最近、研究が進んでいるテラヘルツ波。従来、計測が難しかった透過性の高い材質に対する、分析や調査の領域への活用がされてきています。

今回の記事では、テラヘルツ波を用いた検査事例や、測定方法の種類と原理について解説していきます。

もし、テラヘルツ波を用いた検査装置の導入・コンサルティングを受けて、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 生産性アップして売上を上げたい
• 人的ミスを減らして品質価値を高めたい

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．テラヘルツ波とはそもそも何か

テラヘルツ波とは、周波数1テラヘルツ前後の電波を指す呼称です。波長が100ミクロン～1ミリメートルであり光と電波の中間の周波数帯であることから、紙・木材・布・プラスチック等の物質を透過することが特徴です。この性質を活かした、成分分光や情報通信、非破壊検査などさまざまな用途に用いられている波長です。

また、テラヘルツ波は、透過性の性質を持つ代表的な波長であるX線に比べて、透過性が低いという特徴もあります。そのため、X線では構造を観測しづらいプラスチック部品の検査や絵画の内部検査などに向いています。

２．テラヘルツ波の実際の活用場面と検査装置

では、実際にどのような場面で使われているのでしょうか。主な活用場面をご紹介します。

（1）プラスチック内部欠陥検査

プラスチックの内部欠陥の検査に用いられます。プラスチックの成形後に、内部に気泡が入ったり、ヒケによる空洞が発生してしまい、製品強度へ影響を及ぼす際には内部欠陥検査を行います。

上記の動画のように、テラヘルツ波を用いた検査を行うことにより、内部の欠陥を検出できます。

（2）薬品工場の異物混入検査

薬品工場のような異物混入が大きな問題となる製品の検査にも活用されます。具体的には、テラヘルツ波のスキャナーをラインに設置し、インラインでの全数検査を行うなどの導入事例があります。

（3）アミノ酸や糖の分光分析

テラヘルツ波は、分光分析にも活用されています。分光分析とは、物質のスペクトル（光や電磁波を分光器を使って分解し、赤・橙・黄…のように、波長の長さ順に並べ直したもの）を測定して、そこに含まれる成分を検出したり、量を量ったりする手法です。テラヘルツ波を使った分光分析は、たとえば、食品に含まれるアミノ酸や薬剤に内在している糖の調査などに用いられます。
また、計測では、テラヘルツ分光分析装置が用いられます。電磁波の吸収が弱いサンプルに対しては透過測定法、電磁波の吸収が強いサンプルへは反射測定法を用いて計測します。

３．テラヘルツ波による計測方法の種類と原理

テラヘルツ波による計測は、前章で見てきたように、さまざまな場面で活用されています。続いて、よく用いられる計測方法をふたつ、ご紹介しましょう。

（1）テラヘルツ時間領域分光法

テラヘルツ波を用いた計測方法として代表的なものが「テラヘルツ時間領域分光法」です。この方法は、テラヘルツパルス波を測定対象に入射させ、その反射または透過した後の波を計測し、フーリエ変換をおこなうことで周波数ごとの振幅と位相を得ます。この振幅と位相を解析することで測定対象の情報を得るものです。

（2）パルスエコー法

テラヘルツを用いてX線のような内部のスキャンを行うようなケースでは「パルスエコー法」を用います。この方法は、測定対象に電磁波＝テラヘルツ帯のパルス波を入射させ、測定対象から透過・反射したパルス波のエコー波形を計測し、対象物の内部を調査するものです。

４．テラヘルツ波検査におすすめのメーカー３選

①株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

• 産業用ロボット
• 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
• 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
• 治具の設計・製作

【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

②有限会社スペクトルデザイン

【特徴】
有限会社スペクトルデザインは、テラヘルツ波に強みを持つ会社で、装置の設計・製作・評価から測定、データ解析まで幅広く対応している光センシング、非破壊検査の会社です。テラヘルツ波を用いた特注装置の制作を依頼する場合にはおすすめなメーカーです。

【所在地】
栃木県大田原市湯津上285-1
TEL：0287-98-3066

【営業品目】

• 光センシングによる検査、分析システムの受託開発
• 光センシングによる受託測定・受託研究
• 光センシングに関するコンサルティング
• テラヘルツ波関連製品の販売

③株式会社日本レーザー

【特徴】
株式会社日本レーザーは、レーザーや光源製品に強みを持つ商社で検査・測定イメージング機器も幅広く取り扱っています。その中にテラヘルツ分光検査装置もラインナップしています。異物検査や分光分析でのテラヘルツ波の導入を検討している場合にはオススメです。

【所在地】
東京都新宿区西早稲田2-14-1
TEL 03-5285-0861
FAX 03-5285-0860

５．テラヘルツ測定器の導入に関するご相談はFAプロダクツへ

本記事ではテラヘルツ波を用いた測定に関して解説してきました。テラヘルツ波を用いた計測は、他の検査機器と比べてあまり詳しく紹介されていません。テラヘルツ測定器の導入を検討している場合は、まずは装置のプロにヒアリングするのが良いでしょう。

FAプロダクツは、他社の設備でもリプレースのご相談が可能です。設備の設計からメンテナンスまで一貫して行っておりますので、お困りの際はぜひ、お気軽にご相談いただければと思います。

• テラヘルツ波を用いた非破壊検査の原理やメリットを徹底...
• ロボットケーブル選定を失敗しない方法とおすすめメーカ...