JP2003501655A - 漂遊電界ゾンデ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、電界を発生させるための発生手段、発生された電界を遮蔽するための遮蔽手段とを備えており、この場合この遮蔽手段が、電界が少なくとも部分的に遮蔽手段の外域に存在するように形成されている様式の、物質の誘電特性を測定するための漂遊電界ゾンデに関する。この発明は、電界を減結合するための遮蔽手段が外域において、少なくとも二つの開口１０を備えていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、電界を形成するための形成手段、形成された電界を遮蔽するための
遮蔽手段とを備えており、この場合電界が少なくとも部分的に遮蔽手段の外部に
存在しているようにこの遮蔽手段が形成されている様式の、物質、特にルーズな
たばこの誘電特性を測定するための漂遊電界ゾンデ(Streufeldsonde)に関する。

【０００２】 このような漂遊電界ゾンデは公知の技術から知られている。これらの漂遊電界
ゾンデは電磁的な漂遊電界ゾンデにより、この電磁的な漂遊電界ゾンデ内に存在
している物質の誘電特性を測定する。即ち、例えばこのような漂遊電界ゾンデに
より物質の実効誘電率を測定することが可能であり、この測定から他方では直接
物質の種類、その湿度、その密度等が帰結される。

【０００３】 このような漂遊電界ゾンデを更に良く理解して頂くため、特に本発明を更によ
り良く理解して頂くため、、先ずこのような漂遊電界ゾンデの一般的な技術的な
背景を説明する。

【０００４】 上記の漂遊電界ゾンデは、一般に誘電メータゾンデ(Dielektrometersonde) と
称される。このような誘電メータゾンデは、特に電気的な高周波の交流電界を発
生する。次いで、この高周波の交流電界内に検査されるべき物質がもたらされ、
これにより変位電流が高まる。このようにして形成されたコンデンサは共振回路
の構成要素である。電界強度の共振ステップアップにより、誘電率の変化を測定
するための誘電メータゾンデの測定感度が増大する。検査されるべき物質がもた
らされることにより、増大する誘電率は共振周波数を逓減し、一方では検査され
るべき物質内の損失は共振を減衰させる。

【０００５】 物質を検査するには二つの可能性がある。一つは、検査されるべき物質を共振
器内に入れることである。このようなやり方は、例えば本出願人のドイツ連邦共
和国特許公開第１９７ ０５ ２６０号とこの特許願の追加特許願であるドイツ
連邦共和国特許第１９７ ３４ ９７８号から公知である。これらの明細書に記
載されている装置にあっては、誘電メータゾンデの共振器はハウジング内に設け
られており、このハウジングはそれぞれ一つの入口開口と出口開口とを備えてい
る。その際、この入口開口と出口開口とにより、上記明細書に開示されている装
置内を、たばこ連続体、特にシガレット連続体が通過させられる。これにより、
上記明細書に開示されている装置にあっては、シガレット連続体が共振器を経て
案内されることにより、共振回路の共振周波数が作用を受け、このようにしてシ
ガレット連続体の特性、例えばシガレット連続体の湿度或いは密度の測定が可能
となる。上記の明細書には、この共振変位を測定するための詳細な測定方法も記
載されており、従ってここでは改めて説明は行なわず、ただ上記の明細書に記載
の測定方法を参照されることのみを付言するにとどめる。

【０００６】 物質の密度を測定するための、特にたばこ連続体の密度を測定するための上記
の明細書に記載されている装置および方法は、公知の技術としてその良好な成果
が認められている。何故なら、上記明細書に開示されている方法および装置によ
り、同時に密度にも影響する自動制御機構内で密度を測定することが可能である
からである。即ち、この装置により、このようにして検査された物質の密度、例
えば幾度となく述べてきたたばこ連続体の密度を正確に調整することが可能であ
る。上記の明細書に記載されている方法は、物質が通過させられる共振器の共振
曲線の少なくとも二つの点における共振値を測定する。測定された値の平均値と
差以外に、物質の誘電特性、例えば物質の湿度が算出され、次いでこの値から物
質の密度が算出される。

【０００７】 しかし、特にたばこ加工産業にあっては、特に検査されるべき物質の湿度、即
ちたばこ加工産業にあって加工されるべきたばこの湿度は、極めて早期に測定さ
れることが望ましい。即ち、たばこ加工産業にあっては、たばこを、いまだばら
物質のうちに、即ちたばこがたばこ連続体に加工される以前に検査するのが望ま
しい。何故なら、この時点においてのみ、まだたばこの湿度を十分に加減するこ
とが可能であるからである。たばこが既にたばこ連続体に加工されてしまってい
ると、このように加工されたたばこの湿度はもはや十分に調整することは不可能
である。このことから、検査すべき物質を漂遊電界が発生している共振器自体内
に試料として入れるのではなく、この共振器の傍らを案内する必要があることが
わかった。本発明、特に本発明による冒頭に記載した漂遊電界ゾンデは、共振器
のこのような実施の態様に関する。

