JP2000314712A

JP2000314712A - 生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置及びその測定方法

Info

Publication number: JP2000314712A
Application number: JP11122884A
Authority: JP
Inventors: Kanji Toyabe; 寛治鳥谷部; Chiaki Toyoda; 千暁豊田
Original assignee: Kett Electric Laboratory
Current assignee: Kett Electric Laboratory
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP4060008B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、生コンクリートやモルタル等の水分
を正確にかつ作業性よく測定することができる水分測定
装置を提供する。【解決手段】本発明の生コンクリート、モルタル、砂等
の水分測定装置は、装置本体に備えた生コンクリート、
モルタル、砂等の被測定物の静電容量を計測する手段に
より、この装置本体に装着される試料ケース４０に収容
した生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の水分
含有率を求めるものであり、操作手順、測定結果等を表
示する表示部６０と、数値入力・項目選択等を行う操作
部７０とを具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、生コンクリート、
モルタル、砂等の水分測定装置及び水分測定方法に関す
るものである。

【従来の技術】従来、生コンクリート、モルタル等の水
分を測定する水分測定装置として下記のように種々のも
のが提案されている。例えば、被測定物を加熱乾操（ラ
ンプ、ヒーター、高周波加熱を使用）することにより、
その重量変化から水分をもとめるものがあるが、この場
合には測定に時間がかかりすぎる。また、被測定物に対
して放射線（ラジオアイソトープ）を照射・透過させ
て、その減衰により水分をもとめるものものがあるが、
この場合には装置が大型で、高価格になってしまう。更
に、被測定物にマイクロ波を照射・透過させ、その減衰
により水分をもとめるものもあるが、この場合には砂以
外は測定できず、生コンクリートやモルタル等を測定し
ようとすると、減衰が大きすぎて必要な感度が得られな
いという問題がある。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、生コンクリートやモルタル
等の水分を正確にかつ作業性よく測定することができる
水分測定装置及び水分測定方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の生
コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置は、装置
本体に備えた生コンクリート、モルタル、砂等の被測定
物の静電容量を計測する手段により、生コンクリート、
モルタル、砂等の被測定物の水分含有率を求めることを
特徴とするものである。請求項２記載の発明の生コンク
リート、モルタル、砂等の水分測定装置は、装置本体に
備えた生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の静
電容量を計測する手段により、この装置本体に装着され
る試料ケースに収容した生コンクリート、モルタル、砂
等の被測定物の水分含有率を求めることを特徴とするも
のである。請求項１、２記載の水分測定装置によれば、
静電容量の計測に基づいて水分含有率を求めるので、測
定の正確性を期すことができる。請求項３記載の発明
は、前記請求項１又は２記載の装置本体が、操作手順、
測定結果等々を表示する表示部と、数値入力・項目選択
等を行う操作部とを具備することを特徴とするものであ
る。この発明によれば、操作部を設けたことにより操作
の容易化を図れ、また、表示部を設けたことにより測定
結果の確認の容易化を図ることができる。請求項４記載
の発明は、前記請求項２又は３記載の生コンクリート、
モルタル、砂等の被測定物を収容する試料ケースが、前
記装置本体に対して着脱可能であることを特徴とするも
のである。この発明によれば、試料ケースが装置本体に
対して着脱可能であるので、試料ケースの清掃が容易で
あり、又は破壊時等において新品との取り換えも容易と
なる。請求項５記載の発明は、前記請求項２乃至４のい
ずれかに記載の生コンクリート、モルタル、砂等の被測
定物を収容する試料ケースには電極部が設けられている
とともに、前記請求項２乃至４のいずれかに記載の装置
本体には試料ケースの当該電極部との電気的導通をとる
コネクタ部分が設けられ、このコネクタ部分は前記装置
本体から着脱可能であることを特徴とするものである。
この発明によれば、装置本体のコネクタ部分が着脱可能
であるため、コネクタ部分の清掃が容易であり、コネク
タ部分が故障したり破壊したりした場合でもコネクタ部
分のみの交換ですむ利点がある。請求項６記載の発明
は、前記請求項２乃至５のいずれかに記載の試料ケース
が、内面を傾斜面としたケースであることを特徴とする
ものである。この発明によれば、試料ケースの内面を傾
斜面としているので被測定物の出し入れが容易となる。
請求項７記載の発明は、前記請求項２乃至６のいずれか
に記載の試料ケース及び／又は前記本体装置が、前記装
置本体に対する前記試料ケースの着脱を案内する案内機
構を設けたことを特徴とするものである。この発明によ
れば、試料ケースの装置本体に対する着脱を案内する案
内機構を設けているので、コネクタとの位置関係を気に
しなくても、試料ケースを装置本体の所定の位置に確実
に装着できる。請求項８記載の発明は、前記請求項２乃
至７のいずれかに記載の装置本体における試料ケースの
設置箇所の周辺に、金属等の測定値に影響する導電体を
配さないことを特徴とするものである。この発明によれ
ば、上記構造により、組立時に金属部品等の取り付け位
置が多少ずれても、器差を生じることがなく、被測定物
の特性をより忠実に測定値に反映させることができ測定
結果の正確性を期すことができる。請求項９記載の発明
の生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定方法は、
可変コンデンサを備えたＬＣＲ直列共振回路に、外部か
ら所定の周波数の高周波電力を供給し、可変コンデンサ
の容量を可変して共振をとる工程と、共振状態とした後
可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタル、砂
等の被測定物を接続し、可変コンデンサの容量を可変し
て共振をとる工程と、前記各共振時の可変コンデンサの
容量変化値から被測定物の静電容量を求める工程とを有
することを特徴とするものである。この発明によれば、
ＬＣＲ直列共振回路の中では最も簡略に構成した回路構
成で、その共振を利用し、可変コンデンサの容量変化値
から被測定物の静電容量を正確に求めることができる。
請求項１０記載の発明の生コンクリート、モルタル、砂
等の水分測定方法は２個の可変コンデンサを備えたＣＲ
で構成される高周波ブリッジ回路に、外部から所定の周
波数の高周波電源を加え、２個の可変コンデンサの容量
を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、一
方の可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタ
ル、砂等の被測定物を接続し、２個の可変コンデンサの
容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程
と、被測定物を接続した一方の可変コンデンサの容量変
化値から前記被測定物の静電容量を求める工程とを有す
ることを特徴とするものである。この発明によれば、Ｌ
（インダクタンス）分が不要で、回路構成がＬＣＲ直列
共振回路に比べより簡略化し、また、高周波ブリッジ回
路の中では最も簡略に構成した高周波ブリッジ回路の平
衡を利用し、前記一方の可変コンデンサの容量変化値か
ら前記被測定物の静電容量を正確に求めることができ
る。

