JP2009058287A - Reflection measuring device and reflection measuring method - Google Patents
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Abstract
【課題】試料の設置場所や寸法にかかわらず、試料を測定することができる反射測定装置および反射測定方法を提供する。
【解決手段】光源1と、検出器2と、を含む装置本体20を備え、測定光L1を射出する光射出部11と、反射光L2を受光する受光部12と、が形成された光学系ユニット10を備え、光源1と光射出部11とが測定光用光ファイバケーブルC1を介して接続され、受光部12と検出器2とが反射光用光ファイバケーブルC2を介して接続され、光学系ユニット10が装置本体20に対して相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図1A reflection measuring apparatus and a reflection measuring method capable of measuring a sample regardless of the installation location and dimensions of the sample are provided.
An optical system including an apparatus main body 20 including a light source 1 and a detector 2 and having a light emitting part 11 for emitting measurement light L1 and a light receiving part 12 for receiving reflected light L2. A unit 10 is provided, the light source 1 and the light emitting part 11 are connected via a measuring light optical fiber cable C1, and the light receiving part 12 and the detector 2 are connected via a reflected light optical fiber cable C2. The system unit 10 is provided so as to be movable relative to the apparatus main body 20.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、反射測定装置および反射測定方法に関するものである。 The present invention relates to a reflection measuring device and a reflection measuring method.
従来から、金属表面を測定・評価する方法として、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR:Fourier Transform Infrared Spectroscopy)が知られている(例えば、特許文献1参照)。FT−IRは、金属表面に形成された膜や有機物等を、非破壊、非接触かつ通常雰囲気で測定する技術の一つである。
FT−IRには、透過法、拡散反射法、全反射測定法(ATR法)等の方式があり、金属板のように赤外光を透過しない材料の表面に成膜された薄膜の測定には、反射法が用いられる。反射法の中でも、金属表面に対して水平に近い角度(サンプルの面法線に対し70°〜85°程度の深い入射角)で赤外光を入射させる高感度反射測定法(RAS法:Reflection Absorption Spectrometry)が、測定精度の面で特に優れている。
RAS法では、一般に、サンプルを測定ステージ(光学系ユニット)に載置する必要がある。光学系ユニットは、通常、特許文献1に示すように、試料室内に収容されている。
FT-IR has methods such as transmission method, diffuse reflection method, total reflection measurement method (ATR method), etc., for measuring thin films deposited on the surface of materials that do not transmit infrared light, such as metal plates. The reflection method is used. Among the reflection methods, a highly sensitive reflection measurement method (RAS method: Reflection) in which infrared light is incident at an angle close to the horizontal with respect to the metal surface (a deep incident angle of about 70 ° to 85 ° with respect to the surface normal of the sample). Absorption Spectrometry) is particularly excellent in terms of measurement accuracy.
In the RAS method, it is generally necessary to place a sample on a measurement stage (optical system unit). As shown in Patent Document 1, the optical system unit is usually accommodated in the sample chamber.
しかしながら、上記従来の反射測定装置は、光学系ユニットが試料室内に収容されているため、測定できる資料が試料室内に収容できる大きさに限られるという課題がある。このため、例えば、プラント装置の内壁等、その場から移動できない試料や、試料室に収容できない大きさの試料を測定する場合、試料を適切な大きさに切断し、試料室内に収容させる必要があった。 However, the conventional reflection measuring apparatus has a problem in that since the optical system unit is accommodated in the sample chamber, a material that can be measured is limited to a size that can be accommodated in the sample chamber. For this reason, for example, when measuring a sample that cannot be moved from the site, such as an inner wall of a plant apparatus, or a sample that cannot be accommodated in the sample chamber, the sample must be cut to an appropriate size and accommodated in the sample chamber. there were.
そこで、この発明は、試料の設置場所や寸法にかかわらず、試料を測定することができる反射測定装置および反射測定方法を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a reflection measuring apparatus and a reflection measuring method capable of measuring a sample regardless of the installation location and dimensions of the sample.