【０００８】 従って、このような漂遊電界ゾンデにあっては、検査されるべき物質は本来の
共振器の外側に存在している漂遊電界を経て案内される。この目的で共振器は、
この共振器の電界が少なくとも部分的に遮蔽手段の外に存在しており、他方この
電界の残余部分と磁界もまた遮蔽手段の内部に存在しており、従ってこれらの電
界が検査されるべき物質、例えば検査されるべきばらたばことの交互作用が行わ
れないように、構成されるのが有利である。こうして、冒頭に記載した様式の漂
遊電界ゾンデにあっては、遮蔽手段の内部に存在している電界の一部分のみが外
域に結合される。そこにおいて、外域に結合されている漂遊電界が検査されるべ
き物質と交互作用を行う。検査されるべき物質の湿度、例えばたばこの湿度の測
定にとって、特にマイクロ波領域内での測定が有利であることがわかった。

【０００９】 このような漂遊電界ゾンデにより、検査されるべき物質内の既に上記した損失
を正確に測定できるようにするには、漂遊電界ゾンデの輻射損失を回避する必要
がある。このことが必要である理由は、検査されるべき物質内の上記のような損
失以外に、非磁性的な材料の場合公知の導線内の抵抗性の損失以外に、更に誘電
的な損失が生じることにある。後者は測定の目的である。従って、輻射損失を可
能な限り十分に抑制することが重要である。輻射損失のこのような抑制の意味す
るところは、電界の遠隔電界(Fernfeld)が抑制され、従って近接電界(Nahfeld)
が漂遊電界ゾンデの近傍に存在していることである。上記の輻射損失は特に、で
きる限りすべての角度位置に関する遠隔電界の輻射割合が、その逆位相により消
滅する場合回避されることである。しかし、遠隔電界における輻射割合のこのよ
うな相互の消滅は、開口直径、即ち漂遊電界が漂遊電界ゾンデの遮蔽手段から流
出する開口の直径が使用する波長よりも明白に小さい場合にのみ可能である。し
かし、このことはこの場合にあっても結果として、漂遊電界ゾンデ内の漂遊電界
開口の直径が小さいので、この領域内においてしか、例えば検査されるべき物質
の湿度の測定が行われないと言う欠点を生じる。従って、漂遊電界ゾンデがこの
ように構成されている場合、即ち小さな開口を備えている漂遊電界ゾンデの場合
、検査されるべき物質の誘電率の或る幾つかの点に限られた測定が行われるに過
ぎない。このこともまた、検査されるべき物質が不均質である場合、不利である
。このような不均質性は、例えばばらたばこにおいて存在している。例えば、た
ばこ加工産業において使用されるようなルーズなたばこの場合、ルーズなたばこ
内の個々のたばこ繊維の配列がランダムであると言う理由のみで、著しい不均質
性が存在している。従って、このような不均質なたばこの湿度は、点状に測定を
行う漂遊電界ゾンデによっては測定は極めて不正確にしか行われない。

【００１０】 上記の欠点を克服するために、公知の技術においては、多数のこのような漂遊
電界ゾンデを使用することが提案されている。その際、多数の漂遊電界ゾンデ或
いは共振器により、例えばしばしば部分的に空調均衡状態に存在することのない
葉たばこは、この葉たばこの個々の葉内における湿度分布が不均一であった場合
でも、使用される多数の漂遊電界ゾンデを介して検出が行われるようにして、近
似値的に葉たばこの湿度を測定することが可能であると考えられる。多数のゾン
デのこのような配設は、例えばヨーロッパ特許公開第０ ５５８ ７５９号明細
書から公知である。

【００１１】 しかし、上記の多数の共振器もしくは漂遊電界ゾンデの配設の欠点は、−例え
ば測定がマイクロ波の領域内で行われる場合−マイクロ波を電力分配器全体にわ
たって配分し、共振器もしくはゾンデの後方において再び統合しなければならな
いことである。このことは構造上の大きな経費を条件としている。更に、このよ
うな測定装置にあっては、すべての共振器が等しい共振周波数で働くことを保証
するために、極めて高価な共振器を使用する必要がある。従って、とにかく公知
の技術にあっては、輻射の課題を克服するために、高い技術的な経費を払わなけ
ればならない。

