JP2001066264A - 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器 - Google Patents

湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器

Info

Publication number
JP2001066264A
JP2001066264A JP2000153049A JP2000153049A JP2001066264A JP 2001066264 A JP2001066264 A JP 2001066264A JP 2000153049 A JP2000153049 A JP 2000153049A JP 2000153049 A JP2000153049 A JP 2000153049A JP 2001066264 A JP2001066264 A JP 2001066264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
microwave
density
sample
microwave resonator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000153049A
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Herrmann
ライナー・ヘルマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEWS Elektronik GmbH and Co KG
Original Assignee
TEWS Elektronik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEWS Elektronik GmbH and Co KG filed Critical TEWS Elektronik GmbH and Co KG
Publication of JP2001066264A publication Critical patent/JP2001066264A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/04—Investigating moisture content

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の密度及び湿度が高精度及び高分析能で
もって行うことのできるマイクロ波共振器及びそれを用
いた機器を提供する。 【解決手段】 試料の長手方向における密度及び／湿度
のプロフィールを測定する機器に接続するためのマイク
ロ波共振器であって、共振器がそれが設けられる領域に
対して直角をなす貫通穴（３）を有し、該貫通穴（３）
は長手方向に延びる金属製壁面（４）と境界を接してい
るものであって、共振器の内部（１）は本質的に平坦で
あり、その厚みは直角をなす横方向の寸法に比してかな
り小さく、共振器内が誘電体で充満されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１で請求され
ているように、試料の長手方向における密度及び／又は
湿度のプロフィールを測定する装置に接続するためのマ
イクロ波共振器に関する。また、本発明はかかる測定の
ための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】試料の
長手方向の密度及び／湿度のプロフィールを測定するこ
とがしばしば必要となる。その最も重要な例は紙巻タバ
コの製造ラインにおける密度の測定、毛織物やプラスチ
ック異形材やその他の長尺材料における密度や湿度の測
定である。しかしまた、かかる測定は比較的短い試料に
ついて行われる必要がある。木繊維のボードやチップボ
ードにおける密度及び／又は湿度のプロフィールを決定
する場合、しばしば柱状コアがドリルによって抜き取ら
れ、その柱状の軸に沿って密度又は湿度のプロフィール
が記録される。
【０００３】密度及び湿度のプロフィールの測定につい
ては種々な方法が知られている。
【０００４】紙巻タバコはタバコ製造機によって大量
（１分当り１５，０００本まで）に製造される。工程中
において、紙巻タバコの一端又は両端におけるタバコ葉
の最適な加圧を知るためには密度を正確に測定すること
が必要である。現在、この測定はγ線を用いるという規
則に従って行われている。この場合、高エネルギーの光
量子の減衰は測定されるべき材料の密度ばかりでなく、
材料の組成にも影響され、特にタバコ葉の含水量によく
依存する。従って、密度の測定は不正確なものとなる。
さらに、勿論、γ線放射による危険な測定技術を回避す
るための種々の努力がなされている。表面効果に非常に
敏感であるという点で、かかる測定のために赤外線放射
を用いることは不利である。従って、密度の絶対値ばか
りでなく、１種類のタバコ葉についての最大密度に対す
る比率を得ることもできない。
【０００５】また、木繊維ボードにおける密度プロフィ
ールの測定は品質保証に関して重要な工程上のパラメー
タである。現在のところ、最も重要な測定方法もまた１
９７０年代の中頃に改良されたγ線放射による方法であ
る。即ち、この場合も製品の湿度に対する鋭敏さが密度
の測定の正確さに対する限界となるという点で不利があ
る。
【０００６】材料の密度及び湿度の両方についてマイク
ロ波を用いて測定すること、製品をマイクロ波共振器内
に挿入して分析すことは知られている（ヨーロッパ特許
公報第０４６８９２３号）。しかし、この公知の方法で
は共振器及び試料は比較的大きくなければならず、その
ためミリメートル単位の分析による密度又は湿度のプロ
フィールの測定はできないという不利がある。この理由
はマイクロ波の周波数を際限なく増加させることができ
ないために、正確な読取りを行うことはできないからで
ある。従って、この測定は６０ｃｍないし２ｃｍの波長
に対応する０．５ＧＨｚから最大１５ＧＨｚまでの周波
数帯のマイクロ波で行われるべきである。この場合の特
に有用な１つの周波数は１２ｃｍの波長に対応する２．
５ＧＨｚである。この場合におけるマイクロ波共振器の
大きさは通常は１波長と同じ大きさである。
【０００７】最初に述べた型式のマイクロ波共振器には