上記の課題を解決するために、本発明の反射測定装置は、光源から射出された測定光を被測定面に対して照射し、その反射光を検出器によって検出する反射測定装置において、前記光源と、前記検出器と、を含む装置本体を備え、前記測定光を射出する光射出部と、前記反射光を受光する受光部と、が形成された光学系ユニットを備え、前記光源と前記光射出部とが測定光用光ファイバケーブルを介して接続され、前記受光部と前記検出器とが反射光用光ファイバケーブルを介して接続され、前記光学系ユニットが前記装置本体に対して相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、光学系ユニットは可撓性を有する光ファイバケーブルを介して装置本体に接続された状態となる。そのため、被測定面の測定を行う際に、装置本体を所定の位置に配置した状態で、光学系ユニットを装置本体に対して相対的に移動させ、光ファイバケーブルの長さの範囲内で被測定面の測定位置に自由に設置することができる。そして、装置本体の光源から射出された測定光を、光学系ユニットの光射出部に測定光用光ファイバケーブルを介して伝送し、光射出部から被測定面に対して射出することができる。また、被測定面によって反射された反射光を、光学系ユニットの受光部によって受光し、装置本体の検出器に光ファイバケーブルを介して伝送することができる。
したがって、本発明の反射測定装置によれば、試料が光学系ユニットや装置本体よりも大きい場合や、試料を移動することができない場合であっても、光学系ユニットを移動させて被測定面に設置することで、試料の設置場所や寸法にかかわらず、試料を測定することができる。
In order to solve the above-described problems, a reflection measuring apparatus according to the present invention irradiates measurement light emitted from a light source onto a surface to be measured and detects the reflected light with a detector. And an optical system unit formed with a light emitting part for emitting the measurement light and a light receiving part for receiving the reflected light, the light source and the light An emission part is connected via a measurement light optical fiber cable, the light receiving part and the detector are connected via a reflected light optical fiber cable, and the optical system unit is relative to the apparatus main body. It is characterized by being provided so as to be movable.
With this configuration, the optical system unit is connected to the apparatus main body via a flexible optical fiber cable. Therefore, when measuring the surface to be measured, the optical system unit is moved relative to the apparatus main body with the apparatus main body arranged at a predetermined position, and the measurement is performed within the length of the optical fiber cable. It can be freely installed at the measurement position on the measurement surface. Then, the measurement light emitted from the light source of the apparatus main body can be transmitted to the light emission part of the optical system unit via the optical fiber cable for measurement light, and emitted from the light emission part to the surface to be measured. Further, the reflected light reflected by the surface to be measured can be received by the light receiving unit of the optical system unit and transmitted to the detector of the apparatus main body via the optical fiber cable.
Therefore, according to the reflection measurement apparatus of the present invention, even when the sample is larger than the optical system unit or the apparatus main body or when the sample cannot be moved, the optical system unit is moved to the surface to be measured. By installing, the sample can be measured regardless of the installation location and dimensions of the sample.
また、本発明の反射測定装置は、前記光学系ユニットには、前記被測定面に密着する密着面が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、測定時に光学系ユニットの密着面を被測定面に密着させ、光学系ユニットを被測定面に対して安定させ、被測定面の測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the optical system unit is formed with a close contact surface that is in close contact with the surface to be measured.
With such a configuration, the close contact surface of the optical system unit can be brought into close contact with the surface to be measured during measurement, the optical system unit can be stabilized with respect to the surface to be measured, and the measurement accuracy of the surface to be measured can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記密着面に、粘着性を有する粘着材料が配置されていることを特徴とする。
このように構成することで、光学系ユニットの密着面を測定面に貼着させて固定し、光学系ユニットを被測定面に対して安定させ、被測定面の測定精度を向上させることができる。
The reflection measuring apparatus of the present invention is characterized in that an adhesive material having adhesiveness is disposed on the contact surface.
By comprising in this way, the contact | adherence surface of an optical system unit can be stuck and fixed to a measurement surface, an optical system unit can be stabilized with respect to a to-be-measured surface, and the measurement precision of a to-be-measured surface can be improved. .
また、本発明の反射測定装置は、前記密着面は、弾力性を有する弾性部材によって形成されている。
このように構成することで、光学系ユニットの密着面を被測定面に対して押圧することで、密着面が被測定面の形状に応じて弾性変形し、密着面を被測定面に密着させることができる。これにより、被測定面の形状が平滑面でない場合であっても、光学系ユニットを被測定面に対して安定させ、被測定面の測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the contact surface is formed by an elastic member having elasticity.
With this configuration, the contact surface of the optical system unit is pressed against the surface to be measured, so that the contact surface is elastically deformed according to the shape of the surface to be measured, and the contact surface is in close contact with the surface to be measured. be able to. Thereby, even if the shape of the surface to be measured is not a smooth surface, the optical system unit can be stabilized with respect to the surface to be measured, and the measurement accuracy of the surface to be measured can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記光学系ユニットは、磁気を発生する磁気部材を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、被測定面が磁性材料の表面あるいは磁性材料上に形成された薄膜等である場合、磁気部材と磁性材料との間に作用する磁力により、光学系ユニットを被測定面に固定することができる。これにより、光学系ユニットを被測定面に対して安定させ、被測定面の測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the optical system unit includes a magnetic member that generates magnetism.
