株式会社フクダ

 漏れ試験（リークテスト）は、工業部品から食品・医薬に至るまで実に多くの製品に対して行われる検査であり、その方法も様々である。株式会社フクダは漏れ試験機に関する総合メーカであり、長年にわたり国内、および海外における数多くの製造現場に製品を納入してきた。ここに、当社製品の紹介も交えながら漏れ試験の概要について述べることとする。

＊見えない場所にも「測る」ことを利用した技術がある
 私たちの身の回りや暮らしの中には、様々な“圧力”が存在する。タイヤの空気圧も身近な“圧力”のひとつである。天気予報でよく耳にする「明日の天気は高気圧に覆われ、雲一つない快晴となるでしょう」にも“圧力”が存在する。自動車やエアコン、スマートフォン、企業の生産現場や土木・建築の作業現場、工場プラントや食品工場、化粧品製造や医療現場に至るまで、色々なシーンで使われている“圧力”が正しく管理されていなければ、社会生活は成り立たない。フクダは、これらの目に見えない力である“圧力”を制御し、計測する技術に特化し、様々な工業分野にリークテスト装置を供給している。

＊身近なところにある漏れ試験
 私たちのまわりには、「漏れてはいけないもの」「漏れた量を監視するもの」「気密性が必要なもの」が意外と多く存在している。ガステーブルからガス漏れが発生したら、命に関わる危険な事故に繋がる可能性があるため、「漏れてはいけないもの」に該当する。水道の蛇口を閉めた状態で“測る”を行えば、水は「漏れてはいけないもの」として計測を行うわけで、水漏れを起こしていたら、パッキンの交換や場合によっては部品の交換を行う。水道の蛇口は水を塞き止めるだけの役目ではなく、蛇口を回せば水を供給し、その開度によって供給量を増減できなければならないため、全閉状態の際は「漏れてはいけないもの」として“測る”を行い、開度を変えた供給量の違いを流量検査（必要な流量に達しているか）によって“測る”を行う。この場合、言い換えれば「漏れた量を監視するもの」となる。
 今のスマートフォンの多くは防水保護構造となっている。iPhoneなどスマートフォンの中には、「IEC（国際電気標準会議）」によって規格化されたIP規格（IP67等級）によって性能をうたうものがある。IP67は「安全な防塵構造」（IP6□第1数字記号）で、且つ「規定の圧力、時間で水中に没しても水が浸入しない」（IP□7第2数字記号）相当の保護等級を表していて、「気密性を要するもの」に位置付けられる。防水とは、水を防ぐ性能があることを示しているが、空気の侵入を防ぐ性能を有することは示しておらず、水に対しては気密が確保されているが、空気に対しては保証されていない。「気密性が必要なもの」には、何に対して気密なのかが重要であり、水が漏れない気密性の検査、オイルが漏れない気密性の検査、二酸化炭素が漏れない気密性の検査では、数値化する規格（閾値）が全く異なり、オイル＞水＞二酸化炭素の順に気密性の検査時の閾値が小さくなる。このように、身近にある多くの物で、漏れを“測る”ことが行われている。

＊自動車部品における漏れ試験

 自動車部品には、非常に多くの“漏れを測る”対象がある。内燃機関を持つ多くの車は、燃料漏れがあると引火や爆発の危険を伴うため、「漏れてはいけないもの」という概念、言い換えれば「漏れなきこと」を前提とした検査が行われる。「漏れなきこと」を計測するには閾値として数値化が必要となるが、性能を損なわないことや、危険がないことなどの条件を鑑みて決定され、製品製造工程の最終工程（出荷検査・性能検査・特性検査等として）で「性能や安全に対して阻害が無いかを確認の為」に閾値を基準とした気密検査（リークテスト）が行われる。

＊最後に

 フクダは1962年の創業以来、圧縮熱除去システム、温度計を用いない温度補償システム、コンピューターデータを測定基準としたマスタリング計測技術等、様々な技術を取り入れたエアリークテスターを世界に先駆けて製品化してきた。これらはどれも時代時代のお客様のニーズやウオンツに対応し、お客様と共に考え、お客様と共に歩んだ結果生まれてきたものである。脱炭素社会に向けた大きなうねりが始まり、漏れ試験に関する新たなニーズも生まれるものと予想されるが、これまで以上に新たな技術で応えていくことがリークテストの総合メーカであるフクダの使命である。

