专利名称：用于评估表面的清洁度的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于评估工件表面的清洁度的装置和方法，其中红外 光施加到该表面，检测从该表面反射的光，通过利用从该表面反射的 所检测到的光来计算该表面处的红外光的吸光度，然后通过利用该吸 光度以及在该吸光度和该表面上的附着污染物的量之间的预定关系来 评估该表面的清洁度。
背景技术：
通常，当组装发动机的气缸体、气缸头和链条箱或传动装置箱时， 诸如液态密封垫等的密封材料涂覆在其表面上以防止漏油等。
这些表面借助于使用加工油来加工铸造零件而形成，使得加工油 附着在这些表面上。在加工后，通过清洗这些表面来去除加工油。
如上所述，通过清洗来去除附着在这些面上的加工油。然而，存 在着当没有完全去除加工油时该加工油在清洗后残留在这些面上的情 况或者清洗剂残留在这些面上的情况。
残留的加工油或残留的清洗剂降低了密封材料的密封性能，这导 致漏油等。掌握诸如加工油或清洗剂的污染物是否残留在涂覆有密封 材料的表面(密封表面)上是重要的。
传统上，如下所述地测量附着到密封表面的污染物的状况，换句 话说，即密封表面的清洁度。
例如，将具有特定长度和宽度的胶带附着到密封表面，并且通过沿着相对于密封表面基本竖直的方向将其向上拉来使胶带剥离，然后 测量使胶带剥离所需的负荷。根据所测量的负荷来评估密封表面的清 洁度。
然而，用于通过测量胶带的剥离负荷来评估密封表面的清洁度的 上述方法是用人手操作的，使得在剥离胶带时难以保持恒定的剥离角 度或剥离速度。此外，胶带朝着密封表面的附着强度高度依赖于温度， 使得即使密封表面的清洁度是相同的，但剥离负荷的测量值也能够因 为温度而不同。结果，难以精确地进行测量和适当地评估。
此外，用人手进行的测量需要长的时间，使得难以在发动机或传 动装置的组装过程的周期时间内完成测量。
例如，为了解决上述问题，JP-A-2002-350342公开了一种用于评 估诸如密封表面等的工件表面的清洁度的装置。
JP-A-2002-350342公开了该装置，包括泛光灯，具有红外光发 生器并将红外光施加到工件表面；以及接收器，接收从附着有污染物 的工件表面反射的红外光，其中检测红外光的吸光度并根据该吸光度 来测量工件表面的清洁度。在这种情况下，该装置仅检测具有被CH键 吸收的波长的红外光，在有机分子中大量包括该CH键。因此，能够检 测由有机分子组成的污染物。

发明内容
本发明待解决的问题
如JP-A-2002-350342所公开的，传统装置一般使用点光源作为红 外光发生器，其中将红外光施加到工件表面，接收从附着有污染物的 工件表面反射的红外光，检测红外光的吸光度，并根据该吸光度来测 量工件表面的清洁度。从点光源施加的红外光被聚集到工件表面上的 非常狭小的区域中，并且将红外光的接收区域设定为与来自点光源的红外光的施加区域大小相同。于是，即使工件和装置之间的长度或角 度改变一点，所检测的红外光的吸光度就改变很多。因此，不能适当 地评估工件表面的清洁度。(例如，工件和装置之间的容许的长度改变
是大约士0.5mm)
特别地，关于传统装置，当通过施加红外光来评估工件表面的清 洁度时，测量对象的工件主要表示半导体基板等，其中其表面的粗糙 度较小并且其表面基本是镜表面。工件高精度地定位且设定在大型固 定设备的载台上，并且用泛光灯单元和接收器单元来测量红外光的吸 光度，该泛光灯单元和接收器单元每一个都相对于工件高精度地定位。 于是，工件表面和设备之间的长度或角度的变化很少变成问题。然而， 如果该工件表示笨重而大型的并且形成为复杂形状的发动机或传动装 置零件的铸造零件，那么就难以完成该测量同时将工件设定在设备的 载台上并保持工件表面、泛光灯和接收器之间的布置关系。结果，难 以保证适当的评估。
本发明的目的是提供用于评估表面的清洁度的装置和方法，即使 工件是大型的并且形成为诸如发动机或传动装置的零件等的复杂形 状，该装置和方法也能够精确地测量红外光的吸光度并且能容易而适 当地评估工件表面的清洁度。
