JP7106533B2 - ポリマー材料のパラメータを推定するための携帯装置及び方法 - Google Patents
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Description
- ポリマーコーティング、通常は塗料を構成する塗料、
- 流体輸送パイプなどのポリマー部品、
- 電気ケーブル、
であり得る。
第1の赤外線をポリマー材料に送ることができる、少なくとも1つの所定の波長を有する少なくとも1つの発光スペクトル線を有する、ポリマー材料の少なくとも1つのエージングトレーサの検出に対応する、1つの赤外線源と、
第1の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される、第2の赤外線を受光することができる少なくとも1つの赤外線検出器と、
ポリマー材料のパラメータを、前記第2の赤外線の所定の波長を有する少なくとも1つの線の関数として決定するためのユニットと、
を含むことを特徴とする。
少なくとも1つの赤外線源であって、各赤外線源は、ポリマー材料に向かって、10μm、9.5μm、7.2μm、6μm、3.5μm、2.7μmの波長のうちの1つ、又は波数1000cm-1、1050cm-1、1350cm-1、1700cm-1、2900cm-1、3700cm-1のうちの1つから選択される、最大発光エネルギーを表すスペクトル線を放射することができる、赤外線源と、
前記少なくとも1つの赤外線源によって放射された、前記スペクトル線に応答して前記ポリマー材料によって反射される赤外線を受け取ることができる少なくとも1つの赤外線検出器と、
前記ポリマー材料によって反射され、赤外線検出器によって受け取られた、前記赤外線の前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを決定するためのユニットと、を含むことを特徴とする装置が提供される。
前記少なくとも1つの線源は前記少なくとも1つのスペクトル線を放射することができ、それに対して透明であり、前記ポリマー材料に面する前記外側ブロックを通して前記赤外線を受け取るようになっている。
前記外側ブロックは、外側遠位面を有し、前記外側遠位面は両方ともポリマー材料に向けられており、前記ガードの外側遠位面に対して凹んでおり、これも前記ポリマー材料の表面に面している。
少なくとも1つの赤外線源が、材料の少なくとも1つのエージングトレーサの検出に対応する、少なくとも1つの所定の波長を有する少なくとも1つの発光スペクトル線を特徴とする第1の赤外線放射をポリマー材料に送ること、
少なくとも1つの赤外線検出器は、前記第1の赤外線の送信に応答してポリマー材料によって反射される第2の赤外線を受信すること、
前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、前記第2の赤外線放射で規定された波長の少なくとも1つのスペクトル線の関数として決定するためのユニットによって決定されること、
を特徴とする。
10μm、9.5μm、7.2μm、6μm、3.5μm、2.7μmの波長のうちの1つ、又は波数1000cm-1、1050cm-1、1350cm-1、1700cm-1、2900cm-1、3700cm-1のうちの1つから選択される、最大放出エネルギーを表す少なくとも1つの赤外線源が、ポリマー材料に向かって少なくとも1つの放出スペクトル線を放出すること、
少なくとも1つの赤外線検出器は赤外線を受け取り、前記赤外線は、前記少なくとも1つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、ポリマー材料によって反射されること、
前記ポリマー材料の特性パラメータは、ポリマー材料によって反射され、前記赤外線検出器によって受け取られた、第2の赤外線の前記少なくとも1つのスペクトル線に存在するエネルギーの関数として、決定するためのユニットによって決定されること、を特徴とする方法が提供される。
- 一方では、所定の波長又は複数の波長の1つ又は複数の線の周りの1つ又は複数の帯域内にある、第2の赤外線放射112から得られる少なくとも1つの赤外線検出器112の検出信号(又は赤外線検出器の応答)(例えば、検出信号の振幅及び所定の波長)、
- 他方では、スペクトル線又はスペクトルシグネチャの1つ又は複数の特性値(検出信号の振幅及び所定の波長)、これらは、ユニット2のメモリに予め記録されており、かつ既知の識別を有する1つ以上のポリマー材料について予め決められている、(例えば組成)、
を比較するための比較手段をさらに含む。
1)中央値曲線を黒で、
2)ダークグレーでは、関数四分位数25%と75%との間のすべての曲線、すなわち中央データの50%。
3)薄い灰色では、5%から95%の間のすべての曲線、すなわちデータは外れ値(observations aberrantes)(英語ではoutliers)のない範囲内にある。
A-トリガ103を押すことによる測定命令、
B-線源101及び検出器102の温度設定点制御、
C-線源101にON/OFFパルスを送信するコマンド、
D-変換器5からの測定値の受信制御及び記憶、
E-周囲温度によるノイズを抑制するための周波数フーリエ処理制御→Cに戻るための線源101(ステップC、D、Eなどを実行するため)、
F-全ての線源101からの信号が受信されると、測定値(4つの線源について4つの測定値の例)が処理モジュール107に送られて測定値が関連データに変換され、老化又はポリマー材料が特徴付けられる。
Claims (21)
- ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定するための携帯用装置であって、当該装置は、:
少なくとも1つの赤外線源であって、ここで、各赤外線源は、1つ以上の時間パルスの形態でスペクトル線をポリマー材料に向けて放射することができ、各赤外線源は、ポリマー材料に向かって、波長10μm、9.5μm、7.2μm、6μm、3.5μm、2.7μmのうちの1つ、又は波数1000cm-1、1050cm-1、1350cm-1、1700cm-1、2900cm-1、3700cm-1のうちの1つから選択される、最大放出エネルギーを表すスペクトル線を放射することができる、赤外線源と、
前記少なくとも1つの赤外線源によって放射された、前記スペクトル線に応答して前記ポリマー材料によって反射されるスペクトル線を受け取ることができる少なくとも1つの赤外線検出器と、
前記少なくとも1つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、前記ポリマー材料によって反射され、且つ赤外線検出器によって受け取られた、前記スペクトル線に存在するエネルギーの関数として前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを決定するための決定ユニットと、
パルスのうちの少なくとも1つのそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第1の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の複数の第1の測定値を取得して、第1の測定値を代表する第1の値の推定値を計算するための制御手段と、
2つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第2の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線の複数の第2の測定値を取得して、第2の測定値を代表する第2の値の推定値を計算するための制御手段であって、前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、少なくとも前記第1の測定値を代表する値と前記第2の測定値を代表する値との間の差からを計算される、
装置。 - スペクトル線が放射の狭帯域である、請求項1に記載の装置。
- ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータが、前記ポリマー材料中の少なくとも1つ
のエージングトレーサの存在及び/又は含有量である、請求項1に記載の装置。 - ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータがポリマーの識別である、請求項1に記載の装置。
- 1つ以上の時間パルスが矩形である、請求項1に記載の装置。
- 1つ以上の時間パルスと同期して少なくとも1つの赤外線検出器を始動するための制御手段が設けられる、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの赤外線源によるスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも1つの手動制御部材を含む、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの赤外線源は、少なくとも1つの赤外線発光ダイオード又は少なくとも1つのレーザ源である、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの赤外線検出器は、フォトダイオード又は光導電型であり、且つ、それが受け取る、少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の関数として光電流を発生させることができる、請求項1に記載の装置。
- すくなくとも1つの赤外線源は各々、波長10μm、9.5μm、7.2μm、6μm、3.5μm、2.7μmのうちのそれぞれ異なる2つ、又は波数1000cm-1、1050cm-1、1350cm-1、1700cm-1、2900cm-1、3700cm-1のうちのそれぞれ異なる2つから選択される、最大放出エネルギーを表す、2つの異なるスペクトル線を各ポリマー材料に放射することができる、少なくとも2つの赤外線源を含む、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの赤外線源のスペクトル線の半値幅は1μm以下である、請求項1に記載の装置。
- 決定ユニットが、少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射されたスペクトル線から赤外線検出器によって提供された、信号中の直流成分を抑制又は減衰させるための少なくとも1つのフィルタ又は回路を含む、請求項1に記載の装置。
- 決定ユニットは、アナログ-デジタル変換器によって提供されるデジタル信号(単数又は複数)からポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータ(ポリマー材料の特性パラメータ)を決定するために、フィルタ又は回路の下流でフィルタリングされた信号を幅するための増幅器と、前記増幅器の下流のアナログ-デジタル変換器と、データを処理し記憶するための手段と、を含む、請求項12に記載の装置。
