JP2000235006A - 含水率測定方法及びその装置 - Google Patents
含水率測定方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の電気抵抗を直接測定することの不
都合に鑑み、測定精度を高めた含水率測定方法及びその
装置を提供する。 【解決手段】 被測定物（２）の水分が高周波を減衰さ
せることを利用し、高周波の伝送媒体であるマイクロス
トリップ線路（４）に被測定物（２）を臨ませ、この被
測定物の水分により生じる高周波、即ち、短波、超短
波、極超短波等の電磁波のレベルを検出し、その検出レ
ベルから被測定物の含水率を算出している。被測定物や
電極の状態に影響されることなく、測定精度を高めるこ
とができる。
都合に鑑み、測定精度を高めた含水率測定方法及びその
装置を提供する。 【解決手段】 被測定物（２）の水分が高周波を減衰さ
せることを利用し、高周波の伝送媒体であるマイクロス
トリップ線路（４）に被測定物（２）を臨ませ、この被
測定物の水分により生じる高周波、即ち、短波、超短
波、極超短波等の電磁波のレベルを検出し、その検出レ
ベルから被測定物の含水率を算出している。被測定物や
電極の状態に影響されることなく、測定精度を高めるこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、茶等の被測定物の
含水率を電気的に測定する含水率測定方法及びその装置
に関する。
含水率を電気的に測定する含水率測定方法及びその装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、茶等の被測定物の水分量を電気的
に測定する装置を備えるものとして、例えば、特許第２
６６０２８８号「製茶工程における茶葉取出時期判別方
法及びその装置」がある。これは、茶葉の電気抵抗の値
がその水分量に依存することに着目し、対向する電極間
に茶葉を置いて交流又は直流を流して電極間の電気抵抗
を測定し、測定値により粗揉機からの茶葉の取出し時期
を判定している。
に測定する装置を備えるものとして、例えば、特許第２
６６０２８８号「製茶工程における茶葉取出時期判別方
法及びその装置」がある。これは、茶葉の電気抵抗の値
がその水分量に依存することに着目し、対向する電極間
に茶葉を置いて交流又は直流を流して電極間の電気抵抗
を測定し、測定値により粗揉機からの茶葉の取出し時期
を判定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気抵抗と
被測定物の水分量との関係について、茶葉の状態や電極
の状態等から測定値がまちまちになるという問題があ
る。処理工程上の茶葉は、水分の分布が不規則であり、
例えば、表面側と内部が一様な状態でない場合が多い。
そのため、茶葉の表面が湿潤状態、その内部の水分が低
い場合には、電極間に流れる電流は茶葉の表面状態に依
存し、電気抵抗は低い値となり、また、葉内部に比較し
て茶葉の表面が乾いているような場合には、葉内部への
電流の侵入を妨げる結果、茶葉の内部が湿潤状態にあり
ながら、電気抵抗は高い値となり、算出された含水率が
低くなる。これは、茶葉に直流や交流を流すという測定
原理との関係から、測定精度に限界がある。このような
測定結果を用いた場合には、茶葉の内部ではなく、その
外表面の状態で茶葉の水分を判定することとなり、茶葉
の乾き具合の判定は大きな誤差を伴うことから、作業者
の勘に頼ることが必要であった。
被測定物の水分量との関係について、茶葉の状態や電極
の状態等から測定値がまちまちになるという問題があ
る。処理工程上の茶葉は、水分の分布が不規則であり、
例えば、表面側と内部が一様な状態でない場合が多い。
そのため、茶葉の表面が湿潤状態、その内部の水分が低
い場合には、電極間に流れる電流は茶葉の表面状態に依
存し、電気抵抗は低い値となり、また、葉内部に比較し
て茶葉の表面が乾いているような場合には、葉内部への
電流の侵入を妨げる結果、茶葉の内部が湿潤状態にあり
ながら、電気抵抗は高い値となり、算出された含水率が
低くなる。これは、茶葉に直流や交流を流すという測定
原理との関係から、測定精度に限界がある。このような
測定結果を用いた場合には、茶葉の内部ではなく、その
外表面の状態で茶葉の水分を判定することとなり、茶葉
の乾き具合の判定は大きな誤差を伴うことから、作業者
の勘に頼ることが必要であった。
【０００４】また、電気抵抗の測定では、茶葉と電極と
の接触抵抗が測定精度に影響を与える。即ち、電極面が
濡れている場合と乾燥している場合とでは測定値が異な
り、また、表面が酸化しているような場合にも測定値に
誤差が生じる。また、電極間にサンプリングされた茶葉
の単位においても、湿潤状態にむらがある場合には、電
気抵抗の低い部分に電流が流れ、それが測定誤差を生じ
させる。
の接触抵抗が測定精度に影響を与える。即ち、電極面が
濡れている場合と乾燥している場合とでは測定値が異な
り、また、表面が酸化しているような場合にも測定値に
誤差が生じる。また、電極間にサンプリングされた茶葉
の単位においても、湿潤状態にむらがある場合には、電
気抵抗の低い部分に電流が流れ、それが測定誤差を生じ
させる。
【０００５】そこで、本発明は、被測定物の電気抵抗を
直接測定することの不都合に鑑み、測定精度を高めた含
水率測定方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
直接測定することの不都合に鑑み、測定精度を高めた含
水率測定方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の含水率測定方法
及びその装置は、被測定物（２）の水分が高周波を減衰
させることを利用し、高周波の伝送媒体であるマイクロ
ストリップ線路（４）に被測定物（２）を臨ませ、この
被測定物の水分により生じる高周波、即ち、短波、超短
波、極超短波等の電磁波のレベルを検出し、その検出レ
ベルから被測定物の含水率を算出している。被測定物や
電極の状態に影響されることなく、測定精度を高めるこ
とができる。
及びその装置は、被測定物（２）の水分が高周波を減衰
させることを利用し、高周波の伝送媒体であるマイクロ
ストリップ線路（４）に被測定物（２）を臨ませ、この
被測定物の水分により生じる高周波、即ち、短波、超短
波、極超短波等の電磁波のレベルを検出し、その検出レ
ベルから被測定物の含水率を算出している。被測定物や
電極の状態に影響されることなく、測定精度を高めるこ
とができる。
【０００７】請求項１に係る含水率測定方法は、マイク
ロストリップ線路（４）上に含水率を測定すべき被測定
物（２）を臨ませて高周波を伝送させ、前記マイクロス
トリップ線路を通過した高周波のレベルを検出し、その
レベルから前記被測定物の含水率を算出することを特徴
とする。マイクロストリップ線路は、構造的に開放型線
路であり、不平衡線路であるから、ストリップ導体の表
面上には高周波による磁界及び電界が生じる。このよう
なストリップ導体の表面に含水率を測定すべき被測定物
を臨ませることは被測定物からなる誘電体を設置したこ
とになる。誘電体が持つ比誘電率εは含有する水分に依
存し、マイクロストリップ線路を伝送する高周波を減衰
させる。したがって、高周波の減衰を測定することで、
被測定物中の含水率を算出することができる。
ロストリップ線路（４）上に含水率を測定すべき被測定
物（２）を臨ませて高周波を伝送させ、前記マイクロス
トリップ線路を通過した高周波のレベルを検出し、その
レベルから前記被測定物の含水率を算出することを特徴
とする。マイクロストリップ線路は、構造的に開放型線
路であり、不平衡線路であるから、ストリップ導体の表
面上には高周波による磁界及び電界が生じる。このよう
なストリップ導体の表面に含水率を測定すべき被測定物
を臨ませることは被測定物からなる誘電体を設置したこ
とになる。誘電体が持つ比誘電率εは含有する水分に依
存し、マイクロストリップ線路を伝送する高周波を減衰
させる。したがって、高周波の減衰を測定することで、
被測定物中の含水率を算出することができる。
【０００８】請求項２の含水率測定方法は、請求項１に
係る含水率測定方法において、前記高周波は、短波、超
短波、極超短波等の電磁波であることを特徴とする。即
ち、測定媒体としての電磁波は、使用する周波数によ
り、マイクロストリップ線路の回路定数が変化するが、
短波、超短波、極超短波等を使用できる。
係る含水率測定方法において、前記高周波は、短波、超
短波、極超短波等の電磁波であることを特徴とする。即