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。この生コンクリート、モルタル、砂等の
水分測定装置は、生コンクリート、モルタル、砂等の静
電容量を測定することにより、その水分率を推定するも
のである。また、静電容量は嵩密度の影響を受けるた
め、サンプルの質量を測定し、静電容量を補正すること
によって、より精度の高い水分率推定が可能となる。一
般に水分量Ｗと静電容量Ｃとは、Ｗ＝Ｋ・Ｃの式で表す
ことができる。ここにいうＫは材質による定数である。
また、水分測定装置により測定する静電容量の変化は、
主として測定電極間に存在する被測定物である生コンク
リート等の水分量Ｗに依存するものと考えられる。従っ
て、被測定物の静電容量Ｃを測定することにより、その
水分量Ｗを求めることが可能となる。本発明の水分測定
装置は、上記原理に基づくものであり、以下に本発明の
実施の形態の水分測定装置について詳述する。添付する
図１、図２は、本発明の実施の形態の水分測定装置の構
成を示すものであり、装置本体を構成する箱形状の下ケ
ース１３と、パッキン１９と、上ケース１４とを具備し
ている。前記下ケース１３と、上ケース１４との間に
は、電池収納部５０、支持基板２１及びＬＣＤ（液晶）
からなる表示部６０、この水分測定装置の制御プログラ
ムを格納し、静電容量計算等の各種の演算、表示部６０
の表示制御等を行うＣＰＵ８０を含むＣＰＵ基板アッセ
ンブリ２、操作部７０を構成する操作スイッチ基板アッ
センブリ３が組み込まれるようになっている。更に、装
置本体内には、後述するＬＣＲ直列共振回路、又は高周
波ブリッジ回路を搭載している。前記操作部７０は、操
作スイッチ基板アッセンブリ３上にパネルシート４及び
フィルタ１７を積層配置して、数値、項目入力等を行う
多数の操作キー３ａを上ケース１４上で操作可能に構成
している。また、各種の測定結果等を表示する表示部６
０の表示画面６０ａは、パネルシート４及びフィルタ１
７に各々設けた穴部４ａ、透明部１７ａから上ケース１
４上に表出するように構成し上ケース１４の上方から視
認可能としている。このような操作部７０、表示部６０
を備えることにより、操作の容易化、表示内容の確認の
容易化を図っている。また、上ケース１４上には、試料
ケース４０用の収容領域９０が形成され、この収容領域
９０を形成する垂直壁部１４ａに、試料ケース４０との
電気的接続をとる接点アッセンブリ１を着脱可能に取り
付けている。接点アッセンブリ１を着脱可能としている
ので、接点アッセンブリ１の保守や取り換えが容易であ
るという利点がある。前記試料ケース４０の収容領域９
０の内面は、開口面側が大きく、底部にいくほど小さく
なる傾斜面形状に形成されており、これにより、生コン
クリート１００等の被測定物の出入を容易としている。
また、上ケース１４上には、試料ケース４０の底面に設
けた装着案内溝４０ａに係合する例えば垂直壁部１４ａ
側が広幅で、挿入端側が狭幅の装着ガイド４０ｂを設
け、図３に示すように、試料ケース４０の装着案内溝４
０ａに装着ガイド４０ｂを係合しつつ図１に示す矢印方
向に試料ケース４０を装着することで、接点アッセンブ
リ１との位置関係を気にすることなく、試料ケース４０
を上ケース１４上において前記接点アッセンブリ１と正
確に位置決めして測定状態とすることができるようにな
っている。前記装着案内溝４０ａ、装着ガイド４０ｂ
は、試料ケース及び本体装置に設ける場合だけでなく、
試料ケース又は本体装置のいずれか一方にのみ設けるよ
うにしても良い。前記表示部６０は、上固定具７、下固
定具８及びネジ２００を用いて定位置に固定されるよう
になっている。前記電池収納部５０は、下ケース１３の
下部に、電池下ホルダー１６ａ、電池上ホルダー１６ｂ
を備えるとともに、第１、第２の電池接点１０、１１間
に例えば単１型の乾電池等を収容するようになってい
る。また、前記下ケース１３の側壁部には、電池蓋パッ
キン２０、第２の電池接点１０、電池蓋１５、電池蓋止
めネジ９が配置されるようになっている。前記下ケース
１３の裏面側には、通信用コネクタ２２が配され、プリ