内部に突起を有し、そこから測定されるべき材料が移動
するものが知られている（ヨーロッパ特許公報第０２９
２５７１号、請求項１）。また、このマイクロ波共振器
では比較的低い周波数での測定が可能である。この場
合、突起とこれに対向するキャビティ壁面との間の距離
が短いことに起因して実際の測定領域は比較的小さい。
しかし、電界は非常に不均一である。マイクロ波の電界
は中心において非常に強く、側方に向けてかなり低下
し、その為、一方で試料全体にわたって均一な測定が実
行できず、他方で試料が横断方向に移動する場合には読
取りに変動が生ずることとなる。
【０００８】本件発明の目的は材料の密度及び湿度が高
精度及び高分析能でもって行うことのできるマイクロ波
共振器及びそれを用いた機器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本件発明において述べら
れている解決方法は、共振器の内部を基本的に平坦と
し、その厚みを直角をなす横方向の寸法に比してかなり
小さくし、又共振器を誘電体で満たすことである。
【００１０】非常に平坦なマイクロ波共振器とそれに充
填された絶縁体の組合せは実際の測定領域において非常
に均一なマイクロ波の電界を招来し、その結果として試
料の全断面にわたって正確な測定を行うことができ、横
断方向に対する試料の不整列も測定結果にはほとんど影
響しない。
【００１１】誘電体で形成されたマイクロ波共振器は実
際のところ公知であるが（米国特許第５，１０５，１５
８号）、これは本件発明の場合のように、実際のマイク
ロ波キャビティを形成する金属導体によって包囲される
必要のないマイクロ波共振器を本質的に構成している。
また、この絶縁体で構成された共振器は試料の長手方向
における測定には使用されない。その代わりに、積層試
料の測定を行うことが目的とされている。これらの相違
に起因し、電界構造は完全に異なり、その為に本件発明
で説明されているようなマイクロ波共振器の励振は従来
の装置によっては起こされえない。
【００１２】更に、マイクロ波共振器は非常に薄く製造
することができ、その厚みはマイクロ波の波長よりもか
なり小さい。それにもかかわらず、それ自体知られてい
るように（ヨーロッパ特許公報第０４６８０２３号）、
微小体積要素において湿度及び密度を測定することがで
きるように十分な電界強度を試料の近傍で得ることがで
き、その為にその幅方向と同様に共振曲線をシフトさせ
ることにより試料の長手方向における密度及び／又は湿
度のプロフィールを記録できることとなる。読取りの範
囲は１ｍｍないし３ｍｍに制限することができ、例えば
紙巻タバコの場合には短い方の長さが用いられ、又木繊
維の試料の場合には長い方の長さが用いられる。金属壁
面によってマイクロ波が自由空間に伝播するのを防止す
ることがきる。
【００１３】好ましい実施形態において説明されている
ように、試料を通過させるための開口を除いて共振器が
完全に誘電体によって充満されている場合、共振周波数
は増加し、あるいは周波数が一定の時にはキャビティの
大きさを小さくできる。この場合、測定は低電力のマイ
クロ波（１０ミリワット以下）によって行うことができ
る、その為に試料に対して重大な影響のある発熱が発生
することはない。
【００１４】共振器の厚みは有利なことにはその横方向
の寸法の少なくともほぼ５倍小さく、特に少なくともほ
ぼ１０倍小さい。選ばれた誘電体は２ないし１００、好
ましくは７ないし１５の相対誘電定数（比誘電率）εを
有する。
【００１５】貫通穴が金属製チューブによって外方に延
設されている場合、共振挙動を乏しくさせるとともに、
測定の正確さを低下させ、又は不可能とするようなマイ
クロ波の貫通穴を介しての外方への伝播を貫通穴の壁面
とともに金属製チャーブによって阻止できる。
【００１６】Ｅn１０モード（ｎ＝０，１，２）で動作
される筒状共振器は特に有利であることが分かった。他
の有利な実施形態は方形状であり、Ｅ１１０，Ｅ１２
０，Ｅ２２０モードで動作される共振器によって特徴づ
けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本件発明は例示された好ましい実
施形態を用い、添付図面を参照しつつ説明される。図１
は試料なしの状態（空の共振器）及び試料ありの状態
（満たされた共振器）における共振器のマイクロ波共振
曲線を示す図、図２は紙巻タバコを測定する筒状共振器
の実施形態の断面を示す図、図３及び図４は円筒状共振
器における電界ラインの特性を示す図、図５（ａ）は内
部に誘電体が充満されていないマイクロ波共振器におい
て試料の通過部位近傍の電界ラインの特性を示す図、図
５（ｂ）は図５の（ａ）の実施形態の場合における横方
向の電界強度の大きさを示す図、図６（ａ）は内部に誘
電体が充満されたマイクロ波共振器の場合における図５
の（ａ）と同じものを示す図、図６（ｂ）は図６の
（ａ）の実施形態の場合における横方向の電界強度を示
す図、図７は本件発明で説明されている機器を用いて測
定された木繊維ボードの湿度及び密度のプロフィールを
模式的に示す図、図８はγ線放射を用いて測定された、
図７における木繊維ボードの密度のプロフィールを示す
図、図９及び図１０は紙巻タバコにおける密度及び湿度
のプロフィールの測定結果を示す図、図１１は本件発明
による方形状のマイクロ波共振器を示す図である。
【００１８】図１は共振器の共振特性を示す。共振周波
数は共振器の充満面の上昇に従って低周波数に変化し、
同時に共振特性の強さは減少し、その幅は増加すること
が分かる。これにより公知の方法を用いて密度及び湿度
を決定することができる。
【００１９】図２は本件発明において請求されている円
筒状マイクロ波共振器１１の断面図を示し、これは上方
の金属壁面９と下方の金属壁面１０と境界を接するとと
もに、セラミック材料１で充満されている。これは木質
試料２を測定するために用いられ、木質試料２は共振器
１１を矢印８の方向に移動する。紙巻タバコのためのマ
イクロ波共振器の構造は木質試料と原理的には同じであ
るが、寸法のみが小さい。特に、試料の通過する通路は
３５ｍｍの直径ではないが、ほぼ９ないし１０ｍｍであ
る紙巻タバコの直径よりほんの少しだけ大きい。試料２
は金属製チューブ４が取付けられた外方から通過穴３を
通って移動するが、金属製チューブはマイクロ波の放射
を阻止することを目的としている。マイクロ波はアンテ