【００１２】 こう言ったことから、本発明の課題は、冒頭に記載した様式の漂遊電界ゾンデ
を、上記の欠点が回避されるように改善することであり、かつ不均質な物質或い
はばら物質でもそれらの誘電特性、特にその湿度が確実に検査でき、他方同時に
構造が単純である漂遊電界ゾンデを提供することである。

【００１３】 上記の課題は、本発明により、遮蔽手段が電界を減結合(Auskopplung) するた
めに少なくとも二つの開口を備えていることによって解決される。

【００１４】 遮蔽手段の二つの位置における漂遊電界の、本発明による減結合により、漂遊
電界が経て外へと出て検査されるべき物質と接触する開口／位置が小さくても、
不均質な物質のその誘電特性を検査することが有利に可能となる。次いで、この
誘電特性から検査された物質の湿度を決定することが可能である。こうして本発
明により、例えば不均質な湿度と密度分布とを有している葉たばこのような不均
質な物質であっても、電界の減結合或いは電界の検査されるべき物質との結合の
ための十分に多数の位置により、個々の測定値の検出を行い、従って従来公知の
技術において可能であったよりも正確な測定値を得ることが可能となる。特に、
ヨーロッパ特許公開第０ ５５８ ７５９号による独立した漂遊電界ゾンデの多
数を配列することにより生じる欠点が、本発明により回避される。何故なら、こ
の発明における、必然的に経費を要する個々のゾンデの構造均一性或いはゾンデ
の前方および後方における電磁波の分割と合体の必要性が、本発明によりもはや
必要としなくなったからである。何故なら、本発明にあってはただ一つの漂遊電
界ゾンデもしくはただ一つの漂遊電界共振器が使用され、他方本発明にあっては
同時に漂遊電界が多数の位置において外域内に減結合を行うからである。従って
、本発明により、大きな面領域を本発明による共振器によりカバーすることが可
能であり、しかもこの際大きな開口、即ち輻射による欠点を甘受する必要がない
。従って、本発明は特別有利な方法によりたばこ加工産業において使用するのに
適している。何故なら、この場合−既に幾度となく述べてきたように−、特に不
均質な状態で存在しているルーズなたばこ或いは葉たばこの密度と湿度とに関し
ても分析を行うことが重要な課題であるからである。今になって始めて、このよ
うな分析を本発明による簡単な方法により、しかも同時に高い精度で行うことが
可能となった。

【００１５】 発生手段により発生された電磁界は高周波の交流電界である。この場合、発生
手段は特に、漂遊電界ゾンデが共振器を形成するように、即ち高周波の交流電界
が共振内に存在するように、形成されている。このことと関連して優れている測
定方法と正確な測定構成は、既に上記したドイツ連邦共和国特許公開第１９７０
５２６０号とドイツ連邦共和国特許第１９７ ３４ ９７８号に記載されている
。従って、ここでは改めて説明しない。何故なら、これらの公報に記載されてい
る方法はマイクロ波技術の分野における当業者によって問題なく本発明に転用す
ることが可能であるからである。

【００１６】 本発明の優れた構成にあって、遮蔽手段が発生手段のためにハウジングとして
形成されている。この場合、開口はハウジング内の孔として形成されている。こ
のハウジングは特に金属製のハウジングである。

【００１７】 優れた発明の実施の態様にあっては、開口が遮蔽手段内にもしくはハウジング
内に、これらの開口が等しい振幅の位置に存在しているように、設けられている
ことにより、電界の等しい振幅の位置において電界は減結合する。この場合、等
しい振幅の位置が等しい記号の最大の電界である場合、特に有利である。即ち、
共振内に存在している電界の遮蔽が電界の等しい記号で結合されている半波最大
の位置において中断されるようにして、電界の一部分の減結合が、各々の減結合
が自体奪取されて放射しない、即ち遠隔電界が存在していないように、漂遊電界
として遮蔽手段の外部方向で行われる。このことは特に有利である。このように
して、本発明のこの実施の態様にあっては、特にこのようにして形成された漂遊
電界ゾンデの誘電率が特別有利に直ぐ近傍な近隣域に限られる。何故なら、漂遊
電界ゾンデから出る漂遊電界の割合の等しい記号の極により遮蔽手段内の異なる
開口間に、長い結合作用を行う長い電界線−この電界線は輻射を生じる−が生じ
ることがないからである。何故なら、外域内の遮蔽手段内の個々の開口間に電位
差が生じないからである。

