(57)【要約】【課題】膜厚を走査軌跡とともに連続測定することが可能な膜厚測定装置の提供。【解決手段】皮膜Ｓ２上に接触させて移動させる筐体１０と、筐体１０に搭載され、鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１を計測するための第１計測部１１と、筐体１０に搭載され、皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２を計測するための第２計測部１２と、筐体１０に搭載され、皮膜Ｓ２上での筐体１０の移動方向および移動距離を計測するための第３計測部１３と、第１計測部１１により計測した鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１と第２計測部１２により計測した皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２とから皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０を算出し、この算出した膜厚Ｚ０を第３計測部１３により計測した筐体１０の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに出力する制御部１４とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材表面の皮膜の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、
前記皮膜上に接触させて移動させる筐体と、
前記筐体に搭載され、前記鋼材表面までの距離を計測するための第１計測部と、
前記筐体に搭載され、前記皮膜表面までの距離を計測するための第２計測部と、
前記筐体に搭載され、前記皮膜上での前記筐体の移動方向および移動距離を計測するための第３計測部と、
前記第１計測部により計測した前記鋼材表面までの距離と前記第２計測部により計測した前記皮膜表面までの距離とから前記皮膜の膜厚を算出し、この算出した膜厚を前記第３計測部により計測した前記筐体の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに出力する制御部と
を含む膜厚測定装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記皮膜上に接触する脚部を有する請求項１記載の膜厚測定装置。
【請求項３】
前記脚部は、前記皮膜との接触面が球面状である請求項２記載の膜厚測定装置。
【請求項４】
前記皮膜の膜厚に応じて予め設定された色を表示する表示部を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の膜厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材表面の皮膜の膜厚を走査軌跡とともに測定する膜厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜厚測定装置としては、電磁誘導式（例えば、非特許文献１参照。）、渦電流式（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）や超音波式（例えば、特許文献２参照。）等のものが知られている。いずれの膜厚測定装置も、皮膜表面にプローブを接触させ、そのプローブの接触点における膜厚をピンポイントで測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８８８７１号公報
【特許文献２】特開２００１−７４４３８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“膜厚計の測定原理”，［online］，２０１４年，株式会社フィッシャー・インストルメンツ，［平成２７年１０月８日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：http://makuatsu.com/index.php?option=com_content&view=article&id=43&Itemid=79＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の膜厚測定装置は、プローブを接触させた点の膜厚をピンポイントで測定するものであるため、１点ずつ膜厚を測定し、その測定位置と膜厚の測定結果とをその都度記録していく必要があり、非常に煩わしい。
【０００６】
そこで、本発明においては、膜厚を走査軌跡とともに連続測定することが可能な膜厚測定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】
【０００７】
本発明の膜厚測定装置は、鋼材表面の皮膜の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、皮膜上に接触させて移動させる筐体と、筐体に搭載され、鋼材表面までの距離を計測するための第１計測部と、筐体に搭載され、皮膜表面までの距離を計測するための第２計測部と、筐体に搭載され、皮膜上での筐体の移動方向および移動距離を計測するための第３計測部と、第１計測部により計測した鋼材表面までの距離と第２計測部により計測した皮膜表面までの距離とから皮膜の膜厚を算出し、この算出した膜厚を第３計測部により計測した筐体の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに出力する制御部とを含むものである。
【０００８】
本発明の膜厚測定装置では、皮膜上に筐体を接触させて移動させると、第１計測部により計測された鋼材表面までの距離と第２計測部により計測された皮膜表面までの距離とから皮膜の膜厚が算出され、この算出された膜厚が第３計測部により計測された筐体の移動方向および移動距離から算出された走査軌跡とともに出力されるので、膜厚を連続測定することが可能となる。