ナ５から発射され、他のアンテナ６を介して出力され
る。勿論、伝達形の測定に代え、１つのアンテナのみを
用いた反射形の測定を採用することも可能である。実際
の測定領域は符号７によって示され、その厚みは共振器
１の厚みとほぼ同じである。
【００２０】特定の円筒状のＥ共振モード（横断方向の
Ｈモード、いわば共振器の軸方向における１つの電界の
みを有するモードである）で共振器を作動させることに
より、数ミリメータの３次元領域上での特定の焦点作用
を実現することができ、この場合にその長手方向のモー
ド数はゼロであり、これは電界ラインが金属製底部プレ
ートと頂部プレートとの間の最も短い経路を通ることを
意味する。紙巻タバコの測定のための実用的に重要なモ
ードはＥ０１０共振モード（円筒状共振器の基本モー
ド）であり、同様に、木繊維ボードの測定の場合にはＥ
１１０及びＥ２１０モード（最初の数：長手方向の軸回
りの回転の方位対称性の項、第２番目の数：放射対称性
の項、即ち放射方向における節の数、第３番目の数：縦
対称性の項）である。
【００２１】また、方形状共振器は焦点作用のために平
坦になされ、電界ラインが底部プレートと頂部プレート
との間の最短の経路を通るように、基本モードにおける
Ｅ０１０モードに代えて方形モードＥ１１０を用いるこ
とによってプロフィールの測定に用いられることができ
る。Ｅ１２０モード及びＥ２２０モードは高次モードと
して用いられることができる。
【００２２】（例えば、誘電定数＝Ｅであるセラミック
材料で）充満された共振器を備えたプロフィールセンサ
ーの共振周波数は閉鎖された共振器に適用可能な公知の
方法を用いて概ね決定されることができる。直径Ｄを有
する円筒状共振器の場合にはＥmn０で、式１と表現され
ることができる（ｃ：真空中での光の速度、Ｘmn：ｍ次
のベッセル関数におけるｎ次のゼロ項）。
【００２３】
【数１】
【００２４】プロフィールのＡ方向及びＢ方向に横断す
る長さの内端部を有する方形共振器の場合にはＥmn０モ
ードで、式２と表現されることができる。
【００２５】
【数２】
【００２６】従って、センサーの共振周波数を大幅に変
化させることなく底部プレートと頂部プレートとの間の
距離を極端に小さくすることができる。しかし、この距
離は測定フィールドの３次元焦点作用のための主な因子
である。従って、頂部と底部との間の距離は放射アンテ
ナについて要求される長さによって基本的に制限され
る。試料領域における連続的な測定のために必要とされ
る電界の最小強度レベルによって他の制限が招来され、
共振器における底部プレートと頂部プレートとの間の距
離が小さくなると、試料領域における電界強度はより小
さくなる。実際、これにより長手方向において実現され
るべき位置分析を１ｍｍ以下にできる。紙巻タバコのプ
ロフィール測定の場合、３ｍｍの焦点作用が適切である
一方、木繊維ボードのプロフィール測定の場合には２ｍ
ｍの焦点作用が適切である。
【００２７】共振器キャビティには測定されるべき試料
が通過する２つの穴が設けられるが、これらの穴は（基
本モードの場合には少なくとも５ｍｍ、より高次のモー
ドの場合には少なくとも１０ｍｍ）共振器の領域の上方
及び下方の２つの金属製煙突体によって相補される必要
がある。従って、共振器の頂部及び底部の穴を通してい
かなるマイクロ波も放出されることはない。測定される
べき試料の材質の誘電定数が臨界値（全ての試料につい
て満足される）以下であり、接続した煙突体における伝
播について標準的であるカットオフ周波数が共振器の共
振周波数（第３番目のモード数がゼロである中空円筒状
共振器の臨界ＤＣ（誘電定数）の概略の値は共振器の直
径Ｄと試料の外径ｄとの比の二乗、ＤＣcrit＝（Ｄ／
ｄ）2であり、例えばＤが９０ｃｍで、ｄが１０ｃｍの
場合には８１の臨界ＤＣが与えられる）よりもかなり高
い。従って、マイクロ波の強さは長手方向において非常
に迅速に、しかも指数関数的に低下し、測定損失は製品
の特性自体に起因し、放射されたマイクロ波の放射効果
に起因するものではない。
【００２８】図３は基本共振モードＥ０１０における円
筒状プロフィールセンサー内での電界分布のコンピュー
タシミュレーションを示し、閉鎖されたセンサーの場合
には電界は試料領域において最大とはならないが、２つ
の近接する頂部及び底部の表面によって部分的に最小と
なる。
【００２９】共振器が誘電体で充満されていない場合、
この密度及び湿度の測定のための紙巻タバコのプロフィ
ールセンサーの典型的な実施形態の共振周波数は共振器
の直径が９０ｃｍ、試料チューブの外径が１０ｃｍ、底
部プレート及び頂部プレート間の距離が３ｍｍの時、２
５８９ＭＨｚである。
【００３０】図１に示されるように、共振器本体内（試
料チューブの外側）がマイクロ波セラミック材料１で充
満された場合には一方でセンサーの幾何学的形状は寸法
的に小さくできる。共振周波数がほぼ同じである場合、
誘電定数９．２のセラミックを用いると、共振器の直径
を９０ｍｍから３５ｍｍに減少させることができる。最
近、２つの平行した紙巻タバコの製造ラインが一般的に
製作され、相互に５０ｍｍの間隔しかなく、共振器が２
列の製造ラインの設備と干渉しないようにセットされる
必要があることから、共振器の小型化は最近の紙巻タバ
コの製造装置におけるプロフィールの測定にとって必要
なことである。
【００３１】他方、セラミックのない場合には試料チュ
ーブにおける位置分析は測定電界の指数関数的な減衰に
よって制限されるので、セラミックの挿入によってより
強い焦点作用を有する電界が得られる。この“焦点作用
ロス”については図４に示され、これはセラミックの挿
入によって防止できる。
【００３２】図５の（ａ）は金属壁面９、１０の間に誘
電体がない場合における電界ラインのプロフィールを示
す。図６の（ａ）は金属壁面９、１０の間に誘電体１が
ある場合における対応するプロフィールを示す。この場
合、位置分析はまた二重の矢印１２で示される。横方向
における電界強度は両方の場合について図５の（ｂ）及
び図６の（ｂ）に示される。図から明らかなように、誘
電体セラミック材料１は測定領域にわたってかなり均一
となっている。
【００３３】紙巻タバコのプロフィール測定の場合、９
〜１０ｍｍの試料開口を設け、基本モードのセンサーを
用いることにより、実際の全ての形式の紙巻タバコにつ