ち、測定媒体としての電磁波は、使用する周波数によ
り、マイクロストリップ線路の回路定数が変化するが、
短波、超短波、極超短波等を使用できる。
【０００９】請求項３に係る含水率測定方法は、請求項
１に係る含水率測定方法において、前記レベルは、前記
マイクロストリップ線路に対して前記被測定物がある場
合と、前記被測定物が無い場合を検出することを特徴と
する。マイクロストリップ線路において、入力端は高周
波発生手段から高周波を受ける送信端、出力端は高周波
を受信する受信端である。そこで、被測定物を設置して
いないマイクロストリップ線路に所定レベルの高周波を
加えたとき、マイクロストリップ線路を通過した高周波
の出力レベルを測定する。この出力レベルをＶ1 とす
る。次に、被測定物を設置し、マイクロストリップ線路
に同一レベルの高周波を加えたとき、マイクロストリッ
プ線路を通過した高周波の出力レベルを測定する。この
出力レベルをＶ2 とする。例えば、これら出力レベルＶ
1 、Ｖ2 のレベル比率を以て減衰量とすればよい。
１に係る含水率測定方法において、前記レベルは、前記
マイクロストリップ線路に対して前記被測定物がある場
合と、前記被測定物が無い場合を検出することを特徴と
する。マイクロストリップ線路において、入力端は高周
波発生手段から高周波を受ける送信端、出力端は高周波
を受信する受信端である。そこで、被測定物を設置して
いないマイクロストリップ線路に所定レベルの高周波を
加えたとき、マイクロストリップ線路を通過した高周波
の出力レベルを測定する。この出力レベルをＶ1 とす
る。次に、被測定物を設置し、マイクロストリップ線路
に同一レベルの高周波を加えたとき、マイクロストリッ
プ線路を通過した高周波の出力レベルを測定する。この
出力レベルをＶ2 とする。例えば、これら出力レベルＶ
1 、Ｖ2 のレベル比率を以て減衰量とすればよい。
【００１０】請求項４に係る含水率測定方法は、請求項
１に係る含水率測定方法において、前記マイクロストリ
ップ線路は、ストリップ導体（３０）の表面を絶縁物
（絶縁層４６）で被覆させたことを特徴とする。この測
定方法には、ストリップ導体（３０）と接地導体（３
４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）を以て短
絡させたものと、ストリップ導体（３０）と接地導体
（３４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）で短
絡させないものとの双方を包含する。そこで、ストリッ
プ導体の表面を比誘電率の安定した部材、即ち、絶縁物
（絶縁層４６）で被覆するので、湿った茶葉等の被測定
物による錆の発生からストリップ導体を防護でき、防錆
効果で安定した測定が可能となる。即ち、ストリップ導
体と接地導体との間の被測定物は接触電気抵抗に無関係
であることから、ストリップ導体の表面を絶縁物で被覆
することにより、ストリップ導体と接地導体との間の電
気抵抗を高抵抗値に設定することができる。この結果、
ストリップ導体と接地導体とは直流的又は交流的に絶縁
化され、静電気放電の防止とともに電気抵抗による測定
精度の低下を防止して比誘電率εに依存する高周波の減
衰を測定可能にし、含水率の測定精度を高めることがで
きる。
１に係る含水率測定方法において、前記マイクロストリ
ップ線路は、ストリップ導体（３０）の表面を絶縁物
（絶縁層４６）で被覆させたことを特徴とする。この測
定方法には、ストリップ導体（３０）と接地導体（３
４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）を以て短
絡させたものと、ストリップ導体（３０）と接地導体
（３４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）で短
絡させないものとの双方を包含する。そこで、ストリッ
プ導体の表面を比誘電率の安定した部材、即ち、絶縁物
（絶縁層４６）で被覆するので、湿った茶葉等の被測定
物による錆の発生からストリップ導体を防護でき、防錆
効果で安定した測定が可能となる。即ち、ストリップ導
体と接地導体との間の被測定物は接触電気抵抗に無関係
であることから、ストリップ導体の表面を絶縁物で被覆
することにより、ストリップ導体と接地導体との間の電
気抵抗を高抵抗値に設定することができる。この結果、
ストリップ導体と接地導体とは直流的又は交流的に絶縁
化され、静電気放電の防止とともに電気抵抗による測定
精度の低下を防止して比誘電率εに依存する高周波の減
衰を測定可能にし、含水率の測定精度を高めることがで
きる。
【００１１】請求項５に係る含水率測定方法は、請求項
１に係る含水率測定方法において、前記マイクロストリ
ップ線路は、ストリップ導体（３０）と接地導体（３
４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）を以て短
絡させたことを特徴とする。即ち、この測定方法におい
て、マイクロストリップ線路のストリップ導体と接地導
体との間に被測定物を介在させており、被測定物との摩
擦等でストリップ導体側に静電気が生じるおそれがあ
る。そこで、ストリップ導体と接地導体との間を導体で
短絡することで、直流又は低周波に対して電気抵抗を限
りなく零に近い値に設定することができ、その結果、ス
トリップ導体と接地導体とは直流的に等電位化されるの
で、静電気放電が防止できる。電極間の電気抵抗を測定
する方法では、電極間を直流的に短絡することができな
いので、静電気放電を回避することができない。
１に係る含水率測定方法において、前記マイクロストリ
ップ線路は、ストリップ導体（３０）と接地導体（３
４、３８、４０）との間を導体（４２、４４）を以て短
絡させたことを特徴とする。即ち、この測定方法におい
て、マイクロストリップ線路のストリップ導体と接地導
体との間に被測定物を介在させており、被測定物との摩
擦等でストリップ導体側に静電気が生じるおそれがあ
る。そこで、ストリップ導体と接地導体との間を導体で
短絡することで、直流又は低周波に対して電気抵抗を限
りなく零に近い値に設定することができ、その結果、ス
トリップ導体と接地導体とは直流的に等電位化されるの
で、静電気放電が防止できる。電極間の電気抵抗を測定
する方法では、電極間を直流的に短絡することができな
いので、静電気放電を回避することができない。
【００１２】請求項６に係る含水率測定方法は、請求項
１に係る含水率測定方法において、前記被測定物は、茶
葉であることを特徴とする。即ち、製茶処理において、
茶葉の乾燥状態の監視は製品の品質を高める上で重要な
要素である。茶葉は、茎及び葉を含むものであり、含水
状態は一様ではない。そこで、サンプリングされた一塊
の茶葉をマイクロストリップ線路に臨ませることで、そ
の茶葉が伝送路に対する誘電体として機能し、高周波を
減衰させる。この減衰を測定することにより、茶葉の含
水率を算出できる。したがって、本発明に係る含水率測
定方法を適用することにより、茶葉の含水率を高精度に
測定でき、品質の高い製品の提供に寄与することができ
る。
１に係る含水率測定方法において、前記被測定物は、茶
葉であることを特徴とする。即ち、製茶処理において、
茶葉の乾燥状態の監視は製品の品質を高める上で重要な
要素である。茶葉は、茎及び葉を含むものであり、含水
状態は一様ではない。そこで、サンプリングされた一塊
の茶葉をマイクロストリップ線路に臨ませることで、そ
の茶葉が伝送路に対する誘電体として機能し、高周波を
減衰させる。この減衰を測定することにより、茶葉の含
水率を算出できる。したがって、本発明に係る含水率測
定方法を適用することにより、茶葉の含水率を高精度に
測定でき、品質の高い製品の提供に寄与することができ
る。
【００１３】また、請求項７に係る含水率測定装置は、
一定波長の高周波を発生する高周波発生手段（マイクロ
波発生源８）と、この高周波発生手段が発生した前記高
周波を伝送させるとともに、含水率を測定すべき被測定
物を臨ませるマイクロストリップ線路（４）と、このマ
イクロストリップ線路を通過した高周波のレベルを検出
するレベル検出手段（レベル検出部１２）と、前記マイ
クロストリップ線路に前記被測定物を設置しない場合と
設置した場合に前記レベル検出手段から得られるレベル
により前記被測定物による高周波の減衰量を求め、この
減衰量から前記被測定物の含水率を演算する演算手段
（データ処理部１４）とを備えたことを特徴とする。
一定波長の高周波を発生する高周波発生手段（マイクロ
波発生源８）と、この高周波発生手段が発生した前記高
