JP2012088292A - 含有量計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】送受信器間に定在波が立つと被測定物の位置によって受信器で受信する電磁波の強度が異なるため、被測定物を透過した電磁波の強度を測定するだけでは被測定物に含有している所定の材料の含有量を精度よく計測することが難しい。
【解決手段】
受信器を定在波の波長λの１／２より長い距離に亘って移動しながら電磁波の強度の最大値などの規定値を測定し、予め採ってある検量データを用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する。
【選択図】図１
【解決手段】
受信器を定在波の波長λの１／２より長い距離に亘って移動しながら電磁波の強度の最大値などの規定値を測定し、予め採ってある検量データを用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する。
【選択図】図１
Description
本発明は、ミリ波やテラヘルツ波の電磁波を用いた含有量計測装置に関するものである。
従来の電磁波を用いた含有量計測装置は、送信器から受信器へ向けてミリ波やテラヘルツ波の電磁波を放射すると、送受信器の構造上からしてこの電磁波の反射を無くすることが難しいので、送受信器間には進行波ばかりでなく送信波長の半分の波長の定在波が立っている。
このような電磁波中に被測定物、例えば、ミリ波やテラヘルツ波を吸収する樹脂を含浸させた繊維織布を配置して、これを透過した電磁波の強度を測定することにより樹脂量を計測する場合、該樹脂量が同じでも送受信器間にある繊維織布の位置によって受信器の受信強度が異なるため、該樹脂量を正確に計測することが難しいという問題がある。
このような電磁波中に被測定物、例えば、ミリ波やテラヘルツ波を吸収する樹脂を含浸させた繊維織布を配置して、これを透過した電磁波の強度を測定することにより樹脂量を計測する場合、該樹脂量が同じでも送受信器間にある繊維織布の位置によって受信器の受信強度が異なるため、該樹脂量を正確に計測することが難しいという問題がある。
また、繊維織布の位置を固定しても、該樹脂量が同じでも送信器あるいは受信器の位置が変わると受信強度が異なるという問題がある。
樹脂量に限らず、異質物混在、層状変質など電磁波の透過特性を利用して被測定物に含まれる所定の材料を定量計測する場合も同様の問題が生じる。
従来、解決策として定在波を無くする方法や被測定物の高精度位置決め、あるいは、位置補正を用いる方法などがあるが実用上種々の困難性が伴なっている。特に、生産ラインにおいて被測定物が高速に動いている場合などは計測精度、装置コストなどにおいて問題である。
送受信器間に定在波が立つと被測定物の位置によって受信器で受信する電磁波の強度が異なるため、被測定物を透過した電磁波の強度を測定するだけでは被測定物に含有している所定の材料の含有量を精度よく計測することが難しい点を解決する。
請求項１記載の発明は、送信器と受信器の間に被測定物を設置し、この被測定物を透過した電磁波の強度を測定して被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する場合において、
透過特性が被測定物と所定の材料で異なる周波数の電磁波を送信する手段と、
被測定物が設置される箇所の電磁波を平行ビーム（平面波）に整える手段と、
送信器あるいは受信器を上記平面波の進行方向あるいはその反対方向に、送受信器間に立っている定在波の波長の１／２より長い距離に亘って移動する手段と、
前記送信器あるいは受信器を移動しながら受信する電磁波の強度をサンプリング測定する手段と、
このサンプリング測定におけるデータの最大値あるいは最小値などの規定値と、予め採ってある検量データを用いて、被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する手段を備えていることを特徴とする。
透過特性が被測定物と所定の材料で異なる周波数の電磁波を送信する手段と、
被測定物が設置される箇所の電磁波を平行ビーム（平面波）に整える手段と、
送信器あるいは受信器を上記平面波の進行方向あるいはその反対方向に、送受信器間に立っている定在波の波長の１／２より長い距離に亘って移動する手段と、
前記送信器あるいは受信器を移動しながら受信する電磁波の強度をサンプリング測定する手段と、
このサンプリング測定におけるデータの最大値あるいは最小値などの規定値と、予め採ってある検量データを用いて、被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する手段を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、被測定物の位置に拘わらず、被測定物を透過した電磁波の強度の最大値あるいは最小値などの規定値が計測できるので、予め採ってある検量データを用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量が正確にわかるようになる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の送信器あるいは受信器を移動する代わりに、送信器および受信器を固定し、被測定物を相対的に移動していることを特徴とする。
