膜厚計とは? 測定原理や種類、選び方のポイントを解説します
そこで今回は、膜厚計の種類やそれぞれの測定原理・特徴についてご紹介します。膜厚計に関連するおすすめ製品もご紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。
このような方におすすめです
・膜厚計の概要や測定原理について知りたい方
・代表的な膜厚計の種類と各特徴について詳しく知りたい方
・膜厚計に関連するおすすめ製品を知りたい方
膜厚計とは?
膜厚計は、塗膜やフィルムなどの薄い膜の厚さを測定するための装置です。ペンキやワックスコーティング、メガネのコーティング、食品包装フィルムなど、私たちの身近なものに使用されています。これらの膜は極めて薄く、通常の定規では測定できません。
塗る」や「コーティングする」作業に関わる方なら、膜の厚さについて気にされたことがあるかもしれません。膜厚は用途によって適正な厚さが求められ、製品の機能性や品質を確認するために重要です。特に産業界では、膜厚の適正確認や無駄な塗装を避けるための測定が行われています。
膜厚測定にはさまざまな測定器や手法が存在します。ただし、1つの方法ですべての種類の膜を測定することは難しく、膜の種類や厚さに応じて最適な測定器や手法を選ぶことが一般的です。
膜厚計の種類

前述の通り、膜厚測定にはさまざまな種類があるため、用途に適した測定原理のものを選ぶ必要があります。
電磁式膜厚計
磁石を引っ張る力、すなわち磁束密度を計測して膜の厚さを算出します。
塗膜が薄い場合、プローブと基材の距離が短くなるため、磁石の引っ張る力(磁束密度)が増します。逆に、塗膜が厚い場合、プローブと基材の距離が長くなるため、磁石の引っ張る力(磁束密度)は減少します。そのため、磁石の引っ張る力は、プローブから基材までの距離に比例する特性を持ち、この性質を利用して膜の厚さを算出します。
ただし、塗膜が磁性を持つ場合は、この方法は適用できないことに留意が必要です。
渦電流式膜厚計
コイルを内包したプローブを接触させ、電流を流したときに生じる渦状の電流を計測することで、膜の厚さを測定します。
・膜が薄い場合、プローブと基材の距離が近いため、金属面上の渦電流の振幅が大きくなります。
・膜が厚い場合、プローブと基材の距離が遠いため、その振幅は小さくなります。
この渦電流の振幅は、基材までの距離に比例する性質を持ち、これを利用して膜の厚さを算出します。
渦流式膜厚計は、渦電流の振幅を用いて膜厚を測定する「接触式」と、渦電流の位相差を利用して膜厚を計測する「非接触式」の2つに区分されます。ただし、使用する膜が電気を通さない絶縁性被膜であることが、渦流式膜厚計を適用する際の前提条件です。
超音波膜厚計
「測定対象にプローブを触れさせ、センサーから発せられた超音波が基材に反射し、戻ってくるまでの時間から膜の厚さを推定します。
超音波膜厚計による膜の厚さは、以下の式で算出されます。
D = 1/2 × C × t
ここで、Dは膜の厚さ(m)、Cは測定対象の音速(m/s)、tは超音波が測定対象を往復する時間(s)を示します。
測定対象の材料によって音速が異なることがあります。また、同じ材料であっても異なるバリエーションによって音速に違いが出ることがあります。そのため、超音波膜厚計を使用する場合には、実際の測定対象に合わせた調整(キャリブレーション)が必要です。
分光干渉式膜厚計
光干渉を活用した膜厚計です。被測定物に光を照射すると、薄い膜の表面と裏面で光が反射します。これらの反射光には位相差が生じ、薄膜の厚さによってこの位相差が変化します。波は同じ位相で重なると増幅され、逆の位相で重なると減衰する性質を持っているため、この干渉パターンの違いを測定することで膜の厚さを推定します。
赤外線膜厚計
赤外線を利用した膜厚計は、測定対象が赤外線を吸収する特性を利用しています。測定対象に赤外線を照射すると、その素材と厚さによって特定の波長の赤外線が吸収されることがあります。この特性を利用して、透過光や反射光の分光スペクトルから膜厚を推定します。
測定対象素材の吸収率と膜厚の関係を予め知っている場合、得られたスペクトルを解析して膜の厚さを計測することが可能です。
膜厚計の選び方

測り方