With this configuration, when the measured surface is a surface of a magnetic material or a thin film formed on the magnetic material, the optical system unit is measured by the magnetic force acting between the magnetic member and the magnetic material. Can be fixed to the surface. Thereby, an optical system unit can be stabilized with respect to a to-be-measured surface, and the measurement precision of a to-be-measured surface can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記光学系ユニットは、前記光射出部および前記受光部を収容する筐体を備え、前記筐体は、前記被測定面を露出させる開口部を除いて密閉構造を有していることを特徴とする。
このように構成することで、被測定面の測定部位を光学系ユニットの筐体によって外部環境から隔離し、測定時の外乱を抑制することができる。これにより、被測定面の測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the optical system unit includes a housing that houses the light emitting unit and the light receiving unit, and the housing is sealed except for an opening that exposes the surface to be measured. It has a structure.
By comprising in this way, the measurement site | part of a to-be-measured surface can be isolated from an external environment with the housing | casing of an optical system unit, and the disturbance at the time of a measurement can be suppressed. Thereby, the measurement accuracy of the surface to be measured can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記光学系ユニットには、前記筐体の内部にパージガスを供給するガス供給部と、前記筐体の内部の流体を排出する排出部が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、被測定面の周囲の環境が測定に適さない場合であっても、光学系ユニットを被測定面に密着させ、光学系ユニットの筐体内部をパージすることで、筐体内部を測定に適した環境とし、被測定面を測定することができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the optical system unit includes a gas supply unit that supplies a purge gas to the inside of the housing and a discharge unit that discharges the fluid inside the housing. It is characterized by.
By configuring in this way, even when the environment around the surface to be measured is not suitable for measurement, the optical system unit is brought into close contact with the surface to be measured, and the inside of the housing of the optical system unit is purged. It is possible to measure the surface to be measured with the inside of the housing as an environment suitable for measurement.
また、本発明の反射測定装置は、前記光射出部は、前記被測定面の法線に対して70度以上85度以下の範囲で前記測定光を射出するように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、被測定面をRAS法により測定し、測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the light emitting section is formed so as to emit the measuring light in a range of 70 degrees to 85 degrees with respect to a normal line of the surface to be measured. And
By comprising in this way, a to-be-measured surface can be measured by RAS method and a measurement precision can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記光学系ユニットは、前記被測定面への密着時に前記被測定面に対する前記光学系ユニットの角度を調整する角度調整手段を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、測定面に対する測定光の入射角を最適な角度に調整し、測定精度を向上させることができる。
In the reflection measuring apparatus of the present invention, the optical system unit includes an angle adjusting unit that adjusts an angle of the optical system unit with respect to the measurement target surface when the optical system unit is in close contact with the measurement target surface. .
By comprising in this way, the incident angle of the measurement light with respect to a measurement surface can be adjusted to an optimal angle, and a measurement precision can be improved.
また、本発明の反射測定装置は、前記受光部は、前記反射光を集光する集光部材を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、反射光の集光効率を向上させ、測定精度を向上させることができる。
Moreover, the reflection measuring apparatus of the present invention is characterized in that the light receiving section includes a condensing member that condenses the reflected light.
By comprising in this way, the condensing efficiency of reflected light can be improved and measurement accuracy can be improved.
また、本発明の反射測定方法は、光源から射出された測定光を被測定面に対して照射し、その反射光を検出器によって検出する反射測定方法において、光ファイバケーブルが接続された光学系ユニットを前記被測定面の測定位置に移動させ、前記被測定面に密着させて固定する光学系ユニット設置工程と、前記光学系ユニットの光射出部から前記測定光を前記被測定面に射出し、前記光学系ユニットの受光部によって前記反射光を受光する光射出・受光工程と、を有し、前記光射出・受光工程において、前記測定光を前記光源から前記光射出部へ前記光ファイバケーブルを介して導入し、前記反射光を前記受光部から前記検出器へ前記光ファイバを介して導出することを特徴とする。
このように測定することで、装置本体を所定の位置に配置した状態で、光学系ユニットを装置本体に対して相対的に移動させ、光ファイバケーブルの長さの範囲内で被測定面の測定位置に自由に設置することができる。そして、装置本体の光源から射出された測定光を、光学系ユニットの光射出部に測定光用光ファイバケーブルを介して伝送し、光射出部から被測定面に対して射出することができる。また、被測定面によって反射された反射光を、光学系ユニットの受光部によって受光し、装置本体の検出器に光ファイバケーブルを介して伝送することができる。
したがって、本発明の反射測定方法によれば、試料が装置本体よりも大きい場合や、試料を移動することができない場合であっても、光学系ユニットを移動させて被測定面に設置することで、試料の設置場所や寸法にかかわらず、試料を測定することができる。
The reflection measurement method of the present invention is an optical system to which an optical fiber cable is connected in a reflection measurement method in which measurement light emitted from a light source is irradiated onto a surface to be measured and the reflected light is detected by a detector. An optical system unit installation step for moving the unit to a measurement position on the surface to be measured and fixing the unit to the surface to be measured, and emitting the measurement light from the light emitting portion of the optical system unit to the surface to be measured A light emitting / receiving step of receiving the reflected light by the light receiving unit of the optical system unit, and in the light emitting / receiving step, the optical fiber cable from the light source to the light emitting unit. The reflected light is led out from the light receiving unit to the detector through the optical fiber.