【００１８】 従って、この発明の実施の態様にあっては、多数の漂遊電界ゾンデもしくは漂
遊電界共振器を多数互いに並列して使用する必要が全くないと言うことは特に有
利である。それどころか、本発明によりこの実施の態様にあっては、多数の開口
により多数の測定点を使用するのに、ただ一つの漂遊電界共振器で十分であり、
従って不均質な測定対称物質も測定することが可能となる。こうして、この実施
の態様により、例えば不均一な密度と湿度とを有している葉たばこ或いはルーズ
なたばこの測定を問題なく行うことが可能である。

【００１９】 本発明の他の優れた構成にあっては、共振電界を発生させるための発生手段は
、導波体(Wellenleiter)として形成されている。この場合、この導波体がその両
端部における短絡により線形共振器（Leitungsresonator)として形成されている
のが有利である。この場合、導波体の長さは特に、半波長の整数倍であるように
選択されている。特に、導波体の長さが共振の際、半波長の三倍、更に有利なの
は半波長の少なくとも１０倍であるのが有利である。従って、この実施の態様の
場合、有利に単純な手段により任意の数の測定点を設けることが可能である。例
えば全面が測定点を有しているように、線形共振器が蛇行形状とし形成されてい
る。このようにして、面当たり最大数の測定点を設けることが可能となる。その
際、面は壁部の表面であるのが有利であり、この表面に沿って測定されるべきば
ら物質、例えば測定されるべきルーズなたばこが案内されるのが有利である。

【００２０】 他の優れた構成として、十字形として形成されている導波体が設けられている
。この際、この十字形の導波体の全長を形成している半波長の整数倍が、半波長
の奇の整数倍である。何故なら、このような実施の態様にあっては、導線の中央
において電界、例えばマイクロ波電界を導波体に結合することが可能であるから
である。導波体の蛇行形状の配設にあっても選択可能なこのような配設は、導波
体の長さが大きい場合所望の共振周波数と異なる周波数で付加的な共振が生じる
のを回避する。何故なら、このような共振は、導波体の長さが大きい場合でも、
或いは遮蔽手段内に、例えば発生手段として働く共振器の周囲のハウジング内に
多くの開口が存在している場合でも、互いに妨害し合う共振を招くからである。
半波長の奇数倍としての基準共振の選択は、このことに関して有利な対抗処置で
ある。何故なら、その際線形共振器の中央に、即応して最大電界が存在している
からである。この位置において電界が線形共振器に結合された場合、すべての共
振−これにあってはｎは整数である−が抑制される。何故なら、前記電界が電界
ゼロ位置を有しているからである。不都合な共振のこのような抑制は、導波体の
中央に対して任意の対称的な電界の線形共振器への結合が準備される他の実施の
態様にあっても同様に保証される。

【００２１】 線形共振器のすでに上記した十字形の配設にあっては、十字形の各々の脚部は
共振の半波長の５倍に相当する長さを有している。このようにして、線形共振器
のためのハウジング内に、中央に設けられている測定点を含めて五つの測定点或
いは開口を設けることが可能である。従って、この実施の態様は、特別単純なか
つコンパクトな、同時に十分な数の測定点を使用することのできる発明の実施の
態様である。

【００２２】 導波体の上記した十字形の実施の態様にあっては、本来の線形共振器とこの線
形共振器を囲繞しているハウジング間の間隔は、特に電界の減結合の位置におい
て、外域でそれぞれ一つの線形共振器を結合している−この線形共振器に対して
垂直方向で位置している−ピンによって行われている。このようにして、特別容
易に漂遊電界を外域に減結合することが可能となり、これにより検査されるべき
物質との交互作用が行われる。この場合、線形共振器から遮蔽手段内のそれぞれ
の測定窓或いはそれぞれの開口へと通されるピンの導体長さは、導波体或いは線
形共振器の長さに達している。

【００２３】 導波体が高抵抗体とし構成されているのが有利である。導波体のこの構成によ
り、これにより形成されている線形共振器の特別高い品質が達せられ、従って測
定結果も同様に特別な品質を備える。

【００２４】 本発明の他の実施の態様にあっては、電界は線形共振器を囲繞しているハウジ
ング内の開口−この開口はハウジング内の本来の測定開口に対置して設けられて
いる−を経てハウジング内に結合されている。この場合、結合と減結合は適当な
アンテナによって行われる。既に述べたように、電界の共振器への結合は特にこ
の共振器の中央において行われる。減結合は−しかし必ずしも必要としないが−
線形共振器の導線端部の近傍において行われる。何故なら、そこにおいて抑制さ
れた妨害モードへの転換が僅かであるからである。このことに関して、減結合ア
ンテナの対称的な配設、即ち対称的な減結合により、このような転換が完全に回
避されることが認められる。