周波を伝送させるとともに、含水率を測定すべき被測定
物を臨ませるマイクロストリップ線路（４）と、このマ
イクロストリップ線路を通過した高周波のレベルを検出
するレベル検出手段（レベル検出部１２）と、前記マイ
クロストリップ線路に前記被測定物を設置しない場合と
設置した場合に前記レベル検出手段から得られるレベル
により前記被測定物による高周波の減衰量を求め、この
減衰量から前記被測定物の含水率を演算する演算手段
（データ処理部１４）とを備えたことを特徴とする。
【００１４】即ち、高周波発生手段には、例えば、３Ｇ
Ｈｚ程度の一定波長の高周波を発生させる。この高周波
をマイクロストリップ線路の入力端に加え、マイクロス
トリップ線路に伝送させる。このマイクロストリップ線
路には、被測定物として例えば、茶葉を臨ませる。マイ
クロストリップ線路は、絶縁部材にストリップ導体及び
接地導体を配設した開放線路であって、不平衡線路であ
るから、伝送される高周波によって電界及び磁界が発生
し、マイクロストリップ線路上の茶葉が誘電体として作
用する。即ち、伝送される高周波は、臨ませている茶葉
に吸収され、茶葉が持つ比誘電率ε、即ち、含水量によ
り減衰する。この高周波はマイクロストリップ線路の出
力端からレベル検出手段に加えられ、このレベル検出手
段では減衰したレベルを持つ高周波が検出され、その出
力レベルが検出される。
Ｈｚ程度の一定波長の高周波を発生させる。この高周波
をマイクロストリップ線路の入力端に加え、マイクロス
トリップ線路に伝送させる。このマイクロストリップ線
路には、被測定物として例えば、茶葉を臨ませる。マイ
クロストリップ線路は、絶縁部材にストリップ導体及び
接地導体を配設した開放線路であって、不平衡線路であ
るから、伝送される高周波によって電界及び磁界が発生
し、マイクロストリップ線路上の茶葉が誘電体として作
用する。即ち、伝送される高周波は、臨ませている茶葉
に吸収され、茶葉が持つ比誘電率ε、即ち、含水量によ
り減衰する。この高周波はマイクロストリップ線路の出
力端からレベル検出手段に加えられ、このレベル検出手
段では減衰したレベルを持つ高周波が検出され、その出
力レベルが検出される。
【００１５】そこで、演算手段では、被測定物を設置し
ていない場合のマイクロストリップ線路を通過した高周
波の出力レベルＶ1 、被測定物を設置した場合のマイク
ロストリップ線路を通過した高周波の出力レベルＶ2 か
らレベル差Ｖ1 −Ｖ2 （＝ΔＶ）とＶ1 との比、即ち、
ΔＶ／Ｖ1 を演算し、これを高周波の減衰量とする。こ
のレベル差は茶葉が持つ比誘電率ε、即ち、水分量に依
存しているから、この演算値から含水率が測定される。
ていない場合のマイクロストリップ線路を通過した高周
波の出力レベルＶ1 、被測定物を設置した場合のマイク
ロストリップ線路を通過した高周波の出力レベルＶ2 か
らレベル差Ｖ1 −Ｖ2 （＝ΔＶ）とＶ1 との比、即ち、
ΔＶ／Ｖ1 を演算し、これを高周波の減衰量とする。こ
のレベル差は茶葉が持つ比誘電率ε、即ち、水分量に依
存しているから、この演算値から含水率が測定される。
【００１６】請求項８に係る本発明の含水率測定装置
は、請求項７に係る含水率測定装置において、前記レベ
ル検出手段で検出された検出出力に、前記マイクロスト
リップ線路上に前記被測定物が無い場合の出力を零とす
るレベル補正を行うことを特徴とする。即ち、被測定物
が無い場合の出力レベルを基準レベルに取り、これを常
に補正することで、測定精度を高めることができる。
は、請求項７に係る含水率測定装置において、前記レベ
ル検出手段で検出された検出出力に、前記マイクロスト
リップ線路上に前記被測定物が無い場合の出力を零とす
るレベル補正を行うことを特徴とする。即ち、被測定物
が無い場合の出力レベルを基準レベルに取り、これを常
に補正することで、測定精度を高めることができる。
【００１７】請求項９に係る本発明の含水率測定装置
は、請求項７に係る含水率測定装置において、前記演算
手段で演算された含水率を視覚的又は聴覚的に表示する
表示手段（表示器２６）を備えたことを特徴とする。即
ち、前記演算手段で演算した結果を印刷出力として取り
出すことができるが、作業者に告知する手段として表示
手段を備えることにより、含水率を視覚的又は聴覚的に
表示する。聴覚的表示としては、作業者にブザー等によ
り告知することで、迅速な対応を行える。
は、請求項７に係る含水率測定装置において、前記演算
手段で演算された含水率を視覚的又は聴覚的に表示する
表示手段（表示器２６）を備えたことを特徴とする。即
ち、前記演算手段で演算した結果を印刷出力として取り
出すことができるが、作業者に告知する手段として表示
手段を備えることにより、含水率を視覚的又は聴覚的に
表示する。聴覚的表示としては、作業者にブザー等によ
り告知することで、迅速な対応を行える。
【００１８】請求項１０に係る含水率測定装置は、請求
項７に係る含水率測定装置において、茶葉処理手段（粗
揉機１００）から被測定物としての茶葉を所定量だけ摘
出する摘出機構（茶葉摘出機構１０４）と、前記マイク
ロストリップ線路が設置されて前記摘出機構で摘出され
た茶葉を収容する容器（１０２）とを備えたことを特徴
とする。
項７に係る含水率測定装置において、茶葉処理手段（粗
揉機１００）から被測定物としての茶葉を所定量だけ摘
出する摘出機構（茶葉摘出機構１０４）と、前記マイク
ロストリップ線路が設置されて前記摘出機構で摘出され
た茶葉を収容する容器（１０２）とを備えたことを特徴
とする。
【００１９】即ち、この含水率測定装置は、製茶プラン
ト等の茶葉処理手段に併設することにより、茶葉処理の
制御に使用可能である。その場合、茶葉処理手段から被
測定物としての茶葉を所定量だけ摘出機構を以て摘出
し、それを茶葉を収容する容器に入れる。この容器には
マイクロストリップ線路が設けられており、容器への収
容によりマイクロストリップ線路に対して茶葉を臨ませ
ることができる。この結果、茶葉の摘出と同期し、その
茶葉の含水率を算出することができる。
ト等の茶葉処理手段に併設することにより、茶葉処理の
制御に使用可能である。その場合、茶葉処理手段から被
測定物としての茶葉を所定量だけ摘出機構を以て摘出
し、それを茶葉を収容する容器に入れる。この容器には
マイクロストリップ線路が設けられており、容器への収
容によりマイクロストリップ線路に対して茶葉を臨ませ
ることができる。この結果、茶葉の摘出と同期し、その
茶葉の含水率を算出することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
形態を参照して詳細に説明する。
形態を参照して詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明の含水率測定方法及びその
装置の一実施形態を示している。含水率を測定すべき被
測定物２には、茶葉、木材等が用いられる。この含水率
測定方法及びその装置では、被測定物２の含水率の測定
媒体である高周波の伝送路としてマイクロストリップ線
路４が用いられる。このマイクロストリップ線路４は、
高周波の伝送路であるとともに被測定物２を臨ませる測
定子を構成している。
装置の一実施形態を示している。含水率を測定すべき被
測定物２には、茶葉、木材等が用いられる。この含水率
測定方法及びその装置では、被測定物２の含水率の測定
媒体である高周波の伝送路としてマイクロストリップ線
路４が用いられる。このマイクロストリップ線路４は、
高周波の伝送路であるとともに被測定物２を臨ませる測
定子を構成している。
【００２２】このマイクロストリップ線路４には、その
入力端６側に高周波発生手段としてマイクロ波発生源
８、その出力端１０側にレベル検出手段であるレベル検
出部１２が設置されている。マイクロ波発生源８には、
一定の波長及びレベルを持つマイクロ波として例えば、
３ＧＨｚ程度の周波数の連続波を発生させる。この実施
形態では、測定媒体の一例としてマイクロ波を使用して
いるため、マイクロ波発生源８を設置しているが、測定
媒体としては短波、超短波等の高周波でもよい。
入力端６側に高周波発生手段としてマイクロ波発生源
８、その出力端１０側にレベル検出手段であるレベル検
出部１２が設置されている。マイクロ波発生源８には、
一定の波長及びレベルを持つマイクロ波として例えば、
３ＧＨｚ程度の周波数の連続波を発生させる。この実施
形態では、測定媒体の一例としてマイクロ波を使用して
いるため、マイクロ波発生源８を設置しているが、測定
媒体としては短波、超短波等の高周波でもよい。