By measuring in this way, the optical system unit is moved relative to the apparatus main body with the apparatus main body arranged at a predetermined position, and the measurement surface is measured within the range of the length of the optical fiber cable. Can be installed at any position. Then, the measurement light emitted from the light source of the apparatus main body can be transmitted to the light emission part of the optical system unit via the optical fiber cable for measurement light, and emitted from the light emission part to the surface to be measured. Further, the reflected light reflected by the surface to be measured can be received by the light receiving unit of the optical system unit and transmitted to the detector of the apparatus main body via the optical fiber cable.
Therefore, according to the reflection measurement method of the present invention, even when the sample is larger than the apparatus main body or when the sample cannot be moved, the optical system unit is moved and placed on the surface to be measured. The sample can be measured regardless of the installation location and dimensions of the sample.
また、本発明の反射測定方法は、前記光学系ユニット設置工程と、前記光射出・受光工程との間に、前記光学系ユニットの筐体の内部にパージガスを供給するとともに、前記筐体の内部の流体を排出する光学系ユニットパージ工程を有することを特徴とする。
このように測定することで、被測定面の周囲の環境が測定に適さない場合であっても、光学系ユニットを被測定面に密着させ、光学系ユニットの筐体内部をパージすることで、筐体内部を測定に適した環境とし、被測定面を測定することができる。
Further, the reflection measurement method of the present invention supplies a purge gas to the inside of the housing of the optical system unit between the optical system unit installation step and the light emission / light reception step, and the inside of the housing. And an optical system unit purging step for discharging the fluid.
By measuring in this way, even if the environment around the surface to be measured is not suitable for measurement, the optical system unit is closely attached to the surface to be measured, and the inside of the housing of the optical system unit is purged. It is possible to measure the surface to be measured with the inside of the housing as an environment suitable for measurement.
また、本発明の反射測定方法は、前記光学系ユニット設置工程と、前記光射出・受光工程との間に、前記光学系ユニットと、前記被測定面との相対角度を調整し、両者を平行にする光学系ユニット角度調整工程を有することを特徴とする。
このように測定することで、測定面に対する測定光の入射角を最適な角度に調整し、測定精度を向上させることができる。
In the reflection measurement method of the present invention, the relative angle between the optical system unit and the surface to be measured is adjusted between the optical system unit installation step and the light emission / light reception step, and both are parallel. And an optical system unit angle adjusting step.
By measuring in this way, the incident angle of the measurement light with respect to the measurement surface can be adjusted to an optimum angle, and the measurement accuracy can be improved.
<第一実施形態>
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮尺を適宜変更している。
図1は、本実施形態における反射測定装置100の概略構成図である。反射測定装置100は、光源部1から射出された測定光L1を被測定面Sに対して照射し、その反射光L2を検出器2によって検出し分析する装置である。
<First embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale is appropriately changed for each member so that each member has a size that can be recognized on the drawing.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すように、反射測定装置100は、被測定面Sに密着させて用いる光学系ユニット10を備えている。光学系ユニット10は、被測定面Sに測定光L1を射出する光射出部11と、被測定面Sによって反射された反射光L2を受光する受光部12とを備えている。光射出部11および受光部12は、光学系ユニット10の筐体13の内部に収容され、固定されている。