【００２５】 他の優れた構成は、共振電界を発生させるための発生手段として空洞共振器を
使用することである。この場合もまた、電界のこの空洞共振器への結合はこの空
洞共振器の中央で行われる。発生された共振電界のこの空洞共振器における外域
への、もしくは測定対象物質への結合は、アンテナを介して行われる。これらの
アンテナは誘電体から成る円筒体として形成されているのが有利であるが、更に
有利なのはプレツキシ・ガラス円筒体として形成されていることである。

【００２６】 以下に添付した図面に図示した発明の実施の態様につき、本発明を詳細に説明
する。

【００２７】 図１は本発明の原理の概略図である。文字Ｅで電界を示した。文字Ｈで相当す
る磁界を示した。これらの文字により、この発明の実施の態様において使用され
る導波体の長さが示されている。記号“＋”と“−”は電界Ｅの等しい記号の半
波を示している。本発明により、−既に上記したように−本発明による遮蔽手段
内の開口はこの遮蔽手段の、図１において＋で示した等しい記号の増幅器に隣接
している、電界Ｅが最大な位置に設けられている。

【００２８】 図２は、蛇行形状で設けられている線形共振器２を備えている本発明の発明の
実施の態様を概略平面図で示している。概略図示した線形共振器２は図２の図面
の面に対して平行な面に設けられている。線形共振器２はハウジング４内に存在
している。このハウジング４は図２において観察者に面した壁部４ａを有してい
る。この壁部４ａは図示の目的で破線６の内部では中断されており、これにより
蛇行形状に配設された線形共振器２を示すことが可能となる。

【００２９】 この線形共振器２は誘導的な導波体であり、この導波体は、線形共振器２を形
成するために、その端部において交差して閉じられている。

【００３０】 更に、ハウジング４は開口１０を備えている。これらの開口１０は環状である
。これらの開口１０の直径は線形共振器２によって発生される共振波長に比して
小さい。これらの開口１０の領域内において、これらの開口１０の中心点から半
径方向で延在している矢印により、線形共振器２からこれらの位置においてハウ
ジング壁部４ａから図２を見た方向で外域に減結合された漂遊電界を示している
。この漂遊電界は、線形共振器２上で、図面の面に対して垂直方向で開口１０の
中心点の高さに設けられているピン１２から放射される。従って、このピン１２
は漂遊電界を線形共振器２からハウジング４の外域へと減結合するための減結合
アンテナとして働く。開口１０とピン１２の配設は、これらの開口１０とピン１
２とが、線形共振器２によって発生される電界の極大が、等しい記号の振幅の位
置に存在するように選択される。このことに関して図１を参照した場合、ピン１
２は図１において記号“＋”で示した電界Ｅの最大振幅の位置に存在している。

【００３１】 図３は、図２における発明の実施の態様の側面図である。同じ部分は同じ参照
符号で示した。線形共振器２上のピン１２からハウジング壁部４ａ内の開口１０
内にアーチ状に外部から、そして再びハウジング壁部４ａの外側面４ｂへと突当
たる矢印は、線形共振器２からピン１２により減結合された漂遊電界である。

【００３２】 上記のことに加えて、図３には遮蔽手段として働くハウジング４の下方の壁部
４ｃが示されている。この下方の壁部４ｃはハウジング４の上方の壁部４ａに対
して平行に指向している。この下方の壁部４ｃは中央に開口１４を有している。
この開口１４内には、その縦軸線でもって下方の壁部４ｃの面に対して垂直方向
に結合アンテナ１６が存在している。この結合アンテナ１６により電界はハウジ
ング４、即ち線形共振器２内に結合される。

【００３３】 物質をその誘電特性に関して検査しようとする場合、この物質は結合アンテナ
１６を介して電界が与えられる漂遊電界ゾンデ１において、直にハウジング４の
壁部４ａの外側面４ｂに沿ってその傍らを案内される。例えばルーズなたばこを
その誘電特性に関して、例えばたばこの湿度を確認するために、検査を行う場合
、このたばこは壁部４ａの第一の外側面４ｂに沿って、図３において矢印により
壁部４ａの上方に示した線形共振器２の漂遊電界を経て案内される。このことは
、漂遊電界ゾンデ１が殆ど垂直な、しかし垂直な壁に比して緩急に垂直に傾斜し
た、ルーズなたばこが沿って滑落する壁の一部分であることによって行われる。
ルーズなたばこの、ピン１２を介して放射された漂遊電界を経ての案内により、
線形共振器２の共振曲線が変わる。共振器周波数のこの変化と共振器周波数の減
衰はドイツ連邦共和国特許公開第１９７ ０５ ２６０号とドイツ連邦共和国特
許第１９７ ３４ ９７８号に記載されている方法と測定構成によって決定可能
である。引続き、こうして壁部４ａの外側面４ｂに沿ってその傍らを滑動するル
ーズなたばこの平均した湿度を検査することが可能である。