【０００９】
ここで、筐体は、皮膜上に接触する脚部を有する構成とすることができる。この場合、脚部の高さに関わらず、第１計測部により計測された鋼材表面までの距離と第２計測部により計測された皮膜表面までの距離とから皮膜の膜厚が算出されるので、脚部が皮膜上に接触して移動することにより、脚部の高さが変化したとしても、正確に皮膜の膜厚を測定することが可能となる。
【００１０】
また、脚部は、皮膜との接触面が球面状であることが望ましい。これにより、皮膜上に脚部を接触させて移動させる際に皮膜を傷付けてしまうことを防止することができる。
【００１１】
また、本発明の膜厚測定装置は、皮膜の膜厚に応じて予め設定された色を表示する表示部を含むものであることが望ましい。これにより、膜厚の測定中に表示部に表示される色によって膜厚を知ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
（１）皮膜上に接触させて移動させる筐体と、筐体に搭載され、鋼材表面までの距離を計測するための第１計測部と、筐体に搭載され、皮膜表面までの距離を計測するための第２計測部と、筐体に搭載され、皮膜上での筐体の移動方向および移動距離を計測するための第３計測部と、第１計測部により計測した鋼材表面までの距離と第２計測部により計測した皮膜表面までの距離とから皮膜の膜厚を算出し、この算出した膜厚を第３計測部により計測した筐体の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに出力する制御部とを含む膜厚測定装置によれば、膜厚を連続測定してその膜厚の位置とともに出力することができるので、面的な膜厚管理が可能となる。
【００１３】
（２）脚部が皮膜上に接触して移動することにより、脚部の高さが変化したとしても、正確に皮膜の膜厚を測定することが可能となる。
【００１４】
（３）脚部の皮膜との接触面が球面状であることにより、皮膜上に脚部を接触させて移動させる際に皮膜を傷付けてしまうことを防止し、皮膜を保護することができる。
【００１５】
（４）皮膜の膜厚に応じて予め設定された色を表示する表示部を含む構成により、膜厚の測定中に表示部に表示される色によって膜厚を知り、即座に皮膜の不良箇所を発見することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における膜厚測定装置の概略構成図である。
【図２】試験片と膜厚測定走査方法を示す説明図である。
【図３】膜厚と走査軌跡の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の実施の形態における膜厚測定装置の概略構成図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態における膜厚測定装置１は、鋼材Ｓ１表面の皮膜Ｓ２上に筐体１０を接触させて移動させることにより皮膜Ｓ２の膜厚を測定する装置である。筐体１０には、鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１を計測するための第１計測部１１と、皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２を計測するための第２計測部１２と、皮膜Ｓ２上での筐体１０の移動方向および移動距離を計測するための第３計測部１３と、制御部１４と、記録部１５Ａ、通信部１５Ｂと、スイッチ１６と、電源としての電池１７と、電源回路１８と、表示部としてのディスプレイ１９およびＬＥＤ２０Ａ，２０Ｂとを有する。
【００１８】
筐体１０は皮膜Ｓ２上に接触する脚部１０Ａを有する。筐体１０は直方体状である。脚部１０Ａは筐体１０の底部の四隅にそれぞれ設けられており、第１計測部１１および第２計測部１２と皮膜Ｓ２との間に一定の隙間を形成する。脚部１０Ａは皮膜Ｓ２との接触面が球面状となっている。
【００１９】
第１計測部１１は、ホール探触子１１Ａと磁石１１Ｂとから構成されている。第１計測部１１は、磁石１１Ｂの磁場中の鋼材Ｓ１に起因する変化をホール探触子１１Ａで測定することにより、鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１を計測するものである。なお、本実施形態においては、皮膜Ｓ２は、アルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合金や亜鉛−アルミニウム合金等の非鉄金属の溶射皮膜、あるいは一般的な塗料による塗装皮膜であり、磁石１１Ｂの磁場に与える影響は無視できる程度に小さい。第１計測部１１は、上記構成に限らず、皮膜Ｓ２の影響なく、その下の鋼材Ｓ１までの距離Ｚ１を計測できるものであれば良い。
【００２０】
第２計測部１２は、レーザー変位計により構成されている。第２計測部１２は、レーザー変位計により、皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２を非接触で計測するものである。なお、第２計測部１２として、レーザー変位計の他、ＰＳＤセンサ（光位置センサ）や超音波式の距離計を用いることも可能である。また、第２計測部１２は、非接触式に限らず、接触式とすることも可能である。
【００２１】
第３計測部１３は、コンピュータの入力装置の一つである光学式マウス（ポインティングデバイス）のように、ＬＥＤやレーザー等の光を皮膜Ｓ２上に投射し、その反射光をイメージセンサーにより読み取って画像処理することにより、皮膜Ｓ２上での筐体１０の移動方向および移動距離を非接触で計測するものである。なお、第３計測部１３は、非接触式に限らず、接触式とすることも可能である。
【００２２】