株式会社　フクダ
本社：〒176-0021　東京都練馬区貫井3-16-5
    TEL:03-3577-1111（代表）　FAX:03-3577-1002
営業所：東北・東京・厚木・静岡・中部・近畿・広島　国内7拠点
代理店：中国・韓国・台湾・インド・タイ・シンガポール・マレーシア・インドネシア・べトナム
    ・USA・メキシコ・ドイツ　海外12拠点
https://www.fukuda-jp.com/

オーテックス株式会社

米国Enable社製のVisualyzeシリーズは、わずか直径0.89㎜(4万画素)、直径0.98㎜(4万画素)、直径1.05㎜(4万画素)と直径1.56mm(16万画素)の極細の高画質CMOSカメラスコープ4種類と、持ち運びに便利なタッチスクリーン式小型モニターシステム、モニターなしの小型VPU(ビデオプロセスユニット)システムの2種類の本体から構成されている。内蔵されている白色LED光源からファイバー伝送で広角照明をカメラと同軸で使用可能。CMOSビデオスコープの全長は3.65メートル、手元のスイッチで光量調節や静止画の撮影の操作ができる。モニター本体の背面にはUSBポート、HDMIポート、AC/DC 電源ポートがあり、静止画や動画のデータ管理や外部モニターで映像の出力もできる。スコープの先端部分の直径約1㎜ｘ3㎜のCMOSカメラにはマイクロレンズが組み込まれており、画角120度、被写界深度2.5-60㎜で従来品にはない鮮明な画像を取得できる。また、ご要望に応じたスコープのカスタマイズも可能。

Visualyze SCOPE(CMOSスコープ)について

問合せ先
オーテックス株式会社
TEL: 03-3226-6321 FAX: 03-3226-6290
Email：sales55@autex-inc.co.jp
http://www.autex-inc.co.jp

株式会社島津製作所

食感の定量的な数値化を実現

サクサク感、もちもち感、噛みごたえなど人が食べ物を食べたときに感じることができる食感は、味やにおいとともに食品のおいしさに影響を与える重要な要素の一つである。食感は官能試験によって評価されることが多いが、官能試験の場合、人の感覚の個人差や体調などにより再現性の難しさが伴う。
官能試験をサポートするのに必要な、食感を定量的な数値として測定することができるテクスチャーアナライザEZ-SXについて紹介する。
コンパクトなボディに操作性を重視したデザインを取り入れた食品物性評価装置「テクスチャーアナライザ　EZ-SX」の外観を図１に示す。

本装置の特長としては、
(1)高精度な試験システム
定格容量の1/500～1/1の広範囲において、指示値の±0.5%(高精度タイプ)の精度を保証した高精度ロードセルを採用。広範囲で信頼性の高い試験評価をサポートできる。
(2)ローテーブルデザイン
サンプル交換、治具交換といったあらゆる操作が楽になる。
(3)アジャスタブルコントローラの採用
使う人の姿勢に合わせた、ストレスの少ないオペレーションが可能である。
(4)試験速度
0.001～1000mm/minの幅広い試験速度で様々な評価に対応できる。
(5)環境への配慮
従来機と比べ、55%以上の消費電力のダウンを実現した。
(6)専用ソフトウェアによる試験の効率化
食品の破断測定、レオロジー測定、テクスチャー測定などあらゆる食品試験に対応した最適なソフトウェアであり、定形的な試験から任意の制御パターンを作成しオリジナルの試験法を構築することも可能である。また、かたさ、凝集性、付着性などの食品に特化したデータ処理が解析できる。TrapeziumXテクスチャーの設定画面を図２に示す。

食品を食べた時に感じる食感は、食品の破断や咀嚼といった力学的性質と密接に関係がある。ここでは、破断特性とテクスチャー特性(2バイト法)の測定方法について述べる。
破断特性の測定は図３に示す試験力－変位曲線(または応力ーひずみ曲線)から表１に示す特性値を得ることができる。

テクスチャーを評価する方法の中でも模擬的手法と呼ばれ人の咀嚼と相関があると言われている2バイト法について説明する。食品をベースプレート上に置き、上部に取り付けられたプレートを等速直線運動により二回圧縮・引張を繰り返す。図４に試験のイメージを示す。得られた試験力－時間曲線から各種パラメータを求めることができる。図５および表２に一般的なテクスチャー曲線と各種パラメータの関係を示す。