【００３４】 漂遊電界ゾンデのハウジング４は、低い温度伸び係数を有している材料から成
るのが有利である。この材料は特に、約６４％の鉄と約３６％のニッケルとから
成る合金である。このハウジング４は図示していない温度調節機構を備えており
、この温度調節機構はハウジング４の作業温度を少なくともほぼ一定に維持する
。ハウジング４のこの温度調節機構はハウジング４の温度のための図示していな
い感知器を備えており、この感知器は図示していないトランジスタを制御し、こ
れにより、このトランジスタの損失熱がハウジング４の温度を少なくともほぼ一
定に、特に周辺温度以上において一定に維持する。更に、壁部４ａ，４ｃとハウ
ジング４の側壁もまた、それらの内側において少なくとも部分的に耐腐食性の金
属で覆われているか、或いは少なくとも部分的にこのような金属から成るのが有
利である。この被覆部は電気的に良好な導電性を有している金属から造られてい
るのが有利である。外側面４ｂ，４ｃとハウジング４の側方の外面も耐腐食性の
金属で覆われていてもよい。この被覆金属は金を含有しているのが有利である。
その上、ハウジング４の表面４ａが付加的に、少なくとも部分的にポリアリルエ
ーテルケトン（ＰＥＡＫ）−群から成る合成物質、特にポリエーテルケトン（Ｐ
ＥＥＫ）から成る合成物質で積層されているのが有利である。また、第一の壁部
４ａに対して平行に他の図示していない、このような合成物質から成る層が外域
壁４ａの外側面４ｂに設けられていてもよい。

【００３５】 図４は、漂遊電界ゾンデ１の他の実施の態様を示している。この実施の態様に
あっても、同じ部分は同じ参照符号で示した。図４に図示した漂遊電界ゾンデに
あっては、線形共振器２は十字形に設けられている。この実施の態様の場合も、
線形共振器２は誘電的な導波体によって形成されており、この導波体はその端部
８において短絡されている。十字形の線形共振器２を備えているこの漂遊電界ゾ
ンデ１にあってもまた、この線形共振器２の共振電界を測定されるべき物質に結
合するためのピン１２が設けられている。

【００３６】 図４による漂遊電界ゾンデ１内の十字形に設けられている線形共振器２にあっ
てもまた、漂遊電界を減結合するためのピン１２が、外域において、線形共振器
２に対して、即ち図４の図面の面に対して垂直方向で設けられている。

【００３７】 図５は、図４による漂遊電界ゾンデ１の構造を、ばらばらに分解した図面で概
略示している。この実施の態様にあっても、同じ部分は同じ参照符号で示した。
図５はハウジング４を示している。このハウジング４内において、十字形の切欠
き１８内に線形共振器２が埋設されている。図５による線形共振器２のこの透視
図において、線形共振器２上に垂直方向で起立しているピン１２が明瞭に認めら
れる。図４と図５に図示した漂遊電界ゾンデ１のハウジング４は偏平に形成され
ており、従って上記した法面内においてルーズなたばこのために使用することが
可能である。ハウジング４上にカバー２０が載置されている。このカバー２０は
導電性の材料から成る。このカバー２０は開口１０を備えている。環状の開口１
０の中心点は正確にピン１２の縦軸線の延長内のピン１２の上方に存在している
。更に図５の上方には閉鎖板２２が図示されている。この閉鎖板２２は上記した
非導電性で、非金属の材料であるＰＥＥＫから成る。この閉鎖板２２は、ハウジ
ング４内の、即ちピン１２を備えている線形共振器２内の切欠き１８とカバー２
０とを外部の影響から保護する働きを行う。

【００３８】 図６は、図４と図５に図示した漂遊電界ゾンデ１の概略側面図である。この図
面において、同じ部分は同じ参照符号で示した。この図面には閉鎖板２２は示さ
れていない。具体的な対象物に加えて、図６においては、電界Ｅは破線で概略示
されている。図６において、線形共振器２によって共振的に形成される電界Ｅの
極大（Maxima) は、矢印によっても示した漂遊電界の減結合のため、正確にピン
１２の位置にある。等しい記号の極大である場合（図１）である場合、矢印で示
した漂遊電界のみがカバー２０の開口１０を経て、矢印に従って外方へと結合さ
れる。しかし、遠隔電界、即ち輻射損失は何等かの理由で生じる。