いて測定することができるが、チップボードのプロフィ
ール測定の場合には特殊な条件が発生する。即ち、セン
サーは（例えば円形穴を形成する）適切な工具を用い、
チップボードから試料を取り出すために３５ｍｍまでの
試料チューブの直径を備えることが必要となる。更に、
試料はかなり高密度であるので、紙巻タバコのプロフィ
ール測定の場合と同じ形式の共振器を用いる場合にはマ
イクロ波のエネルギーが熱に変換することによるマイク
ロ波の減衰が非常に大きくなる。
【００３４】従って、木質ボードのプロフィールについ
ては、基本モードに代えて高次の共振モード、例えば円
筒状共振器の場合のＥ１１０モード又はＥ２１０モード
（又は方形状共振器の場合のＥ２１０モードやＥ２２０
モード)等を用いるのか有利である。放射方法及びプロ
ーブの供給は図１と同様であるが、ほぼ同一の共振周波
数を用いて測定する場合には寸法を変更することのみが
異なる（図２参照、これは共振周波数が２．５ＧＨｚ、
共振器の内径が１８０ｍｍ、試料チューブの直径が３５
ｍｍ、底部プレートと頂部プレートとの間隔が２ｍｍ、
煙突状体の高さが１０ｍｍの円筒状のＥ１１０モードを
用いた典型的な実施形態を示す）。
【００３５】共振周波数の広がり及び変位の、最初に引
用した特許に基づく空の共振の基準値に対する比率は湿
度のみでなく、密度にも影響されるので、直接測定法
（カール・フィッシャー滴定、乾燥キャビネット法、
等）に対して較正してマイクロ波による湿度読取りを用
いることができる。同時に、最初のマイクロ波信号に対
する湿度の影響、密度較正における共振周波数の変位を
検知することにより、（その３軸がマイクロ波による密
度読取りの軸、マイクロ波による湿度読取りの軸及び参
考湿度値の軸によって形成される３次元較正のように）
湿度と相関した密度の較正を行うこともできる。
【００３６】例えば特殊な形式の装置からの独立性、長
期安定性、製品の形式な粘着性からの高い独立性、据え
付け領域や表面特性（塗料等）からの独立性、等の湿度
及び密度の較正についての特殊な条件も湿度及び密度の
プロフィール測定のセンサーに同様に適用される。
【００３７】密度測定及び湿度測定のための１つの較正
曲線を用い、異なる紙巻タバコの混合や粘着性に基づい
て種々の形式の紙巻タバコを測定し、それに基づいて相
互に直接比較することができる。また、対応する状況は
他の試料や長尺材料、例えば抜き取られた木繊維の芯、
毛繊維、長尺プラスチック材料の測定に適用される。
【００３８】図７は図２の配置を用い、木繊維ボードに
おける湿度及び密度のプロフィールの同時測定によって
得られた結果を示す。予期されたことであるが、湿度レ
ベルはボードの両側においてかなり低下する一方、密度
レベルは並列して実行されたγ線放射によるプロフィー
ル測定の従来の方法と類似したプロフィールとなってい
る。この場合における“Ｘ”は３００〜１３００ｍｇ／
ｃｍ2の測定領域の密度を示す一方、湿度は０〜１０％
の範囲において“０”によって表されている。図８はγ
線放射測定によって決定された対応する密度プロフィー
ルを示す。この場合における試料の厚みは３７ｍｍ、試
料外径は３５ｍｍである。
【００３９】図９及び図１０は紙巻タバコについての密
度及び湿度プロフィールの同時測定の結果を示す。図１
１は方形状のマイクロ波共振器を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 試料なしの状態(空の共振器）及び試料あり
の状態（満たされた共振器）における共振器のマイクロ
波共振曲線を示す図である。
【図２】 紙巻タバコを測定する筒状共振器の実施形態
の断面を示す図である。
【図３】 円筒状共振器における電界ラインの特性を示
す図である。
【図４】 円筒状共振器における電界ラインの特性を示
すである。
【図５】 内部に誘電体が充満されていないマイクロ波
共振器において試料の通過部位近傍の電界ラインの特性
（ａ）及び横方向の電界強度の大きさ（ｂ）を示す図で
ある。
【図６】 内部に誘電体が充満されたマイクロ波共振器
の場合における図５の（ａ）と同じもの（ａ）及びそ横
方向の電界強度（ｂ）を示す図である。
【図７】 本件発明で説明されている機器を用いて測定
された木繊維ボードの湿度及び密度のプロフィールを模
式的に示す図である。
【図８】 γ線放射を用いて測定された、図７における
木繊維ボードの密度のプロフィールを示す図である。
【図９】 紙巻タバコにおける密度及び湿度のプロフィ
ールの測定結果を示す図である。
【図１０】 紙巻タバコにおける密度及び湿度のプロフ
ィールの測定結果を示す図である。
【図１１】 本件発明による方形状のマイクロ波共振器
を示す図である。
【符号の説明】
１ マイクロ波共振器 ２ 試料 ３ 貫通穴 ４ 金属製チューブ ５、６ アンテナ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試料の長手方向における密度及び／湿度
    のプロフィールを測定する装置に接続するためのマイク
    ロ波共振器であって、それが設けられる領域に対して直
    角をなす貫通穴（３）を有し、該貫通穴（３）は長手方
    向に延びる金属製壁面（４）と境界を接し、上記共振器
    の内部（１）は本質的に平坦であり、その厚みはそれに
    直角をなす横方向の寸法に比してかなり小さく、共振器
    内が誘電体で充満されているマイクロ波共振器。
  2. 【請求項２】 上記厚みが横方向の寸法の少なくともほ
    ぼ５倍小さい、請求項１記載のマイクロ波共振器。
  3. 【請求項３】 上記厚みが横方向の寸法の少なくともほ
    ぼ１０倍小さいことを特徴とする請求項１記載のマイク
    ロ波共振器。
  4. 【請求項４】 上記誘電体がほぼ２〜１００の比誘電率
    εを有する請求項１ないし３のいずれかに記載のマイク
    ロ波共振器。
  5. 【請求項５】 上記誘電体がほぼ７〜１５の比誘電率ε
    を有する請求項１ないし３のいずれかに記載のマイクロ
    波共振器。
  6. 【請求項６】 上記貫通穴（３）が金属製チューブ
    （４）によって外方に延設されている、請求項１ないし
    ５のいずれかに記載のマイクロ波共振器。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のマ