ンタやコンピュータへのデータ出力が可能であり、ＡＣ
ジャック１２が配されることにより、２電源での使用が
可能となっている。通信用コネクタ２２及びＡＣジャッ
ク１２には、それぞれ通信用コネクタカバー２３及びＡ
Ｃジャックカバー１８が取り付けられていて、防水構造
となっている。添付する図４は、試料ケース４０に設け
た測定電極４１、４２との電気的接続をとる接点アッセ
ンブリ１を示すものである。前記接点アッセンブリ１
は、図４に示すように、プレート３３に設けた一対構成
のコネクタ受体３６に対して、一対構成からなる接点バ
ネ３２、接点カバー３４、接点固定具３５をネジ２００
等を用いて組み付けている。アナログ基板３１はプレー
ト３３の背面に取り付けられている。そして、図１に示
すように、試料ケース４０に設けた測定電極４１、４２
を一対構成の接点バネ３２に各々接続することで、試料
ケース４０の内部に設けた試料収容部４５に露出する測
定電極４１、４２の露出面４１ａ、４２ａ間に、例えば
生コンクリート１００等を収納することで、この生コン
クリート１００の水分量を本実施の形態の水分測定装置
により測定しその静電容量を算出可能としている。な
お、本発明においては、前記試料ケース４０を具備する
ことを必須とするものではなく、試料ケース４０と代替
して、被測定物に挿入された電極をケーブル等で本実施
の形態の水分測定装置に接続してより測定して静電容量
を測定することも可能である。添付する図５、図６は、
本実施の形態に係る前記水分測定装置に搭載した静電容
量を測定するＬＣＲ直列共振回路、高周波ブリッジ回路
の構成を示すものである。図５に示すＬＣＲ直列共振回
路は、高周波電源１５０から周波数ｆの高周波電力を、
抵抗Ｒ、ｒ、コイル（インダクタ）Ｌ、可変コンデンサ
Ｃからなる直列共振回路に供給し、可変コンデンサＣの
容量を可変して共振をとり、次に、生コンクリート１０
０を収容した試料ケース４０を装置本体に装着して、共
振状態とした可変コンデンサＣの両端に等価的に生コン
クリート１００の電気特性を示す抵抗Ｒｘ、コンデンサ
Ｃｘの並列回路を接続して、可変コンデンサＣの容量を
再度可変して共振をとり各共振時の可変コンデンサＣの
容量変化値から生コンクリート１００の静電容量を測定
するものである。なお、図５中、Ｖは電圧計である。こ
れにより、ＬＣＲ直列共振回路の中では最も簡略に構成
した回路構成で、その共振を利用し、可変コンデンサＶ
Ｃの容量変化値から被測定物の静電容量を正確に求める
ことができる。図６に示す高周波ブリッジ回路は、高周
波電源１５０から周波数ｆの高周波電力、検出器ＤＥＴ
を備え、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、可変コンデンサＶＣ
１、ＶＣ２、コンデンサＣ３をブリッジ接続した高周波
ブリッジ回路に供給し、２個の可変コンデンサＶＣ１、
ＶＣ２の容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をと
り、次に、生コンクリート１００を収容した試料ケース
４０を装置本体に装着した状態で、可変コンデンサＶ２
の両端に、等価的に表される抵抗Ｒｘ、コンデンサＣｘ
の並列回路を接続して、２個の可変コンデンサＶＣ１、
ＶＣ２の容量を再度可変して高周波ブリッジ回路の平衡
をとる。そして、一方の可変コンデンサＶＣ２の容量変
化値から前記被測定物である生コンクリート１００の静
電容量を求めるものである。これにより、Ｌ（インダク
タンス）分が不要で、回路構成がＬＣＲ直列共振回路に
比べより簡略化し、また、高周波ブリッジ回路の中では
最も簡略に構成した高周波ブリッジ回路の平衡を利用
し、前記一方の可変コンデンサＶＣ２の容量変化値から
前記被測定物である生コンクリートの静電容量を正確に
求めることができる。なお、金属等の測定値に影響する
導電体を、前記装置本体における試料ケース４０の設置
箇所の周辺に配置しない構造とすることで、この水分測
定装置の組立時に、金属部品等の取り付け位置が多少ず
れても、器差を生じることがなく、被測定物の特性をよ
り忠実に測定値に反映させることが可能となって、測定
結果の正確性を期すことができる。