【００２３】マイクロストリップ線路４を通過したマイ
クロ波は、マイクロストリップ線路４の出力端１０側か
らレベル検出部１２に加えられ、レベル検出部１２はそ
のマイクロ波のレベルを検出する。即ち、レベル検出部
１２には、被測定物２の吸収により減衰したレベルのマ
イクロ波が検出され、水分に応じた減衰量を表すレベル
の出力Ｄが取り出される。
クロ波は、マイクロストリップ線路４の出力端１０側か
らレベル検出部１２に加えられ、レベル検出部１２はそ
のマイクロ波のレベルを検出する。即ち、レベル検出部
１２には、被測定物２の吸収により減衰したレベルのマ
イクロ波が検出され、水分に応じた減衰量を表すレベル
の出力Ｄが取り出される。
【００２４】この出力Ｄは、含水率の演算手段として設
けられたデータ処理部１４に加えられる。データ処理部
１４は、マイクロコンピュータで構成されており、演算
手段であるＣＰＵ１６、記憶手段であるＲＯＭ１８、Ｒ
ＡＭ２０、入力ユニット２２及び出力ユニット２４を備
え、これらはバス２５によって連係されている。ＲＯＭ
１８は、マイクロ波の検出出力から含水率を演算する演
算プログラム、その表示プログラム等を記憶している。
ＲＡＭ２０には、演算途上や入力される各種のデータ類
が格納される。そして、出力ユニット２４には、その演
算結果である含水率出力Ｖｏやその表示出力が得られ
る。
けられたデータ処理部１４に加えられる。データ処理部
１４は、マイクロコンピュータで構成されており、演算
手段であるＣＰＵ１６、記憶手段であるＲＯＭ１８、Ｒ
ＡＭ２０、入力ユニット２２及び出力ユニット２４を備
え、これらはバス２５によって連係されている。ＲＯＭ
１８は、マイクロ波の検出出力から含水率を演算する演
算プログラム、その表示プログラム等を記憶している。
ＲＡＭ２０には、演算途上や入力される各種のデータ類
が格納される。そして、出力ユニット２４には、その演
算結果である含水率出力Ｖｏやその表示出力が得られ
る。
【００２５】このデータ処理部１４には、表示手段とし
ての表示器２６が接続されており、この表示器２６に
は、出力ユニット２４から表示出力が加えられ、算出さ
れた含水率が定量的又は評価出力として表示される。こ
の表示器２６は、このような視覚的表示の他、ブザー等
の聴覚的な告知手段で構成することもできる。
ての表示器２６が接続されており、この表示器２６に
は、出力ユニット２４から表示出力が加えられ、算出さ
れた含水率が定量的又は評価出力として表示される。こ
の表示器２６は、このような視覚的表示の他、ブザー等
の聴覚的な告知手段で構成することもできる。
【００２６】次に、図２は、マイクロ波発生源８、レベ
ル検出部１２等の具体的な実施形態を示している。
ル検出部１２等の具体的な実施形態を示している。
【００２７】マイクロ波発生源８には、高周波としての
マイクロ波を発振する発振器９が設けられており、この
発振器９は例えば電圧制御発振器で構成される。この発
振器９には、チューニング電源１１及びＶＣＣ電源１３
が接続されており、このチューニング電源１１によって
発振周波数が調整される。ＶＣＣ電源１３は、発振器９
の駆動用である。
マイクロ波を発振する発振器９が設けられており、この
発振器９は例えば電圧制御発振器で構成される。この発
振器９には、チューニング電源１１及びＶＣＣ電源１３
が接続されており、このチューニング電源１１によって
発振周波数が調整される。ＶＣＣ電源１３は、発振器９
の駆動用である。
【００２８】また、レベル検出部１２には、発振器９か
らの周波数ｆ1 のマイクロ波がマイクロストリップ線路
４を通じて伝送され、このマイクロ波を受信するため、
周波数混合手段としてのミキサ１５が設置されている。
このミキサ１５には、発振器１７が接続されており、こ
の発振器１７が発振した周波数ｆ2 のマイクロ波が加え
られる。発振器１７には、チューニング電源１９及びＶ
ＣＣ電源１３が接続されており、このチューニング電源
１９によって発振周波数が調整される。ＶＣＣ電源１３
は発振器１７の駆動用である。
らの周波数ｆ1 のマイクロ波がマイクロストリップ線路
４を通じて伝送され、このマイクロ波を受信するため、
周波数混合手段としてのミキサ１５が設置されている。
このミキサ１５には、発振器１７が接続されており、こ
の発振器１７が発振した周波数ｆ2 のマイクロ波が加え
られる。発振器１７には、チューニング電源１９及びＶ
ＣＣ電源１３が接続されており、このチューニング電源
１９によって発振周波数が調整される。ＶＣＣ電源１３
は発振器１７の駆動用である。
【００２９】ミキサ１５では、受信された周波数ｆ1 を
高周波入力ＲＦ、発振器１７からの周波数ｆ2 を局部発
振周波数ＬＦとして両者が混合されてヘテロダイン検波
が行われ、周波数ミキシングの結果、中間周波数ＩＦ
（ｆ1 −ｆ2 ）に変換される。この中間周波数ＩＦ（ｆ
1 −ｆ2 ）は交流波形出力であって検波器２１に加えら
れ、減衰量を表す検波出力が得られる。この検波出力
は、検波器２１の態様によって異なり、マイクロ波の減
衰量を表すレベルを持つ直流又は交流信号で与えられ
る。
高周波入力ＲＦ、発振器１７からの周波数ｆ2 を局部発
振周波数ＬＦとして両者が混合されてヘテロダイン検波
が行われ、周波数ミキシングの結果、中間周波数ＩＦ
（ｆ1 −ｆ2 ）に変換される。この中間周波数ＩＦ（ｆ
1 −ｆ2 ）は交流波形出力であって検波器２１に加えら
れ、減衰量を表す検波出力が得られる。この検波出力
は、検波器２１の態様によって異なり、マイクロ波の減
衰量を表すレベルを持つ直流又は交流信号で与えられ
る。
【００３０】そして、このレベル検出部１２の検出出力
は、レベル補正部５０に加えられている。このレベル補
正部５０は、被測定物２が存在していない場合の出力を
基準レベル、即ち、零点に設定するとともに、周囲温度
によるレベル変化を抑制する手段であって、アナログ・
ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）５２、ディジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ）５４、電源５６、スイッチ５８、演
算増幅器６０及び抵抗６２、６４等によって構成され、
Ａ／Ｄ５２、Ｄ／Ａ５４、電源５６及びスイッチ５８で
零点補正を行う。
は、レベル補正部５０に加えられている。このレベル補
正部５０は、被測定物２が存在していない場合の出力を
基準レベル、即ち、零点に設定するとともに、周囲温度
によるレベル変化を抑制する手段であって、アナログ・
ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）５２、ディジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ）５４、電源５６、スイッチ５８、演
算増幅器６０及び抵抗６２、６４等によって構成され、
Ａ／Ｄ５２、Ｄ／Ａ５４、電源５６及びスイッチ５８で
零点補正を行う。
【００３１】レベル検出部１２からのアナログ信号であ
る検出出力は、抵抗６２を通して演算増幅器６０の反転
入力端子（−）に加えられ、演算増幅器６０の非反転入
力端子（＋）は抵抗６４を通して基準電位点、即ち、接
地点に接続されている。したがって、レベル検出部１２
からのアナログ信号である検出出力は、演算増幅器６０
を通してアナログ出力である出力Ｄとして取り出され、
温度補正が行われる。
る検出出力は、抵抗６２を通して演算増幅器６０の反転
入力端子（−）に加えられ、演算増幅器６０の非反転入
力端子（＋）は抵抗６４を通して基準電位点、即ち、接
地点に接続されている。したがって、レベル検出部１２
からのアナログ信号である検出出力は、演算増幅器６０
を通してアナログ出力である出力Ｄとして取り出され、
温度補正が行われる。
【００３２】そして、Ａ／Ｄ５２には電源５６がスイッ
チ５８を通して接続され、スイッチ５８は被測定物２が
マイクロストリップ線路４上に存在していない場合に導
通状態に切り換えられる。この導通状態にあるとき、レ
ベル検出部１２からの出力がＡ／Ｄ５２に加えれられる
ので、その出力をディジタル信号に変換し、それをＤ／
Ａ５４でアナログ信号に変換する。即ち、スイッチ５８
が導通状態にある間、アナログ・ディジタル変換及びデ
ィジタル・アナログ変換を繰り返し行い、その基準レベ
ルとしての零点出力が演算増幅器６０の出力として取り
出される。被測定物２が存在していない場合の出力を連
続的に取り出し、零点補正が行われる。。
チ５８を通して接続され、スイッチ５８は被測定物２が
マイクロストリップ線路４上に存在していない場合に導