    イクロ波共振器を用い、該共振器（１）が筒状をなし、
    Ｅn１０モード（ｎ＝０，１，２）で作動されるように
    なした装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載のマ
    イクロ波共振器を用い、該共振器（１）が方形状をな
    し、Ｅ１１０、Ｅ１２０、Ｅ２２０モードで作動される
    ようになした装置。
JP2000153049A 1997-07-02 2000-05-24 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器 Pending JP2001066264A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29711571-5 1997-07-02
DE29711571U DE29711571U1 (de) 1997-07-02 1997-07-02 Feuchte- und Dichtesensor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18738398A Division JP3515375B2 (ja) 1997-07-02 1998-07-02 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001066264A true JP2001066264A (ja) 2001-03-16

Family

ID=8042490

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18738398A Expired - Fee Related JP3515375B2 (ja) 1997-07-02 1998-07-02 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器
JP2000153049A Pending JP2001066264A (ja) 1997-07-02 2000-05-24 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18738398A Expired - Fee Related JP3515375B2 (ja) 1997-07-02 1998-07-02 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5977780A (ja)
EP (1) EP0889321B1 (ja)
JP (2) JP3515375B2 (ja)
DE (2) DE29711571U1 (ja)
ES (1) ES2290977T3 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005241638A (ja) * 2004-02-12 2005-09-08 Truetzschler Gmbh & Co Kg マイクロ波センサおよびマイクロ波センサ用のデバイス
WO2021012050A1 (en) * 2019-07-23 2021-01-28 The University Of British Columbia Method and apparatus for detecting ice formation on a surface using resonant sensors

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107809A (en) * 1995-07-18 2000-08-22 Malcam Ltd. Device and method for determining the moisture content of tobacco
US6225812B1 (en) * 1998-06-25 2001-05-01 Rockwell Technologies, Llc Method and apparatus for measuring the density of a substance having free water compensation
EP1114299B1 (en) * 1998-08-31 2005-02-02 Malcam Ltd. Microwave resonator for continuous evaluation of fibrous materials
SE9803850L (sv) * 1998-11-11 2000-05-12 Kildal Antenna Consulting Ab Dielektrisk mikrovågssensor
FR2798463B1 (fr) * 1999-09-15 2002-03-29 Franco Belge Combustibles Procede et dispositif de controle de la densite d'elements en un materiau compacte, tel que des pastilles de combustible nucleaire
DE10037180C1 (de) 2000-07-31 2002-01-17 Reemtsma H F & Ph Verfahren zum Detektieren und Selektieren von Fremdkörpern in Cigaretten
ATE217083T1 (de) * 2001-01-02 2002-05-15 Tews Elektronik Dipl Ing Manfr Verfahren und vorrichtung zur messung des triacetingehalts in filtersträngen
US6383085B1 (en) * 2001-05-24 2002-05-07 Shin Yeh Enterprise Co., Ltd. Swing assembly with a canopy
US6565914B2 (en) * 2001-07-11 2003-05-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for controlling deposited polymer on a substrate
