JP2001083115A - 生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置 - Google Patents

生コンクリート、モルタル、砂等の水分測定装置

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JP2001083115A
JP2001083115A JP25569799A JP25569799A JP2001083115A JP 2001083115 A JP2001083115 A JP 2001083115A JP 25569799 A JP25569799 A JP 25569799A JP 25569799 A JP25569799 A JP 25569799A JP 2001083115 A JP2001083115 A JP 2001083115A
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mortar
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Chiaki Toyoda
千暁 豊田
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Kett Electric Laboratory
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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
含有率を誤作動、測定精度の低下を招くことなく作業性
よく測定することができる水分測定装置を提供するもの
である。 【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、生コンクリート100等の被測定物
の水分含有率を求める生コンクリート、モルタル、砂等
の水分測定装置において、生コンクリート100等の被
測定物の電気的特性を測定し測定信号を送り出す測定手
段101と、この測定手段101による測定信号を基に
被測定物の水分含有率を算出する装置本体とを備え、前
記測定手段101と装置本体との間の信号授受を無線送
信部112、受信部121間における無線により行うよ
うにしたものである。

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求めるものがあるが、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、その減衰により水分を求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
により水分を求めるものもあるが、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。更に、被測定物を容器に収容し、
容器をコネクタ接続により装置本体に電気的に接続し
て、装置本体に備えた測定系により水分を求めるものも
あるが、この場合には、コネクタ接続という構成のため
にコネクタの端子が汚れたり、濡れたりして、測定精度
の低下を招くという問題があった。
【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
等の水分含有率を測定精度の低下を招くことなく作業性
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記載の発明に係
る生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の水分含
有率を求める水分測定装置は、生コンクリート、モルタ
ル、砂等の被測定物の電気的特性を測定し測定信号を送
り出す測定手段と、この測定手段による測定信号を基に
被測定物の水分含有率を算出する装置本体とを備え、前
記測定手段と装置本体との間の信号授受を無線により行
うようにしたことを特徴とするものである。請求項2記
載の発明に係る生コンクリート、モルタル、砂等の被測
定物の水分含有率を求める水分測定装置は、生コンクリ
ート、モルタル、砂等の被測定物の電気的特性を測定し
測定信号を送り出す測定手段と、この測定手段による測
定信号を基に被測定物の水分含有率を算出する装置本体
とを備え、前記測定手段は、被測定物の電気的特性を測
定する測定部と、測定された電気的特性の信号を周波数
信号に変換する信号変換部と、前記周波数信号を変調す
る変調部と、変調された信号を装置本体に向けて無線で
送信する無線送信部とを備え、前記装置本体は、測定手
段からの信号を受信する受信部と、受信した信号を検波
する検波部と、検波された信号に基づいて前記被測定物
の水分含有率を算出する演算部とを備えたことを特徴と
するものである。請求項1、2記載の発明によれば、測
定手段により、生コンクリート、モルタル、砂等の被測
定物の電気的特性を測定して測定信号を送り出し、装置
本体により測定手段による測定信号を基に被測定物の水
分含有率を算出する場合に、前記測定手段と装置本体と
の間の信号授受を無線により行うようにしたので、従来
例のようなコネクタ等の電気的接続具を用いることな
く、生コンクリートやモルタル等の水分含有率を測定精
度の低下を招くことなく作業性よく測定することができ
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、砂等の電
気的特性の一つである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。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、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。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。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、パツキン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。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60の表示画面60a
は、パネルシート4及びフィルタ17に各々設けた穴部
4a、透明部17aから上ケース14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が形成されている。前記試料ケース40の試
料収容部45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、前記上ケース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40a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、
試料ケース40を上ケース14上の定位置に載置できる
ようになっている。なお、ガイド40bの下方に質量計
を内蔵した構成にすれば、被測定物の質量も同時に測定
することが可能となり、前述の通り、より一層精度の高
い水分率測定が可能となる。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1
0、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ヘ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、それそれ通信用コネクタカバー
23及びAC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。次に、本実施の形態におけ