膜厚計の種類には測定方法の違いがあります。これにより、金属に塗られた塗料の厚さを測定する装置や、非金属に塗られた塗料の厚さを測定する装置など、使用環境に合わせて異なる膜厚計が存在します。
そのため、必要な環境に合った膜厚計の種類を選定することが重要です。
測定環境
膜厚計の選択は、持ち運びが容易なものを求めるのか、定期的な断続的な測定を行いたいのかによって異なります。
持ち運びのしやすさが重要な場合は「電磁式膜厚計」「渦電流式膜厚計」「超音波膜厚計」が適していますが、雨天時に使用する際には防水設計の有無を確認する必要があります。
一方、定期的な測定を行いたい場合は「赤外線式膜厚計」「分光干渉式膜厚計」がおすすめです。これらは通常据え置き型で、主に製造ラインなどで使用されることが多く、企業向けの測定機器といえます。
測定対象の厚み
ペイントの膜厚は通常1㎜未満ですが、樹脂、プラスチック、ゴムなどの材料の膜厚は1㎜以上、あるいは1㎝以上にもなることがあります。購入しても用途に合わずに使えない状況を避けるために、測定する膜厚に合った膜厚計の選択が重要です。
各膜厚計には、その測定範囲が指定されています。購入時には必ずその範囲を確認するようにしましょう。一般的な測定範囲は0~1500μmですが、中には0~3000μmの広い範囲をカバーできるモデルもあります。例えば、車のコーティングの膜厚は通常100μm~200μmですから、通常の測定範囲0~1500μmの膜厚計で十分対応できるでしょう。
膜厚計のおすすめ関連製品
リアルタイム膜厚モニター「FR-ES」

ThetaMetrisis(シータメトリシス)社 FR-ESの膜厚測定は反射率分光方式で、光を通す透明または半透明の膜層を測定できます。光学式のため、非破壊・非接触で出荷する実製品を傷つけることなく測定が可能です。
専用ソフトウェアは「横軸:時間、縦軸:膜厚」のグラフ表示で、膜厚の変動をビジュアルとして分かりやすくしています。また、フィルムの両端と中央の3箇所を測定することで幅方向の膜厚ムラを監視することができます。
狭小領域膜厚測定器「FR-μProbe」

光学顕微鏡にFR-μProbe膜厚測定器を取り付けたシステムです。
発光ダイオード、フォトダイオードアレイなど、エッチング処理後の膜厚測定に顕微鏡の対物レンズを使用することで測定スポット径を小さくした膜厚測定が可能です。モニターを使って位置指定で測定することができるため、極小エリアでもストレスのない測定を実現できます。
対物レンズ50倍使用時のスポット径:φ10μm
この記事のまとめ
- 膜厚計は塗膜やフィルムなどの薄い膜の厚さを測定する装置で、製品の品質管理に欠かせない。
- 測定原理には電磁式・渦電流式・超音波式・分光干渉式・赤外線式があり、それぞれ適用できる膜や基材の条件が異なる。
- 携帯型(電磁式・渦電流式・超音波式)は現場測定に、据え置き型(赤外線式・分光干渉式)は製造ラインでの定期測定に適している。
- 膜厚計を選ぶ際は、測定方法・測定環境・測定対象の厚みの3つの観点から検討することが重要である。
- 各膜厚計には測定範囲が定められているため、購入前に測定したい膜厚に対応しているかを確認する必要がある。
膜厚計に関連するFAQ
Q:膜厚計とはどのような装置ですか?
A:膜厚計は、塗膜やフィルムなどの薄い膜の厚さを測定する装置です。通常の定規では測定できない極めて薄い膜の厚さを、電磁式や渦電流式、超音波式などの原理を利用して計測します。製品の品質管理や適正な膜厚の確認に広く活用されています。
Q:膜厚計の種類にはどのようなものがありますか?
A:主な種類として、電磁式・渦電流式・超音波式・分光干渉式・赤外線式の5つがあります。電磁式は磁束密度を、渦電流式は渦電流の振幅や位相差を、超音波式は超音波の反射時間を利用して膜厚を算出します。分光干渉式と赤外線式は光学的な原理を用いた測定方式です。
Q:膜厚計を選ぶときに注意すべきポイントは何ですか?
A:測定方法(金属基材か非金属基材か)、測定環境(携帯型か据え置き型か)、測定対象の厚みの3点を考慮することが重要です。現場での持ち運びが必要な場合は電磁式・渦電流式・超音波式が適しており、製造ラインでの定期測定には赤外線式や分光干渉式が適しています。また、膜厚計ごとに測定範囲が異なるため、測定したい膜厚に対応しているかを事前に確認する必要があります。
Q:電磁式膜厚計と渦電流式膜厚計の違いは何ですか?