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の各
効果を奏する。請求項１、２記載の発明によれば、生コ
ンクリート、モルタル、砂等の被測定物の測定の正確性
を期すことができる水分測定装置を提供することができ
る。請求項３記載の発明によれば、操作の容易化、測定
結果の確認の容易化を図ることができる水分測定装置を
提供することができる。請求項４記載の発明によれば、
試料ケースの清掃が容易であり、新品との取り換えも容
易な水分測定装置を提供することができる。請求項５記
載の発明によれば、コネクタ部分の清掃が容易であり、
コネクタ部分が故障したり破壊したりした場合でも、コ
ネクタ部分の交換が容易な水分測定装置を提供すること
ができる。請求項６記載の発明によれば、被測定物の出
し入れが容易な試料ケースを備えた水分測定装置を提供
することができる。請求項７記載の発明によれば、試料
ケースを装置本体の所定の位置に確実に装着できる水分
測定装置を提供することができる。請求項８記載の発明
によれば、測定結果の正確性を期すことができる水分測
定装置を提供することができる。請求項９記載の発明に
よれば、ＬＣＲ直列共振回路を用いた簡略な構成で、被
測定物の静電容量を正確に求めることができる水分測定
方法を提供することができる。請求項１０記載の発明に
よれば、高周波ブリッジ回路を用いた簡略な構成で可変
コンデンサの容量変化値から前記被測定物の静電容量を
正確に求めることができる水分測定方法を提供すること
ができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の水分測定装置の外観斜視
図である。