通状態に切り換えられる。この導通状態にあるとき、レ
ベル検出部１２からの出力がＡ／Ｄ５２に加えれられる
ので、その出力をディジタル信号に変換し、それをＤ／
Ａ５４でアナログ信号に変換する。即ち、スイッチ５８
が導通状態にある間、アナログ・ディジタル変換及びデ
ィジタル・アナログ変換を繰り返し行い、その基準レベ
ルとしての零点出力が演算増幅器６０の出力として取り
出される。被測定物２が存在していない場合の出力を連
続的に取り出し、零点補正が行われる。。
【００３３】次に、図３は、マイクロストリップ線路等
を含む基板を示し、図４は図３のIII−III 線断面を示
している。
を含む基板を示し、図４は図３のIII−III 線断面を示
している。
【００３４】絶縁基板２８の表面には、マイクロ波を伝
送させるＵ字形を成すストリップ導体３０が設置され、
このストリップ導体３０の内側にスロット３２を介在さ
せて接地導体３４が設けられ、ストリップ導体３０の外
側にスロット３６を介在させて接地導体３８が設けられ
ている。ストリップ導体３０の切欠き３１は、マイクロ
波の伝搬に不都合を生じさせないためのものである。絶
縁基板２８の背面側には、接地導体４０が設けられてい
る。ストリップ導体３０と接地導体３８は、導体４２、
４４を以て電気的に短絡されており、図示しないが、ス
トリップ導体３０と背面側の接地導体４０は同様に短絡
されている。また、ストリップ導体３０、接地導体３
４、３８及びスロット３２、３６の表面は、絶縁物とし
ての絶縁層４６で被覆されている。
送させるＵ字形を成すストリップ導体３０が設置され、
このストリップ導体３０の内側にスロット３２を介在さ
せて接地導体３４が設けられ、ストリップ導体３０の外
側にスロット３６を介在させて接地導体３８が設けられ
ている。ストリップ導体３０の切欠き３１は、マイクロ
波の伝搬に不都合を生じさせないためのものである。絶
縁基板２８の背面側には、接地導体４０が設けられてい
る。ストリップ導体３０と接地導体３８は、導体４２、
４４を以て電気的に短絡されており、図示しないが、ス
トリップ導体３０と背面側の接地導体４０は同様に短絡
されている。また、ストリップ導体３０、接地導体３
４、３８及びスロット３２、３６の表面は、絶縁物とし
ての絶縁層４６で被覆されている。
【００３５】そして、絶縁基板２８の表面には、マイク
ロストリップ線路４の入力端６側にマイクロ波発生源
８、出力端１０側にレベル検出部１２が設置され、これ
らマイクロ波発生源８及びレベル検出部１２は、絶縁基
板２８を配線基板としてハイブリッドＩＣを構成してい
る。
ロストリップ線路４の入力端６側にマイクロ波発生源
８、出力端１０側にレベル検出部１２が設置され、これ
らマイクロ波発生源８及びレベル検出部１２は、絶縁基
板２８を配線基板としてハイブリッドＩＣを構成してい
る。
【００３６】次に、被測定物２の含水率の測定方法を説
明する。
明する。
【００３７】マイクロストリップ線路４の表面を清浄に
保ち、初期設定を行う。被測定物２を設置していないマ
イクロストリップ線路４の入力端６に対し、マイクロ波
発生源８から一定レベル、一定周波数のマイクロ波を入
力する。このマイクロ波は、マイクロストリップ線路４
を伝送し、その出力端１０からレベル検出部１２に検出
される。この出力レベルをＶ1 とする。即ち、この出力
レベルＶ1 はマイクロストリップ線路４の入力レベルか
らマイクロ波の通過による損失分を除いたレベルであ
り、被測定物２が無い場合の出力であるから、基準値、
即ち、零点レベルである。
保ち、初期設定を行う。被測定物２を設置していないマ
イクロストリップ線路４の入力端６に対し、マイクロ波
発生源８から一定レベル、一定周波数のマイクロ波を入
力する。このマイクロ波は、マイクロストリップ線路４
を伝送し、その出力端１０からレベル検出部１２に検出
される。この出力レベルをＶ1 とする。即ち、この出力
レベルＶ1 はマイクロストリップ線路４の入力レベルか
らマイクロ波の通過による損失分を除いたレベルであ
り、被測定物２が無い場合の出力であるから、基準値、
即ち、零点レベルである。
【００３８】次に、マイクロストリップ線路４に被測定
物２として、例えば所定量の茶葉を臨ませる。即ち、こ
の茶葉は、マイクロストリップ線路４のストリップ導体
３０を覆う誘電体として機能する。マイクロストリップ
線路４の入力端６に対し、同一条件であるマイクロ波発
生源８から同一のマイクロ波（同一レベル及び周波数）
を入力し、このとき、レベル検出部１２に検出された出
力レベルをＶ2 とする。この出力レベルＶ2 は、被測定
物２の水分による減衰ため、Ｖ1 ＞Ｖ2 の関係がある。
物２として、例えば所定量の茶葉を臨ませる。即ち、こ
の茶葉は、マイクロストリップ線路４のストリップ導体
３０を覆う誘電体として機能する。マイクロストリップ
線路４の入力端６に対し、同一条件であるマイクロ波発
生源８から同一のマイクロ波（同一レベル及び周波数）
を入力し、このとき、レベル検出部１２に検出された出
力レベルをＶ2 とする。この出力レベルＶ2 は、被測定
物２の水分による減衰ため、Ｖ1 ＞Ｖ2 の関係がある。
【００３９】そこで、これら同一条件におけるレベル検
出部１２側の出力レベルＶ1 、Ｖ2から、減衰分ΔＶ
は、Ｖ1 −Ｖ2 となり、減衰レベルの比率ηは、 η＝（Ｖ1 −Ｖ2 ）／Ｖ1 ＝ΔＶ／Ｖ1 ・・・(1) となる。式(1) を対数により表示すると、 η´＝２０log （Ｖ1 −Ｖ2 ）／Ｖ1 ＝２０log （ΔＶ／Ｖ1 ） ＝２０（log ΔＶ−log Ｖ1 ） ・・・(2) となる。
出部１２側の出力レベルＶ1 、Ｖ2から、減衰分ΔＶ
は、Ｖ1 −Ｖ2 となり、減衰レベルの比率ηは、 η＝（Ｖ1 −Ｖ2 ）／Ｖ1 ＝ΔＶ／Ｖ1 ・・・(1) となる。式(1) を対数により表示すると、 η´＝２０log （Ｖ1 −Ｖ2 ）／Ｖ1 ＝２０log （ΔＶ／Ｖ1 ） ＝２０（log ΔＶ−log Ｖ1 ） ・・・(2) となる。
【００４０】また、被測定物２におけるマイクロ波吸収
による減衰比率を出力レベルＶ1 とＶ2 から、 η＝２０log （Ｖ1 ／Ｖ2 ）＝２０（log Ｖ1 −log Ｖ2 ） ・・・(3) としてもよい。
による減衰比率を出力レベルＶ1 とＶ2 から、 η＝２０log （Ｖ1 ／Ｖ2 ）＝２０（log Ｖ1 −log Ｖ2 ） ・・・(3) としてもよい。
【００４１】そして、被測定物２における吸収によるマ
イクロ波の減衰は、比誘電率ε、即ち、被測定物２の含
水率と相関関係があり、予め、水分量を測定した基準値
から算出することができる。
イクロ波の減衰は、比誘電率ε、即ち、被測定物２の含
水率と相関関係があり、予め、水分量を測定した基準値
から算出することができる。
【００４２】即ち、被測定物２の含水率Ｇ（％）は、 Ｇ＝ａＭ＋ｂ ・・・(4) である。ａ、ｂは実験によって特定される値であり、重
量計を用いて被測定物２の水分量と含水率Ｇとの相関関
係を求め、変換プログラムとしてＲＡＭ２０又はＲＯＭ
１８に格納しておく。
量計を用いて被測定物２の水分量と含水率Ｇとの相関関
係を求め、変換プログラムとしてＲＡＭ２０又はＲＯＭ
１８に格納しておく。
【００４３】ここで、図５を参照してマイクロストリッ
プ線路４を用いた含水率測定の測定原理を説明すると、
マイクロストリップ線路４は、絶縁基板２８の表裏面に
ストリップ導体３０、接地導体３４、３８、４０が設置
され、絶縁基板２８は誘電体を構成する。ストリップ導
体３０にマイクロ波を加えると、ストリップ導体３０か
ら接地導体３４、３８及び４０に向かう電界Ｅが発生す
るとともに、ストリップ導体３０の周囲には磁界Ｈが発
生する。
プ線路４を用いた含水率測定の測定原理を説明すると、
マイクロストリップ線路４は、絶縁基板２８の表裏面に
ストリップ導体３０、接地導体３４、３８、４０が設置
され、絶縁基板２８は誘電体を構成する。ストリップ導
体３０にマイクロ波を加えると、ストリップ導体３０か
ら接地導体３４、３８及び４０に向かう電界Ｅが発生す
るとともに、ストリップ導体３０の周囲には磁界Ｈが発
生する。
【００４４】このような電界Ｅ及び磁界Ｈが生じている
マイクロストリップ線路４のストリップ導体３０側の表
面に被測定物２として茶葉が設置されると、茶葉を構成
する分子が電界Ｅのエネルギを吸収し、伝送されるマイ
クロ波に水分量に応じた減衰が生じる。このマイクロ波
の減衰は、レベル検出部１２側の出力レベルに現れる。
マイクロストリップ線路４のストリップ導体３０側の表
面に被測定物２として茶葉が設置されると、茶葉を構成