As shown in FIG. 1, the
筐体13は、例えば、金属材料や樹脂材料等により形成されている。筐体13の被測定面Sに対向する壁部13cには弾性部材14が固定され、弾性部材14の密着面14aにおいて被測定面Sに密着するように形成されている。光学系ユニット10の密着面14a側には、被測定面Sを露出させる開口部15が形成されている。光射出部11および受光部12の固定箇所はシール材等により密封され、筐体13は開口部15を除いて密閉構造を有している。
The
弾性部材14は、例えば、ウレタンゴム等の弾性を有する樹脂材料等によって形成され、密着面14aには、接着剤等の粘着材料が塗布されている。また、弾性部材14として上述の樹脂材料に磁性材料を混入した磁性ゴム等の磁性材料を用いてもよい。
光射出部11は、密着面14aの法線NLに対して70度以上85度以下の範囲の角度θで測定光L1を射出するように調整され、筐体13の一方側の壁部13aに固定されている。筐体13の他方側の壁部13bには受光部12が固定されている。受光部12は、光射出部11によって射出された測定光L1が開口部15に想定した密着面14aと同一の平面によって反射される位置に固定されている。
The
The
また、反射測定装置100は、光源部1および検出器2等を収容する装置本体20を備えている。
光源部1は、光源、干渉計、偏光板等を備え、赤外領域の測定光L1(p偏光)を射出するように構成されている。また、検出器2は、反射光L2を分析する信号処理部等により構成されている。
光源部1は、装置本体20に接続された測定光L1用の光ファイバケーブルC1を介して光学系ユニット10の光射出部11に接続され、光源部1により射出された測定光L1が光射出部11に伝送されるように構成されている。
In addition, the
The light source unit 1 includes a light source, an interferometer, a polarizing plate, and the like, and is configured to emit measurement light L1 (p-polarized light) in the infrared region. The
The light source unit 1 is connected to the
検出器2は、装置本体20に接続された反射光用光ファイバケーブルC2を介して光学系ユニット10の受光部12に接続され、受光部12によって受光された反射光L2が、反射光L2用の光ファイバケーブルC2を介して検出器2に伝送されるように構成されている。
また、各光ファイバケーブルC1,C2は、装置本体20の位置から被測定面Sの測定箇所を測定するために必要な長さとされている。これにより、光学系ユニット10を、光ファイバケーブルC1,C2の長さの範囲内で装置本体20から独立して自由に移動させることが可能となっている。
The
Each of the optical fiber cables C1 and C2 has a length necessary for measuring a measurement location on the measurement surface S from the position of the apparatus
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図1に示すように、光学系ユニット10は可撓性を有する光ファイバケーブルC1,C2を介して装置本体20と接続された状態となっている。そのため、装置本体20を、例えば、プラント装置等の内壁Wの近傍に配置し、光学系ユニット10を装置本体20から独立させて被測定面Sの測定箇所まで移動させることができる。したがって、光学系ユニット10を光ファイバケーブルC1,C2の長さの範囲内で被測定面Sの測定箇所に自由に設置することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the
被測定面Sの測定時には、光学系ユニット10の密着面14aを被測定面Sに密着させ、光学系ユニット10を被測定面Sに対して安定させることができる。また、密着面14aが被測定面Sに密着することで、被測定面Sの法線NLSと密着面14aの法線NLが略一致する。これにより、光学系ユニット10の光射出部11から被測定面Sの法線NLSに対して70度以上85度以下の範囲の角度θで測定光L1を射出し、被測定面SをRAS法により測定することができる。したがって、RAS法による高精度の測定結果を得ることができる。
At the time of measuring the surface to be measured S, the
また、密着面14aが弾力性を有する弾性部材14の表面に形成されているので、光学系ユニット10の密着面14aを被測定面Sに対して押圧することで、密着面14aが被測定面Sの形状に応じて弾性変形する。これにより、被測定面Sの表面が平滑面でない場合であっても、弾性部材14によって被測定面Sの形状をある程度吸収し、密着面14aを被測定面Sに密着させることができる。これにより、光学系ユニット10を被測定面Sに固定し、安定させることができる。
Further, since the
また、密着面14aには、接着剤等の粘着材料が塗布されているので、密着面14aを被測定面Sに貼着させて固定し、光学系ユニット10を被測定面Sに対して安定させることができる。また、被測定面Sが金属等の磁性材料の表面、もしくは磁性材料上に形成された薄膜の表面である場合には、弾性部材14として上述した磁性ゴム等の磁性材料を用いることで、弾性部材14と被測定面Sとの間に作用する磁力により、光学系ユニット10を被測定面Sに固定することができる。これにより、接着剤等を用いなくても光学系ユニット10を被測定面Sに固定し、安定させることができる。
このように、光学系ユニット10を被測定面Sに対して安定させた状態とすることで、被測定面Sの測定精度を向上させることができる。
Further, since an adhesive material such as an adhesive is applied to the
Thus, the measurement accuracy of the measurement surface S can be improved by setting the
また、筐体13は開口部15を除いて密閉構造を有しているので、被測定面Sの測定箇所を筐体13によって外部環境から隔離し、外光や塵等を遮断することで、測定時の外乱を抑制することができる。これにより、被測定面Sの測定精度を向上させることができる。
また、装置本体20の光源部1から射出された測定光L1を、光学系ユニット10の光射出部11に光ファイバケーブルC1を介して伝送し、光射出部11から被測定面Sに対して射出することができる。また、被測定面Sによって反射された反射光L2を、光学系ユニット10の受光部12によって受光し、装置本体20の検出器2に光ファイバケーブルC2を介して伝送することができる。
Moreover, since the housing | casing 13 has a sealing structure except the