る被測定物の水分含有率を求める測定系について図4を
参照して説明する。前記試料ケース40には、生コンク
リート、モルタル、砂等の被測定物の電気的特性を測定
し測定信号を無線で送信する測定手段101が設けられ
ている。また、前記装置本体には、前記CPU80によ
り制御される信号処理手段102が設けられている。前
記測定手段101は、被測定物の電気的特性である静電
容量を測定する測定部111と、測定された電気的特性
の信号を周波数信号に変換する信号変換部112と、前
記周波数信号を変調する変調部113と、変調された信
号を装置本体に向けて無線で送信する無線送信部114
とを備えている。前記無線送信部114は例えば試料ケ
ース40の一つの外壁面40cに設けられている。前記
装置本体側の信号処理手段102は、前記CPU80の
制御の基に測定手段からの信号を受信する前記上ケース
14の垂直壁部14aに配置した受信部121と、受信
した信号を検波する検波部122と、検波された信号に
基づいて前記被測定物の水分含有率を算出する演算部1
23とを備えている。図5、図6は、本実施の形態に係
る試料ケース40に設けた測定部111を構成するLC
R直列共振回路、高周波ブリッジ回路を示すものであ
る。図5に示すLCR直列共振回路は、高周波電源15
0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、例えば生コンクリート100を収容した
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間に、例えば生コンクリート10
0等を充填し接触させることで、図5に示すように、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
VC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の高周波電力を、検出器D
ETを備えるとともに、抵抗R1、R2、R3、可変コン
デンサVC1、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
衡をとる。次に、例えば生コンクリート100を試料ケ
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間に充填することで、前記可変コンデン
サVC2の両端に、等価的に表される抵抗Rx、コンデ
ンサCxの並列回路が接続されることになる。ここで、
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。こ
のようにして、測定部111により生コンクリートの静
電容量を測定し、測定された電気的特性の信号を信号変
換部112により周波数信号に変換し、前記変調部11
3により周波数信号を変調して、変調された信号を前記
無線送信部114により装置本体に向けて無線で送信す
る。前記装置本体側の信号処理手段102においては、
前記CPU80の制御の基に前記上ケース14の垂直壁
部14aに配置した受信部121により無線送信部11
4からの信号を受信し、受信した信号を検波部122に
より検波し、前記演算部123により検波された信号に
基づいて前記被測定物の水分含有率を算出する。これに
より、例えば生コンクリートやモルタル等の水分含有率
を、従来例のような測定精度の低下を招くことなく作業
性よく測定することが可能となる。なお、本実施の形態
において、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により、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例えば多少ずれて
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
クリートやモルタル等の水分含有率を測定精度の低下を
招くことなく作業性よく測定することができる生コンク
リート、モルタル、砂等の水分測定装置を提供できる。
【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】本発明の実施の形態の水分測定装置の分解斜視
図である。
【図3】本発明の実施の形態の水分測定装置の収容ケー
スの底部分の斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態の水分測定装置の測定系の
ブロック図である。
【図5】本発明の実施の形態のLCR共振回路を示す回
路図である。
【図6】本発明の実施の形態の高周波ブリッジ回路を示
す回路図である。
【符号の説明】
13 下ケース 14 上ケース 14a 垂直壁部 40 試料ケース 45 試料収容部 100 生コンクリート 101 測定手段 102 信号処理手段 111 測定部 112 信号変換部 113 変調部 114 無線送信部 121 受信部 122 検波部 123 演算部 150 高周波電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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生コンクリート、モルタル、砂
    等の水分測定装置において、 生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の電気的特
    性を測定し測定信号を送り出す測定手段と、 この測定手段による測定信号を基に被測定物の水分含有
    率を算出する装置本体とを備え、 前記測定手段と装置本体との間の信号授受を無線により
    行うようにした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。
  2. 【請求項2】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生コンクリート、モルタル、砂
    等の水分測定装置において、 生コンクリート、モルタル、砂等の被測定物の電気的特
    性を測定し測定信号を送り出す測定手段と、 この測定手段による測定信号を基に被測定物の水分含有
    率を算出する装置本体とを備え、 前記測定手段は、被測定物の電気的特性を測定する測定
    部と、 測定された電気的特性の信号を周波数信号に変換する信
    号変換部と、 前記周波数信号を変調する変調部と、 変調された信号を装置本体に向けて無線で送信する無線
    送信部とを備え、 前記装置本体は、測定手段からの信号を受信する受信部
    と、 受信した信号を検波する検波部と、 検波された信号に基づいて前記被測定物の水分含有率を
    算出する演算部とを備えた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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101011512B1 (ko) 2008-11-05 2011-01-31 대윤계기산업 주식회사 단위수량 측정장치 및 측정방법
KR101330828B1 (ko) 2012-06-25 2013-11-18 (주)한국케트 콘크리트의 함수량을 측정하기 위한 수분함량측정기
CN113325046A (zh) * 2021-05-14 2021-08-31 大连海事大学 一种用于液体污染物检测的便捷式机械设备及检测方法
CN113325045A (zh) * 2021-05-14 2021-08-31 大连海事大学 一种用于液体污染物检测的桥式电容测量装置、制作方法及检测方法

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