面欠陥の非破壊的な分析および修復において技術的に困難であった隘路を解決する効果がある。
【実施例１】
【００１２】  図１は、本発明装置の実施例である。
【実施例２】
【００１３】  図２は、本装置の第２の実施例である。
【実施例３】
【００１４】  図３は、本装置の第３の実施例である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】本装置は、金属材料産業上、腐食・防食の観点から、特にビデオカメラなどの撮像装置が入らない箇所での使用や、外見上発見できない腐食を選択的に発見できる点で有用である。特に、原子炉の細管内の腐食の発見などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】導電性固体表面欠陥検査・評価装置を示した説明図である。（実施例１）  図は本発明の第１の実行形態装置及び方法の実施例を示すもので、図１は導電性固体表面欠陥検査・評価装置である。［符号の説明］１      光源  ２      光線  ３      変調器  ４      集光光学系  ５      導体試料  ６      導電性液体  ７      基準電極  ８      対極  ９      ポテンショスタット  １０    ロックインアンプ  １１    駆動装置  １２    ドライバ  １３    バスライン  １４    情報処理装置  １５    容器  １６    循環器  １７    恒温槽
【図２】自動走行可能な装置を組み合わせた導電性固体表面欠陥検査・評価装置を示した説明図である。（実施例２）  図２は、本発明を金属管内部の腐食検査装置及び方法としてレーザー光源（１’）、光ファイバー（１３‘）、および自動走行部（１２’）などを組み合わせた実施形態を表す原理図である。［請求項１］、［請求項３］、［請求項４］の機能を組み合わせており、検査する金属管（５’）などの内部に導電性液体を充填する必要は無く、導電性液体をつめたタンク（１５’）から注入機構や弁等の適切な方法で、導電性液体（６’）をレーザー光を集光する検出電極（８’）付近に導き、また補充する機能を有している。［符号の説明］１‘          レーザ光源  ２‘          レーザ光線  ３‘          チョッパー  ４‘          集光レンズ  ５‘          測定される金属管  ６‘          導電性液体  ７‘          参照電極  ８‘          検出電極  ９‘          定電位装置  １０‘        ロックインアンプ  １１‘        駆動装置  １２‘        光ファイバー・検出電極自動走行部  １３‘        光ファイバー  １４‘        信号処理用マイクロコンピューター  １５‘        導電性液体タンク
【図３】導電性固体表面欠陥検査・修復評価装置を示した説明図である。（実施例３）  図３は、［請求項２］に述べた本発明を、図１の実施形態で金属板表面の腐食を検査した後、電極間に印加する電圧を反転することによって、腐蝕を修復する装置として実施した場合の測定装置を、金属として銅、電解液として硫酸銅を例として示したものである。この図には走査機構などは記載されておらず、図１に示す検出装置との原理的な相違のみを際立たせて示したものである。［請求項５］に記載されたように、光変調器などから光と同期した電気的な信号（１９“）を取り出し、交流振幅とオフセット直流電位を自由に変化可能なファンクションジェネレーターなどの電源装置（９”）に供給する事によって、金属試科電極（５“）を照射する際には試料側を負電位に、照射が止んだ時には正電位になる様にしている。この事によって、光照射によって生じた熱源（１８“）付近のみへの金属イオンの効果的な析出を図っている。［符号の説明］２“          変調した光ビーム  ４“          集光レンズ  ５“          試料電極  ６“          導電性液体（硫酸銅溶液）  ８“          金属電極（銅板）  ９“          電源装置（ファンクションジェネレーター）  １８“        熱源  １９“        同期信号
【図４】本手法で局所的に成長させた金属部分  図４は、本発明を図３の実施形態で金属板表面の腐食修復装置として実施した場合の測定例である。硫酸銅水溶液中にある銅板表面の１箇所にレーザービームをレンズにより収束し、鋼板で吸収された光によって発生した熱によりレーザー集光した部分の電気化学反応が促進されて、銅が周りの部分より大きく突き出て成長した事を示している。回りにも銅が析出しているが、請求項５に述べたレーザービームの変調と同期した印加電圧の反転などの技術により解決される見通しがある。  なお、銅板試料の設定電位や流す電流の大小などの条件で、析出する金属銅の質が大きく左右されるので、十分な調整が必要である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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