解决问题的手段
本发明的第一方面是一种用于评估工件表面的清洁度的装置，包
括
泛光灯单元，具有面光源和透镜，所述面光源将红外光施加到该 表面，并且所述透镜聚焦红外光；
接收器单元，用于检测从该表面反射的光，具有滤光器和接收器，
所述滤光器透过具有该表面上的污染物吸收的波长的红外光，并且所 述接收器接收从该表面反射的红外光，其中将从该表面反射的红外光 的接收区域设定为小于从泛光灯单元施加到该表面的红外光的施加区 域；以及处理单元，用于通过利用从该表面反射的红外光来计算该表面处 的红外光的吸光度并且用于通过利用该吸光度以及该表面上的附着污 染物的量和该吸光度之间的预定关系来评估该表面的清洁度。
因此，该装置能够防止由于该装置和工件之间的长度或角度的改 变或者由于诸如工件表面状况的可变因素所导致的由接收单元接收的 红外光的强度的变化。换句话说，该装置能够防止由处理单元计算的 吸光度的变化。此外，该装置能够以高稳健性评估工件表面的清洁度。
结果，即使工件是大型的结构并且形成为诸如气缸体、齿轮室盖 等的复杂形状，其中难以保持工件朝着该装置的姿势，例如该装置和 工件表面之间的长度或角度，也能够容易地实现清洁度的适当评估。
优选地，接收区域的大小可根据该表面的评估区域的大小来调节。
因此，该装置能够评估各种大小的工件表面上的清洁度，使得能 够提高该装置的灵活性。
优选地，根据由于泛光灯单元、接收器单元和该表面之间的容许 的距离改变量所导致的该表面上的接收区域相对于施加区域的移位长 度来设定施加区域的大小。
因此，当长度改变小于容许的长度改变时，接收区域能够绝对小 于施加区域。于是，能够防止在从该表面反射后由接收器单元接收的 红外光的强度的变化。此外，能够容易地实现清洁度的适当评估。
本发明的第二方面是一种用于评估工件表面的清洁度的方法，包
括
从面光源将由透镜聚焦的红外光施加到该表面；
接收从该表面反射的光，其中红外光通过滤光器，该滤光器透过具有该表面上的污染物吸收的波长的红外光，并且其中将从该表面反 射的红外光的接收区域设定为小于从泛光灯单元施加到该表面的红外 光的施加区域；
通过利用从该表面反射的红外光来计算该表面处的红外光的吸光 度；以及
通过利用该吸光度以及在该表面上的附着污染物的量和该吸光度 之间的预定关系来评估该表面的清洁度。
因此，该方法能够防止由于装置和工件之间的长度或角度的改变 或者由于诸如工件表面状况的可变因素所导致的由接收单元接收的红 外光的强度的变化。换句话说，该装置能够防止由处理单元计算的吸 光度的变化。此外，该装置能够以高稳健性评估工件表面的清洁度。
结果，即使工件是大型的结构并且形成为诸如气缸体、齿轮室盖 等的复杂形状，其中难以保持工件朝着该装置的姿势，例如该装置和 工件表面之间的长度或角度，也能够容易地实现清洁度的适当评估。
优选地，接收区域的大小可根据该表面的评估区域的大小来调节。
因此，该方法能够评估各种大小的工件的表面上的清洁度，使得 能够提高该装置的灵活性。
优选地，根据由于泛光灯单元、接收器单元和该表面之间的容许 的距离改变量所导致的该表面上的接收区域相对于施加区域的移位长 度来设定施加区域的大小。
因此，当长度改变小于容许的长度改变时，接收区域能够绝对小 于施加区域。于是，能够防止在从该表面反射后由接收器单元接收的 红外光的强度的变化。此外，能够容易地实现清洁度的适当评估。发明效果
根据本发明，该装置和方法能够以高稳健性评估工件表面的清洁 度。此外，即使工件是大型结构并且形成为诸如气缸体、齿轮室盖等 的复杂形状，其中难以保持工件朝着该装置的姿势，例如该装置和工 件表面之间的长度或角度，也能够容易地实现清洁度的适当评估。


图1是用于评估工件表面的清洁度的装置的侧剖视图。
图2是红外光在污染物中的光程长度的侧剖视图。 图3是示出了工件表面上的附着污染物的量和吸光度之间的关系 的视图。
图4是示出了当将传感器头单元和工件之间的距离设定为适当距 离时和该距离大于适当距离时，如果将施加区域的大小设定为与接收 区域的大小一样大时的该施加区域和该接收区域之间的布置关系的视 图。