US6837122B2 (en) * 2001-11-28 2005-01-04 Tews Elektronik Device and method for detecting the mass and the moisture content for spinning preparation machines
EP1321049B1 (de) * 2001-12-20 2005-10-12 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgrades von Zigaretten vor dem Verpacken
EP1327876B1 (de) 2002-01-11 2003-12-17 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern in Masseströmen mit Hilfe eines Mikrowellen-Resonators
ITBO20020038A1 (it) * 2002-01-24 2003-07-24 Gd Spa Metodo per il rilevamento e l'eliminazione di corpi estranei in un flusso di tabacco
US7027148B2 (en) 2002-05-01 2006-04-11 Tews Elektronik Method and apparatus for determining the triacetin content in filter plugs
EP1371979B1 (de) * 2002-06-12 2005-12-07 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Mikrowellenvorrichtung zur Qualitätsprüfung von strangförmigen Materialien
FR2849201B1 (fr) * 2002-12-18 2005-04-08 Tabacs & Allumettes Ind Porte-echantillon pour la mesure du tirage et de l'humidite d'objets poreux
DE10306217B4 (de) * 2003-02-13 2014-06-26 Rieter Ingolstadt Gmbh Mikrowellenresonator, Textilmaschine mit einem derartigen Resonator sowie Raumeinheit für einen derartigen Resonator
DE10313964A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Trützschler GmbH & Co KG Mikrowellen-Messanordnung zur Produktdichtemessung
EP1467191B1 (de) * 2003-04-08 2006-06-28 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Masse von portionierten Wirkstoffeinheiten
DE10334144A1 (de) * 2003-07-01 2005-01-20 Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau Ag Microwellenresonator, Textilmaschinen mit einem derartigen Resonator sowie Raumeinheit für einen derartigen Resonator
EP1564548A1 (de) * 2004-02-12 2005-08-17 AMS- Advanced Microwave Systems GmbH In höheren Moden angeregter Mikrowellenresonator zur Messung einer dielektrischen Eigenschaft eines Produkts
DE102004017597B4 (de) * 2004-04-07 2006-06-22 Hauni Maschinenbau Ag Resonatorgehäuse für Mikrowellen
ES2281740T3 (es) * 2004-12-08 2007-10-01 Tews Elektronik Dipl.-Ing. Manfred Tews Procedimiento y dispositivo para la medicion de la masa y/o de la humedad del contenido de capsulas.
JP4878180B2 (ja) * 2005-03-24 2012-02-15 キヤノン株式会社 電磁波を用いる検査装置
DE202005010375U1 (de) 2005-07-01 2005-10-20 Tews Elektronik Dipl.-Ing. Manfred Tews Vorrichtung zum Detektieren und Aussondern von fehlerhaften Zigaretten
ITBO20050602A1 (it) * 2005-10-07 2007-04-08 Gd Spa Macchina impacchettatrice,metodo e dispositivo per il controllo di punte di sigarette
DE502006002745D1 (de) 2006-05-09 2009-03-19 Ams Advanced Microwave Systems Mikrowellenmessvorrichtung zur Bestimmung mindestes einer Messgrösse an einem Produkt
ITBO20060585A1 (it) * 2006-08-03 2008-02-04 Gd Spa Dispositivo per la rilevazione di una caratteristica di un materiale fibroso.