Further, the measurement light L1 emitted from the light source unit 1 of the apparatus
したがって、本実施形態の反射測定装置100によれば、試料が光学系ユニット10や装置本体20よりも大きい場合や、試料を移動することができない場合であっても、光学系ユニット10を移動させて被測定面Sに設置することで、試料の設置場所や寸法にかかわらず、試料を測定することができる。
Therefore, according to the
(反射測定方法)
次に、本実施形態の反射測定装置100を用いた反射測定方法について説明する。
図1に示すように、例えば、金属等の磁性材料によって形成されたプラント装置の内壁Wの表面を被測定面Sとして測定する場合には、まず、装置本体20を内壁Wの近傍の設置可能な位置に配置する。次いで、光ファイバケーブルC1,C2が接続された光学系ユニット10を被測定面Sの測定箇所に移動させ、光学系ユニット10の密着面14aを被測定面Sに密着させて固定する。
(Reflection measurement method)
Next, a reflection measurement method using the
As shown in FIG. 1, for example, when measuring the surface of the inner wall W of a plant apparatus formed of a magnetic material such as metal as the measured surface S, first, the apparatus
次いで、装置本体20の光源部1によって、赤外領域の測定光L1(p偏光)を射出する。光源部1によって射出された測定光L1は、光源部1に接続された光ファイバケーブルC1を通じて被測定面Sに固定された光学系ユニット10の光射出部11に伝送される。光射出部11に到達した測定光L1は、被測定面Sの法線NLSに対して70度以上85度以下の範囲の角度θで射出され、被測定面Sに入射する。被測定面Sに入射した測定光L1は、被測定面Sによって反射され、その反射光L2が受光部12に入射する。
Next, measurement light L <b> 1 (p-polarized light) in the infrared region is emitted by the light source unit 1 of the
受光部12によって受光された反射光L2は、受光部12に接続された光ファイバケーブルC2を通じて、装置本体20の検出器2に伝送される。検出器2に伝送された反射光L2は検出器2によって処理され、反射光L2の分析結果が得られる。
したがって、本実施形態の反射測定方法によれば、内壁Wが装置本体20よりも大きい場合や、内壁Wを移動することができない場合であっても、光学系ユニット10を移動させて被測定面Sに設置することで、内壁Wの設置場所や寸法にかかわらず、内壁Wの表面を測定することができる。
The reflected light L2 received by the
Therefore, according to the reflection measurement method of this embodiment, even when the inner wall W is larger than the apparatus
<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について、図1を援用し、図2を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明した反射測定装置100と、光学系ユニット10にガス供給部と排出部が形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the
図2に示すように、本実施形態の光学系ユニット10Bには、筐体13の内部にパージガスPGを供給するガス供給部16と、筐体13の内部の流体FLを排出する排出部17が形成されている。
ガス供給部16は筐体13に形成された開口部16a、開口部16aに接続された配管16b、および、図示しない流量調整用のバルブ等によって構成されている。配管16bは、可撓性を有する樹脂材料等により形成され、パージガスPGを供給するガス供給装置(図示省略)に接続されている。
排出部17も筐体13に形成された開口部17a、開口部17aに接続された配管17b、および、図示しない流量調整用のバルブ等によって構成されている。配管17bは、配管16bと同様に可撓性を有する樹脂材料等によって形成され、例えば、ポンプやコンプレッサー等の流体排出装置(図示省略)に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
The
The
(反射測定方法)
次に、本実施形態の光学系ユニット10Bを用いた反射測定方法について説明する。
図2に示すように、被測定面Sが、例えば、貯水槽の内壁Wであり、被測定面Sが水中である場合、まず、装置本体20を貯水槽の外部に配置する。次いで、装置本体20は移動させず、光学系ユニット10Bを水中に沈め、被測定面Sに光学系ユニット10Bを固定する。
(Reflection measurement method)
Next, a reflection measurement method using the optical system unit 10B of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, when the surface to be measured S is, for example, the inner wall W of the water tank and the surface to be measured S is underwater, first, the apparatus
次いで、筐体13のガス供給部16にガス供給装置によりパージガスPGを供給するとともに、筐体13の排出部17から筐体13内部の水およびパージガスPG等の流体FLを流体排出装置により排出する。このとき、パージガスPGの供給量と流体FLの排出量を、バルブ、ガス供給装置、流体排出装置等により調整し、筐体13内部の圧力を筐体13外部の圧力よりも低くする。
これにより、開口部15によって筐体13を被測定面Sに吸着させ、密着面14aを被測定面Sに密着させて筐体13を被測定面Sに固定することができる。
Next, the purge gas PG is supplied to the
Thus, the
さらに、パージガスPGの供給と筐体13内部の流体FLの排出を続けることで、やがて筐体13内部の水が排出され、パージガスPGが筐体13内部を流通することによって被測定面Sが乾燥する。この状態で、上述の第一実施形態の反射測定装置100と同様に被測定面Sの計測を行うことで、第一実施形態と同様に効果が得られる。
加えて、本実施形態の光学系ユニット10Bによれば、例えば、水中等、被測定面Sの周囲の環境が測定に適さない場合であっても、光学系ユニット10Bを被測定面Sに密着させ、光学系ユニット10Bの筐体13内部をパージすることで、被測定面Sを測定に適した環境で測定することができる。
Further, by continuing the supply of the purge gas PG and the discharge of the fluid FL inside the