A:電磁式膜厚計は磁束密度の変化を利用して測定するため、磁性体の基材上にある非磁性の塗膜測定に適しています。一方、渦電流式膜厚計は渦電流を利用するため、非磁性金属の基材上にある絶縁性被膜の測定に用いられます。基材や被膜の材質によって使い分ける必要があります。
Q:超音波膜厚計を使用する際にキャリブレーションが必要なのはなぜですか?
A:超音波膜厚計は超音波の伝搬速度と往復時間から膜厚を算出しますが、材料によって音速が異なるためです。同じ材料であってもバリエーションによって音速に差が出ることがあるため、実際の測定対象に合わせたキャリブレーションを行うことで測定精度を確保します。
関連記事
LabVIEWを使った受託開発のプロフェッショナル、見える化ソリューション、状態監視/予知保全サービス
LabVIEWを使った受託開発の実績を活かし、音・振動を使った計測・解析を中心に見える化ソリューション、状態監視/予知保全サービスなど、リアルタイム性が求められるシーンでお客様の課題を解決します。
シート表面検査装置 PIE-650
高速かつ高精細な欠陥検出で高い生産効率を実現します。検査ニーズに応じたシステム構成で小規模システムから、大規模システムまで、柔軟な対応が可能です。検査ソフトはお客様要望に基づきカスタムすることも可能です。「検査で課題を持っている」「検査手法が見つからない」など、お悩みの方は評価用のサンプルをご準備ください。評価テストにりより、検査装置での検出可否を検討、検査システムをご提案いたします。
GF3 ソリッドフロント圧力計
ソリッドフロント(前壁式)ケースの採用により、万一の圧力エレメント破損時には、圧力を計器裏面の裏板より排除する構造となっています。
ADASソリューション
ADAS(先進運転支援システム)のシステムは、開発期間中に何百ペタバイトものデータを処理する必要があります。しかも多くの場合、同システムは複数のテスト車両、自動車整備工場、開発センター、パブリッククラウドなどに分散されているデータを使って運用されます。このため、これらのデータは、あらゆる場所から効率的かつ外部から改ざん防止された状態でアクセスを行う必要があります。また、法規制要件や研究上の要件を満たすために長期間のアーカイブが行える必要があります。 クアンタムが提供するADASデータ管理用のリファレンス・アーキテクチャー・ソリューションは、ADAS開発のあらゆる段階において、かつてないほどの拡張性、パフォーマンス、高度なセキュリティを提供します。
Geomagic Control X
3D計測ソフトウェア 『Geomagic Control X』 は、3Dスキャナやその他デバイスからのデータを読み込み、解析してその結果を共有し誰もが理解することが出来る品質保証を確実にするためのプロフェッショナルな検査ソフトウェアになります。 3Dスキャナは手工具やCMMよりもはるかに多くの情報を取得します。Control Xを使用すると、その豊富な取得情報を活用して、部品が許容範囲から外れたときにも原因を理解することができます。 3Dスキャナで取得したスキャンデータとCADモデルやマスターパーツをControl X上で比較することによって得られた結果を活用して、以前より迅速に正確に問題を認識及びエビデンスとして記録することが出来ます。 これらによって計測及び検査に掛かる時間と労力を大幅に削減することが出来ます。
AIも連携可能 「LoRa計測システム」
近年、IoTを推進する動きが様々な業界で起きてます。実際にIoTを実現するための要素として、機器が取得した情報をやり取りするための手段である「ネットワーク」に関しても、IoTに向いたさまざまな規格が普及しています。 当社が提供するLoRaという規格名は、「長距離」を意味する英語“Long Range”から来ています。少ない出力で、長い距離での通信ができるという技術です。 当社のサービスでは、LoRa通信により、各種センサーとのデータ通信が低コストで実現可能となりました。また、連携サービスにより、予算に応じたプラットフォームへの接続が可能となり、様々なことが実現するようになりました。
「PAL-Temp」
「PAL-Temp」はModbus RTU通信に対応した温湿度センサです。 ファクトリーオートメーション(FA)やプロセスオートメーション(PA)分野において広く普及している通信プロトコル Modbus RTU(RS-485)を採用しています。