DE202007001196U1 (de) 2006-08-30 2007-05-31 Tews Elektronik Dipl.-Ing. Manfred Tews Filterstabmeßstation zur Messung der Masse eines Weichmachers, der Feuchtigkeit und/oder des trockenen Filtermaterials in einem Filterstab
KR100866408B1 (ko) 2007-01-31 2008-11-03 주식회사 릿치마이크로웨이브 샘플의 농도 측정 시스템
US7755368B2 (en) 2007-02-06 2010-07-13 Tews Elektronik Dipl.-Ing. Manfred Tews Method and device for measuring mass and/or moisture of the content of capsules
DE102007029908A1 (de) * 2007-06-28 2009-01-02 Tews Elektronik Dipl.-Ing. Manfred Tews Vorrichtung und Verfahren zur Masse- und/oder Feuchtemessung von dielektrischen Objekten
DE102007039067A1 (de) * 2007-08-17 2009-02-19 TRüTZSCHLER GMBH & CO. KG Vorrichtung an einer Kämmmaschine zur Überwachung des Kämmlingsanteils
US8186359B2 (en) 2008-02-01 2012-05-29 R. J. Reynolds Tobacco Company System for analyzing a filter element associated with a smoking article, and associated method
DE102008032835A1 (de) * 2008-07-14 2010-01-21 Hauni Maschinenbau Ag Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Beladung eines Stranges der Tabak verarbeitenden Industrie mit einer Stoffmenge
DE102008049015B4 (de) 2008-09-25 2013-10-31 Fette Compacting Gmbh Verfahren zur Qualitätsüberwachung von pulverförmigem Pressmaterial und eine Rundläuferpresse zur Durchführung des Verfahrens
DE102009004457A1 (de) 2009-01-13 2010-07-22 Tews Elektronik Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Masse und Dichte und/oder zur Messung der Feuchte von portionierten Einheiten
DE102009017963A1 (de) 2009-04-21 2010-10-28 Hauni Maschinenbau Ag Kapselüberwachung und Kapselpositionsregelung in Filtern der Tabak verarbeitenden Industrie
FI20096149A0 (fi) * 2009-11-06 2009-11-06 Senfit Oy Kosteuden mittaus
JP5784032B2 (ja) * 2009-11-13 2015-09-24 キャプシュゲル・ベルジウム・エヌ・ヴィ シールの品質測定プロセスを備えたシールされたカプセルの検査方法及びインライン検査用の関連装置
US8760508B2 (en) 2010-01-13 2014-06-24 R.J. Reynolds Tobacco Company Filtered smoking article inspection system, and associated method
US8304863B2 (en) * 2010-02-09 2012-11-06 International Business Machines Corporation Electromigration immune through-substrate vias
US20130085052A1 (en) 2011-09-29 2013-04-04 R. J. Reynolds Tobacco Company Apparatus for Inserting Microcapsule Objects into a Filter Element of a Smoking Article, and Associated Method
US8831764B2 (en) 2011-10-17 2014-09-09 R. J. Reynolds Tobacco Company Cigarette package coding system and associated method
DE102011121918B3 (de) * 2011-12-22 2013-01-17 Tews Elektronik Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Position von Segmenten mit absorbierenden Substanzen in Multisegmentfilterstäben der tabakverarbeitenden Industrie
US9481777B2 (en) 2012-03-30 2016-11-01 The Procter & Gamble Company Method of dewatering in a continuous high internal phase emulsion foam forming process
GB201218956D0 (en) * 2012-10-22 2012-12-05 Flow Technologies Ltd M Fluid sensor
US9664570B2 (en) 2012-11-13 2017-05-30 R.J. Reynolds Tobacco Company System for analyzing a smoking article filter associated with a smoking article, and associated method
US9844232B2 (en) 2014-03-11 2017-12-19 R.J. Reynolds Tobacco Company Smoking article inspection system and associated method
US10063814B2 (en) 2014-03-12 2018-08-28 R.J. Reynolds Tobacco Company Smoking article package inspection system and associated method
DE102014211575A1 (de) * 2014-06-17 2015-12-17 Hauni Maschinenbau Ag Mikrowellenmessvorrichtung, Anordnung und Verfahren zur Überprüfung von stabförmigen Artikeln oder eines Materialstrangs der Tabak verarbeitenden Industrie sowie Maschine der Tabak verarbeitenden Industrie
CN108225222B (zh) * 2018-01-17 2020-04-28 河南中烟工业有限责任公司 一种微波式烟支滤棒长度测量方法
CN109085185B (zh) * 2018-06-27 2021-06-01 电子科技大学 一种测量粮食含水率的双重入式谐振腔在线测量装置
EP3853595A1 (en) * 2018-09-21 2021-07-28 G.D S.p.A. Electromagnetic detector for detecting properties of products of the tobacco industry
CN111521519B (zh) * 2020-05-09 2021-09-17 河海大学 一种用于测量饱和土中水泥与土比例的探头及方法
CN113418441A (zh) * 2021-04-30 2021-09-21 河南中烟工业有限责任公司 微波法检测烟支分段长度
WO2023200954A1 (en) 2022-04-13 2023-10-19 Aprecia Pharmaceuticals LLC System and method for additive manufacturing using an omnidirectional magnetic movement apparatus

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3694737A (en) * 1970-08-03 1972-09-26 Beloit Corp Microwave moisture sensing system and method
DE2552954C3 (de) * 1975-11-26 1979-08-16 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Vorrichtung zur Feuchtemessung von räumlich ausgedehnten Proben
US4131845A (en) * 1977-10-03 1978-12-26 Kay-Ray, Inc. Microwave moisture sensor chute
US4297874A (en) * 1979-10-26 1981-11-03 Shinichi Sasaki Apparatus for measuring a percentage of moisture and weighing of a sheet-like object
US4326542A (en) * 1980-01-14 1982-04-27 Philip Morris Incorporated Firmness control in a cigarette maker
US4477771A (en) * 1982-06-21 1984-10-16 General Motors Corporation Microwave detection of soot content in a particulate trap
US4600879A (en) * 1984-06-15 1986-07-15 Scully John P Water moisture measuring instrument and method
FI844061L (fi) * 1984-10-16 1986-04-17 Kemira Oy Foerfarande och anordning foer maetning av fukthalten eller torrsubstanshalten av aemnen.