In addition, according to the optical system unit 10B of the present embodiment, the optical system unit 10B is in close contact with the measurement surface S even when the environment around the measurement surface S is not suitable for measurement, for example, in water. Then, by purging the inside of the
<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態について、図1および図2を援用し、図3〜図6を用いて説明する。本実施形態では上述の第一、第二実施形態で説明した光学系ユニット10,10Bに角度調整手段が形成されている点で異なっている。その他の点は第一、第二実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 with reference to FIGS. This embodiment is different in that angle adjusting means is formed in the
図3は本実施形態の光学系ユニット10Cを、筐体13の開口部15が形成された壁部13cと対向する壁部13d側から見た平面図である。図4は図3のA−A線に沿う断面図である。
光学系ユニット10Cは、被測定面Sへの密着時に、被測定面Sに対する光学系ユニット10Cの筐体13の角度を調整する角度調整手段として、モータMとシャフトSHを備えている。
FIG. 3 is a plan view of the
The
モータMは、筐体13の開口部15が形成された壁部13cに対向する壁部13dの四隅に固定されている。シャフトSHは、モータMの回転によって軸方向(図4の上下方向)に移動自在に支持されている。また、図4に示すように、シャフトSHは筐体13を貫通し、筐体13の開口部15側の壁部13cに固定された中空状の弾性部材14Cの内部に挿入され、先端部が中空状の弾性部材14Cの内面に当接している。シャフトSHが筐体13を貫通する部分は、シール材等により密閉されている。
The motor M is fixed to the four corners of the
このように構成することで、光学系ユニット10Cの密着面14aを被測定面Sに密着させ、光学系ユニット10Cを被測定面Sに固定した後、筐体13の四隅のモータMを個別に回転させて各シャフトSHをそれぞれ軸方向に移動させることで、筐体13の被測定面Sに対する角度を調整することができる。したがって、光学系ユニット10Dの筐体13の壁部13c、13dを被測定面Sに対して平行にし、被測定面Sに対する測定光L1の入射角を最適な角度θ(図1および図2参照)に調整し、測定精度を向上させることができる。
With this configuration, the
図5は、本実施形態の別の光学系ユニット10Dを、筐体13の開口部15が形成された壁部13c側から見た平面図であり、図6は図5のB−B線に沿う断面図である。
光学系ユニット10Dには、開口部15が形成された壁部13cの開口部15の周囲に中空状の弾性部材14Dが固定されている。弾性部材14Dは、図5に示すように、矩形の筐体13の四辺の各辺に沿う4つの区画14D(a)〜14D(d)に分割され、各区画14D(a)〜14D(d)には中空の弾性部材14Dの内部に空気を供給する給排気路(不図示)が接続されている。
FIG. 5 is a plan view of another
In the
このように構成することで、光学系ユニット10Dの密着面14aを被測定面Sに密着させ、光学系ユニット10Dを被測定面Sに固定した後、弾性部材14Dの各区画14D(a)〜14D(d)に空気を供給・排出することで、図6に示すように、各区画14D(a)〜14D(d)の弾性部材14Dの高さhを調整し、筐体13の被測定面Sに対する角度を調整することができる。したがって、光学系ユニット10Dの筐体13の壁部13c、13dを被測定面Sに対して平行にし、被測定面Sに対する測定光L1の入射角を最適な角度θに調整し、測定精度を向上させることができる。
With this configuration, after the
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態で説明した光学ユニットの受光部に、反射光を集光するレンズ等の集光部材を備えてもよい。このように構成することで、反射光の集光効率を向上させ、測定精度を向上させることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the light receiving unit of the optical unit described in the above embodiment may be provided with a condensing member such as a lens for condensing reflected light. By comprising in this way, the condensing efficiency of reflected light can be improved and measurement accuracy can be improved.
また、図7に示すように、光学系ユニット10Eの内部にミラー等の反射部材Rを設け、光射出部11と受光部12とを光学系ユニット10Eの同じ壁部13a側に設けてもよい。また、光射出部11と受光部12とを一体化させ、測定光L1用の光ファイバケーブルC1と反射光L2用の光ファイバケーブルC2を一本の光ファイバケーブルC1により兼用してもよい。
Further, as shown in FIG. 7, a reflecting member R such as a mirror may be provided inside the
また、光学系ユニットに備える磁性部材としては、上述の実施形態で説明した磁性ゴム以外にも、筐体に永久磁石や電磁石を固定したものであってもよい。電磁石を用いた場合、電流によって磁力を制御できるので、光学系ユニットを被測定面から剥離することが容易になる。 Moreover, as a magnetic member with which an optical system unit is equipped, the permanent magnet and the electromagnet fixed to the housing | casing other than the magnetic rubber demonstrated in the above-mentioned embodiment may be used. When an electromagnet is used, the magnetic force can be controlled by the current, so that it becomes easy to peel the optical system unit from the surface to be measured.