图5是示出了当将传感器头单元和工件之间的距离设定为适当距 离时和该距离大于适当距离时，如果将施加区域的大小设定为大于接 收区域的大小时的该施加区域和该接收区域之间的布置关系的视图。
图6是示出了用于评估气缸体、气缸头与链条箱的连接部的清洁 度的装置的实施例的侧剖视图。
具体实施例方式
图1所示的用于评估清洁度的装置1是用于评估构成发动机或传 动装置的零件的表面的清洁度的装置。装置1包括传感器头单元10和 处理单元40，该传感器头单元10包含泛光灯单元20和接收器单元30。 泛光灯单元20将红外光施加到工件50的表面。接收器单元30接收从 工件50的表面反射的红外光。处理单元40根据由传感器头单元10检 测的从工件50的表面反射的红外光的吸光度来评估该表面的清洁度。
泛光灯单元20和接收器单元30被包含在箱11中。泛光灯单元20包括面光源21、 p-偏光镜22和聚焦透镜23。具有 一定面积的面光源21施加红外光。p-偏光镜22仅透过p偏振光，艮卩， 其电场矢量方向转到由施加到工件50的表面的全部红外光中的入射光 和反射光在工件50的表面上形成的区域的内侧的红外光。聚焦透镜23 聚焦由面光源21施加的红外光。
接收器单元30包括接收器传感器31、聚焦透镜32和滤光器33。 聚焦透镜32聚焦从工件50的表面反射的红外光。接收器传感器31检 测由聚焦透镜32聚焦的红外光。滤光器33设置在接收器传感器31和 聚焦透镜32之间。滤光器33仅透过反射光中的具有特定波长的红外 光。
滤光器33由盘状元件和沿周向设置在该盘状元件上的多个滤光 器33a组成。利用电动机34，滤光器33能够绕轴33b旋转。
多个滤光器33a构造为能够透过具有相互不同波长的红外光的滤 光器。多个滤光器33a中的一个滤光器是能够透过其波长处在包括于有 机材料中的CH键的振动波长内的红外光的滤光器，换句话说，是能够 透过具有CH键吸收的波长的红外光的滤光器。
这里，CH键吸收的波长的峰值是3.4微米。
处理单元40包括计算机单元41和存储单元42。计算机单元41 根据由接收器传感器31检测的反射光来计算工件50的表面处的吸光 度并根据算出的吸光度来评估工件50的表面的清洁度。存储单元42 存储在工件50的表面上的附着污染物51的量和该吸光度之间的预定 关系。
在本实施例中，例如，工件50表示发动机的气缸体、气缸头或链条箱，或传动装置的齿轮室盖。附着在工件50上的测量对象的污染物
51表示加工时使用的加工油或者清洗或移除加工油时使用的清洗剂。
此外，当本发明的装置l评估工件50的表面的清洁度时，以如下 方式设定传感器头单元10，即传感器头单元10和工件50分开特定距 离d。
上述装置1如下地评估工件50的表面的清洁度。
首先，面光源21施加具有一定面积大小的红外光。该红外光通过 p-偏光镜22变成p偏振光。其次，红外光通过聚焦透镜23被聚焦。然 后，所聚焦的红外光施加到工件50的表面上的施加区域Ra，该施加区 域Ra具有一定的面积。
施加到区域Ra的红外光在工件50的表面上反射。所反射的红外 光通过聚焦透镜32被聚焦。在通过滤光器33之后，所聚焦的红外光 由接收器传感器31接收。这里，红外光在接收区域Rb中被接收。
在这种情况下，当所接收的红外光通过滤光器33时，具有特定波 长的红外光仅由接收器传感器31接收。
将作为从泛光灯单元20到工件50的表面的红外光的施加区域的 施加区域Ra设定为大于作为接收器单元30处的红外光的接收区域的 接收区域Rb。例如，将施加区域Ra设定为接收区域Rb的IO倍大或 更大。
反射红外光的强度输入到处理单元40。计算机单元41根据反射 的红外光来计算吸光度。
这里，如[公式l]所示，通过比尔-郎伯定律来表达红外光的吸光度。
吸光度=-log(I/Io) = k X cX L
这里，I是测量对象的工件50的反射红外光的强度。换句话说，I 是来自工件50的附着污染物51的表面的反射红外光的强度。Io是来 自具有未附着污染物51的清洁表面的标准工件的反射红外光的强度。 k是系数。c是污染物51的浓度。L是红外光通过污染物51的光程长 度。