【００３９】 結合を行うために、結合アンテナ１６が開口２４を経てハウジング４内に導入
されている。この結合アンテナ１６は中央に設けられているピン１２の下方に正
確に存在している（図５参照）。減結合を行うために、減結合アンテナ２６がハ
ウジング４の縁部に沿ってこのハウジング４の下方の壁部４ｃ内に設けられてい
る開口２８を経て案内されている。

【００４０】 図７は、空洞共振器３０が使用されている漂遊電界ゾンデ１を概略示している
。その際、この図７はＨ３０３−共振器を示している。このことは、共振器内に
おいて三つの半波がｘ−方向とｚ−方向に拡幅可能であり、ｙ−方向にはどんな
半波も拡幅不可能であることを意味している（図７の座標ｘ，ｙ，ｚを参照）。
図７の空洞共振器３０にあっても、結合と減結合とが結合アンテナ１６と２６と
を介して行われる。この場合、図７には、結合アンテナ２６の距離ｂ′の、空洞
共振器３０と空洞共振器３０の全幅ｂに対する比率は、２８／１００である。

【００４１】 図７の空洞共振器３０もそのカバー２０内に開口１０を備えている。各々の開
口の下方には、図示していないそれぞれ一つのアンテナを保持されている、図示
していないプレキツキシ・ガラス円筒体が存在している。従って、図示していな
いアンテナとカバー２０との間には所望の漂遊電界が形成される。図７により、
共振電界の等しい記号の極大が開口１０をもって外方へと指向している。

【００４２】 図８は、電界分布を三次元の図で示している。この図８は、図７において記号
“＋”で示した電界の極大を示している。

【００４３】 図８に図示した共振器Ｈ３０３のほかに、更に他の共振器が空洞共振器３０内
に存在している。整数（例えばＨ２０３，Ｈ２０４，Ｈ４０４．．．）の全ての
共振は容易に抑制可能である。何故なら、これらは全ての共振器が中心点におい
て電界Ｅのゼロ位置を有しており、この位置において結合アンテナ１６と結合が
行われるからである。

【００４４】 しかし、妨害共振器はＨ１０３においてはＨ３０１と重複している。この共振
は、対称軸線上の全幅の約２８％にあって、電界Ｅのゼロ位置を有している。こ
の理由から、図７により、空洞共振器３０の全幅ｂの２８％（ｂ′）にあって、
減結合アンテナ１６が存在している。この値は各々の空洞共振器３０に関して実
験的に検出可能である。図９は、Ｈ３０１を有する共振器Ｈ１０３における電界
Ｅの三次元の電界分布を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の根底をなす原理を示す図である。

【図２】 蛇行形状に設けられている導波体を備えている本発明による実施の態様を示す
図である。

【図３】 図２の実施の態様の側面図である。

【図４】 十字形に設けられている導波体を備えている本発明による実施の態様の図であ
る。

【図５】 図４を分解して示した図である。

【図６】 図４による実施の態様の側面図である。

【図７】 空洞共振器を備えている本発明による他の実施の態様の概略平面図である。

【図８】 図７の空洞共振器の電界の分布図である。

【図９】 図７の空洞共振器の妨害電界の分布図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月２２日（２００１．５．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【外２】 とｎ≧３、特に≧１０であり、λは電界Ｅの波長を意味している。）であること
を特徴とする請求項９或いは１０に記載の漂遊電界ゾンデ。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 ブッセ・マティーアス ドイツ連邦共和国、キール、シェーンベル ガー・ストラーセ、142 Ｆターム(参考） 4B044 CF01Y CL03 CL10 CM13