- 決定ユニットは、少なくとも1つの赤外線検出器から及び少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、且つ前記少なくとも1つの赤外線検出器によって受け取られる、前記スペクトル線から得られる、検出信号の振幅の関数としてポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを計算するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 決定ユニットは、少なくとも1つのスペクトル線を放射するように少なくとも1つの赤外線源を制御するのに役立つ放射信号の振幅に関して、少なくとも1つの赤外線検出器から及び前記少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線への応答として、ポリマー材料によって反射された、且つ前記少なくとも1つの赤外線検出器によって受け取られる、前記スペクトル線から得られる、検出信号の振幅の関数としてポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを計算するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つの赤外線検出器を冷却するための第1の冷却モジュール及び/又は少なくとも1つの赤外線源を冷却するための第2の冷却モジュールを含む、請求項1に記載の装置。
- サーモスタットと、少なくとも1つの赤外線検出器を維持するため、前記第1の冷却モジュールに、及び/又は前記少なくとも1つの赤外線源をサーモスタットで規定された温度に維持するため、前記第2の冷却モジュールに接続された自動温度安定化のための電子ユニットとを含む、請求項16に記載の装置。
- グリップハンドルから離れた前端に、少なくとも1つの赤外線源及び少なくとも1つの赤外線検出器を含む、照準モジュールに取り付けられたグリップハンドルを含むピストルの形状を有し、前記ピストルは、前記少なくとも1つの赤外線源による少なくとも1つのスペクトル線の放出をトリガするための少なくとも1つの手動制御部材を含み、ここで、前記手動制御部材は、前記グリップハンドル上で、前記グリップハンドルと前記照準モジュールとの間に配置されている、請求項1に記載の装置。
- ここで、少なくとも1つの線源及び/又は少なくとも1つの赤外線検出器は、少なくとも1つの外側ブロックによって覆われ、
前記少なくとも1つの線源は前記少なくとも1つのスペクトル線を放射することができ、且つ、前記少なくとも1つの赤外線検出器は、後者に対して透明であり、且つポリマー材料に向けられている前記外側ブロックを通して前記少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線の応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線を受け取ることが可能である、請求項1に記載の装置。 - ポリマー材料に対する支持のためのガードを含み、
同時に前記ポリマー材料に向けられ、且つガードの外側遠位表面に対して凹んでいる、外側遠位表面を有する外側ブロックも、前記ポリマー材料の表面に向けられている、請求項19に記載の装置。 - ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータを推定する方法であって、
ここで、波長10μm、9.5μm、7.2μm、6μm、3.5μm、2.7μmのうちの少なくとも1つ、又は波数1000cm-1、1050cm-1、1350cm-1、1700cm-1、2900cm-1、3700cm-1のうちの1つから選択される、最大放出エネルギーを表す、放出の少なくとも1つのスペクトル線は、少なくとも1つの赤外線源によって、ポリマー材料に向かって放出され、ここで、各赤外線源は、1つ以上の時間パルスの形態でスペクトル線をポリマー材料に向けて放射することができ、
前記少なくとも1つの赤外線源によって放射された前記スペクトル線に応答して、前記ポリマー材料によって反射される前記スペクトル線は、少なくとも1つの赤外線検出器によって受け取られ、
前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、ポリマー材料によって反射され、且つ前記少なくとも1つの赤外線源によって放射されたスペクトル線に応答して、前記赤外線検出器によって受け取られた、前記少なくとも1つのスペクトル線に存在するエネルギーの関数として、決定ユニットによって決定される、以下の:
パルスのうちの少なくとも1つのそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第1の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射された、スペクトル線の複数の第1の測定値を取得して、第1の測定値を代表する第1の値の推定値を計算されること、
2つの連続するパルス間のそれぞれの時間幅に含まれるか又はそれに等しい第2の規定の時間幅にわたって、前記少なくとも1つの赤外線源によって放出されたスペクトル線への応答として前記ポリマー材料によって反射されたスペクトル線の複数の第2の測定値を取得して、第2の測定値を代表する第2の値の推定値を計算するための制御手段であって、前記ポリマー材料に特徴的な少なくとも1つのパラメータは、少なくとも前記第1の測定値を代表する値と前記第2の測定値を代表する値との間の差からを計算されること、
を含む、方法。
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