JPS63145951A (ja) * 1986-12-09 1988-06-18 Daipoole:Kk 糸状材料の物性量測定装置
DE4004119A1 (de) * 1990-02-10 1991-08-14 Tews Elektronik Dipl Ing Manfr Verfahren zur messung der feuchte eines messgutes mit hilfe von mikrowellen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US5105158A (en) * 1990-02-13 1992-04-14 Space Systems/Loral, Inc. Dielectric microwave resonator probe
US5455516A (en) * 1992-04-21 1995-10-03 Thermedics Inc. Meter and method for in situ measurement of the electromagnetic properties of various process materials using cutoff frequency characterization and analysis
JP2897678B2 (ja) * 1995-03-22 1999-05-31 株式会社村田製作所 誘電体共振器及び高周波帯域通過フィルタ装置
US5554935A (en) * 1995-04-03 1996-09-10 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Mass or weight determination of arbitrarily-shaped dielectric objects by microwave resonator measurements
US5585732A (en) * 1995-06-07 1996-12-17 Mississippi State University Detector for heterogeneous materials
US5736864A (en) * 1995-07-14 1998-04-07 Hauni Maschinenbau Ag Apparatus for ascertaining the complex dielectric constant of tobacco
US5698986A (en) * 1996-02-12 1997-12-16 Allen-Bradley Company, Inc. Cigarette density monitor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005241638A (ja) * 2004-02-12 2005-09-08 Truetzschler Gmbh & Co Kg マイクロ波センサおよびマイクロ波センサ用のデバイス
WO2021012050A1 (en) * 2019-07-23 2021-01-28 The University Of British Columbia Method and apparatus for detecting ice formation on a surface using resonant sensors

Also Published As

Publication number Publication date
EP0889321A1 (de) 1999-01-07
EP0889321B1 (de) 2007-08-15
JPH11125607A (ja) 1999-05-11
US5977780A (en) 1999-11-02
DE29711571U1 (de) 1998-11-05
ES2290977T3 (es) 2008-02-16
DE59814074D1 (de) 2007-09-27
JP3515375B2 (ja) 2004-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001066264A (ja) 湿度及び密度センサー用マイクロ波共振器
US4890054A (en) Apparatus and method for measuring physical quantities
US3360721A (en) Determination of moisture in tobacco
Kraszewski et al. Microwave resonator technique for moisture content determination in single soybean seeds
US6798216B2 (en) Resonant microwave sensor
US3883798A (en) Free flow resonant cavity measuring apparatus
Alahnomi et al. Microwave planar sensor for permittivity determination of dielectric materials
WO2000028615A1 (en) Dielectric waveguide microwave sensor
US6897659B2 (en) Device for testing the quality of rope-like materials
US7560937B2 (en) Microwave sensor for measuring the moisture of masonry surfaces comprising a microstrip resonator coupled with an open coaxial probe
EP1226424B1 (en) An apparatus for measuring the unburnt residuals in coal ashes and a method for employing the apparatus
JP3511715B2 (ja) 表面抵抗および複素誘電率測定用治具ならびにその測定系構成方法
RU2321010C1 (ru) Устройство для измерения больших значений комплексной диэлектрической проницаемости низкоимпедансных композиционных материалов на свч
FI69372B (fi) Maetmetod och apparat foer maetning av fasta kornaktiga aemnens massfloede och fuktighet eller naogon annan egenskap
Andreev et al. The effect of cylindricity and coaxiality deviations of samples on measurement error of the permittivity using a biconical resonator
JPH0714870Y2 (ja) シート状物の高周波特性測定装置
RU2060490C1 (ru) Устройство для измерения влажности диэлектриков
US7982470B2 (en) Microwave probe device
Ni et al. Extra-cavity perturbation method for the measurement of dielectric resonator materials
TWI837976B (zh) 取得耦合微波感測器的訊號值與物體含水率的線性回歸式的方法
Stefanski et al. Complex permittivity measurements of lossy liquids at microwave frequencies
RU93049273A (ru) Устройство для измерения влажности диэлектрических материалов
SU573774A1 (ru) Ячейка дл измерени диэлектрических параметров твердых диэлектриков
SU1689816A1 (ru) Волноводна чейка дл измерени влажности материалов
TW202317976A (zh) 渦形耦合微波感測器