制御部１４は、第１計測部１１により計測した鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１と第２計測部１２により計測した皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２とから皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０（＝Ｚ１−Ｚ２）を算出し、この算出した膜厚Ｚ０を第３計測部１３により計測した筐体１０の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに出力するものである。制御部１４の出力先は、記録部１５Ａ、通信部１５Ｂやディスプレイ１９等である。スイッチ１６は、膜厚測定装置１の動作をオンまたはオフにするものである。スイッチ１６は、制御部１４に接続されている。
【００２３】
電池１７は膜厚測定装置１を動作させるための電源である。電池１７に代えて商用電源を用いる構成とすることも可能である。電源回路１８は、電池１７の入力電圧から１２Ｖの電圧を出力する１２Ｖ端子１８Ａ、５Ｖの電圧を出力する５Ｖ端子１８Ｂおよび基準（ＲＥＦ）電圧を出力するＲＥＦ電圧端子１８Ｃを有している。第２計測部１２は１２Ｖ端子１８Ａに接続されている。第３計測部１３は５Ｖ端子１８Ｂに接続されている。ホール探触子１１ＡはＲＥＦ電圧端子１８Ｃに接続されている。
【００２４】
ディスプレイ１９は、制御部１４により算出した膜厚Ｚ０を表示するものである。ＬＥＤ２０Ａ，２０Ｂは、皮膜の膜厚に応じて予め設定された色を表示するものである。なお、ＬＥＤ２０Ａ，２０Ｂの数はいくつでも良い。例えば、制御部１４は、膜厚が１５０μｍ未満の場合には赤色、１５０μｍ以上３５０μｍ未満の場合には黄色、３５０μｍ以上の場合には青色のＬＥＤをそれぞれ表示する。
【００２５】
次に、上記膜厚測定装置１を用いた膜厚測定について説明する。図２は試験片と膜厚測定走査方法を示す説明図である。
まず、スイッチ１６をオンにして、キャリブレーションを行う。そして、鋼材Ｓ１表面に皮膜Ｓ２が形成された試験片Ｓ０上に筐体１０を接触させ、例えば、図２に矢印で示すような軌跡で移動させる。
【００２６】
制御部１４は、測定表示モードでは、所定の時間間隔、例えば１秒間隔で算出した膜厚Ｚ０をディスプレイ１９上に表示する。また、制御部１４は、記録モードでは、図示しない記録ボタンを押している間、算出した膜厚Ｚ０を第３計測部１３により計測した筐体１０の移動方向および移動距離から算出した走査軌跡とともに記録部１５Ａへ出力する。あるいは、通信部１５Ｂを介して外部のコンピュータ等の端末へ出力することも可能である。
【００２７】
図３は膜厚と走査軌跡の測定結果を示している。図３に示すように、制御部１４から記録部１５Ａまたは通信部１５Ｂへ膜厚Ｚ０が走査軌跡とともに出力される。なお、この出力結果では、前述のＬＥＤ２０Ａ，２０Ｂと同様に、皮膜の膜厚に応じて予め設定された色で表示されるようになっている。
【００２８】
以上のように、本実施形態における膜厚測定装置１では、皮膜Ｓ２上に筐体１０を接触させて移動させると、第１計測部１１により計測された鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１と第２計測部１２により計測された皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ１とから皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０が算出され、この算出された膜厚Ｚ０が第３計測部１３により計測された筐体１０の移動方向および移動距離から算出された走査軌跡とともに出力される。このように、本実施形態における膜厚測定装置１によれば、膜厚Ｚ０を連続測定してその膜厚Ｚ０の位置とともに出力することができるので、面的な膜厚管理が可能である。
【００２９】
また、本実施形態における膜厚測定装置１では、筐体１０が脚部１０Ａにより皮膜Ｓ２上に接触しており、使用により徐々に脚部１０Ａの先端がすり減っていくが、この膜厚測定装置１では、第１計測部１１により計測された鋼材Ｓ１表面までの距離Ｚ１と第２計測部１２により計測された皮膜Ｓ２表面までの距離Ｚ２とから皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０が算出されるので、脚部１０Ａの高さが変化したとしても、正確に皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０を測定することが可能となっている。なお、この脚部１０Ａの皮膜Ｓ２との接触面は球面状となっているため、皮膜Ｓ２上に脚部１０Ａを接触させて移動させる際に皮膜Ｓ２に傷が付くことが防止されている。
【００３０】
また、本実施形態における膜厚測定装置１では、皮膜Ｓ２の膜厚Ｚ０に応じて予め設定された色がＬＥＤ２０Ａ，２０Ｂにより表示されるので、この表示される色によって膜厚Ｚ０を知り、即座に皮膜Ｓ２の不良箇所を発見することが可能となっている。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の膜厚測定装置は、鋼材表面の皮膜の膜厚を走査軌跡とともに測定する装置として有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１  膜厚測定装置
１０  筐体
１０Ａ  脚部
１１  第１計測部
１２  第２計測部
１３  第３計測部
１４  制御部
１５Ａ  記録部
１５Ｂ  通信部
１６  スイッチ
１７  電池
１８  電源回路
１９  ディスプレイ
２０Ａ，２０Ｂ  ＬＥＤ
【図１】
2017078640.tif 000003
【図２】
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【図３】
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