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項０１】 電界（Ｅ）を発生させるための発生手段（２，３０）、 発生された電界（Ｅ）を遮蔽するための遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）とを
   備えており、この場合電界（Ｅ）が少なくとも部分的に遮蔽手段（４，４ａ，４
   ｃ，２０）の外部に存在しているようにこの遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）
   が形成されている様式の、物質、特にルーズなたばこの誘電特性性を測定するた
   めの漂遊電界ゾンデにおいて、 遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）が電界を減結合するために少なくとも二つの
   開口（１０）を備えていることを特徴とする漂遊電界ゾンデ。
2. 【請求項０２】 開口（１０）が、電界（Ｅ）が同じ振幅の場所において減
   結合可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の漂遊電
   界ゾンデ。
3. 【請求項０３】 発生手段（２，３０）が、電界（Ｅ）が共振内に存在して
   いるように形成されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の漂遊電界
   ゾンデ。
4. 【請求項０４】 発生手段（２，３０）が、電界（Ｅ）が高周波の交流電界
   であるように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一
   つに記載の漂遊電界ゾンデ。
5. 【請求項０５】 開口（１０）が、電界（Ｅ）がその極大において減結合可
   能であるように設けられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか
   一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
6. 【請求項０６】 開口（１０）が、電界（Ｅ）が同じ記号を有するその極大
   において減結合可能であるように形成されていることを特徴とする請求項５に記
   載の漂遊電界ゾンデ。
7. 【請求項０７】 遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）が発生手段（２，３０
   ）のためのハウジング（４）として形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の漂遊電界ゾンデ。
8. 【請求項０８】 開口（１０）が電界（Ｅ）の波長に比して小さな直径を有
   していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の漂遊電界
   ゾンデ。
9. 【請求項０９】 発生手段（２，３０）が導波体（２）として形成されてい
   ることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ
   。
10. 【請求項１０】 導波体がその両端部（８）における短絡により線形共振器
    （２）として形成されていることを特徴とする請求項９に記載の漂遊電界ゾンデ
    。
11. 【請求項１１】 導波体（２）の長さが約ｎ×λ／２（式中 【外１】 ≧３、特に≧１０を意味する。）であることを特徴とする請求項９或いは１０に
    記載の漂遊電界ゾンデ。
12. 【請求項１２】 導波体（２）が蛇行形状とし形成されていることを特徴と
    する請求項９から１１までのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
13. 【請求項１３】 ｎが奇数であり、導波体（２）の中央において電界（Ｅ）
    がこの導波体（２）に結合されていることを特徴とする請求項１１或いは１２に
    記載の漂遊電界ゾンデ。
14. 【請求項１４】 導波体（２）が十字形に形成されていることを特徴とする
    請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
15. 【請求項１５】 導波体十字形の脚部の各々が５×λ／２に相当する長さを
    有していることを特徴とする請求項１４に記載の漂遊電界ゾンデ。
16. 【請求項１６】 導波体（２）が高抵抗性であることを特徴とすることを特
    徴とする請求項１０から１５でのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
17. 【請求項１７】 導波体（２）が、電界（Ｅ）の減結合のための位置におい
    てその縦軸線に対して垂直方向に設けられているピン（１２）を有していること
    を特徴とする請求項１０から１６でのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
18. 【請求項１８】 ピン（１２）がハウジング（４）の内部に設けられている
    導波体（２）とハウジング外壁（４ａ）との間の距離を橋絡するように設けられ
    ていることを特徴とする請求項８或いは１７或いは請求項１から１６までのいず
    れか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
19. 【請求項１９】 測定回路を完全にするために必要な測定減結合が遮蔽手段
    （４，４ａ，４ｃ，２０）の外部に存在している電界（Ｅ）を形成するための漂
    遊電界減結合部に対置して設けられていることを特徴とする請求項１１から１８
    までのいずれか一つに記載の漂遊電界ゾンデ。
20. 【請求項２０】 測定減結合部（２６）が互いに対称的に位置している点に
    設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の漂遊電界ゾンデ。
21. 【請求項２１】 形成手段（２，３０）が空洞共振器（３０）として形成さ
    れていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の漂遊電界
    ゾンデ。
22. 【請求項２２】 電界（Ｅ）の結合が空洞共振器（３０）の中で行われるよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の漂遊電界ゾンデ。
23. 【請求項２３】 外域内への電界（Ｅ）の減結合のための位置において、遮
    蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）の内部内にそれぞれアンテナ（１２）が設けら
    れており、これらのアンテナが空洞共振器（３０）を遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ
    ，２０）内部において外域内への電界（Ｅ）の減結合するための外域と結合して
    いることを特徴とすめ請求項２１或いは２２に記載の漂遊電界ゾンデ。
24. 【請求項２４】 アンテナ（１２）が誘電体から成る円筒体、特にプレツキ
    シ・ガラスから成る円筒体として形成されていることを特徴とする請求項２３に
    記載の漂遊電界ゾンデ。
25. 【請求項２５】 物質の誘電特性を測定する方法において、 共振電界（Ｅ）を遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）を内部において発生させる
    こと、 遮蔽手段（４，４ａ，４ｃ，２０）内の開口（１０）により、共振電界（Ｅ）の
    一部分が電界（Ｅ）の同じ記号の極大位置において、漂遊電界として検査される
    物質が存在している域内へ結合すること、 共振電界（Ｅ）の共振周波数の変化を測定すること、 の方法工程から成ることを特徴とする方法。