1 光源部(光源)、2 検出器、10,10B,10C,10D,10E 光学系ユニット、11 光射出部、12 受光部(集光部材)、13 筐体、14,14C,14D 弾性部材(磁気部材)、14D(a),14D(b),14D(c),14D(d) 区画(角度調整手段)、14a 密着面、15 開口部、16 ガス供給部、17 排出部、20 装置本体、100 反射測定装置、C1 光ファイバケーブル(測定光用光ファイバケーブル)、C2 光ファイバケーブル(反射光用光ファイバケーブル)、FL 流体、L1 測定光、L2 反射光、M モータ(角度調整手段)、NLS 法線、PG パージガス、S 被測定面、SH シャフト(角度調整手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source part (light source), 2
Claims (13)
前記光源と、前記検出器と、を含む装置本体を備え、
前記測定光を射出する光射出部と、前記反射光を受光する受光部と、が形成された光学系ユニットを備え、
前記光源と前記光射出部とが測定光用光ファイバケーブルを介して接続され、
前記受光部と前記検出器とが反射光用光ファイバケーブルを介して接続され、
前記光学系ユニットが前記装置本体に対して相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする反射測定装置。 In the reflection measurement device that irradiates the surface to be measured with the measurement light emitted from the light source and detects the reflected light by the detector,
An apparatus main body including the light source and the detector;
An optical system unit formed with a light emitting part for emitting the measurement light and a light receiving part for receiving the reflected light;
The light source and the light emitting part are connected via an optical fiber cable for measurement light,
The light receiving unit and the detector are connected via an optical fiber cable for reflected light,
The reflection measuring apparatus, wherein the optical system unit is provided so as to be movable relative to the apparatus main body.
前記筐体は、前記被測定面を露出させる開口部を除いて密閉構造を有していることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の反射測定装置。 The optical system unit includes a housing that houses the light emitting unit and the light receiving unit,
6. The reflection measuring apparatus according to claim 1, wherein the casing has a sealed structure except for an opening that exposes the surface to be measured.
光ファイバケーブルが接続された光学系ユニットを前記被測定面の測定位置に移動させ、前記被測定面に密着させて固定する光学系ユニット設置工程と、
前記光学系ユニットの光射出部から前記測定光を前記被測定面に射出し、前記光学系ユニットの受光部によって前記反射光を受光する光射出・受光工程と、を有し、
前記光射出・受光工程において、前記測定光を前記光源から前記光射出部へ前記光ファイバケーブルを介して導入し、前記反射光を前記受光部から前記検出器へ前記光ファイバを介して導出することを特徴とする反射測定方法。 In a reflection measurement method in which measurement light emitted from a light source is irradiated onto a surface to be measured and the reflected light is detected by a detector.
An optical system unit installation step of moving an optical system unit connected to an optical fiber cable to a measurement position of the surface to be measured and fixing the unit to be closely attached to the surface to be measured;
A light emission / light reception step of emitting the measurement light from the light emission part of the optical system unit to the surface to be measured and receiving the reflected light by the light reception part of the optical system unit,
In the light emission / light reception step, the measurement light is introduced from the light source to the light emission part via the optical fiber cable, and the reflected light is led from the light reception part to the detector via the optical fiber. A reflection measurement method characterized by the above.
前記光学系ユニットの筐体の内部にパージガスを供給するとともに、前記筐体の内部の流体を排出する光学系ユニットパージ工程を有することを特徴とする請求項11記載の反射測定方法。 Between the optical system unit installation step and the light emission / light reception step,
The reflection measurement method according to claim 11, further comprising an optical system unit purge step of supplying a purge gas into the housing of the optical system unit and discharging a fluid inside the housing.
前記光学系ユニットと、前記被測定面との相対角度を調整し、両者を平行にする光学系ユニット角度調整工程を有することを特徴とする請求項11または請求項12に記載の反射測定方法。 Between the optical system unit installation step and the light emission / light reception step,
The reflection measurement method according to claim 11, further comprising an optical system unit angle adjustment step of adjusting a relative angle between the optical system unit and the surface to be measured so that both are parallel to each other.
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|---|---|---|---|---|
| CN109738360A (en) * | 2019-01-28 | 2019-05-10 | 广州玉科仪器有限公司 | Micro transmittance tester and micro transmittance test stand |
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|---|---|---|---|---|
| JP2019203706A (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 株式会社横河ブリッジ | Rust evaluation photographing device, rust evaluation system, and rust evaluation method |
| JP7023183B2 (en) | 2018-05-21 | 2022-02-21 | 株式会社横河ブリッジ | Rust evaluation system and rust evaluation method |
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| CN116235050A (en) * | 2020-10-02 | 2023-06-06 | 3M创新有限公司 | Measuring system including reflector |
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