する分子が電界Ｅのエネルギを吸収し、伝送されるマイ
クロ波に水分量に応じた減衰が生じる。このマイクロ波
の減衰は、レベル検出部１２側の出力レベルに現れる。
【００４５】したがって、レベル検出部１２の出力レベ
ルが被測定物２の有無により変化することから式（１）
から減衰量を求め、式（２）の変換式を以て含水率を高
精度に算出することができる。算出された含水率は、出
力ユニット２４を通じて外部に出力されるとともに、表
示器２６に加えられて表示される。
ルが被測定物２の有無により変化することから式（１）
から減衰量を求め、式（２）の変換式を以て含水率を高
精度に算出することができる。算出された含水率は、出
力ユニット２４を通じて外部に出力されるとともに、表
示器２６に加えられて表示される。
【００４６】ところで、この含水率測定装置では、マイ
クロストリップ線路４のストリップ導体３０と接地導体
３４、３８との間に被測定物２を介在させるとコンデン
サを構成するので、ストリップ導体３０と接地導体３
４、３８との間に多量の電荷が蓄積し、静電気放電を生
じる恐れがあるが、ストリップ導体３０と接地導体３
４、３８との間の直流又は低周波に対する電気抵抗に無
関係であるので、ストリップ導体３０と接地導体３４、
３８との間をマイクロ波発生源８の出力側を導体４２、
レベル検出部１２側を導体４４で短絡してストリップ導
体３０と接地導体３４、３８との間の電気抵抗を限りな
く零に近い値に設定している。このため、ストリップ導
体３０と接地導体３４、３８とは直流的に等電位化さ
れ、静電気放電が発生した場合の回路保護になる。
クロストリップ線路４のストリップ導体３０と接地導体
３４、３８との間に被測定物２を介在させるとコンデン
サを構成するので、ストリップ導体３０と接地導体３
４、３８との間に多量の電荷が蓄積し、静電気放電を生
じる恐れがあるが、ストリップ導体３０と接地導体３
４、３８との間の直流又は低周波に対する電気抵抗に無
関係であるので、ストリップ導体３０と接地導体３４、
３８との間をマイクロ波発生源８の出力側を導体４２、
レベル検出部１２側を導体４４で短絡してストリップ導
体３０と接地導体３４、３８との間の電気抵抗を限りな
く零に近い値に設定している。このため、ストリップ導
体３０と接地導体３４、３８とは直流的に等電位化さ
れ、静電気放電が発生した場合の回路保護になる。
【００４７】また、この含水率測定装置では、ストリッ
プ導体３０の表面を絶縁層４６で被覆しており、ストリ
ップ導体３０と接地導体３４、３８との間の電気抵抗を
高抵抗値に設定されている。このため、ストリップ導体
３０と接地導体３４、３８とは直流的又は交流的に絶縁
化され、静電気放電の防止とともに電気抵抗による測定
精度の低下を防止して比誘電率εに依存するマイクロ波
の減衰を測定可能にし、含水率の測定精度を高めること
ができる。
プ導体３０の表面を絶縁層４６で被覆しており、ストリ
ップ導体３０と接地導体３４、３８との間の電気抵抗を
高抵抗値に設定されている。このため、ストリップ導体
３０と接地導体３４、３８とは直流的又は交流的に絶縁
化され、静電気放電の防止とともに電気抵抗による測定
精度の低下を防止して比誘電率εに依存するマイクロ波
の減衰を測定可能にし、含水率の測定精度を高めること
ができる。
【００４８】次に、図６は、本発明の含水率測定方法及
びその装置の一実施形態である製茶プラントを示してい
る。
びその装置の一実施形態である製茶プラントを示してい
る。
【００４９】茶葉処理手段としての粗揉機１００の本体
部の近傍に含水率を検出すべき茶葉を取り込む容器１０
２が設置され、この容器１０２に対して粗揉機１００か
ら所定量の茶葉を摘出するための茶葉摘出機構１０４が
設けられている。即ち、処理途上の茶葉は、粗揉機１０
０から所定量だけ摘出され、容器１０２に収容される。
部の近傍に含水率を検出すべき茶葉を取り込む容器１０
２が設置され、この容器１０２に対して粗揉機１００か
ら所定量の茶葉を摘出するための茶葉摘出機構１０４が
設けられている。即ち、処理途上の茶葉は、粗揉機１０
０から所定量だけ摘出され、容器１０２に収容される。
【００５０】この容器１０２の内面には、マイクロスト
リップ線路４が設置されており、容器１０２内に取り込
まれた茶葉は、図示しない圧縮機構等を以てマイクロス
トリップ線路４のストリップ導体３０及び接地導体３
４、３８の絶縁層４６上に適当な加圧力を以て圧接さ
れ、マイクロストリップ線路４に一様な密度で被測定物
２としての茶葉が臨ませられる。
リップ線路４が設置されており、容器１０２内に取り込
まれた茶葉は、図示しない圧縮機構等を以てマイクロス
トリップ線路４のストリップ導体３０及び接地導体３
４、３８の絶縁層４６上に適当な加圧力を以て圧接さ
れ、マイクロストリップ線路４に一様な密度で被測定物
２としての茶葉が臨ませられる。
【００５１】容器１０２のマイクロストリップ線路４に
は、含水率測定装置１０６が接続されており、その構成
は図１〜図４に記載した通りである。そして、制御部１
０８は、粗揉機１００の制御や含水率測定装置１０６の
測定制御を行うマイクロコンピュータ等で構成されてい
る。
は、含水率測定装置１０６が接続されており、その構成
は図１〜図４に記載した通りである。そして、制御部１
０８は、粗揉機１００の制御や含水率測定装置１０６の
測定制御を行うマイクロコンピュータ等で構成されてい
る。
【００５２】このような構成によれば、粗揉機１００で
処理される茶葉が茶葉摘出機構１０４を以て容器１０２
に取り込まれてマイクロストリップ線路４に接触し、処
理途上の茶葉の含水率が測定される。その測定値を参照
して粗揉処理を行い、又は、その測定値を制御情報とし
て粗揉機１００における乾燥制御に利用することができ
る。
処理される茶葉が茶葉摘出機構１０４を以て容器１０２
に取り込まれてマイクロストリップ線路４に接触し、処
理途上の茶葉の含水率が測定される。その測定値を参照
して粗揉処理を行い、又は、その測定値を制御情報とし
て粗揉機１００における乾燥制御に利用することができ
る。
【００５３】次に、図７は、茶葉における含水率の測定
結果を示している。この測定結果では、横軸にマイクロ
波の減衰量（ｄＢ）、縦軸に被測定物２の含水率（％）
を取って示したものであり、被測定物２としては異なる
種類の茶葉を用いている。この測定結果によれば、茶葉
の相違に関係なく、減衰量と含水率とは直線的比例関係
にあり、減衰量に応じて含水率を算出することができ
る。
結果を示している。この測定結果では、横軸にマイクロ
波の減衰量（ｄＢ）、縦軸に被測定物２の含水率（％）
を取って示したものであり、被測定物２としては異なる
種類の茶葉を用いている。この測定結果によれば、茶葉
の相違に関係なく、減衰量と含水率とは直線的比例関係
にあり、減衰量に応じて含水率を算出することができ
る。
【００５４】上記実施形態では、マイクロ波の伝送路と
してマイクロストリップ線路を説明したが、このマイク
ロストリップ線路には、コプレナ線路、平行二線等の電
磁波が空間に存在しながら伝搬する各種の伝送線を包含
するものである。
してマイクロストリップ線路を説明したが、このマイク
ロストリップ線路には、コプレナ線路、平行二線等の電
磁波が空間に存在しながら伝搬する各種の伝送線を包含
するものである。
【００５５】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。
する。
【００５６】また、前記実施形態では、ストリップ導体
と接地導体との間を導体を以て短絡させ、かつ、ストリ
ップ導体の表面を絶縁物で被覆させたマイクロストリッ
プ線路を例に取って説明したが、本願発明には、ストリ
ップ導体と接地導体との間を短絡させない場合、又は、
ストリップ導体の表面を絶縁物で被覆させない場合も包
含するものである。
と接地導体との間を導体を以て短絡させ、かつ、ストリ
ップ導体の表面を絶縁物で被覆させたマイクロストリッ
プ線路を例に取って説明したが、本願発明には、ストリ
ップ導体と接地導体との間を短絡させない場合、又は、
ストリップ導体の表面を絶縁物で被覆させない場合も包
含するものである。
【００５７】また、前記実施形態では、水分の検出媒体
としてマイクロ波を例に取って説明したが、高周波であ
れば良く、マイクロ波より低い周波数の電磁波を使用し
ても同様の含水率測定が可能であって、検出媒体は、短
波、超短波等を使用できるので、実施形態のマイクロ波
に限定されるものではない。
としてマイクロ波を例に取って説明したが、高周波であ
れば良く、マイクロ波より低い周波数の電磁波を使用し
