テラヘルツ波を利用した非破壊・非接触での多層塗装膜厚計測

摘要

Despite the importance of thickness control to guarantee paint qualities, there was no effective tool to measure thickness of each layer without contact.We here propose the use of terahertz wave as a new measurement tool for paint thickness. Terahertz wave comprises electromagnetic waves with the frequency, around 1 THz, and the wave penetrates paint layers easily with its remarkable transparency. We demonstrate the echo-pulse thickness measurement like sonar, using 100 fs (1×10~(-13) s) terahertz pulse, of which ultrashort temporal duration leads to high depth resolution of 10 μm. The thickness of each layer can be measured individually at a time.rnOur system, which is based on fiber laser technology, is compact, stable, and capable to be used by setting to the edges of the robot arms. Furthermore, this method is noncontact measurement, so that it can measure thickness under both dry and wet conditions. This technology will realize the real-time measurement of paint thickness in a paint booth. We hope our technology, using terahertz wave, will make a contribution to paint quality control in near future.%われわれは，テラヘルツ波を用いた多層塗装膜厚計測技術の開発を行っている。テラヘルツ波は，光波と電波の間に位置する電磁波であり，塗装膜に対してほどよい透過性を有していることと，短パルス化が可能であることから，エコーパルス計測を行うことで非破壊・非接触で多層膜の層ごとの膜厚を計測することができる。さらに，非破壊計測であるために，ウェット状態の塗装膜厚も計測することができる。従来のテラヘルツ装置は大型であり，実用的な装置は存在していなかったが，フェムト秒ファイバレーザー技術を軸とした開発を行うことで，小型・安定かつ高分解能特性を実硯することに成功した。われわれが開発した装置は，膜厚10μm程度の塗装膜厚を計測することができ，またワークに対して移動させることやロボットに搭載して自動多点計測することも可能である。今後の技術開発により，塗装膜厚管理の新たなツールとして活躍できることを期待する。