【図２】本実施の形態の水分測定装置の分解斜視図であ
る。

【図３】本実施の形態の水分測定装置における収容ケー
スの底部分の斜視図である。

【図４】本実施の形態の水分測定装置のコネクタ部分の
分解斜視図である。

【図５】本実施の形態の水分測定装置に搭載したＬＣＲ
共振回路を示す回路図である。

【図６】本実施の形態の水分測定装置に搭載した高周波
ブリッジ回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１接点アッセンブリ２ＣＰＵ基板アッセンブリ３操作スイッチ基板アッセンブリ３ａ操作キー４パネルシート１３下ケース１４上ケース１５電池蓋２２ＬＣＤモジュール４０試料ケース４１測定電極４２測定電極５０電池収納部６０表示部７０操作部９０収容領域１００生コンクリート１５０高周波電源Ｒｘ抵抗ＣｘコンデンサＶＣ１可変コンデンサＶＣ２可変コンデンサＣ可変コンデンサＤＥＴ検出器Ｌコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G060 AA14 AD02 AF03 AF10 AG11 CA04 CB09 CE04 CF10 EB04 GA01 HA02 HC21 HE02 HE03 KA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体に備えた生コンクリート、モルタ
ル、砂等の被測定物の静電容量を計測する手段により、
生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の水分含有
率を求めることを特徴とする生コンクリート、モルタ
ル、砂等の水分測定装置。
【請求項２】装置本体に備えた生コンクリート、モルタ
ル、砂等の被測定物の静電容量を計測する手段により、
この装置本体に装着される試料ケースに収容した生コン
クリート、モルタル、砂等の被測定物の水分含有率を求
めることを特徴とする生コンクリート、モルタル、砂等
の水分測定装置。
【請求項３】前記装置本体は、操作手順、測定結果等々
を表示する表示部と、数値入力・項目選択等を行う操作
部とを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の
生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置。
【請求項４】前記生コンクリート、モルタル、砂等の被
測定物を収容する試料ケースは、前記装置本体に対して
着脱可能であることを特徴とする請求項２又は３記載の
生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置。
【請求項５】前記生コンクリート、モルタル、砂等の被
測定物を収容する試料ケースには電極部が設けられてい
るとともに、前記装置本体には試料ケースの当該電極部
との電気的導通をとるコネクタ部分が設けられ、このコ
ネクタ部分は前記装置本体から着脱可能であることを特
徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の生コンクリ
ート、モルタル、砂等の水分測定装置。
【請求項６】前記試料ケースは、内面を傾斜面としたケ
ースであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか
に記載の生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装
置。
【請求項７】前記試料ケース及び／又は前記本体装置
は、前記装置本体に対する前記試料ケースの着脱を案内
する案内機構を設けたことを特徴とする請求項２乃至６
のいずれかに記載の生コンクリート、モルタル、砂等の
水分測定装置。
【請求項８】前記装置本体における試料ケースの設置箇
所の周辺には、金属等の測定値に影響する導電体を配さ
ないことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載
の生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置。
【請求項９】可変コンデンサを備えたＬＣＲ直列共振回
路に、外部から所定の周波数の高周波電力を供給し、可
変コンデンサの容量を可変して共振をとる工程と、共振状態とした後可変コンデンサの両端に生コンクリー
ト、モルタル、砂等の被測定物を接続し、可変コンデン
サの容量を可変して共振をとる工程と、前記各共振時の可変コンデンサの容量変化値から被測定
物の静電容量を求める工程とを有することを特徴とする
生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定方法。
【請求項１０】２個の可変コンデンサを備えたＣＲで構
成される高周波ブリッジ回路に、外部から所定の周波数
の高周波電源を加え、２個の可変コンデンサの容量を可
変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程と、一方の可変コンデンサの両端に生コンクリート、モルタ
ル、砂等の被測定物を接続し、２個の可変コンデンサの
容量を可変して高周波ブリッジ回路の平衡をとる工程
と、被測定物を接続した一方の可変コンデンサの容量変化値
から前記被測定物の静電容量を求める工程とを有するこ
とを特徴とする生コンクリート、モルタル、砂等の水分
測定方法。