食品のテクスチャーは味やにおいとともに、おいしさを決める重要な要素の一つである。ところが、食品のテクスチャーを測定する場合、均質でないことが多く、測定値にバラツキが生じる。そこで、試験対象となる食材に応じて試験方法や適した治具を新たに開発することにより正確な食感評価が可能となった。
これらの試験方法や試験治具を本装置と組み合わせることにより、テクスチャーアナライザは今後も様々な食品分野で適用することが可能である。測定を希望する場合は下記までお問い合わせいただきたい。

問合せ先
株式会社　島津製作所
〒604-8511
京都市中京区西ノ京桑原町1
https://www.an.shimadzu.co.jp/index.htm

特定非営利活動法人
光ファイバセンシング振興協会

光ファイバセンサのさらなる社会実装に向けて
 小型軽量、長寿命、防爆性、耐電磁ノイズ、長距離伝送容易など多くの特長を有する光ファイバセンサは、社会インフラのセンシング手段として期待されてきた。特に、分布型光ファイバひずみセンサは、光ファイバ全長にわたって情報が得られる稀有な手段で、長大構造物の網羅的な挙動把握が可能である。これまでにも、建設分野において社会実装が進みつつある事例もあるが、これらは分野内における一部のアプリケーションに過ぎず、広く社会に浸透しているとは言い難い。その展開の障害のひとつとして、分布型ひずみセンサに対する理解が広く得られていないことが挙げられる。
既往文献や報告書のなかには、分布型光ファイバセンサの基本事項に触れたものもあり、ユーザーの理解を促すものであるが、幅広い展開を加速する手段とは言い難い。展開を進めるひとつの手段としては、技術標準などの整備が必要である。しかし、分布型光ファイバセンサのうち、温度センサについてはIEC（国際電気標準会議）による規格文書が発行されているものの、ひずみセンサに関する標準は存在せず、拠り所となる新たな技術的文書が求められている。
そこで、分布型光ファイバひずみセンサの更なる社会実装を目指し、「建設分野における分布型ひずみセンサ導入のためのマニュアル」を作成、発行した。

様々なプレイヤーが一同に会してワーキング活動
マニュアル作成にあたり、特定非営利活動法人光ファイバセンシング振興協会内の「資格・認定・標準化委員会」に、マニュアル作成ワーキング（WG）を設置した。同協会は、光ファイバセンサの普及・啓発および推進などを目的とした機関で、企業などの団体会員および個人会員から構成される。有志のWGメンバーを募り、計13機関からの28名でマニュアルを作成した。メンバーは主に測定器やケーブルメーカーなどのサプライヤー側からの参加者が中心であるが、建設コンサルタントやゼネコンなどの参加者が1/3程度であった。2020年6月のキックオフ以降、リモートでの打合せを概ね毎月開催し、マニュアル記載内容の検討などを行った。

誰でも簡単に導入できるためのマニュアル作り
本マニュアルの章立ては、初学者でも分布型光ファイバひずみセンサを適切に導入できるような構成とした（図１）。第１章は同センサの概説、第２章では導入するためのフローを示し、目的に応じた計測方式・光ファイバセンサケーブルを選択して、同センサを導入できるような内容を記載した。さらに、第２章には同センサに特有の留意事項を付記した。第３～４章では適用事例、第５章では語句の定義とともに、付記すべきと考えられる事項を記載した。合わせて、マニュアル記載技術の問い合わせ先と、参考資料を巻末にまとめている。

マニュアルの冒頭では、分布型光ファイバひずみセンサの概説として、光ファイバの特長や種類、分布型センサを実現する散乱光など、初学者向け資料として必要な事項についてコンパクトにまとめている。さらに、実務上必要な最低限の事項として、光ファイバコネクタの種類や、コネクタ脱着の際の留意事項（端面の清掃など）について記載した。
実際に分布型光ファイバひずみセンサを導入するにあたっては、目的に応じて適切な計測方式や光ファイバセンサケーブルなどを選択することが重要である。例えば、施工管理においてはその結果をフィードバックするために短い測定時間の計測方式が求められること、維持管理においては長期耐久性を有する光ファイバセンサケーブルと設置方法が求められることなど、計測目的によって要求性能が明確化できる。そこで、与条件に基づき、図２に示すフローで同センサを導入することを推奨している。はじめに、計測の目的をはっきりさせることが重要である。その対象や要求性能をもとに、光ファイバセンサに求められる仕様や適用期間などが決められる。次に、目的に応じた計測方式と光ファイバセンサケーブル、さらには実施体制などを決定する。また、必要に応じて、システム化や性能検証を行う。そして、決定されたシステムをもとに、光ファイバセンサケーブルを敷設し、測定、評価を行う。