如图2所示，光程长度L是长度Ll和长度L2相加，该长度L1 是从泛光灯单元20施加的入射光通过污染物51的光程长度，长度L2 是由接收器单元30接收的反射光通过污染物51的光程长度。
也就是说，能够通过[公式1]在计算机单元41中计算吸光度。
例如，如果由接收器单元30接收的所接收红外光具有CH键吸收 的波长，则当在工件50的表面处反射时，所接收红外光被包含在污染 物51中的CH键吸收。因此，由接收器传感器31接收的反射红外光的 强度变小，然后工件50的反射红外光的强度I变小，然而来自标准工 件的反射红外光的强度Io是恒定的。所以，如上所述地计算的吸光度 变大。
此外，在本实施例中，污染物51表示加工油或清洗剂，使得可以 说污染物51的浓度是恒定的。因此，根据[公式l]，可以说红外光的吸 光度与光程长度L成比例。
更进一步，当工件50表面的附着污染物51的量较大时，污染物 51的厚度变大，使得红外光通过污染物51的光程长度L变大。因此，可以说光程长度L与附着污染物51的量成比例。
最后，当附着污染物51的量较小时，工件50的表面的清洁度较 高。因此，附着污染物51的量几乎等于工件50的表面的清洁度。
因此，可以说，该关系成立，(红外光的吸光度)a(附着污染物 51的量)—(工件50的表面的清洁度)。如果提前确定(红外光的吸光度) 和(附着污染物51的量)之间的关系，那么能够根据由计算机单元41计 算的吸光度来测量并且能够定量地评估(工件50的表面的清洁度)。
在处理单元40中，图3所示的"(红外光的吸光度)和(附着污染物 51的量)之间的关系被提前确定并存储在存储单元42中。
在计算机单元41中，将如上所述地计算的吸光度应用于在存储单 元42中存储的"(红外光的吸光度)和(附着污染物51的量)之间的关系"， 并且计算附着污染物51的量，然后根据计算出的附着污染物51的量 来评估工件50的表面的清洁度。
在这种情况下，能够通过具体值、水平等来表达工件50的表面的 清洁度。该工件50的表面的清洁度能够与特定的阈值相比较。
根据图3，吸光度变得越大，则附着污染物51的量变得越大，并 且工件50的表面的清洁度变得越低。
在用于评估工件50的表面的清洁度的如上所述的装置1中，将从 面光源21到工件50的入射光的入射角e设定为相对于垂直线以布鲁 斯特角倾斜的角度。
这里，布鲁斯特角为入射角，其中当来自面光源21的红外光入射 到污染物51中时，污染物51的表面处的红外光中的p偏振成分的反射率变为0。布鲁斯特角是由空气和污染物51之间的折射率决定的特
征值。在本实施例中，布鲁斯特角例如是56度。
由此，在根据本发明的用于评估清洁度的装置1中，将来自面光 源21的入射光的入射角设定为布鲁斯特角，并且通过p-偏光镜22的p 偏振光在工件50的表面上入射。因此，能够防止入射光在污染物51 的表面上反射和在污染物51的层内的多重反射。于是，能够减少由诸 如在该表面上的反射或多重反射的这些反射所导致的红外光的吸收误 差。
结果，能够提高工件50的表面上的清洁度的评估精度。
此外，从面光源21施加到工件50的表面的红外光由聚焦透镜23 聚焦，然后，具有大施加区域Ra的聚焦红外光入射到工件50的表面 上。因此，如果面光源21和工件50之间的长度或角度，换句话说， 传感器头单元10和工件50之间的距离d或角度改变一点，那么反射 光的强度几乎不变。结果，与从点光源施加红外光时反射光的强度改 变很大的情况相比，吸光度的值几乎不变。
此外，聚焦红外光施加到大的区域，使得与施加平行光的情况相 比，红外光的指向性变弱了。于是，能够防止工件50的表面的粗糙度 和工件50的表面上的工具痕的影响，然后能够防止吸光度的变化。
在根据本发明的用于评估清洁度的装置1中，将施加区域Ra设定 为大于接收区域Rb，使得即使传感器头单元10和工件50之间的距离 d改变了，也能够防止由接收器传感器31接收的反射光的强度的变化。