ても同様の含水率測定が可能であって、検出媒体は、短
波、超短波等を使用できるので、実施形態のマイクロ波
に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が得られる。 ａ．マイクロストリップ線路に被測定物を臨ませてマイ
クロ波を伝送させることにより生じるマイクロ波の減衰
量から被測定物の含水率を算出するので、被測定物の含
水量を高精度に検出できる。この含水率測定方法によれ
ば、被測定物が茶葉の場合、電気抵抗の測定に比較し、
茶葉における水分が、その表面と内部とが一様でないと
きにも測定誤差がなく、電極の表面性状の影響も少ない
という利点がある。 ｂ．マイクロストリップ線路の入力端と出力端とのマイ
クロ波のレベル検出により被測定物の含水率を算出する
ので、容易に精度よく被測定物の含水率を測定できる。 ｃ．マイクロストリップ線路のストリップ導体と接地導
体との間を導体を以て短絡させたことにより、ストリッ
プ導体と接地導体とを直流的に等電位化して静電気放電
による損傷を防止でき、含水率測定の信頼性を高めるこ
とができる。 ｄ．マイクロストリップ線路のストリップ導体の表面を
絶縁物で被覆させることにより、ストリップ導体と接地
導体との間の電気抵抗を高抵抗値、即ち、ストリップ導
体と接地導体とは直流的又は交流的に絶縁化され、静電
気放電の防止とともに、含水率の測定精度を高めること
ができる。 ｅ．被測定物が無い場合の出力レベルを基準レベルに設
定し、被測定物の無い場合の出力レベルを常に参照して
基準レベルを補正しているので、環境温度等によって測
定値に変動を来すことがなく、測定精度を高めることが
できる。 ｆ．被測定物を茶葉とした場合、茶葉の含水率を高精度
に測定でき、品質の高い製品を提供することができる。 ｇ．測定した含水率を視覚的又は聴覚的に表示すること
により、作業者はその表示に応じた処理を行うことがで
き、迅速に対応できる。 ｈ．含水率測定装置は、製茶プラント等の茶葉処理手段
に併設して製茶処理の信頼性を高めることができ、製茶
の品質を高めることができる。
次の効果が得られる。 ａ．マイクロストリップ線路に被測定物を臨ませてマイ
クロ波を伝送させることにより生じるマイクロ波の減衰
量から被測定物の含水率を算出するので、被測定物の含
水量を高精度に検出できる。この含水率測定方法によれ
ば、被測定物が茶葉の場合、電気抵抗の測定に比較し、
茶葉における水分が、その表面と内部とが一様でないと
きにも測定誤差がなく、電極の表面性状の影響も少ない
という利点がある。 ｂ．マイクロストリップ線路の入力端と出力端とのマイ
クロ波のレベル検出により被測定物の含水率を算出する
ので、容易に精度よく被測定物の含水率を測定できる。 ｃ．マイクロストリップ線路のストリップ導体と接地導
体との間を導体を以て短絡させたことにより、ストリッ
プ導体と接地導体とを直流的に等電位化して静電気放電
による損傷を防止でき、含水率測定の信頼性を高めるこ
とができる。 ｄ．マイクロストリップ線路のストリップ導体の表面を
絶縁物で被覆させることにより、ストリップ導体と接地
導体との間の電気抵抗を高抵抗値、即ち、ストリップ導
体と接地導体とは直流的又は交流的に絶縁化され、静電
気放電の防止とともに、含水率の測定精度を高めること
ができる。 ｅ．被測定物が無い場合の出力レベルを基準レベルに設
定し、被測定物の無い場合の出力レベルを常に参照して
基準レベルを補正しているので、環境温度等によって測
定値に変動を来すことがなく、測定精度を高めることが
できる。 ｆ．被測定物を茶葉とした場合、茶葉の含水率を高精度
に測定でき、品質の高い製品を提供することができる。 ｇ．測定した含水率を視覚的又は聴覚的に表示すること
により、作業者はその表示に応じた処理を行うことがで
き、迅速に対応できる。 ｈ．含水率測定装置は、製茶プラント等の茶葉処理手段
に併設して製茶処理の信頼性を高めることができ、製茶
の品質を高めることができる。
【図１】本発明の含水率測定方法及びその装置の一実施
形態を示すブロック図である。
形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した含水率測定装置の具体的な実施形
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図３】図１に示した含水率測定装置の基板構成の具体
的な実施形態を示す平面図である。
的な実施形態を示す平面図である。
【図４】図３に示した含水率測定装置のIII −III 線断
面図である。
面図である。
【図５】被測定物を臨ませたマイクロストリップ線路に
おけるマイクロ波の減衰を示す図である。
おけるマイクロ波の減衰を示す図である。
【図６】本発明の含水率測定装置を用いた製茶プラント
の系統を示すブロック図である。
の系統を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る含水率測定の結果を示す図であ
る。
る。
２ 被測定物 ４ マイクロストリップ線路 ８ マイクロ波発生源（高周波発生手段） １２ レベル検出部（レベル検出手段） １４ データ処理部（演算手段） ２６ 表示器（表示手段） ３０ ストリップ導体 ３４、３８、４０ 接地導体 ４２、４４ 導体 ４６ 絶縁層（絶縁物） １００ 粗揉機（茶葉処理手段） １０２ 容器 １０４ 茶葉摘出機構 １０６ 含水率測定装置
フロントページの続き (72)発明者 中野 文雄 静岡県榛原郡金谷町志戸呂576−８ (72)発明者 塚本 伸人 静岡県小笠郡菊川町仲島１丁目２−３ (72)発明者 三浦 仁志 静岡県小笠郡菊川町西方1451−２
Claims (10)
- 【請求項１】 マイクロストリップ線路上に含水率を測
定すべき被測定物を臨ませて高周波を伝送させ、前記マ
イクロストリップ線路を通過した高周波のレベルを検出
し、そのレベルから前記被測定物の含水率を算出するこ
とを特徴とする含水率測定方法。 - 【請求項２】 前記高周波は、短波、超短波、極超短波
等の電磁波であることを特徴とする請求項１記載の含水
率測定方法。 - 【請求項３】 前記レベルは、前記マイクロストリップ
線路に対して前記被測定物がある場合と、前記被測定物
が無い場合を検出することを特徴とする請求項１記載の
含水率測定方法。 - 【請求項４】 前記マイクロストリップ線路は、ストリ
ップ導体の表面を絶縁物で被覆させたことを特徴とする
請求項１記載の含水率測定方法。 - 【請求項５】 前記マイクロストリップ線路は、ストリ
ップ導体と接地導体との間を導体を以て短絡させたこと
を特徴とする請求項１記載の含水率測定方法。 - 【請求項６】 前記被測定物は、茶葉であることを特徴
とする請求項１記載の含水率測定方法。 - 【請求項７】 一定波長の高周波を発生する高周波発生
手段と、 この高周波発生手段が発生した前記高周波を伝送させる
とともに、含水率を測定すべき被測定物を臨ませるマイ
クロストリップ線路と、 このマイクロストリップ線路を通過した高周波のレベル
を検出するレベル検出手段と、 前記マイクロストリップ線路に前記被測定物を設置しな
い場合と設置した場合に前記レベル検出手段から得られ
るレベルにより前記被測定物による高周波の減衰量を求
め、この減衰量から前記被測定物の含水率を演算する演
算手段と、 を備えたことを特徴とする含水率測定装置。 - 【請求項８】 前記レベル検出手段で検出された検出出
力に、前記マイクロストリップ線路上に前記被測定物が
無い場合の出力を零とするレベル補正を行うことを特徴
とする請求項７記載の含水率測定装置。 - 【請求項９】 前記演算手段で演算された含水率を視覚
的又は聴覚的に表示する表示手段を備えてなることを特
徴とする請求項７記載の含水率測定装置。 - 【請求項１０】 茶葉処理手段から被測定物としての茶
葉を所定量だけ摘出する摘出機構と、 前記マイクロストリップ線路が設置されて前記摘出機構