この発明によれば、被測定物の位置を定在波の波長の１／２より長い距離に亘って移動するので、送信器あるいは受信器の位置に拘わらず、被測定物を透過した電磁波の強度の最大値あるいは最小値などの規定値が計測できるので、予め採ってある検量データを用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量が正確にわかるようになる。
請求項３記載の発明は、送受信器間に設置した被測定物の位置が変動している場合において、請求項１に記載したように送信器あるいは受信器を移動しながらサンプリング測定するプロセスと、請求項２に記載したように送信器および受信器を固定してサンプリング測定するプロセスとを単独あるいは順次繰り返して用いていることを特徴とする
この発明によれば、被測定物の位置が変動しても被測定物を透過した電磁波の強度の最大値あるいは最小値などの規定値が計測できるので、予め採ってある検量データを用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量が正確にわかるようになる。
請求項４記載の発明は、送信周波数が、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの間の周波数であることを特徴とする。
この発明によれば、定在波の波長が１５ｃｍから１５μｍにおいて適用されるようになる。
この発明を利用すると、ミリ波やテラヘルツ波の電磁波を発信して送受信器間に定在波が立つ場合においても、被測定物を透過した電磁波の強度の最大値あるいは最小値などの規定値を計測することによって、被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を正確に計測できるという利点がある。
また、発信器からアクティブに送信する前記電磁波の場合に限らず、物体からの自然放射すなわちパッシブに放射される所定の周波数の計測系にも適用できるという利点がある。
更に、含有量計測装置として説明してきたが、当該手段によるその透過特性及び位置などに関する特性の計測は多方面に適用できるという利点がある。
計測系に定在波が立つ場合において、ミリ波、テラヘルツ波の透過特性を用いて被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を正確に計測するという目的を、送信器、受信器あるいは被測定物の位置を移動しながら電磁波の強度を計測することによって実現する。
図１は請求項１に関する本発明による実施例の模式図である。
タンネットダイオードやガンダイオードなどの発信素子ＯとプラスチックレンズＬ１が一体になっている送信器ＯＳＣから送信された電磁波は、被測定物が設置される箇所Ｅｆ領域では平面波となって被測定物ｍを透過し、レンズＬ２とショットキーダイオードや焦電センサなどの検知器Ｄが一体になっている受信器ＤＥＴで受信される。
ここで、移動装置Ｔを用いて、受信器ＤＥＴを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させると、サンプリング測定装置Ｍでの受信強度は、移動距離ｄ１の推移に応じて電磁波の強度ｖ、最大値ｖｐで測定される。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
タンネットダイオードやガンダイオードなどの発信素子ＯとプラスチックレンズＬ１が一体になっている送信器ＯＳＣから送信された電磁波は、被測定物が設置される箇所Ｅｆ領域では平面波となって被測定物ｍを透過し、レンズＬ２とショットキーダイオードや焦電センサなどの検知器Ｄが一体になっている受信器ＤＥＴで受信される。
ここで、移動装置Ｔを用いて、受信器ＤＥＴを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させると、サンプリング測定装置Ｍでの受信強度は、移動距離ｄ１の推移に応じて電磁波の強度ｖ、最大値ｖｐで測定される。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
図２は請求項２に関する本発明による実施例の模式図であり、記号は図１と同様である。
ここで、移動装置Ｔを用いて、被測定物ｍを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させると、サンプリング測定装置Ｍでの受信強度は、移動距離ｄ２の推移に応じで電磁波の強度ｖ、最大値ｖｐで測定される。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
ここで、移動装置Ｔを用いて、被測定物ｍを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させると、サンプリング測定装置Ｍでの受信強度は、移動距離ｄ２の推移に応じで電磁波の強度ｖ、最大値ｖｐで測定される。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
図３は請求項３に関する本発明による実施例の模式図であり、記号は図１と同様である。
被測定物ｍが矢印方向Ｙへ高速に動いていて、更に、矢印方向Ｘに定在波の波長λの凡そ２倍分の振動範囲δ内をランダムに振動している場合である。
ここでは、先ず、送信器ＯＳＣと受信器ＤＥＴを固定して、ランダムに変化する電磁波の強度ｖを所定時間ｔ測定して最大値ｖｐを計測する。次に、移動装置Ｔを用いて、受信器ＤＥＴを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させ、移動距離ｄ３の推移に応じで電磁波の強度ｖを測定して最大値ｖｐを計測するものである。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