一方面，在其中红外光从泛光灯单元施加到工件表面的用于评估 清洁度的传统装置中，在接收器单元处接收来自工件表面的反射红外 光，然后评估工件表面的清洁度，施加区域Ra通常设定为与接收区域Rb—样大。
如上所述，如果将施加区域Ra设定为与接收区域Rb —样大并且 将传感器头单元10和工件50之间的距离d合适地设定为适当距离do， 如图4(a)所示，那么施加区域Ra和接收区域Rb的位置保持相同。于 是，能够在接收器单元30处接收从泛光灯单元20施加的除了被污染 物51吸收的红外光之外的所有红外光。
然而，如图4(b)所示，如果将施加区域Ra设定为与接收区域Rb 一样大并且将传感器头单元10和工件50之间的距离d设定为比适当 距离d。大的距离da，那么施加区域Ra和接收区域Rb的位置彼此移位。 于是，能够在接收器单元30处部分地接收从泛光灯单元20施加的红 外光。
因此，当将施加区域Ra设定为与接收区域Rb —样大并且传感器 头单元10和工件50之间的距离d改变一点时，由接收器传感器31接 收的接收红外光的量变得小于将距离d设定为适当距离do的情况。结 果，由接收器传感器31接收的反射红外光的强度存在变化。
另一方面，在根据本发明的用于评估清洁度的装置1中，将施加 区域Ra设定为大于接收区域Rb。如图5(a)所示，如果将传感器头单元 10和工件50之间的距离d保持设定为适当距离dQ，那么全部的接收区 域Rb都包括在施加区域Ra中。于是，能够在接收器单元30处接收从 泛光灯单元20施加的除了被污染物51吸收的红外光之外的所有红外 光。
此外，如图5(b)所示，如果将传感器头单元10和工件50之间的 距离d设定为大于适当距离do的距离da，那么施加区域Ra和接收区 域Rb的位置彼此移位。然而，将施加区域Ra设定为大于接收区域Rb。于是，即使施加 区域Ra和接收区域Rb的位置彼此移位，全部的接收区域Rb也包括在 施加区域Ra中。于是，能够在接收器单元30处接收从泛光灯单元20 施加的除了被污染物51吸收的红外光之外的所有红外光。
因此，当将施加区域Ra设定为大于接收区域Rb并且传感器头单 元10和工件50之间的距离d变化时，由接收器传感器31接收的接收 红外光的量不改变。结果，能够防止由接收器传感器31接收的反射红 外光的强度的变化。
根据由于泛光灯单元20、接收器单元30和工件50的表面之间的 容许的距离改变所导致的工件50的表面上的接收区域Rb相对于施加 区域Ra的移位长度来设定施加区域Ra的大小，该容许的距离改变是 传感器头单元10和工件50之间的距离d的改变。因此，即使由于距 离d的改变导致接收区域Rb相对于施加区域Ra移位，所有的接收区 域Rb也能够包括在施加区域Ra中。
也就是说，根据距离d从适当距离dQ的改变所导致的接收区域Rb 相对于施加区域Ra的移位长度，将形成为椭圆形的施加区域Ra的至 少半长轴设定为长于接收区域Rb的半长轴，其中施加区域Ra的半长 轴的方向与施加红外光的方向相同。结果，将施加区域Ra设定为大于 接收区域Rb。
例如，X是距离d的改变量，Y是接收区域Rb相对于施加区域 Ra的移位量，并且ea是入射角e的补角。关系"tan(6a)二X/Y成立。
在本实施例中，入射角0是56度的布鲁斯特角，使得补角0a变 成34度。可以将量X设定为土4 mm，该量X是距离d从适当距离d0 容许的改变量。当距离d例如比适当距离do增大4 mm时，换句话说 将量X设定为4mm时，通过使用上述关系，量Y变成大约6mm(确切地，为5.97 mm)。
因此，施加区域Ra的半长轴至少形成为比接收区域Rb的半长轴 长量Y(在本实施例中，大约6mm)。
此外，除了距离d的变化之外，还能够发生导致接收区域Rb相对 于施加区域Ra移位的变化，诸如传感器头单元10和工件50之间的角 度(例如，入射角e)变化。因此，能够设定施加区域Ra的半长轴，将 特定长度加到已加上量Y的接收区域Rb的半长轴的长度上。
此外，可以将施加区域Ra的半短轴设定为长于接收区域Rb的半 短轴，使得接收区域Rb确定地包括在施加区域Ra中。