で摘出された茶葉を収容する容器と、 を備えたことを特徴とする請求項７記載の含水率測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036213A JP2000235006A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 含水率測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036213A JP2000235006A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 含水率測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000235006A true JP2000235006A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12463487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11036213A Pending JP2000235006A (ja) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | 含水率測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000235006A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332994A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Kyocera Corp | 電波吸収体の特性評価方法および特性評価装置 |
| JP2013532508A (ja) * | 2010-07-21 | 2013-08-19 | キマ メディカル テクノロジーズ リミテッド | 埋込み式誘電測定装置 |
| US10548485B2 (en) | 2015-01-12 | 2020-02-04 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for radio frequency-based attachment sensing |
| US10588599B2 (en) | 2008-05-27 | 2020-03-17 | Zoll Medical Israel Ltd. | Methods and systems for determining fluid content of tissue |
| US10680324B2 (en) | 2013-10-29 | 2020-06-09 | Zoll Medical Israel Ltd. | Antenna systems and devices and methods of manufacture thereof |
| US11013420B2 (en) | 2014-02-05 | 2021-05-25 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for determining blood pressure |
| US11020002B2 (en) | 2017-08-10 | 2021-06-01 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, devices and methods for physiological monitoring of patients |
| US11259715B2 (en) | 2014-09-08 | 2022-03-01 | Zoll Medical Israel Ltd. | Monitoring and diagnostics systems and methods |
-
1999
- 1999-02-15 JP JP11036213A patent/JP2000235006A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332994A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Kyocera Corp | 電波吸収体の特性評価方法および特性評価装置 |
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| US10660609B2 (en) | 2009-12-01 | 2020-05-26 | Zoll Medical Israel Ltd. | Methods and systems for determining fluid content of tissue |
| US11471127B2 (en) | 2009-12-01 | 2022-10-18 | Zoll Medical Israel Ltd. | Methods and systems for determining fluid content of tissue |
| JP2013532508A (ja) * | 2010-07-21 | 2013-08-19 | キマ メディカル テクノロジーズ リミテッド | 埋込み式誘電測定装置 |
| US9788752B2 (en) | 2010-07-21 | 2017-10-17 | Zoll Medical Israel Ltd. | Implantable dielectrometer |
| US10136833B2 (en) | 2010-07-21 | 2018-11-27 | Zoll Medical Israel, Ltd. | Implantable radio-frequency sensor |
| US10680324B2 (en) | 2013-10-29 | 2020-06-09 | Zoll Medical Israel Ltd. | Antenna systems and devices and methods of manufacture thereof |
| US11539125B2 (en) | 2013-10-29 | 2022-12-27 | Zoll Medical Israel Ltd. | Antenna systems and devices, and methods of manufacture thereof |
| US11108153B2 (en) | 2013-10-29 | 2021-08-31 | Zoll Medical Israel Ltd. | Antenna systems and devices and methods of manufacture thereof |
| US11883136B2 (en) | 2014-02-05 | 2024-01-30 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for determining blood pressure |
| US11013420B2 (en) | 2014-02-05 | 2021-05-25 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for determining blood pressure |
| US11259715B2 (en) | 2014-09-08 | 2022-03-01 | Zoll Medical Israel Ltd. | Monitoring and diagnostics systems and methods |
| US11241158B2 (en) | 2015-01-12 | 2022-02-08 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for radio frequency-based attachment sensing |
| US10548485B2 (en) | 2015-01-12 | 2020-02-04 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, apparatuses and methods for radio frequency-based attachment sensing |
| US11020002B2 (en) | 2017-08-10 | 2021-06-01 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, devices and methods for physiological monitoring of patients |
| US11872012B2 (en) | 2017-08-10 | 2024-01-16 | Zoll Medical Israel Ltd. | Systems, devices and methods for physiological monitoring of patients |
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