分布型光ファイバひずみセンサには、ブリルアンあるいはレイリーと呼ばれる散乱光が異なったり、散乱光の位置特定方法が異なったりと、特徴が異なる計測方式が数多くある。マニュアル内には、各計測方式の簡単な原理とともに、代表的な測定器の仕様などについて記載した（図３）。

測定目的や対象構造物、期間などによって、最適な光ファイバセンサケーブルを選択する必要がある。マニュアル内には、図４に示す代表的な光ファイバセンサケーブルの仕様などについて記載した。

その他に、同センサ適用の際に留意すべき以下の事項についても記載している。
■ブリルアン方式とレイリー方式：分布型光ファイバひずみセンサの計測方式は、ブリルアン散乱光またはレイリー散乱光を用いるふたつに大別できる。本センサの特性を理解するうえで重要であることから、その原理の違いを記載している。
■ひずみ係数の取得試験：測定器から得られるデータは散乱光の周波数変化であり、係数を乗じてひずみを算出する。ひずみ係数は光ファイバセンサケーブルによって異なり、その試験方法について記載している。
■ケーブル敷設時の確認：光ファイバを設置した段階では、現場での位置と光ファイバ上の位置の関係性がはっきりしていない。そのため、光ファイバセンサケーブル部の任意位置を加温するなどの変化を与え、現場での位置と測定器を原点とする光ファイバ上の位置の関係性を確認する必要がある。一般にマッピングと呼ばれるこうした位置確認作業について記載している。
■温度補償：本センサは、ひずみだけでなく温度の影響も受ける。ひずみ変化だけを測定するためには、温度補償が必要である。そのためには、温度用光ケーブルを併設する方法が一般的であり、その方法を記載している。
■データ取得：計測頻度や期間：計測目的によって、測定器を常設して連続計測する場合や、定期的に測定器を搬入して計測する場合などがある。特に常設の場合、電源や使用環境などに留意しなくてはならない。こうした留意事項についても記載している。
■システム化：測定器をより有効に活用するために、光スイッチで複数の光ファイバセンサケーブルを測定したり、アプリケーションサーバを併設して遠隔から監視したりすることも考えられる。分かり易いかたちでデータを示すために必要なデータの加工や表示、システム化について記載している。

豊富な適用事例も掲載
本マニュアル内には、類似事例導入時の参考となるよう分布型光ファイバひずみセンサの様々な適用例を紹介している。コンクリートへの適用例として、ひび割れ検知、ひずみモニタリング、ＰＣケーブルの張力監視の三例を、また土工構造への適用例として、補強土の安定性モニタリング、道路舗装、グラウンドアンカーの張力監視の三例をそれぞれ記載している。
グラウンドアンカーはテンドン（緊張材）を用いて地山を安定化するもので、所定の引張り力が導入、地盤に伝達されていることが重要である。導入フローに応じて、その目的と、要求される空間分解能や測定精度から、計測方式（BOTDR）と光ファイバセンサケーブル（建材一体タイプ）を決定した。そうした経緯や、実際の導入と運用、測定結果などを写真や図を多用しながら掲載しており、同様の測定対象を検討している読者にとって大変有益な内容となっている（図５）。

今後に向けて
分布型光ファイバひずみセンサは、安全で高品質な施工管理、あるいは効率的な維持管理などに資するセンシング手段として、建設分野において広く展開が期待されている。その特徴や留意点などをとりまとめて、導入の手助けとなるマニュアルを作成した。本マニュアルは、光ファイバセンシング振興協会のホームぺージから誰でも無料でダウンロード可能であるため、ご興味ある方々に是非ご一読頂ければ幸いである。
今後、新たな適用事例を追加、改訂を行うなどして、本マニュアルの継続したブラッシュアップを続ける予定である。さらに、“分布型“だけでなく、“ポイント型”センサに関するマニュアル作成に取り組んでおり、さらなる展開加速の一助としたい。

問い合わせ先
特定非営利活動法人光ファイバセンシング振興協会
〒104-0061 東京都中央区銀座6丁目13-16 ヒューリック銀座ウォールビル7階
電話：03–6869–5738
ホームページ：https://www.phosc.jp/