在本实施例中，分别将接收区域Rb的半长轴和半短轴设定为4 mm和2.5 mm，并且分别将施加区域Ra的半长轴和半短轴设定为15 mm和7.5 mm。施加区域Ra的面积大约为接收区域Rb的面积的10 倍(确切地，11.25倍)。因此，即使距离d从适当距离do的改变量是最 大的(土4 mm)，接收区域Rb也能够确定地包括在施加区域Ra中。
如上所述，根据由传感器头单元10和工件50之间的距离d的变 化所导致的接收区域Rb相对于施加区域Ra的改变量来设定施加区域 Ra的大小。因此，当在装置1的容许的改变量内发生距离d的大变化 时，接收区域Rb也能够确定地包括在施加区域Ra中。结果，能够防 止发生由接收器传感器31接收的反射光的强度的变化，然后能够容易 地完成工件50的表面的适当评估。
如上所述，根据本发明的用于评估清洁度的装置1能够防止由于 不确定的变化要素所导致的由接收器传感器31接收的反射光的强度的 变化，上述不确定的变化要素例如为工件50的表面状况或传感器头单 元10和工件50的配置例如传感器头单元10和工件50之间的距离或角度的变化。换句话说，装置1能够防止计算出的吸光度的变化，使 得能够以高稳健性实现清洁度的评估。
结果，即使工件50是大型结构并且形成为诸如气缸体、齿轮室盖
等的复杂形状，其中难以保持工件50朝着装置1的姿势，例如装置1 和工件50的表面之间的长度或角度，也能够容易地实现清洁度的适当 评估。
例如，下面比较由于传感器头单元10和工件50之间的距离d的 改变所导致的吸光度值的变化。在点光源将红外光施加到工件50的表 面并且将施加区域Ra的大小设定为与接收区域Rb的大小一样大的情 况下，当距离d的变化超出士0.5 mm的范围时，计算出的吸光度的变 化超出容许范围。在根据本发明的装置1的情况下，其中面光源21将 红外光施加到表面上的广大区域、聚焦该红外光并且将施加区域Ra的 大小设定为大于接收区域Rb的大小，只要距离d的变化在士4 mm的 范围内，则计算出的吸光度的变化就能够包括在容许范围内。
如图6所示，例如，装置1能够用于评估链条箱、气缸体91与气 缸头92的连接部分中的链条箱(未示出)的附接表面91a和92a的清洁度。
在图6中，红外光施加到连接部分中的附接表面92a。
密封材料涂覆在附接表面91a和92a以在它们和链条箱之间密封。 这里，存在着降低密封材料的密封性能的污染物51附着在附接表面91a 和/或92a上的情况。例如，污染物51是包括在加工冷却液中的加工油、 机油等或者是用于清洗该加工冷却液的清洁剂。
因此，使用装置1来评估附接表面91a和92a的清洁度，使得能 够保证连接部分的密封性能。当评估附接表面91a或92a的清洁度时，如上所述，红外光从面 光源21通过p-偏光镜22和聚焦透镜23施加到附接表面91a或92a， 并且来自附接表面91a或92a的反射红外光通过聚焦透镜32和滤光器 33由接收器传感器31接收，然后根据所接收的红外光的强度使用处理 单元40来评估附接表面91a或92a的清洁度。
在这种情况下，将滤光器33的滤光器33a中的一个设置为能够透 过具有CH键吸收的波长的红外光的滤光器。利用该具有CH键吸收的 波长的红外光作为目标波长。
因此，从通过滤光器33a的具有特定波长的红外光来测量吸光度， 使得能够縮短该评估的处理时间。结果，在工件50的制造过程中，能 够在生产线上自动地评估所有工件50的表面的清洁度。
装置1还包括滤光器33a,其能够透过具有CH键无法吸收的波长 和比目标波长更短的波长的红外光，并且包括滤光器33a，其能够透过 具有CH键无法吸收的波长和比目标波长更长的波长的红外光。在装置 l中，反射红外光通过滤光器33a，然后较短和较长的波长用作参考波 长。因此，能够通过使用目标波长相对于参考波长的吸光度来计算此 问题中的吸光度。
如上所述，根据本发明的装置1通过使用除目标波长之外的参考 波长来计算吸光度，使得它能够不受工件50(例如，附接表面91a和92a) 的诸如反射率等的表面状况影响。结果，能够完成适当的评估，精确 地计算吸光度。