「PAL-Plus」
「PAL-Plus」は遠隔監視が容易に実現できる計測機能内蔵の交流電流センサ(60A)です。 ファクトリーオートメーション(FA)やプロセスオートメーション(PA)分野において広く普及している通信プロトコル Modbus RTU(RS-485)を採用しています。 超小型分割クランプ式センサであるため、通電中の装置内へ、1台から簡単に取り付けできます。
マルチガスライダー
LIDARによるマルチガス計測装置です。 対象が可燃性ガス・毒性ガスの場合でも遠隔から非接触で計測可能です。トレーサーガス,プローブは使用しません。 3次元的にガスの空間濃度分布を表示し,ガス濃度,漏洩箇所までの距離,空間濃度分布を計測できます。幅広いガス種に簡易な変更により対応可能です。 昼間屋外計測可能です。
正立顕微鏡 DM6 M
材料科学および品質管理向けに最適な顕微鏡です。真に再現性のある顕微鏡検査が可能で、想像を超えた光学性能と高品質の画像を提供します。ボタン一つでイメージング状況を記録し、呼び出すことができます。高品質の顕微鏡像が得られることで高度な検査・測定・分析が容易になります。
高機能ドローンを用いた検査・点検サービス
高所の目視検査や赤外線熱画像/俯瞰画像または、狭所などの直接目視による検査や撮影が出来ない場所において、このドローンを用いてモニターで確認しながら空撮及び目視検査を行います。 また、広範囲の壁面や構造物等を撮影し、詳細目視可能な1枚の静止画へ画像処理を行います。 ・足場を掛ける前に、高所の状況を見たい。(足場を掛ける場所を決めやすい) ・非破壊検査員の目で空撮及び目視検査をしてほしい。 ・大型構造物の全景写真や熱画像による温度分布が知りたい。 など、様々なご要望に対応しております。
非接触型検温器_コロナ感染予防/健康管理機器
新型コロナウイルス感染症対策に伴い、各企業様では様々なリスク管理対策を行われていることと存じます。水際対策として出入口における検温をピストル型検温器にて行っていらっしゃる企業様において、検温を行う人材の感染リスクと人的コストが大きな課題となっております。 ・社会的距離を取ることが難しく、検温スタッフの精神的負担が大きい ・人材配置コスト 非接触型検温器は、瞬時に検温を行うことができ、非接触・無人での検温が可能となっております。 感染リスク軽減や人材コスト削減に是非お役立て下さい。機能重視orコスト重視、2種類の検温器からお選びいただけます。 ① 【機能重視】非接触タブレット型検温器『Quick Hygiene Terminal(クイックハイジーンターミナル)』 データ保存機能等、高い機能性を検温器をお求めの方向け ・多店舗運営でも安心!端末をwifiに接続することで、遠隔のパソコン/スマホ/LINEでリアルタイムにデータ閲覧可能 ・顔をかざすだけで約1秒の簡単スピーディ検温 ・検温データ(顔写真・検温時間・検温結果)の自動保存機能付き ・入室時間/体温/顔写真の保存機能 ・顔認証システム搭載。顔写真とID登録で勤怠管理のベースとして利用可能 《商品詳細》 ・販売価格:298,000 円(税別/送料別)/ 1台 ・本体:320mm×200mm×160mm ② 【コスト重視】非接触キューブ型検温器『dotCube(ドットキューブ)』 コストを抑えて、小スペースで利用可能な検温器をお求めの方向け ・手首をかざすだけで約1秒の簡単スピーディ検温 ・全面からも背面からも確認できるデュアルディスプレイ ・電池での利用、USB接続での利用、どちらも利用OK ・一般規格のネジ穴で簡単に三脚を取り付け可 ・サイコロキューブ型のおしゃれなスタイリッシュ検温器 《商品詳細》 ・販売価格:30,000 円(税別/送料別)/ 1台 ・本体:87mm×83mm×83mm
JoyWatcherSuite
経営戦略の実現、および競争力の強化には、情報を基にしたクリティカルかつ確かな意思決定が求められ、あらゆる場面において、迅速かつ正確なデータ収集が不可欠となります。 その一方で、データ収集は行えたが、その貴重なデータの活用がうまく行えず、本来の目的であるコストカットや設備投資に向けた分析・業務改善が行えていない状況にありませんか? 弊社では、設備データ監視システムの構築をはじめ、SQL Serverのデータ分析機能を用いたオーダーメイド開発により、お客様の保有する既存IT資産を活用できるBIプラットフォームの短期導入はもちろんのこと、「効果をみながらのスモールスタート(まずは必要機能のみ)」から「多機能のデータ分析」まで、お客様のあらゆる要望、予算に沿ったデータ分析システム開発を実現します。また、リリース後の運用サポートも可能です。