被測定物ｍが矢印方向Ｙへ高速に動いていて、更に、矢印方向Ｘに定在波の波長λの凡そ２倍分の振動範囲δ内をランダムに振動している場合である。
ここでは、先ず、送信器ＯＳＣと受信器ＤＥＴを固定して、ランダムに変化する電磁波の強度ｖを所定時間ｔ測定して最大値ｖｐを計測する。次に、移動装置Ｔを用いて、受信器ＤＥＴを矢印方向Ｘへ定在波の波長λの凡そ１．５倍分移動させ、移動距離ｄ３の推移に応じで電磁波の強度ｖを測定して最大値ｖｐを計測するものである。
従って、含有量計測装置Ｃを用いて、予め採ってある材料ｍ＊の含有量の最大値ｖｐｘと含有量ｃｘの検量データから被測定物ｍ中に含まれる所定の材料ｍ＊の含有量ｃがｖｐから計測される。
Ｏ 発信素子
Ｌ１ レンズ
ＯＳＣ 送信器
Ｅｆ 被測定物が設置される箇所
ｍ 被測定物
Ｌ２ レンズ
Ｄ 検知器
ＤＥＴ 受信器
Ｔ 移動装置
Ｘ 矢印方向
λ 定在波の波長
Ｍ サンプリング測定装置
ｄ１ 移動距離
ｖ 電磁波の強度
ｖｐ 最大値
Ｃ 含有量計測装置
ｍ＊ 材料
ｖｐｘ 含有量の最大値（検量データ）
ｃｘ 含有量（検量データ）
ｃ 含有量
ｄ２ 移動距離
δ 振動範囲
ｔ 所定時間
ｄ３ 移動距離
Ｌ１ レンズ
ＯＳＣ 送信器
Ｅｆ 被測定物が設置される箇所
ｍ 被測定物
Ｌ２ レンズ
Ｄ 検知器
ＤＥＴ 受信器
Ｔ 移動装置
Ｘ 矢印方向
λ 定在波の波長
Ｍ サンプリング測定装置
ｄ１ 移動距離
ｖ 電磁波の強度
ｖｐ 最大値
Ｃ 含有量計測装置
ｍ＊ 材料
ｖｐｘ 含有量の最大値（検量データ）
ｃｘ 含有量（検量データ）
ｃ 含有量
ｄ２ 移動距離
δ 振動範囲
ｔ 所定時間
ｄ３ 移動距離
Claims (4)
- 送信器と受信器の間に被測定物を設置し、この被測定物を透過した電磁波の強度を測定して被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する場合において、
透過特性が被測定物と所定の材料で異なる周波数の電磁波を送信する手段と、
被測定物が設置される箇所の電磁波を平行ビーム（平面波）に整える手段と、
送信器あるいは受信器を上記平面波の進行方向あるいはその反対方向に、送受信器間に立っている定在波の波長の１／２より長い距離に亘って移動する手段と、
前記送信器あるいは受信器を移動しながら受信する電磁波の強度をサンプリング測定する手段と、
このサンプリング測定におけるデータの最大値あるいは最小値などの規定値と、予め採ってある検量データを用いて、被測定物中に含まれる所定の材料の含有量を計測する手段を備えていることを特徴とする含有量計測装置 - 送信器あるいは受信器を移動する代わりに、送信器および受信器を固定し、被測定物を相対的に移動していることを特徴とする請求項１記載の含有量計測装置
- 送受信器間に設置した被測定物の位置が変動している場合において、請求項１に記載したように送信器あるいは受信器を移動しながらサンプリング測定するプロセスと、請求項２に記載したように送信器および受信器を固定してサンプリング測定するプロセスとを単独あるいは順次繰り返して用いていることを特徴とする含有量計測装置
- 送信周波数が、１ＧＨｚから１０ＴＨｚの間の周波数であることを特徴とする請求項１、２、３記載の含有量計測装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010247889A JP2012088292A (ja) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | 含有量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010247889A JP2012088292A (ja) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | 含有量計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012088292A true JP2012088292A (ja) | 2012-05-10 |
Family
ID=46260052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010247889A Pending JP2012088292A (ja) | 2010-10-18 | 2010-10-18 | 含有量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012088292A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015087163A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | パイオニア株式会社 | テラヘルツ波計測装置 |
-
2010
- 2010-10-18 JP JP2010247889A patent/JP2012088292A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2015087163A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | パイオニア株式会社 | テラヘルツ波計測装置 |
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