此外，在根据本发明的装置l中，将用于接收器单元30的接收区 域Rb设定为小于用于泛光灯单元20的施加区域Ra。接收区域Rb的 大小可根据测量对象的工件50的表面(例如，附接表面91a和92a)的评估区域的大小来调节。这里，将接收区域Rb的大小调节为小于施加区
域Ra的大小。
如上所述，在根据本发明的装置1中，接收区域Rb的大小可调节， 使得装置1能够评估各种大小的工件的清洁度。结果，能够提高装置1 的灵活性。
装置1还包括用于携带该装置1的把手12。把手12附接到箱11， 使得操作者能够利用该把手12来携带装置1。
如上所述，装置1是便携式的，使得即使测量对象的工件是大型 的并且复杂地形成，例如气缸体或齿轮室盖，当将装置1携带到工件 50附近时，装置1也能够容易地评估工件50的清洁度，
工业实用性
根据本发明，所述装置和方法能够适当地应用于用来评估工件表 面的清洁度的装置和方法。
权利要求
1. 一种用于评估工件表面的清洁度的装置，包括泛光灯单元，该泛光灯单元具有面光源和透镜，所述面光源将红外光施加到所述表面，并且所述透镜聚焦所述红外光；接收器单元，该接收器单元用于检测从所述表面反射的光，并具有滤光器和接收器，所述滤光器透过具有所述表面上的污染物吸收的波长的红外光，并且所述接收器接收从所述表面反射的所述红外光，其中将从所述表面反射的所述红外光的接收区域设定为小于从所述泛光灯单元施加到所述表面的所述红外光的施加区域；以及处理单元，该处理单元用于通过利用从所述表面反射的所述红外光来计算所述表面处的所述红外光的吸光度，并且用于通过利用所述吸光度以及所述表面上的附着污染物的量和所述吸光度之间的预定关系来评估所述表面的清洁度。
2. 根据权利要求l所述的装置，其中，所述接收区域的大小能够 根据所述表面的评估区域的大小来调节。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，根据由所述 泛光灯单元、所述接收器单元和所述表面之间的容许的距离改变量所 导致的所述表面上的所述接收区域相对于所述施加区域的移位长度， 设定所述施加区域的大小。
4. 一种用于评估工件表面的清洁度的方法，包括 从面光源将由透镜聚焦的红外光施加到所述表面； 接收从所述表面反射的光，其中所述红外光通过滤光器，所述滤光器透过具有所述表面上的污染物吸收的波长的红外光，并且其中将 从所述表面反射的所述红外光的接收区域设定为小于从所述泛光灯单 元施加到所述表面的所述红外光的施加区域；通过利用从所述表面反射的所述红外光来计算所述表面处的所述红外光的吸光度；以及通过利用所述吸光度以及所述表面上的附着污染物的量和所述吸 光度之间的预定关系来评估所述表面的清洁度。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述接收区域的大小能够 根据所述表面的评估区域的大小来调节。
6. 根据权利要求4或权利要求5所述的方法，其中，根据由所述 泛光灯单元、所述接收器单元和所述表面之间的容许的距离改变量所 导致的所述表面上的所述接收区域相对于所述施加区域的移位长度， 设定所述施加区域的大小。
全文摘要
装置1包括泛光灯单元20、接收器单元30以及处理单元40。泛光灯单元20将红外光施加到工件50的表面，并且包括面光源21和聚焦透镜23。接收器单元30接收从工件50的表面反射的红外光，并且包括接收器传感器31和滤光器33，该滤光器33透过具有该表面上的污染物51吸收的波长的红外光。处理单元40根据从该表面反射的红外光的吸光度来评估工件50的表面的清洁度。并且将来自该表面的反射红外光的接收区域Rb设定为小于施加到该表面的红外光的施加区域Ra。
文档编号G01N21/35GK101548174SQ20088000087
公开日2009年9月30日 申请日期2008年2月19日 优先权日2007年2月28日
发明者昇 东, 城田幸司, 本田穣, 森重洁 申请人:丰田自动车株式会社;仓敷纺织株式会社