接触履歴特定システム『セカンドバリア』
Bluetooth技術で人と人の距離および接触時間を検知、トレースします。 来院者の中に感染者がいたと判明した場合、以下のことが可能です。 ① 濃厚接触履歴を特定 ② 接触履歴データを保存 ③ 感染の可能性を直ちに通達
ボールSAWセンサを使った微量水分計 FT-700WT / FT-300WT
ボールSAWは1999年に東北大学山中名誉教授が球の表面に球の直径と波長の幾何平均の幅で表面波を励振すると回折現象の起きない自然な平行ビームとして表面波が多重周回する物理現象として発見しました。多重周回したSAWは音速の変化や減衰率の変化を周回数と共に拡大させ、より精密にその変化を測定できます。この多重周回する伝搬経路上に感応膜を設置することで、小型、高速、高感度なボールSAWセンサが開発されました。 ボールウェーブ社は、革新的なケミカルセンシング技術「ボールSAWセンサ」により多様なガス・気体を高速・高感度にセンシングすることで、エネルギーインフラ管理や製造業における精緻な品質管理、危険ガスの事前察知等を実現する、東北大学発のベンチャー企業です。 ケミカルセンシングには、高感度化や応答速度向上に加え、多様な用途に応えるための高温・高圧耐性、高耐食性が求められています。ボールSAWセンサは、微小な水晶球の表面に、計測対象に応じて異なる感応膜を形成することで、微量水分や水素、天然ガス、有機混合ガスなど、多様なガス・気体計測を可能とします。水晶球が持つ高温・高圧耐性に加え、従来技術と比較して約100倍の高感度と高速応答性を備えることで、これまで実現しなかった様々な用途での活用が可能です。
メイコーの「自動検査」
工場内の製造ラインを自動化したのに、検査工程が人の手で行うから生産効率が上がらない。 精密機械の微細な箇所の検査をしているため、検査者によって検査基準がバラつきが出てしまう。 そのような原因で、せっかく工場のFA化を進めたのに、会社の利益が上がらない!という企業が多くあります。 メイコーが提案する自動検査は、ワークの搬送から撮像・解析・欠陥品のリジェクトまで、すべてを自動で行う外観検査装置です。 検査範囲の学習機能を搭載し、毎撮像ごとに最適な検査範囲を自動作成。個体差に左右されない、高精度な欠陥検出を提供致します。
リアルタイム3次元移動予測技術
カルマンフィルタ、再帰型ニューラルネットワークなど、原理の異なる複数の予測技術があります。これまでの予測技術では、予測精度を上げようとすると、処理に時間がかかります。反対に処理時間を短くするために計算量を減らすと、予測精度が下がります。このように「速度」と「処理時間」はトレードオフの関係にあります。 当社では1層のニューラルネットワークで3回エンコーダ・デコーダを繰り返す独自アルゴリズムにより、処理の高速化と高精度化を同時に実現しました。
環境モニタ COD-203
当社独自の高感度センサを搭載し、環境中の化学物質を低濃度で検出。
AM用パウダー分析サービス 『Powder Lab (パウダーラボ)』
AM技術、特にPBF方式のプロセスでは、溶融・凝固しなかったパウダーは造形後に回収され、リサイクルパウダーとして再度造形に使用されることがあります。リサイクルを繰り返していく中で、パウダーは未使用の状態と比較すると、少しずつ物理的特性(流動性、粒子径分布、粒子形状、密度など)や化学的特性(材料組成、酸素含有量など)に変化が起こります。 金属パウダーから部品が製造される方式だからこそ、AMパウダーの品質チェックは非常に重要です。 弊社では東京・品川にあるラボにて、パウダーの物理特性を分析することができます。
状態監視計 CM-3001series
研削盤砥石の振動監視、工作機械の工具チッピングの検出、送風機・ブロワのモニタリング・トレンド管理などに最適です。 【特徴】 〇既設LANを利用することで、測定データをPCに転送可能です。 〇データログ機能により、測定・分析データをmicroSDに保存可能です。 ◯オーバーオール振動監視、周波数帯域監視、アンバランス振動監視など、豊富な振動監視で対象設備に最適な監視を選択可能です。